proe模具設計的硬件平臺

2013-05-28 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

本文以注塑模、沖壓模設計制造為主線,介紹proe軟件平臺和相應IBM IntelliStation M Pro 6218系列個人圖形工作站平臺的功能特色和選配方式。

關鍵字:proe IBM 設計軟件硬件設備

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

眾所周知,科學的管理系統(tǒng),有條不紊的工藝流程,配合先進的設計軟件和硬件設備,是完成高質(zhì)量模具的堅實基礎。目前多數(shù)模具企業(yè)在制造設備投入方面比較慷慨,然而在軟件和硬件技術方面重視度不夠,企業(yè)利用盜版軟件和低端PC勉強運作的問題比比皆是。中國已入關,企業(yè)使用落后的軟硬件平臺將會得不償失,對企業(yè)形象、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都會造成負面影響。

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本文,就以注塑模、沖壓模設計制造為主線,介紹proe軟件平臺和相應IBM IntelliStation M Pro 6218系列個人圖形工作站平臺的功能特色和選配方式。

proeNGINEER的集成和并行技術

模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的集成關鍵是建立單一的圖形數(shù)據(jù)庫、在CAD、CAE、CAM,各單元之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動傳遞與轉(zhuǎn)換,使CAM、CAE階段完全吸收CAD階段的三維圖形,減少中間建模的時間和誤差;借助計算機對模具性能、模具結構、加工精度、金屬液體在模具中的流動情況及模具工作過程中的溫度分布情況等進行反復修改和優(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)庫和參數(shù)化造型技術,具備概念設計、基礎設計和詳細設計的功能,為模具的集成制造提供了優(yōu)良的平臺。

統(tǒng)一的軟件平臺對硬件平臺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,就需要這三個階段均采用高性能的圖形工作站平臺。其次,是品牌服務的一致性,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、維修和技術咨詢服務。當然,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。實際上,大部分模具設計、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的一致性,才能保證軟件的集成性。圖形工作站是在實際生產(chǎn)活動中運行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),制造過程復雜,要求交貨時間短。如果利用CAD、CAM單元技術制造模具,制造精度低、周期長,為了解決上述難題,proe將并行工程技術引入到模具制造過程中。

所謂并行工程是設計工程師在進行產(chǎn)品三維零件設計時就考慮模具的成型工藝、影響模具壽命的因素,并進行校對、檢查,預先發(fā)現(xiàn)設計過程的錯誤。在初步確立產(chǎn)品的三維模型后,設計、制造及輔助分析部門的多位工程師同時進行模具結構設計、工程詳圖設計、模具性能輔助分析及數(shù)控機床加工指令的編程,而且每一個工程師對產(chǎn)品所做的修改可自動反映到其他工程師那里,大大縮短設計、數(shù)控編程的時間。

在實際生產(chǎn)過程中,應用proeNGINEER軟件,將原來模具結構設計→模具型腔、型芯二維設計→工藝準備→模具型腔、型芯設計三維造型→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進行設計、工藝準備的并行路線,不但提高了模具的制造精度,而且能縮短設計、數(shù)控編程時間達40%以上。

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要實施并行工程關鍵要實現(xiàn)零件三維圖形數(shù)據(jù)共享,使每個工程師使用的圖形數(shù)據(jù)是絕對相同。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,我們推薦統(tǒng)一使用IBM IntelliStation M Pro 6218系列個人圖形工作站。

proeNGINEER注塑模具設計專家與M Pro 6218的安全配置

注塑模具設計專家EMX是PTC在2001年11月28日首發(fā)的proeNGINEER功能模塊。EMX是一個基于知識庫的模架裝配和細化工具,它增強了現(xiàn)有proeNGINEER模具工具的功能。專門為模具設計人員開發(fā)的這套工具,能簡化模具設計過程,提高生產(chǎn)率。

proeNGINEER EMX能大大縮短模具設計人員花費在創(chuàng)建、定制和細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間。proeNGINEER EMX提供了智能的、自動化模架和模具組件。組件就位后,系統(tǒng)會自動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。該過程把模具設計人員從耗時的、重復性的模具細化工作中解放出來。

EMX必須基于proeNGINEER軟件,同時由于自動化、智能化性能的提高,以完成復雜曲面、精密公差和模具嵌件的生成,系統(tǒng)對硬件的需求有所提高,EAX處于模具設計階段,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,如果模具實在比較復雜,可以相應更換更好的顯卡。不過,注塑模很少有非常復雜的模具的。對于沖壓模,有一些復雜形狀的大型模具,可以適當提高顯卡的檔次。同時,由于模具設計的繼承性很強,原始設計數(shù)據(jù)的保留非常重要,一塊容量比較大的高速硬盤時需要的,可以選擇160GB的SATA硬盤,經(jīng)濟實惠,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,其中一個工廠實施EMX后,在僅僅兩個月內(nèi),模具產(chǎn)量就提高了270%,而良好的硬件平臺支持也功不可沒。

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作。高級特征提供了大量的工藝性知識,可以大大減少后期的設計更改和重新設計鑄模的成本。

proeNGINEER塑料顧問為塑料零件設計人員提供了能夠?qū)崟r方便地得到、可靠、易理解的加工反饋和建議。塑料顧問用于評估注塑工藝性的每次設計更改,而不是每個設計,所以它是與注塑設計有關的行業(yè)節(jié)省成本和時間的理想工具。設計人員可以方便地選擇材料類型和提議的澆口位置,塑料模設計顧問則在屏幕上提供了填模動畫、描述設計“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計中的模擬分析部分,雖然它不需要像MOLDFLOW的MPI、MPA那樣抽取復雜的模型中性面,但是其仿真模擬過程仍然對計算機系統(tǒng)提出了高于CAD設計階段的需求。要用好塑料顧問,特別是預測熔合線和氣坑,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)模型的復雜程度和運算規(guī)模適當增加,除非進行復雜的分析計算或大量的數(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

模具設計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高級加工選件除支持多軸銑削機床(4到5軸)和帶活動刀具(銑/車)的多軸車床外,兼具生產(chǎn)加工選件和機械加工專家的功能。需要特別說明的是,成套NC加工選件允許設計人員為廣泛的加工方法提供支持,同時擁有最大的柔性。

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

除了三維模型的現(xiàn)實外,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上,最大程度地降低成本。

綜上所述,proeNGINEER為模具行業(yè)的設計、分析和加工提供了一系列的軟件工具,而這些軟件工具必須依據(jù)用戶需求合理搭配IBM IntelliStation M Pro 6218這樣的工作站產(chǎn)品,才能獲得最佳的運行效果。

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