设计是制造的源头

作者:本网编辑 文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2013-03-29
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模具,是以特定的结构形形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品,同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具.大到飞机,汽车,小到茶杯,钉子,几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型.

模具,是以特定的结构形形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品,同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。大到飞机、汽车,小到茶杯、钉子,几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其他加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。

想要制造出一件完美的产品,那么从设计开始就要做到精益求精。同样,在复杂注塑模具的生产制造环节中,设计占有至关重要的位置,选择一款符合要求且适合自己的设计软件,对模具制造企业来说将是其能否取得成功的关键。塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程,它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件生产等几个工要方面。它需要产品设计师.模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成,它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需要。计算机技术的运用,正在各方面取代传统的手工设计方式,并取得了显著的经济效益。

Tribrid Modelling正/逆向混合设计CAD软件

说到Delcam PowerSHAPE,它最与众不同的地方在于,使用了独特的Tribrid Modelling(三合一)造型技术。这种新技术的采用使得Delcam PowerSHAPE不仅可以处理正向造型,如产生实体和曲面造型,而且可以进行逆向数据的处理,使得点云数据的处理及修改乃至转换成复杂曲面及复合CAD成为一种可能。同时,Delcam PowerSHAPE允许实体、曲面和三角形数据在同一环境内进行操作和布尔运算,这是一种独一无二的CAD技术,尤其适合于某些特定行业。毫不夸张地说,我们每一个人都与Delcam产品有着千丝万缕的联系。

从2010版Delcam PowerSHAPE开始,其在原来的Delcam内核的基础上又增加了Parasolid内核设计模式,所以说Delcam PowerSHAPE现在是一个双内核的产品。除了具备传统的超级强大的曲面造型优势外,它可以具备很多实体的创建和编辑功能。结合Parasolid参数化实体建模与直接建模技术,以及操作简便的曲面设计与修改功能,Delcam PowerSHAPE 能够快速、高效地完成复杂形状的造型。在刚刚推出的Delcam PowerSHAPE2012中Delcam将正逆向设计完全纳入到一个系统中,设计从过去的单纯的通过正向方式从点、线、面体开始设计,转变为既可以进行正向设计,也可以进行逆向设计。

在数据修复方面,Delcam PowerSHAPE的SolidDoctor不仅能够读取任意CAD软件的数据,生成质量良好的Parasolid模型;还具有自动实体诊断与修复功能,可自动查找实体中的缺陷,并自动修复常见缺陷。使用Delcam PowerSHAPE的全部曲面工具也可以手工修复实体的缺陷,为加工制造做好了充足的准备,大大提高了效率。

Delcam PowerSHAPE可以使用导入的STL模型创建复杂形状模具零件,并将用ArtCAM设计出来的复杂纹饰或浮雕直接包裹到任意形状的模型表面和零件上。这时,模型就变成了同时包含曲面、实体和STL模型的混合模型,Delcam PowerSHAPE可以直接在这个混合模型上去进行设计和分模等操作,这是其他产品所不具备的,对复杂模具设计起到了很好的作用。正是由于这种特性,北京的一家模具企业在制造一种表面拥有复杂纹饰的手机外壳模具时,毅然选择了Delcam产品,这也说明了其在该领域拥有的强大实力。

同时,Delcam PowerSHAPE还具备专门的模具设计系统Delcam Toolmaker。这是一款功能强大的面向模具制造的模具总装设计系统,覆盖了塑料模具和冲压模具设计的各个方面。而在塑料模具设计时,通常电极的用量会非常大,Delcam Electrode自动电极设计系统可以自动为复杂模型型腔生成包括电极夹持在内的经碰撞检查的3D电极实体模型,并且能够与Delcam PowerMILL无缝连接,快速生成电极加工路径。

精密的复杂模具看似离我们的生活很远,但实际却是与每个人密不可分。例如,众所周知的YKK拉链,其对设计和模具的要求特别高,在该产品的设计制造中,就用到了包括Delcam PowerSHAPE、Delcam PowerMILL和Delcam ArtCAM在内的众多Delcam产品。由此可见, Delcam PowerSHAPE 已广泛用于众多行业,例如汽车、航空航天、造船、电子电器、模具、医疗、包装、玩具、制鞋、陶瓷和餐具等。

高效的一体化设计与快速分模

随着复杂模具的市场份额逐步增大,模具设计制造者们需要应对包括创建大量不规则的分模面、设计精巧的脱模机构、模具交付时间的极大缩短、频繁的产品设变、海量的电极设计和加工等众多工作。如果工程师不能高效地处理这些具体工作,管理者不能从宏观角度改进流程,那么企业将面临被淘汰的危险。

而CimatronE对此正有着独特的解决方案。首先CimatronE是一款一体化软件。所谓一体化,就是我们可以让产品数据转换、模具报价、拆模、模具结构设计、电极设计和NC编程等整个模具设计制造中的几乎所有的环节都在CimatronE这一款软件环境下完成,而其他的相关环节,比如物料采购、现场生产等也都能享用CimatronE的各类数据结果。这种一体化的优势是不言而喻的,与不同环节采用不同平台作业的非一体化模式相比,不论在人力资源还是生产资源上都能大大降低企业成本。而这种成本的降低就是CimatronE的一大亮点。

第二,快速分模是该软件的另一独特亮点。尤其是从CimatronE10开始,软件完全能保证不论产品有多复杂,模具设计者都能在1min的时间内完成公母模及滑块的拆分。换言之,从模具设计者接手产品数据开始到分出公母模及滑块,只要几分钟的时间。而这一工作的完成是整个模具设计制造流程的重要节点之一。

只有模具项目进行到这个节点之后,才能开始后续的并行工程。并行工程并非软件的功能指令,而是模具设计制造流程中的一种思路。它是指不同岗位在设计制造一套模具时,前一岗位工作到一定阶段就及时将所得数据传递给下一岗位,使下一岗位能提前开始动作,而不是等前一岗位彻底完成后下一岗位才开始动作,这样就提前了下一岗位的起始时间,使整个项目可以缩短周期。虽然并行工程是一种每个模具企业都值得学习的思路,但它只能建立在一体化的基础上,因为并行工程开始后,前一岗位继续自己未尽的工作时,所生成的工作数据必须不能对下一岗位已开始的工作造成较大的影响。而只有一体化的软件,才能保证内部数据传递的及时和正确。

第四,CimatronE有全球业内软件中最齐全的标准件库和模架库,并且也支持设计者创建自己的标准件和组件。因此设计者并不担心复杂精巧的模具机构,只要方便地从库中调用即可。

第五,协同管理模式也是软件的一大特色。CimatronE支持两个或两个以上的设计者同时互相协助,共同完成一套模具的设计,比如一个做结构一个做拆模,或者一个做动模一个做定模。在这个模式下,软件能保证双(多)方合作互不干涉,互不冲突,但随时能得到对方的设计信息以更新自己的设计,确保数据关联性。

第六,让许多模具设计者烦恼的是频繁的产品设变,这就要求设计者要进行频繁的模具工程变更。CimatronE的ECO工具包含了自动查找识别变更部位以及有参或无参地进行自动变更模具造型这两方面的一系列功能。这完全避免了设计者因疏忽而遗漏个别变更操作的情况,也大大减少了设计者在处理模具变更时的工作量。

基于国产设计软件平台的模具专业软件

浩辰CAD燕秀模具软件不仅大大缩短了设计时间,同时也大大提高了设计的正确率。浩辰联合燕秀工具箱,就是将燕秀功能加载至浩辰CAD的平台上,利用燕秀涵盖模具行业所有标准件的丰富图库,增强CAD平台软件的应用功能,使得模具行业得以从机械行业细分,产品更加趋于专业化、高效率,从而对软件的升级起到加速作用。浩辰CAD此举是在深入剖析行业应用的基础上,紧跟制造业用户的需求。燕秀工具箱具有较多的实用功能,丰富的图库,为设计人员大大提高绘图效率,用户在模具设计中提高了最少30%以上的效率。在中国模具行业集中的地区(如珠三角、长三角)用户使用群在10万以上。通过对燕秀技术进行的调查结果显示:如果用户能熟练运用燕秀工具箱,效率提高方面还有很大的发展空间。

专业化、人性化、高效率、智能化和简单化是浩辰CAD燕秀模具软件最为突出的特点。(1)在专业化方面,浩辰CAD燕秀模具软件拥有模具专用的标准件库,提供了顶针、模胚和斜导柱等所有模具行业的标准件。

(2)在人性化方面,浩辰CAD燕秀模具软件的图层工具方便图层归类和快速切换图层。图层工具可以让用户更为直观的选择对象所在的图层,或者把对象进行图层的分类,有效的对图层进行管理,让图层管理变得更为细致和人性化。

(3)在高效率方面,浩辰CAD燕秀模具软件线工具可以辅助绘图,提高制图效率。

(4)在智能化方面,浩辰CAD燕秀模具软件的统计功能可快速对圆、顶针进行统计,可直接生成表单。

(5)在简单化方面,浩辰CAD燕秀模具软件拥有批量坐标标注功能,可批量对选区对象进行坐标标注,为繁琐的标注工作节省大量的时间。

与国外的众多设计软件相比,浩辰CAD是针对中国市场的一款自主开发的国产软件,在设计和功能需求上更符合于国内用户的使用标准;其次,在客户提出某些特殊需求时,浩辰的产品经理以及开发人员都能够去到现场为客户进行定制化开发,对客户的需求能够更加及时和准确的了解,目前浩辰根据用户需求开发的功能已经有上百种,并且已经全部免费提供给中国的用户使用。

贯穿模具设计始末的软件产品

PTC公司的 Creo软件提供了突破性的技术,破解了那些未解决的 2D 和 3D CAD 问题。使企业中的每个人都能参与产品开发,并能提高员工的工作效率,以及帮助公司更好地在内部和外部共享数据。

从模具设计的过程来讲,大致可分为几个步骤。

当设计人员拿到模型后,首先要进行的就是与工艺相关的修改,这是由于上游设计数据可能并不完全满足模具开模和出模的所有要求;此外,还要进行一些检查,例如查看壁厚是否均匀等;对于塑料模具而言,则要分析其所选材料的流动性能和确定浇口位置。Creo软件能够帮助设计人员轻松解决这一步所遇到的各种问题。PTC公司在2011年全新发布的Creo软件具有四项突破性的技术:AnyRole Apps、AnyMode Modeling、AnyData Adoption和AnyBOM Assembly(即,任意角色的应用软件、任意方式建模、任意数据采用和任意BOM组装)。由于Creo具有AnyData Adoption的特性,因此设计人员可以非常快速的对不符合要求的上游设计数据进行修改。而Creo中提供了一些检查工具,则可以帮助设计者对模型进行检测,并帮助修改。

接下来的第二步,就是对模型进行分模处理,这就用到了Creo模具设计选件(TDO)。它是一款能够帮助设计人员迅速创建高质量注塑模具、铸造模和多模腔布局的3D CAD工具。由于Creo TDO的强大的参数化曲面设计能力,工程师能够非常方便的创建极其复杂的分型面。由于在Creo 中创建的3D模型能自动参照 Creo TDO 中的模具和铸件设计,因此,设计者做出的任何变更都能立即在模具设计和多模腔布局中反映出来,从而进一步加快了产品开发的速度。

分模的同时可以开展模架的设计,针对模架PTC提供了Creo模架设计专家扩展(EMX)。利用Creo EMX无需执行费时、烦琐的工作,也无需进行会降低产品开发效率的数据转换。因为Creo EMX允许用户在熟悉的2D环境中创建模架布局,并自动生成3D模型从而利用3D设计的优点。2D过程驱动的图形用户界面引导设计人员做出最佳的设计,而且在模架设计过程中自动更新。设计人员既可以从标准零件目录中选择标准零件,也可以在自定义元件的目录中进行选择。由此得到的3D模型可在模具开模的过程中进行干涉检查,而且可以自动生成交付件。

此外,由于模具的大小不同,在设计大型模具时就会遇到需要多人同时进行设计的情况。而PTC公司的另一款Windchill产品则为这种情况提供了一个多人协同设计平台,以协助企业高效、准确的完成模具设计。在模具设计结束后的加工制造环节,PTC公司也同样拥有专业的数控编程软件来解决模具的加工问题。

今天,从模具的接单到报价、设计直至最后的加工制造,PTC公司已经形成了一整套的方法。它为用户所提供的不仅仅是一个单纯的软件工具,而是一整套的解决方法,以此帮助用户更好地实现其设计的目的,从而赢得更多利润。

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