proe模具設(shè)計(jì)制造

2013-07-06 by:廣州CAD:proe設(shè)計(jì)培訓(xùn)中心來源:仿真在線

proe模具:

中國(guó)已加入WTO,我國(guó)將獲得一個(gè)更加穩(wěn)定的國(guó)際經(jīng)貿(mào)環(huán)境,大量外資企業(yè)將進(jìn)入中國(guó),各行各業(yè)將面臨重大的機(jī)遇和挑戰(zhàn),模具行業(yè)也不例外,同時(shí)由于國(guó)內(nèi)多數(shù)模具企業(yè)在技術(shù)上和質(zhì)量上與國(guó)外先進(jìn)水平存在較大差距,如何在最短時(shí)間內(nèi)縮小這種差距,是關(guān)系到國(guó)內(nèi)多數(shù)模具企業(yè)生存的關(guān)鍵問題。

眾所周知,科學(xué)的管理系統(tǒng),有條不紊的工藝流程,配合先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件和硬件設(shè)備,是完成高質(zhì)量模具的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前多數(shù)模具企業(yè)在制造設(shè)備投入方面比較慷慨,然而在軟件和硬件技術(shù)方面重視度不夠,企業(yè)利用盜版軟件和低端PC勉強(qiáng)運(yùn)作的問題比比皆是。中國(guó)已入關(guān),企業(yè)使用落后的軟硬件平臺(tái)將會(huì)得不償失,對(duì)企業(yè)形象、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都會(huì)造成負(fù)面影響。

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本文,就以注塑模、沖壓模設(shè)計(jì)制造為主線,介紹proe軟件平臺(tái)和相應(yīng)IBM IntelliStation M Pro 6218系列個(gè)人圖形工作站平臺(tái)的功能特色和選配方式。

proeNGINEER的集成和并行技術(shù)

模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的集成關(guān)鍵是建立單一的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)、在CAD、CAE、CAM,各單元之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳遞與轉(zhuǎn)換,使CAM、CAE階段完全吸收CAD階段的三維圖形,減少中間建模的時(shí)間和誤差;借助計(jì)算機(jī)對(duì)模具性能、模具結(jié)構(gòu)、加工精度、金屬液體在模具中的流動(dòng)情況及模具工作過程中的溫度分布情況等進(jìn)行反復(fù)修改和優(yōu)化,將問題發(fā)現(xiàn)于正式生產(chǎn)前,大大縮短制模具時(shí)間,提高模具加工精度。在這方面,proeNGINEER 軟件采用面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)和參數(shù)化造型技術(shù),具備概念設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)的功能,為模具的集成制造提供了優(yōu)良的平臺(tái)。

統(tǒng)一的軟件平臺(tái)對(duì)硬件平臺(tái)的一致性提出了要求,首先是硬件性能的一致性,在CAD、CAE、CAM階段統(tǒng)一采用三維模型,就需要這三個(gè)階段均采用高性能的圖形工作站平臺(tái)。其次,是品牌服務(wù)的一致性,全部環(huán)節(jié)采用同一家廠商的產(chǎn)品有利于獲得穩(wěn)定一致的維護(hù)、維修和技術(shù)咨詢服務(wù)。當(dāng)然,在不同階段也需要根據(jù)需求采用不同的配置,以IBM IntelliStation M Pro 6218系列個(gè)人圖形工作站為例(配置如表1所示)。M Pro 6218系列是IBM公司基于全新Intel i955X芯片組推出的新型個(gè)人圖形工作站,基于新的芯片組、處理器,用戶完全可以根據(jù)需求靈活搭配處理器、內(nèi)存和專業(yè)圖卡。針對(duì)模具行業(yè)的需求,顯卡方面,僅需要將顯卡分為高端和低端選擇即可,高端采用FIREGL V7100或NV 3400/3450系列的顯卡,低端采用FIREGL V3100或NV 450/1300/1400系列的顯卡。按內(nèi)存可分為高中低三檔,高檔選擇2GB或以上的內(nèi)存,中檔在1GB內(nèi)存,低檔選擇512MB內(nèi)存。從處理器上劃分,M Pro 6218系列可以靈活選用LGA775接口的處理器,包括:Intel Pentium 4 630(3.0GHz)、Intel Pentium 4 640(3.2GHz)、Intel Pentium 4 650(3.4GHz)和Intel Pentium 4 670(3.8GHz),Pentium 4 940 (3.2G)雙核處理器。實(shí)際上,大部分模具設(shè)計(jì)、分析和制造工作在中低端配置上就可以完成。3.0GHz以上主頻的處理器、1GB內(nèi)存和FIREGL V3100/ NV 1400顯卡屬于模具行業(yè)的主流安全配置。

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工欲善其事,必先利其器,只有保證了硬件平臺(tái)的一致性,才能保證軟件的集成性。圖形工作站是在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中運(yùn)行proeNGINEER這類三維CAD軟件的必須品。

此外,模具是面向定單式的生產(chǎn)方式,屬于單性生產(chǎn),制造過程復(fù)雜,要求交貨時(shí)間短。如果利用CAD、CAM單元技術(shù)制造模具,制造精度低、周期長(zhǎng),為了解決上述難題,proe將并行工程技術(shù)引入到模具制造過程中。

所謂并行工程是設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行產(chǎn)品三維零件設(shè)計(jì)時(shí)就考慮模具的成型工藝、影響模具壽命的因素,并進(jìn)行校對(duì)、檢查,預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的錯(cuò)誤。在初步確立產(chǎn)品的三維模型后,設(shè)計(jì)、制造及輔助分析部門的多位工程師同時(shí)進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程詳圖設(shè)計(jì)、模具性能輔助分析及數(shù)控機(jī)床加工指令的編程,而且每一個(gè)工程師對(duì)產(chǎn)品所做的修改可自動(dòng)反映到其他工程師那里,大大縮短設(shè)計(jì)、數(shù)控編程的時(shí)間。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中,應(yīng)用proeNGINEER軟件,將原來模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→模具型腔、型芯二維設(shè)計(jì)→工藝準(zhǔn)備→模具型腔、型芯設(shè)計(jì)三維造型→數(shù)控加工指令編程→數(shù)控加工的串行工藝路線改為由不同的工程師同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、工藝準(zhǔn)備的并行路線,不但提高了模具的制造精度,而且能縮短設(shè)計(jì)、數(shù)控編程時(shí)間達(dá)40%以上。

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要實(shí)施并行工程關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)零件三維圖形數(shù)據(jù)共享,使每個(gè)工程師使用的圖形數(shù)據(jù)是絕對(duì)相同。相同的數(shù)據(jù)同樣意味著性能和品牌一致的工作站平臺(tái),我們推薦統(tǒng)一使用IBM IntelliStation M Pro 6218系列個(gè)人圖形工作站。

proeNGINEER注塑模具設(shè)計(jì)專家與M Pro 6218的安全配置

注塑模具設(shè)計(jì)專家EMX是PTC在2001年11月28日首發(fā)的proeNGINEER功能模塊。EMX是一個(gè)基于知識(shí)庫(kù)的模架裝配和細(xì)化工具,它增強(qiáng)了現(xiàn)有proeNGINEER模具工具的功能。專門為模具設(shè)計(jì)人員開發(fā)的這套工具,能簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)過程,提高生產(chǎn)率。

proeNGINEER EMX能大大縮短模具設(shè)計(jì)人員花費(fèi)在創(chuàng)建、定制和細(xì)化模架部件以及注塑模具和壓鑄模具所需的模具組件上的時(shí)間。proeNGINEER EMX提供了智能的、自動(dòng)化模架和模具組件。組件就位后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成相鄰板材和組件上的余隙切口以及鉆孔和螺紋孔的操作。該過程把模具設(shè)計(jì)人員從耗時(shí)的、重復(fù)性的模具細(xì)化工作中解放出來。

EMX必須基于proeNGINEER軟件,同時(shí)由于自動(dòng)化、智能化性能的提高,以完成復(fù)雜曲面、精密公差和模具嵌件的生成,系統(tǒng)對(duì)硬件的需求有所提高,EAX處于模具設(shè)計(jì)階段,這一階段的工作建議采用M Pro 6218的安全配置——3.0GHz以上主頻的處理器、1GB內(nèi)存和FIREGL V3100/ NV 1400顯卡,如果模具實(shí)在比較復(fù)雜,可以相應(yīng)更換更好的顯卡。不過,注塑模很少有非常復(fù)雜的模具的。對(duì)于沖壓模,有一些復(fù)雜形狀的大型模具,可以適當(dāng)提高顯卡的檔次。同時(shí),由于模具設(shè)計(jì)的繼承性很強(qiáng),原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的保留非常重要,一塊容量比較大的高速硬盤時(shí)需要的,可以選擇160GB的SATA硬盤,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,性能上也有保障。

使用EMX后效果是非常明顯的,以富士康電子有限公司旗下的鴻海精密元件制造公司為例,其中一個(gè)工廠實(shí)施EMX后,在僅僅兩個(gè)月內(nèi),模具產(chǎn)量就提高了270%,而良好的硬件平臺(tái)支持也功不可沒。

proeNGINEER塑料顧問和高端配置的M Pro 6218

塑料顧問能模擬澆鑄塑料零件的鑄模填充動(dòng)作。高級(jí)特征提供了大量的工藝性知識(shí),可以大大減少后期的設(shè)計(jì)更改和重新設(shè)計(jì)鑄模的成本。

proeNGINEER塑料顧問為塑料零件設(shè)計(jì)人員提供了能夠?qū)崟r(shí)方便地得到、可靠、易理解的加工反饋和建議。塑料顧問用于評(píng)估注塑工藝性的每次設(shè)計(jì)更改,而不是每個(gè)設(shè)計(jì),所以它是與注塑設(shè)計(jì)有關(guān)的行業(yè)節(jié)省成本和時(shí)間的理想工具。設(shè)計(jì)人員可以方便地選擇材料類型和提議的澆口位置,塑料模設(shè)計(jì)顧問則在屏幕上提供了填模動(dòng)畫、描述設(shè)計(jì)“可模塑性”的圖形以及熔合線和氣坑等可能出現(xiàn)的問題的位置。

塑料顧問屬于模具設(shè)計(jì)中的模擬分析部分,雖然它不需要像MOLDFLOW的MPI、MPA那樣抽取復(fù)雜的模型中性面,但是其仿真模擬過程仍然對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提出了高于CAD設(shè)計(jì)階段的需求。要用好塑料顧問,特別是預(yù)測(cè)熔合線和氣坑,必須提高處理器的主頻,例如選用Intel Pentium 4 650(3.4GHz)、Intel Pentium 4 670(3.8GHz)甚至Pentium 4 940 (3.2G)雙核處理器。內(nèi)存則要根據(jù)模型的復(fù)雜程度和運(yùn)算規(guī)模適當(dāng)增加,除非進(jìn)行復(fù)雜的分析計(jì)算或大量的數(shù)據(jù)逆向采集,高于2GB內(nèi)存的需求在模具行業(yè)比較少見。顯卡在這一階段倒不是很重要,一塊FIREGL V3100或NV 1300足矣,甚至NV 450就可以滿足要求。

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proeNGINEER CAM加工與M Pro 6218的最低配置

模具設(shè)計(jì)和分析最終的目的是加工,proeNGINEER提供了非常完善的加工功能。其高級(jí)加工模塊的功能包括:3到5軸銑削、2到4軸車削、2到4軸線切割以及多軸銑削/車削。因而,NC高級(jí)加工選件除支持多軸銑削機(jī)床(4到5軸)和帶活動(dòng)刀具(銑/車)的多軸車床外,兼具生產(chǎn)加工選件和機(jī)械加工專家的功能。需要特別說明的是,成套NC加工選件允許設(shè)計(jì)人員為廣泛的加工方法提供支持,同時(shí)擁有最大的柔性。

在正式加工前,proeNGINEER能讓用戶模擬材料被切削的過程,這可以預(yù)先查出編程人員的所有可能錯(cuò)誤,來驗(yàn)證離散零件的加工程序。這樣就減少了用實(shí)際零件進(jìn)行驗(yàn)證的工作,從而省掉零件報(bào)廢、加工工具損耗以及工具、夾具和壓板損壞所需要的費(fèi)用。

除了三維模型的現(xiàn)實(shí)外,這一階段的工作不需要太高的配置,低于安全配置的M Pro 6218也能勝任,內(nèi)存可以減低到512MB,顯卡可以采用NV 450甚至更低,處理器采用入門的Intel Pentium 4 630(3.0GHz)即可,這能在滿足需求的基礎(chǔ)上,最大程度地降低成本。

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