在汽車、日用消費(fèi)品、電子和醫(yī)療等領(lǐng)域中，注塑零件已經(jīng)變得極為重要。由于市場需要更多的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和更高質(zhì)量的產(chǎn)品，這一挑戰(zhàn)正在變得更加劇烈�；谝陨显�，模具制造必須比以前更加便宜和快速。為了能夠在最短的交貨時(shí)間內(nèi)提供具有特色的產(chǎn)品，使得模具設(shè)計(jì)愈來愈成為產(chǎn)品開發(fā)中非常關(guān)鍵的一環(huán)。所以無論是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具制造商總是在孜孜不倦地探求使用計(jì)算機(jī)技術(shù)的最佳方法，以實(shí)現(xiàn)他們產(chǎn)品開發(fā)過程的自動(dòng)化。
而注塑模具設(shè)計(jì)與制造對傳統(tǒng)的CAD/CAM來說是一個(gè)困難的挑戰(zhàn)，功能單一的MCAD產(chǎn)品不再能滿足要求。市場需要有一個(gè)符合注塑模具行業(yè)的流程，并具有自動(dòng)化特征的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的軟件產(chǎn)品。
目前有不少其他的模具開發(fā)軟件可供模具制造商選擇。但就整個(gè)中國來說，NX集成了模具工業(yè)的最佳流程，是生產(chǎn)效率最高的、銷售情況最好的，經(jīng)過市場檢驗(yàn)的模具行業(yè)解決方案。UGS的注塑模具解決方案以知識為中心，緊扣注塑模具行業(yè)需求的脈搏，通過在集成化、相關(guān)性和數(shù)字化環(huán)境中領(lǐng)先的技術(shù)，NX能真正在整個(gè)模具開發(fā)周期中，為個(gè)人和部門顯著改善生產(chǎn)力。
一、UGS的注塑模具設(shè)計(jì)解決方案－NX Mold Wizard
NX的模具向?qū)В∕old Wizard）是將模具行業(yè)專家的知識和自動(dòng)化以及相關(guān)性緊密結(jié)合的產(chǎn)物，這是Mold Wizard所具有最顯著特點(diǎn)。Mold Wizard是融合了工業(yè)界最佳的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過有自動(dòng)化特點(diǎn)的流程引導(dǎo)用戶的模具設(shè)計(jì)，將型腔設(shè)計(jì)到專業(yè)模架庫的調(diào)用統(tǒng)一到一個(gè)連續(xù)過程中，為建立型腔、型芯、滑塊、提升裝置、電極、標(biāo)準(zhǔn)件和嵌件的提供高級建模工具，提供快速、相關(guān)的、三維實(shí)體結(jié)果。
Mold Wizard的設(shè)計(jì)高效率已得到實(shí)踐的證實(shí)。Mold Wizard通過捕捉模具設(shè)計(jì)制造過程中的專業(yè)知識，提供高水平的生產(chǎn)力，極大地超越了傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)軟件，與傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)軟件相比，速度至少要快2倍以上。而且Mold Wizard還是一個(gè)設(shè)計(jì)流程規(guī)范化的軟件，可以使用戶完全專注于模具設(shè)計(jì)的環(huán)境中，能夠引導(dǎo)用戶一步一步地完成模具設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，不僅可以為專家級的設(shè)計(jì)師提供設(shè)計(jì)流程和參數(shù)上的參考，甚至初級用戶只需要具備很少的設(shè)計(jì)軟件和三維造型的知識就可以完成許多高級的設(shè)計(jì)工作，比如只需要幾個(gè)步驟就可以完成分模的工作，依照流程作出符合要求的設(shè)計(jì)作品。
Mold Wizard這個(gè)產(chǎn)品從誕生到日趨完善走過了6個(gè)年頭，技術(shù)上的成熟和領(lǐng)先使得它成為市場上模具設(shè)計(jì)軟件的首選。Mold Wizard作為一個(gè)非常成功的模具設(shè)計(jì)軟件，是因?yàn)樗芫o緊聯(lián)系模具行業(yè)面臨的三個(gè)挑戰(zhàn)：
(一)更短的交貨時(shí)間，能夠控制模具開發(fā)的周期。每一款模具的設(shè)計(jì)從草稿設(shè)計(jì)、定案、初稿設(shè)計(jì)到模具3D總裝圖及工程圖,激烈的市場競爭使模具設(shè)計(jì)都需要在短時(shí)間內(nèi)完成。為企業(yè)在市場上占盡優(yōu)勢。
1. 模具設(shè)計(jì)需以人為本，但使用具有流程規(guī)范化和自動(dòng)化的特點(diǎn)Mold Wizard決定了工程師設(shè)計(jì)效率；
2. 增強(qiáng)了軟件的易用和實(shí)用性:比如在新的分型管理器、完善的電極設(shè)計(jì)、零件清單(BOM)、自動(dòng)出圖；
3. 幾乎所有設(shè)計(jì)模塊都采用圖形化的設(shè)計(jì)編輯界面，易于掌握的操作極大地提高了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)效率；
4. Mold Wizard的執(zhí)行效率非常高。由于Mold Wizard融入了UG/WAVE的關(guān)聯(lián)技術(shù)和主模型建模技巧，所有三維結(jié)果都是關(guān)聯(lián)的，在數(shù)據(jù)更新的時(shí)候當(dāng)前版本的處理效率非常高。
(二)日趨復(fù)雜的數(shù)據(jù)。市場競爭使設(shè)計(jì)同一化的產(chǎn)品在市場上難以生存，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)和功能多樣化的今天使得模具設(shè)計(jì)的日漸復(fù)雜。處理復(fù)雜模具的分型和電極設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)類軟件的一個(gè)難題，誰處理得質(zhì)量好、速度快誰能在市場上立足。
1. Mold Wizard不是單獨(dú)運(yùn)行的一個(gè)軟件，在設(shè)計(jì)過程中能夠調(diào)用到NX中其他的所有功能。UGS的完整產(chǎn)品工程為模具開發(fā)提供了品質(zhì)的保證；
2. Mold Wizard具有成型工藝性分析的功能，能夠在分模之前即能判別產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是否有倒扣和斜度，甚至分析模型的優(yōu)劣，確保設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度。在模具設(shè)計(jì)之初就能發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可能帶來的問題導(dǎo)致企業(yè)降低成本、節(jié)約時(shí)間；
3. 更強(qiáng)大、靈活的拆模工具M(jìn)old Tool，該功能是Mold Wizard相比其他類似軟件的最大優(yōu)點(diǎn)，使Mold Wizard使用者津津樂道，因?yàn)樗苷嬲龓椭O(shè)計(jì)者解決問題，能夠處理難以處理的復(fù)雜分型面。因?yàn)椴鹉Ｊ悄＞咴O(shè)計(jì)最困難、最費(fèi)時(shí)的一步；
4. NX是Direct Modeling Extensions后參數(shù)化的獨(dú)創(chuàng)者，這種直接建模（DMX）技術(shù)在處理無參的外來模型的能力獨(dú)一無二，對外部引用數(shù)據(jù)的修改性，可操作性非常好。模具設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的后端，市場規(guī)則使模具設(shè)計(jì)廠商往往得到的是產(chǎn)品的模型而得不到參數(shù)樹是現(xiàn)實(shí)情況，模具設(shè)計(jì)時(shí)沒有DMX技術(shù)往往一籌莫展；
5. 使用DMX技術(shù)的嶄新的電極設(shè)計(jì)模塊功能尤為靈活強(qiáng)大。
(三)頻繁的更改。面對市場的要求，必須對客戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更的快速響應(yīng)�？蛻魧Ξa(chǎn)品的即使是一點(diǎn)點(diǎn)簡單的改動(dòng)對模具設(shè)計(jì)來說有可能意味著很大的工作量，在過去這個(gè)過程須花費(fèi)很多的時(shí)間和人力，但在Mold Wizard下這一切將變得簡單。
1. 模具設(shè)計(jì)軟件應(yīng)該能夠互換新舊產(chǎn)品模型。Mold Wizard提供了模型比較、模型交換這一非常實(shí)用的工具，使設(shè)計(jì)過程在模型變更時(shí)不需推翻重來，使快速響應(yīng)設(shè)計(jì)變更成為可能；
2. Mold Wizard的不僅具有最全的模架庫和標(biāo)準(zhǔn)件庫，智能的裝配結(jié)構(gòu)，使得模架和標(biāo)準(zhǔn)件能靈活互換。并且模架和標(biāo)準(zhǔn)件還能用戶化；
3. 在模具設(shè)計(jì)后期，工程圖與3D零件模型采用主模型方式建立關(guān)聯(lián)（Model Associability），方便了后續(xù)的工程變更。
二、UGS的注塑模具高速加工解決方案－NX CAM
為了追求更高的效率和最大的利潤，制造廠商不惜巨資用來采購昂貴的資產(chǎn)設(shè)備，如現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床。這些昂貴的設(shè)備經(jīng)常被用于關(guān)鍵性的，而且有眾多相互依存的工作環(huán)境中。對這些資產(chǎn)進(jìn)行利用，其效率的高低很大程度上取決于能否及時(shí)獲得針對加工任務(wù)的最優(yōu)化的數(shù)控刀軌。
NX除了采用Mold Wizard來幫助提高模具設(shè)計(jì)的效率之外，還利用經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證的制造技術(shù)，從而大幅度地縮短了模具的交貨周期。通過其過程化和知識化的加工方法，NX為模具制造業(yè)帶來了全新的功能和生產(chǎn)力。
無論制造任務(wù)是要求做模具型面的固定軸輪廓高速加工，還是大量的重復(fù)性鉆孔操作，或是針對復(fù)雜曲面的多軸銑切，NX CAM能夠提供滿足特別需求的最優(yōu)化方案。
NX CAM是一個(gè)知識驅(qū)動(dòng)的加工制造的系統(tǒng)，盡管具有非常復(fù)雜和全面的功能，但系統(tǒng)仍然極為簡單易用。NX CAM系統(tǒng)可以為用戶提供面向過程的解決方案，從而優(yōu)化生產(chǎn)的速度。NX CAM系統(tǒng)所提供的高速銑、多軸銑、預(yù)定義加工模板和過程助手可以幫助企業(yè)充分挖掘公司加工設(shè)備的潛力。
NX CAM系統(tǒng)具有極為廣泛的功能，可滿足所有的關(guān)鍵制造工業(yè)的不同需求，并且其獨(dú)特的、面向過程的解決方案可以滿足模具制造業(yè)的特殊需求，其針對模具的高速加工主要包括：
(一)粗加工。高速加工的粗加工所采取的策略是：高切削速度、高進(jìn)給率和小的層切削量。NX CAM能盡可能地保持刀具負(fù)荷的穩(wěn)定，減少任何切削方向的突然變化，保持最大和穩(wěn)定的切削速度。
1. 極豐富刀具運(yùn)動(dòng)控制策略，NX CAM在刀具運(yùn)動(dòng)控制中可以控制到機(jī)床的每一個(gè)動(dòng)作，包括起刀和退刀的圓弧或斜線下刀，層與層之間刀具的多種連接方式。在程式中選用可以避免直線下刀造成刀具刃口損傷甚至斷裂，減少頻繁的切入切出所造成的沖擊。在拐角走刀處，加上等圓角半徑連接，光滑切削，大大提高實(shí)際的進(jìn)給速率，避免不連續(xù)和突然加速度變化。UG豐富切入切出及連接方式極大限度的滿足了高速加工的要求；
2. 具有獨(dú)特的區(qū)域過濾和自動(dòng)判斷刀具的夾持長度功能，NX CAM可以使用該功能過濾掉一些加工盲區(qū)的路徑，并且提出警告，系統(tǒng)還能自動(dòng)判斷刀具的夾持長度。避免撞刀、斷刀事故發(fā)生，這兩項(xiàng)功能無疑帶來效率的提高和高速加工的安全性；
3. 殘留粗加工（二次開粗）是半精加工前必須的，NX CAM引入了參考刀具功能，能智能快速識別上把刀具所殘留的未切削部分（In Process Workpiece），并能根據(jù)設(shè)置自動(dòng)清除殘留余量，而進(jìn)行均勻余量的層切加工，并且能夠避開刀路中過多的空程移動(dòng)這一NC加工的忌諱；
4. 高速銑削時(shí)，需要避免在銑削時(shí)刀完全嵌入而切削受阻乃至斷刀。NX CAM針對這樣的要求，提出了一個(gè)獨(dú)特加工方案：擺線加工（Trorchoidal），利用刀具沿一滾動(dòng)的圓的運(yùn)動(dòng)來逐次、逐層對零件表面進(jìn)行高速、高效、小切量的非常流暢的切削，粗加工的效率得到最大限度的提高。
(二)精加工。高速精加工的基本要求是要獲得很高的精度、光滑的零件表面質(zhì)量，輕松實(shí)現(xiàn)精細(xì)區(qū)域的加工。
1. NX CAM可沿著曲面上保持非常一致的切削行距，完整的將所有面粗加工時(shí)帶來的刀痕做一次徹底清除，保證精加工負(fù)荷的穩(wěn)定性；
2. 型腔中的拐角及狹縫清跟加工。UG CAM中的流線加工（Flow Cut）功能就是專門為以上情況提供的解決方案，能自動(dòng)分析前一個(gè)工序未能加工到的區(qū)域，找出待加工零件上滿足“雙相切條件”的區(qū)域，自動(dòng)決定其加工范圍，并可以靈活的采用將刀路分離、刪除與融合等各種辦法進(jìn)行刀路計(jì)算處理，并自動(dòng)生成一次或多次走刀的清根程序；
3. NX CAM/Nurbs Path Generator樣條軌跡生成器允許在UG軟件中直接生成基于Nurbs非均勻有理B樣條的刀具軌跡，從而允許用一系列曲線運(yùn)動(dòng)而不是大量短的直線運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行精加工，使得生成的軌跡擁有更高的精度和光潔度，而加工程序量比標(biāo)準(zhǔn)格式減少30%～50%，實(shí)際加工時(shí)間則因?yàn)楸苊饬藱C(jī)床控制器的等待，由于每一段NURBS運(yùn)動(dòng)更長，速度調(diào)整更少，機(jī)床控制器能向前看得更遠(yuǎn)，加工時(shí)間大幅度縮短；
4. 集成化的材料銑削及機(jī)床工具仿真。為了幫助優(yōu)化刀具軌跡和檢查可能發(fā)生的錯(cuò)誤，用戶可以在進(jìn)行真實(shí)加工之前對材料銑削過程和機(jī)床工具動(dòng)作進(jìn)行數(shù)字化的仿真�？梢杂^察機(jī)床的動(dòng)作，避免刀具碰撞并優(yōu)化機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。這些功能都已集成到了NX CAM系統(tǒng)中；
5. NX CAM具有非常豐富的層加工方式和完善的刀路控制參數(shù)。
(三)CAD對高速加工的影響。
CAD對高速加工的質(zhì)量和穩(wěn)定性的影響無疑是顯著的，而NX是一個(gè)CAD\CAM一體化的軟件，有著統(tǒng)一的用戶界面與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，緊密的集成使模型具有互操作性和關(guān)聯(lián)性，這就從根本上杜絕了數(shù)據(jù)交換對精度的影響。使設(shè)計(jì)改變得到快速反應(yīng)，因此大大提升了生產(chǎn)效率。
通常由一個(gè)CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)，然后轉(zhuǎn)換至另一個(gè)CAD系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充設(shè)計(jì)和加工準(zhǔn)備。每次進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，都需要將幾何形體由一種格式轉(zhuǎn)換至另一種格式，這往往是以精度降低為代價(jià)的。有的CAM軟件還必須將實(shí)體轉(zhuǎn)換成曲面，帶來了甚至是面的破損和丟失。精確性和完整性的折衷，這是我們所不期望看到的。
三、結(jié)語：UGS的產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）解決方案
Mold Wizard與NX CAM在市場上已被廣大的模具設(shè)計(jì)工程師所認(rèn)可，功能無疑是強(qiáng)大、高效的，而以上提到的都是在定位在模具設(shè)計(jì)制造的單一環(huán)境下的單點(diǎn)技術(shù)。在過去幾年中，盡管市場上出現(xiàn)了許多類似MCAD軟件和加工軟件，但絕大部分這類系統(tǒng)也都定位于單點(diǎn)的技術(shù)，或針對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、或針對模具設(shè)計(jì)、或針對模具加工，把精力投入于提高設(shè)計(jì)者的工作效率，也就是說解決的僅僅是工程師面臨的某一方面的問題，并沒有將團(tuán)隊(duì)和系統(tǒng)整合在一起。在產(chǎn)品全生命周期中的生產(chǎn)力取決于各個(gè)階段都盡可能地發(fā)揮效率，這才是對于一個(gè)企業(yè)來說所要考慮的整體性的關(guān)鍵問題所在。
所以某些公司也許需要一個(gè)可以滿足從概念設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、模具設(shè)計(jì)直到加工的涵蓋整個(gè)產(chǎn)品工程的解決方案。而UGS提供了這樣一個(gè)成熟的產(chǎn)品全生命周期管理解決方案，Mold Wizard與NX CAM都僅僅是這個(gè)方案中的一部分而已。
區(qū)域和團(tuán)隊(duì)合作性日趨強(qiáng)調(diào)的今天，協(xié)同設(shè)計(jì)的需求日漸高漲，使得可以模具開發(fā)商在UGS產(chǎn)品全生命周期管理管理環(huán)境下的協(xié)同設(shè)計(jì)成為可能，使管理者在同一時(shí)間內(nèi)分發(fā)一個(gè)項(xiàng)目中的多項(xiàng)工作（詳細(xì)設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)，電極設(shè)計(jì)，NC刀路編程），因此增強(qiáng)了隊(duì)伍和項(xiàng)目的生產(chǎn)力，壓縮了產(chǎn)品上市的時(shí)間。它給企業(yè)帶來戰(zhàn)略性的優(yōu)勢，可以幫助客戶以最快的速度、最低的成本開發(fā)和制造高質(zhì)量的模具。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：基于UGS的PLM解決方案在注塑模具行業(yè)的應(yīng)用
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