CAD技術(shù)-第五章-材料加工的CADCAECAM的實(shí)際應(yīng)用.ppt

5.1液體成型5.2板金成型5.3熔接成型5.4塑膠注射成型5.5快速成型，第5章材料加工CAD/CAE/CAM的實(shí)際應(yīng)用，學(xué)習(xí)目標(biāo)：液體成型、板金成型、熔接成型、塑膠注射成型和快速成型CAM學(xué)習(xí)重點(diǎn)：CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的主要內(nèi)容。5.1液體成型、液體成型工藝CAD液體成型CAE液體成型凸輪、鑄造系統(tǒng)、立管系統(tǒng)、分型面、加工裕度、起始斜度等工藝基本要素的設(shè)計(jì)和繪制(造型)工作，才能成功完成鑄造工藝設(shè)計(jì)。二維過程CAD當(dāng)前沒有通用系統(tǒng)，大多數(shù)情況下基于AutoCAD系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)。3d進(jìn)程CAD基于Pro/E、UG、Solidworks等進(jìn)行二次開發(fā)。液態(tài)成型工藝CAD，中國鑄造CAD鑄造工藝輔助設(shè)計(jì)(二維)軟件系統(tǒng)，“中國鑄造CAD鑄造工藝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)”是在鑄造行業(yè)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的實(shí)用繪圖軟件，華中科技大學(xué)(原華中理工大學(xué))多年來研究開發(fā)，長期工程實(shí)踐軟件系統(tǒng)使用Autodesk公司最新開發(fā)工具ARX在AutoCAD環(huán)境中開發(fā)實(shí)施。根據(jù)機(jī)械工業(yè)部公布的JB2435-78標(biāo)準(zhǔn)，圍繞鑄造工藝設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵工藝參數(shù)，整合整個(gè)鑄造工藝的各階段功能，標(biāo)準(zhǔn)化各種工藝符號，定制和擴(kuò)展。主要功能包括分割線、加工馀量、傾斜、砂芯和型芯頭、冷鐵、未鑄造孔、鑄造圓角、工藝卡繪圖、立管和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)具有完善的系統(tǒng)、適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便靈活的界面、工藝設(shè)計(jì)過程快速高效的鑄造工藝，對保證鑄件質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和新產(chǎn)品開發(fā)效率具有重要作用。三維“中國鑄造CAD”，液態(tài)成型CAE填充流過程模擬結(jié)晶凝固過程模擬應(yīng)力/應(yīng)變分析微觀組織模擬，中國鑄造CAE鑄造過程分析軟件系統(tǒng)“華鑄CAE”鑄造過程分析軟件是分析和優(yōu)化鑄造過程的重要工具，華中科技大學(xué)，20多年研發(fā)，長期生產(chǎn)，使用范圍鑄造材料：鋼、鐵、鋁、銅等各種鑄造合金鑄造方法：砂、金屬、殼、鐵模具覆膜砂、投資、低壓、壓力等鑄造方法分析內(nèi)容：流動充填工藝、冷卻凝固工藝、充填傳熱耦合工藝預(yù)測缺陷：礦渣、 圖3原始流程填充模擬，圖4原始流程凝固模擬結(jié)果，一次成功的燃?xì)廨啓C(jī)氣缸體，模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)原始流程鑄造小半徑端氣缸體內(nèi)存在大收縮危險(xiǎn)區(qū)域。 在此，應(yīng)增加冷鐵的密度和厚度，通過多種方案的模擬比較，優(yōu)化合適的冷鐵布局。為了克服康明斯主體渣問題，圖5康明斯主體原始工藝圖6康明斯主體改善工藝，圖7原始工藝流程前沿非形式，圖8工藝流程前端的整潔無序改善，克服康明斯主體渣問題一次性成功的大型鑄件矯直機(jī)機(jī)架，模擬結(jié)果顯示，這4個(gè)角的4個(gè)冒口補(bǔ)充通道比鑄件先凝固收縮效果明顯不足，可能會出現(xiàn)洗滌池大小的收縮孔。使用加深的浮動珠絕緣riser蓋和直立的耐冷鐵，確認(rèn)該部分的順序凝固，從而防止收縮。，圖9機(jī)架原始工藝凝固模擬結(jié)果圖10機(jī)架改善工藝模擬結(jié)果，石家莊曲軸收縮孔，沈飛鑄件液相，轉(zhuǎn)向節(jié)溫度，大連閥體充填，大重量閥閥體壓力，車輪計(jì)算機(jī)實(shí)體模型和有限元模型，鋁合金輪轂鑄件流動和溫度分布，車輪凝固狀態(tài)縱向剖面，鑄件凝固工藝顏色復(fù)雜的多相流動模擬、包含氧化的過程模擬、建模/型芯過程模擬、消失模成型過程模擬、半固態(tài)成型模擬和微觀過程數(shù)值模擬等是研究前沿和熱點(diǎn)。包含氧化的數(shù)值模擬，建模/型芯過程模擬，型芯物理照片，幾何生成過程模擬，氣體排放速度分布幾何密度分布分析，氣缸蓋丟失損失，半固態(tài)鑄造，發(fā)動機(jī)支架鑄造，液體成型凸輪，主要是鑄造模具，模塊等工裝領(lǐng)域。固定軸銑削刀具軌跡、壓鑄模凸輪、5.2鈑金成型、鈑金沖壓產(chǎn)品電腦輔助設(shè)計(jì)(CAD)電腦輔助程序(CAPP)沖壓模具電腦輔助設(shè)計(jì)與制造、鈑金沖壓，級進(jìn)模設(shè)計(jì)，也稱為連續(xù)模具，是在模具的一個(gè)沖程內(nèi)完成模具的另一個(gè)工作空間中的多沖壓工藝。三維級進(jìn)模設(shè)計(jì)軟件UG/PDWUG/PDW由UGSPLM由華中科技大學(xué)模具設(shè)計(jì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)。PDW總結(jié)和模擬模具設(shè)計(jì)專家的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和過程，以優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、步驟和結(jié)果。同時(shí)，PDW利用UG的強(qiáng)大功能，可以進(jìn)行普通鈑金零件的級進(jìn)模設(shè)計(jì)、繪圖和不規(guī)則面組成的零件的級進(jìn)模設(shè)計(jì)，很好地符合當(dāng)今復(fù)雜零件的級進(jìn)模設(shè)計(jì)。焊接CAD/CAE/CAMCAD技術(shù)可用于焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。CAM技術(shù)的成熟應(yīng)用是計(jì)算機(jī)數(shù)控切割機(jī)、激光切割、YAG激光(機(jī)器人)焊接的編程技術(shù)。焊接CAE通常表示有限元分析、結(jié)構(gòu)分析等。焊接CAD/CAE/CAM的應(yīng)用焊接CAD專家系統(tǒng)在CAD/CAM機(jī)器人中的應(yīng)用焊接CAE應(yīng)用實(shí)例，5.3焊接成形，圖1T梁焊接變形圖，簡單t梁縱向收縮引起的彎曲變形，焊接CAE應(yīng)用實(shí)例，圖2壓縮機(jī)焊接的殘余變形，圖3管道板焊接過程中特定時(shí)間點(diǎn)的溫度場，圖3 汽車副車架、大艇結(jié)構(gòu)的焊接變形預(yù)測、圖6大缸結(jié)構(gòu)的焊接變形、圖7船體結(jié)構(gòu)焊接變形、大船體結(jié)構(gòu)的焊接變形、注塑模具的CAD技術(shù)應(yīng)用主要包括塑料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具開放、聯(lián)模運(yùn)動模擬注塑模具CAD技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顟B(tài)Pro/E、ug 等獨(dú)立注塑模具設(shè)計(jì)模塊； 還有一個(gè)通用CAD軟件包，用于獨(dú)立開發(fā)注射模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)。中國華中科技大學(xué)注塑模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)開發(fā)；合肥工業(yè)大學(xué)注射模二維系統(tǒng)IPM-CAD和三維系統(tǒng)IPMCADV4.0；上海交通大學(xué)綜合注射模CAD系統(tǒng)；浙江大學(xué)精密注塑模具CAD/CAM系統(tǒng)。5.4塑料注射成型，注射成型CAE當(dāng)前注射模具CAE僅限于對注射成型中的熔體填充、保壓和冷卻過程進(jìn)行模擬，預(yù)測塑料產(chǎn)品在脫模后的彎曲變形的注射過程的計(jì)算機(jī)分析。注射成型CAE、熔體流動前沿動態(tài)顯示、華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成功完成了三維真實(shí)流動模擬軟件HSCAE3DRF、型腔壓力、熔體溫度、融合模式/氣穴和RapidPrototyping (RP)技術(shù)通過切片實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體的輪廓RP技術(shù)在家電、汽車、玩具、輕工業(yè)產(chǎn)品、建筑