单螺杆智能制造 | 设计与工程选项

面临的挑战：

来自海克斯康的解决方案：

螺杆是在长轴上具有螺旋槽的一种特殊零件，这种零件广泛应用于注塑机，加工中心，数控车床，磨床，精雕机，线切割等加工设备上。以注塑机为例，它的作用是对塑料进行输送、压实、熔化、搅拌和施压。所有这些都是通过螺杆在料筒内的旋转来完成的，作为旋转运动的主要构件，典型的注塑机螺杆分为三段：

①加料段，此段螺旋槽较深，需要产生足够的压力，负责预热与塑料固体输送及推挤，使塑料在进料段结束时开始熔融；

②压缩段，此段螺旋槽渐缩，使塑料母料加快熔融。压缩比的设计很重要；

③均化段，此段螺旋槽深度为固定值，使塑料母料继续熔融并均匀挤出熔化塑料母料。

因此螺杆的结构即承担了对作用力的控制，也承担了对运动速度甚至是精度的控制，其结构优化设计十分重要，完成结构优化的螺杆可以使此类设备可以在同等能耗情况下，以最优的行程和效率完成同等或者更好的加工质量。

结构优化模块

利用海克斯康的一些软件的联合仿真，可以完成螺杆结构的优化。其思路是由Apex完成前处理及基本的线性分析功能，然后将数据传递给Nastran做最后的数据分析，完成结构优化。

Apex结构包是一个集成的有限元求解器，它为用户提供了线性结构分析的功能（不久，还可以实现非线性的分析功能）。这款独特的求解器具有衍生性的架构，它包含了计算部件和计算装配体的技术，使得用户可以完成交互式的和增量式的分析。现在，Apex提供了4种类型的线性分析，分别是：线性静态分析，线性屈曲分析，正则模态分析以及频率响应分析。

建模器中的用户界面和求解器相结合给使用者带来了独特的能力，当有限元分析模型准备好进行分析之前，可以利用Apex来进行交互式的和增量式的验证。根据客户的要求，一系列的求解器检查可以通过对个别的部件和装配体的检查来完成，并且模型诊断的结果会显示在分析准备面板上。这种增量验证的方法与前后处理器和求解器分开的传统方法相比是一种创造性和智能化的革命。

客户简介：