1 前言

    制造业是一个国家最重要最基础的产业，现代模具行业又是制造业的先导产业和重中之重，而对于模具的开发设计，NX不但以模具设计模块的功能强大见长 ，而且它以其全面的CAD/CAE/CAM/PDM功能在产品生命周期管理(PLM)软件领域里全球领先，其基础应用的CAD设计模块的功能是它最重要的一部分，NX设计模块的精髓在于它的便捷的参数化指令和非参化设计融于一体，而且又具有灵活友好的Win视窗操作风格，使其优势在众多的CAD软件中脱颖而出。

    随着近年来技术的飞速发展，我国的三维CAD/CAE的应用也越来越普及，以NX ，Pro/E为代表的设计软件占领了中国机械模具行业三维设计的近80%的市场份额，面对众多的中小企业用户，由于软件版本的不断升级和更新，如何在日新月异的发展中牢牢把握设计技术的核心精髓和应用技巧，是非常值得学习和探讨的。 众所周知NX ，Pro/E等软件从早期的面模型、实体模型发展到现在的参数化模型，再到后面的变量化模型，功能越来越完善，操作上也越来越人性化。

2 NX在模具设计方面的应用

    NX是一个强大而全面的软件系统，除了基本设计出图模块之外，还有其它一些众多的应用模块，如板金设计，注塑模具向导，级进模具向导，工业设计，车身设计及其它的模块，从NX 3.0版本开始，进入NX后的文件主菜单下点击 “开始”工具条可以访问和加载各个应用模块，如图1所示

图1：NX各应用程序模块 

    2.1 Mold wizard 参数化设计的功能和特点

    在NX的注塑模具向导中集中了定义产品收缩及模腔尺寸，分模分型，选用模架及标准件和管理图档等一系列的模具参数化设计工具，如下图2，下面作以简要介绍：

图2：模具设计模块指令流程


 
图3：模具设计模块指令流程分类化

    按照NX软件规划的模具设计流程，通常是按上图2的一系列指令，从初始化加载产品到垃圾文件清理，整个一个输入产品到最终的3D及图纸文件OK输出，流程上稍显繁琐，但基本上是可以保证参数化的相关文件，即是说可以对时间戳早的零件或特征进行设计变更之后，其它引用的文件或之后的零件或特征可以自动更新。 对于模块的有些设计指令在实际设计中可能因操作者习惯常常显得多余，如型腔排位及子镶件浇口设计，更多的人喜欢运用NX基本模块的建模指令来完成，所以指令流程可以简化为图3所示。 NX mold wizard强调的是参数化与标准化，所以按照从1~11的步骤一样可以保证设计的图档文件有相关的参数化和标准化。不过对于过大过复杂的产品来说，用mold wizard产生的垃圾文件很多，更新也更耗时，所以许多设计师更多地采用非参化零件实体来减少更新时间，以提高效率。

    通过对以上设计流程的研究探讨，归纳为以下几个步骤：一，开模产品信息的及模具基本设置； 二，分模； 三，标准件； 四，模具零件细节设计；五，设计图整理归档。

    在mold wizard中最重要的两部分就是自动分型向导和模架库及标准件库，而自动分模向导本身就是一个参数化的设计工具，当我们选定要分模的产品和输入基本信息后，点击 后指令流程出现图4(自动分型向导)：

图4：自动分型向导          

图5：分模最后产生的前模型腔和后模型芯

    通过上面Mold Parting Tools的工具指令自动设置与定义分型线和型腔区域，补孔分型切割，最后形成前模型腔和后模型芯如图5(分模最后产生的前模型腔和后模型芯)。

    在分型文件中将主模型式的模腔及镶件分割好后，在装配环境下调用WAVE几何链接器 来链接相应的体，并在该链接体上进行相应的一些参数化设计，最终产生的后模后模型芯始终保持着特征参数和文件及特征的链接关系，最后完成的模具的后模部分如图6(后模部分图)。

图6：后模部分图

    2.2 基础建模模块下的模具的参数化设计

    由于用mold wizard时过程稍显繁琐，产生的垃圾文件也很多，更新时比较耗时，许多设计师也愿意直接使用基础建模(Modeling)模块来分型和设计模具图，不过基本思想和流程还是由这以下五步：

    一 开模产品信息的及模具基本设置：通常需要先在步骤一中对产品放收缩率，坐标定位及定义模芯大小，模架大小， 以前的这部分通常是用2D CAD软件来完成的，现在直接可以在3D下面做了

    二 分模：通过建立分型面切割模芯坯料来，再用切割后的坯料减去产品的体积，这样就形成了前后模腔的雏形。

    三 标准件：调用3D模架和标准件库来设计计模具的详细结构。参数化的零件库支持随时的进行标准件参数的调整和更新。

    四 模具零件细节设计：设计详细的模具零件图， 建模过程中始终保持特征参数的有效性及建模历史的可回朔性，部件或特征之间的链接引用关系不要打断，这样采用参数化的设计方法只需更改一个零件或一个特征便可以使其它相关的零件或特征同时更新，保持数据的正确性。

    五 设计图整理归档：采用主模型概念创建图纸及转出零件3D图，以确保下游所用文件版本的正确性和唯一性。并保持加工，检测所用3D零件与主模型的关联性。

    但实际当中，参数化设计也不是万能的，常常碰到在设计修改中丢失参考而很难找到，或者由于装配和零件特征很多且很复杂，更新数据不能进行或不能完成，这让设计师不得不放弃参数化的零件特征，而将实体全部非参化。所以，非参化是一种无奈的选择。

    2.3 参数化设计与非参设计的比较及运用

    从逻辑思维上来说，在模具设计过程中保持全参数化看起来很完美，但有时也有很大不便，对于简单的模具图档可以那么做，但一般都是有几百个零件的大型模具图档来说，如果要修改更新时就非常麻烦了，适当的地方另需要去掉参数或断开链接关系，才能使得更改和更新才能进行下去。 如果全部将零件的特征非参了，那么后面的操作也会非常麻烦，改动时对于特征所相关的每一个尺寸和信息都要去更改，而且零件也没有了可追朔性的特征信息。

    对于有产品研发技术保密性要求的，去掉参数和特征信息的，只提供简要的一些数据信息的文件也是企业知识产权和信息安全的一种规范。

    在NX中，大部分的曲线，曲面，实体的创建和编辑指令都是参数化指令，还有一些特别的修改编辑工具，比如同步建模，以及应用模块中的一些建模修改工具等都是参数化的，只有少量的编辑指令如移除参数 指令和一些特征或曲面修改中的选项是非参化的，比如Wave几何链接器中的关联选项。

    参数化特征和非参数化分别有下表1所示好特点和功用：

3 结论

    所以，对于不同的零件和结构，我们要区别对特，全参数化并不是最好的，全部非参数化也不是最佳的。模具设计中是这样，在其它的模块如机构设计和工业设计中也是这样，只有灵活地运用多种设计方法，使用和挖掘出软件应有的指令和功能，才能不断提高设计效率，同时保持更高的品质和设计弹性。