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NX 9新增功能简介
2013-12-18 15:22:43  作者:admin  来源:《CAD/CAM与制造业信息化》杂志
  •   一、NX设计   1.二维同步技术   二维同步技术提供的二维设计灵活性和速度与三维同步技术相同。它的工作方式甚至与三维同步技术也相同,且在N X草图环境中提供简单直观的推拉命令。不论数据来源或数据 ...

  一、NX设计

  1.二维同步技术

  二维同步技术提供的二维设计灵活性和速度与三维同步技术相同。它的工作方式甚至与三维同步技术也相同,且在N X草图环境中提供简单直观的推拉命令。不论数据来源或数据构成如何,都能进行修改。使用二维同步技术修改的草图会根据实时更改而自动更新。例如,如果移动或偏置某条曲线,所有关联的几何元素都会智能地自我调整。相关的关系会被保留,但不相关的关系也会被移除。如果删除一条曲线,草图会自动自我调整以“闭合”所删除曲线周围的几何形状。二维同步技术的生产效率可高达标准草图绘制方法的6倍。

  二维同步技术意味着草图的通用性得到提高,因为工程师可以在更改草图设计意图的同时,保持其完整性。这也是使所有二维数据(包括原有数据和非NX数据)智能化的另一种方式。由于可以一次性快速编辑大量曲线而不影响性能,从而提高了大型二维布局的可用性和效率。使用二维同步技术,可以更快速方便地了解和实施设计更改,这意味着缩短了模型处理的时间和交货期。

  2.三维同步技术

  NX 9是带有同步技术的第六个版本,该技术会随着版本更替逐步成熟和完善,并实现更多功能。通过全新的同步技术功能,可直接操控边(而不是使用常用的面编辑方法)来编辑形状。与所编辑的边相邻的面会自我调整,以遵循其运动。

  使用新的面选择选项可以更加方便地选择要用同步技术修改的几何体。现在,设计师可以更方便快速地通过用于选择和删除圆角面的新工具来清理模型。例如,设计师可以通过指定一个圆角半径来查找模型中该范围内的所有圆角。

  3.创意塑型

  创意塑型是一种全新的设计方法,主要用于在N X中创建高级细分形状。它具有直观易用的特点。设计师可以从体素形状开始,操控周围的“箱子”以根据需要使形状变形。同时,设计师可以将箱子的各个面细分成所需数量,以更好地进行控制。使用创意塑型功能可轻松创建平滑过渡,并且有许多选项可用于创建形状。最终产品为高质量的B曲面(图1),可作为很好的可编辑N X特征,并且所需时间不到以前方法的一半。这样设计师就可以快速实现理念概念化而无需专业知识。创意塑型可以与其他造面和设计工具结合(或一起)使用。

  4.光线追踪工作室

  全新的“光线追踪工作室”选项可让设计师可以实时查看高质量的设计图像。“光线追踪工作室”利用多核加速图形处理器,可显示逼真的打光及部件间反射效果,从而帮助设计师尽早做出设计决策(图2)。

  5.基于特征的建模

  基于特征的建模一直很重要,NX 9在此领域内提供了许多增强功能。例如,在NX 9中,设计师可以根据成网络的曲线在单个特征内创建复杂的筋板结构;以前,这需要使用多个特征。这意味着降低了部件历史记录的混乱程度,加快了模型的再生速度。再如,在NX 9中,设计师也可以沿着光顺路径扫掠某个旋转工具。这可仿真加工过程,并使设计师能够创建在过去难以创建的槽。又如,在NX 9中,各种阵列之间的一致性更高,且更易于使用。通过使用“拔模”特征,现在可以使用非平面对象(如曲面)作为分型线,与选择边的旧方法相比,这可节省时间。

  另外,NX 9中的许多改进功能都是为满足某些行业(如航空工业)的需求而设想出来的。如,通过“直纹”特征内的新“可展开”选项,设计师不必进行变形(即起皱、拉伸或撕裂)处理,即可展平曲面(图3)。现在,设计师还可以在可展开曲面上缠绕和展开曲线,这样就可以按成形和展平状态显示几何元素。这些工具在必须按多种状态(如已加工和已安装)显示部件的工作流中特别有用。

  在N X 9中,加厚命令得以增强,可以实现为不同区域选择不同的厚度,大大简化了创建化学蚀刻腔体的过程。另外,使用诸如“腔体分析”(用于查找底切、负角度拔模、刀具不可及区域和其他可加工性问题)之类的工具时,更容易创建腔体倒圆。圆角腔体不仅可帮助设计师基于刀具参数创建圆角,还可以帮助设计师创建填充几何体,如刀具斜坡。此外,部件间的设计也得到增强,并更新了WAVE和产品界面,更便于链接部件之间的几何体。

  6.模块化设计

  在NX 9中,带有部件模块的模块化设计得到增强,可支持多个新的工作流。设计师不必再将模型细分成多个单独的体,多个设计人员可同时处理同一个模型。部件模块还支持局部特征更新,这样,设计师就可以更新单个部件模块,或根据需要执行完整的特征更新。

  7.装配设计

  NX 9的装配建模中引入了许多客户驱动的增强功能。现在,可以在装配导航器中使用拖放操作或“重排序组件”命令对对象进行重排序。由于默认情况下对同一对象的多个实例进行了打包处理,因此清除了装配导航器显示内容。这些更改有助于设计师按方便自己理解和修改的方式设置装配。N X 9全新的“对齐/锁定”约束可让设计师使用一个约束即可完全约束圆柱体对象(如螺栓或销),无需过多的单击操作,从而节省时间。此外,NX 9现在支持装配中的组件图样,提供了比过去更广泛的图样类型。用户界面也已修改,与阵列特征保持一致,从而使学习更高效和更方便。

  8.注释

  在NX 9中,“制图”和“产品和加工信息(PMI)”模块比以往更高效,具有多年来最重要的可用性增强功能。“制图”和PMI与NX的其他模块类似,利用了新的可定制功能区界面。“制图”和PMI中的总体用户界面与其他NX模块更加紧密结合,确保提高一致性,并缩短新用户的学习时间。

  许多“制图”和P M I任务都得到简化,从而减少了鼠标移动和单击操作。例如,用于创建尺寸标注的命令数量从22个减少到9个,但功能并没有损失。在正确的时间为用户提供正确的信息是N X的首要任务,因此,现在可以根据环境配置“制图”和P M I中的对话框,以仅显示与正在执行任务相关的设置。当设计师需要在N X提供的首选项内查找特定设置时,使用新的设置搜索工具可以节省时间。一直以来,N X不断更新以符合所有的主要标准,NX 9中的许多增强功能都方便了创建完全合规的图样和模型。

  9.适用于船舶行业的第四代设计

  设计和设计团队似乎在不断发展壮大。第四代设计(4G D)是一种全新的设置和数据管理范例,将使大型团队以前所未有的高效率开展大型设计(如船舶)工作。这是通过开展并行和协同关联工作来实现的。4G D采用基于组件的方法(而不是基于装配结构的方法)来开展工作,即,将总体设计细分为多个设计单元,并使用分区方案对这些设计单元进行组织。由此,可以向设计师分配整个设计的各部分任务。在NX 9和Teamcenter 10.1软件中,针对船舶行业实施了4GD;对于其他行业,将在将来的版本中实施。基于组件的4G D方法实现了多配置的协同设计,可扩展到具有数百万个组件的产品,处理速度高出许多传统关联设计过程几个数量级。

  4GD综合利用NX和Teamcenter的功能,凭借一致的用户交互以及对NX部件和装配的完全支持,在NX和Teamcenter之间实现了无缝集成,因此无需进行任何迁移。4G D可让大型设计团队并行工作,无需锁定装配(图4),只锁定要更改的实际数据。这是实现协同工作的重要组成部分。提高性能的方法是只加载设计任务所需的设计单元,而不必“加载和隐藏”整个装配。4G D技术可用于单个船舶或一类船舶的设计。这样,设计师就可在多个视图中组织大量的设计数据,并支持在所有产品数据中进行高性能搜索。有了4GD,不必提前决定设计数据的组织结构和分配。

  4G D不仅仅是一组工具,它也是进行大型设计的一种全新方式,设计师可以通过其获取所需的数据,并且只获取自己需要的数据。这样,就可以灵活地与整个团队协作。

  10.Active Workspace客户端

  Active Workspace客户端(AWC)是用于快速方便地查找产品相关信息的一种功能强大的工具。它直接嵌入N X中,也可在任何设备(包括移动设备)上通过任何W e b浏览器对其进行访问。这样,设计师可以快速地从N X或其他位置访问Teamcenter数据。AWC具有功能强大的交互式搜索和过滤功能(可访问外部系统),有助于缩短搜索信息所耗时间,无需在多个位置进行搜索。由于A W C与环境相关,设计师只能看到与正在执行的任务相关的信息,从而节省了时间。通过在可视报告中高亮显示出现的问题,设计师还可以了解大致概况,因此可以更快地做出更明智的决策。

  二、NX 9仿真

  NX CAE是一个现代化仿真环境,用于仿真建模、结构、热、流、运动和多学科仿真;优化;仿真数据管理和自动化以及仿真驱动型设计。NX 9 CAE包含许多增强功能,用于提高建模效率并缩短仿真处理时间。

  1.仿真建模和结果可视化

  (1)网格变形(图5)。

  此版本包含一些新命令,可让用户修改现有网格以适应几何形状的细微更改,方法是移动节点位置来适应新的尺寸标注。变形不是重新划分网格,本软件尽可能保持整体网格拓扑不变。此软件使用户能够计算现有网格中节点的新位置以适应更改的几何形状,并展开或收缩网格以拟合修改的几何形状。这样,可保持现有节点标签和ID,并加快更新过程。

  变形处理是对执行F E模型更新命令时发生网格更新的一种替代。通过网格更新,此软件会删除并重新创建受基础几何形状更改影响的网格。用户可能要在出现以下情况时使网格变形(而不是更新):①保留当前节点和单元标签很重要;②在不受CAD几何形状修改影响的区域内,用户要保留网格中现有单元的形状和大小。

  (2)网格控件(图6)。

  NX 9软件包含为圆柱、圆角和孔周围的四面体单元和曲面单元控制和管理网格划分的新方法。四面体单元的改进可让用户将局部的三维网格要求设为三维过程的一部分,或者无需在圆柱/圆角周围进行局部二维网格的划分。曲面网格划分的改进包括用于圆角和映射孔的新控件、在二维自由网格命令内抑制孔的功能,以及对目标最小单元大小的改进控件。

  NX 9 CAE还引入了一种独特方式来管理各个控制设置,该方式还可用于自动批处理网格划分过程,以提高自动化过程中的网格质量,并排除手动返工。

  (3)提高XY 制图集成度。

  此版本包含许多有关XY 制图功能的新增功能,用于更加交互地评估仿真结果。这些增强功能的示例包括扩展选择功能、轨道样式图形和扩展复合结果支持。

  2.结构分析

  (1)转子动力学解算方案支持。

  从NX 9 CAE开始,用户可以创建NX Nastran转子动力学分析模型,以预测飞机引擎或传动轴等旋转系统的动力学行为。NX Nastran环境中提供了此增强功能,且用户可以定义轴承支撑、模型的旋转和固定部分、系统范围和特定于转子的解算方案选项等。支持的解算方案序列包括频率响应、瞬态响应和复特征值转子动力学分析。

  (2)层合复合材料动力学仿真。

  全新的层合复合材料动力学解算过程提供了一种精确而高效的方法,用于评估复合材料部件在受基板驱动的随机振动(在航空和汽车行业很普遍)时的性能。层合材料动力学解算方案支持二维和三维层合材料,可让用户计算峰值层片应力、应变、失效指数和强度比的结果。

  (3)增强了与NX响应仿真接口的耐久性。

  N X9高级耐久性包含一个与N X响应仿真的增强接口,可让用户根据响应仿真事件实时计算应力/应变历史记录,这样要比直接从R S2文件读取应力或应变历史记录快。由于不需要根据N X响应仿真瞬态事件针对应力/应变的历史记录进行解算,因此可显著减少所需的时间(减幅高达98%)。

  3.热分析和流分析

  (1)并行热求解器。

  NX9软件中新增了并行热求解器,它通过在多个CPU上的并行处理缩短大模型和长瞬态解算方案的求解时间。根据模型的大小以及中央处理器(CPU)的复杂度和数量,最高可将模型仿真速度提高8倍。并行热求解器使用域分解方法,帮助用户拆分热方程组,并将计算工作负载分摊给多个进程。这可让求解器支持大量的单元和节点以及非常大量的导电体(图7)。

  (2)曲面包络局部解析度约束。

  用户可将新的局部解析度约束应用到曲面包络方法以使选定区域中的流体细化或粗化,从而在曲面包络工具生成的流体中保留更多细节,或者移除不需要的细节。此约束很容易使用仿真导航器来管理,并可将其方便地复制到模型中的其他流体域方法(图8)。

  (3)并行流求解器增强功能。

  NX9软件包含并行流求解器的多种增强功能。例如,性能方面的增强包括大模型的内存使用率最多可减少40%,以及提高性能以缩短整体仿真时间。并行流求解器的其他增强功能包括对更多仿真对象(如旋转参考系和混合平面)和建模对象(如流体示踪剂和非牛顿流体)的扩展支持(图9)。

  4.运动分析

  (1)交互式铰接运动方法。

  N X运动中的铰接运动已得到扩展,包含的两种新方法可用于交互地检查运动包络体关键部分的干涉。第一,立即变换选项使用户能够以交互方式将运动副拖到图形窗口中的新位置,然后可以使用N X立即对机构进行求解和动画处理。第二,延迟变换选项使用户可以通过指定一个或多个运动副位移,使机构通过铰接运动到达目标位置,然后根据这些规范使用NX对机构进行求解和使其发生铰接运动,同时对运动副进行求解和动画处理。还可以针对铰接运动打开或关闭运动副限制。

  (2)完整操作记录支持。

  所有N X运动预处理、解算和后处理命令现在均提供完整操作记录支持,可通过NXOpen实现运动解算方案的自动化和定制。

  5.多物理场条件序列管理器

  新的条件序列管理器使用户可以跨各种解算方案定义和管理模型的工作周期。条件序列可包含结构参数、热参数或流参数的任何组合。条件序列的示例是在起飞、爬高和水平飞行期间应用于飞行体引擎的条件。使用NX CAE,可以导入和管理条件序列,并使用这些序列以指定的时间步驱动边界条件值。如果用户使用标准格式来定义条件序列或遵循有关任务和工作周期的标准做法,则可以导入这些数据以在分析中捕获这些做法,并确保跨团队和平台的一致性。

  三、NX 9加工

  1.NX CAM

  (1)模具和冲模加工。

  新的交互式切削区域管理在规划加工策略方面达到了新的控制水平:用户可在生成刀轨之前对区域及相关工序进行预览、更改、重排序或接受。此功能尤其适用于需要细致工艺规划的更复杂部件以及当用户想要按区域逐一精确定义部件加工方式的情况(图10)。

  NX 9可提供全新的剩余加工功能,其提出的混合加工策略可针对未切削区域提高效率。如果能够在剩余铣中使用一系列切削模式,则可以获得最佳品质的表面。未切削拐角和凹部的智能自上而下排序可增强切削操作,并延长刀具的使用寿命。

  对进刀、退刀和步进运动采用了新技术的高速非切削移动,在高速机床上保证最快进给率的同时,还可加工出高品质的表面粗糙度。最佳曲线(样条)与所有刀路都相吻合,可最小化机床应力,并最大化在最高进给率下控制驱动器的能力。稳健的碰撞检测以及备选的连接策略可确保过渡既安全又迅速。

  (2)机械零件加工。

  全新的多部件编程将刀轨智能分布到装配中的多个组件(图11),加快了基石和夹具配置的开发。用户可以使用N X的扩展型装配建模功能,迅速装配生产加工中常见的夹具和多个工件。为某个工件开发的完整加工序列,可以立即分配给其他零件。这样,可以在为单个非关联部件编程的同时,准备好完整的作业。通过在完整的设置关联中进行工作,用户可方便地查看访问和间隙问题,而且仅在需要时调整刀轨。

  NX9对孔进行自动标识、过滤和分组,从而简化了编程。便利的分组功能加强了整个孔加工工艺的基础,从以手动为主到以自动为主。不需要进行麻烦的几何选择,只需识别特征组和钻,从而减少了与几何选择相关的错误。所有孔都已切削,具有相同属性的孔可同时切削。

  使用T型刀创建水平槽的新技术可精确定位顶面和底面。通过单个编程步骤,可以定向T型刀,以对槽中央进行粗加工,并使用T型刀的顶部和底部接触点分别对槽的顶部和底部进行精加工。

  (3)复杂部件加工。

  通过刀具倾斜来避免3轴刀轨自动转换造成的夹持器碰撞,这一功能在NX9中得到了明显加强。现在新的功能可应用于实现额外的夹持器间隙所必需的粗加工工序或5轴工序,或用于避免机床旋转限制。为了避免夹持器碰撞倾斜,用户可以使用较短的刀具,这类刀具尤其利于保持粗加工所需的较高除料率。在所有情况下,都可以使用新控件来指定倾斜首选项,使结果能够适合几何体和刀具情况。该功能适用于5轴设备制造大型模具的情况(图12)。

  涡轮铣加工模块中经过改进的5轴粗加工和精加工提高了加工效率和表面粗糙度。在粗加工刀具中添加了平头铣刀和球头铣刀,可在许多情况下提高了粗加工性能。现在可以使用端铣刀的一侧,一次性切削并精加工出具有合适形状的叶片,使其拥有最佳的表面粗糙度和最快的切削速度。

  对于圆柱部件的编程,N X 9让用户使用专用的4轴切削方法进行优化且安全的加工:利用可选的前倾角和智能的刀具倾斜避让方法,加工底面为圆柱形的腔体和槽。此方法为这一系列的部件提供了高效的编程与有效的切削。

  2.NX CMM数控测量编程

  (1)钣金检测。

  适用于曲面边的新CMM编程方法会自动化钣金部件的编程。边几何元素是使用能够触摸或扫描部件边界的探头进行测量的。此简化流程提供了用于定义距离边偏置,以及在相邻面上自动创建相关测量的高级选项。这些增强功能大大提高了适用于此类部件的NX CMM检测编程的效用(图13)。

  (2)扩展CMM编程功能。

  NX 9中全新的增强功能提供了可在多个特征上创建检测路径的功能,这项功能大大缩短了编程用时。全新的高级传感器定义提供了更多用于测量策略的选项。自动刀轨序列进一步优化了机床上的检测过程。此外,NX 9还为用户带来了全新的检测模板、后处理器和机床模型,可简化编程及加快机床部署(图14)。

  (3)CMM数据分析。

  CMM结果可以使用NX以mea或dml文件形式读回。使用工序导航器可迅速查看检测结果(包括状态和偏差)。使用N X9,用户能够以图形方式在3D部件模型的关联中显示测量的特征(图15)。通过在设计模型关联中直接比较测量得到的结果,还可识别公差范围外的测量来源,并提出纠正措施。

  3.CAM数据管理

  加工资源库(MRL)提供了基于Teamcenter技术的高级刀具库功能。使用全新的MRL Connect for NX,用户就能在NX环境中将NX CAM直连到MRL。

  (1)制造资源库。

  加工资源库是一款基于Te amcenter技术的数据和流程管理应用程序,能够管理专用库中所有的工具组件和装配。可以使用从工具提供商目录和定制组件中导入的数据来加载MRL。然后,这些组件即能装配成完整的工具,包括在NX CAM中用于机床仿真的关联3D实体模型。MRL管理员可以通过MRL界面访问系统,以添加或编辑库内容。NX CAM用户能够在N X用户界面访问和搜索M R L内容,从而查找、选择并检索要用在CNC编程中的工具。

  (2)适用于NX的MRL连接。

  对于那些仅针对工具库使用Teamcenter的车间而言,这一全新的选项让用户无需使用Teamcenter的全部功能即可直接连接到MRL的独立安装。CNC程序员使用常规的NX CAM功能进行工具检索,同样可连接到M R L刀具库环境。在该环境中,程序员能在整个分类系统范围内使用强大的搜索、查看及检索功能(图16)。

  4.工装设计

  使用N X 9提供的全新建模与分析功能,可以缩短准备下游加工所需的工具几何体的用时。全新的“顶杆表”命令让用户能够为模具装配中的所有顶杆与套筒创建基于模板的图纸,从而提高准备加工文档的效率。模架库已整合到N X重用库中,这让学习变得更加轻松高效。同时还添加了更多功能,例如,搜索特定模架并在装配导航器或屏幕上通过右键单击进行编辑的功能。由于该整合,现在在设计期间访问模架库也更加方便了。全新的“对象属性管理”命令让用户可以轻松添加、编辑或删除位于模具或模装配中的对象属性。这些属性(可能包含面颜色)可用于下游加工说明。此方法相较于上一种方式更加高效。

  改进的冲压与级进模设计工作流可排除大量的手动建模过程,从而缩短整体设计时间。例如,用户现在可以通过多种选项(包括粗加工钣金和多个封闭压料圈轮廓)在装配中创建或编辑“下部压料圈”特征。用户同时还能使用重用库中的模板来添加详细信息,例如筋板或键槽。全新的“拉延凸模”和“拉延模”命令让用户从视觉上即可区分需要不同精度和公差的冲压面,并向它们指派颜色。这在冲模加工期间是有帮助的:用户现在可以为任意类型的冲模工序定义多个冲压定向,因此能同时处理多个部件。这不但能提高材料的使用率,而且还会降低单个部件的成本。

  现在,用户可以使用N X执行钣金可成形性分析:先使用“几何体准备”命令准备压模、凸模、压料圈和空白几何体,再使用“网格划分与求解器”命令来自动划分几何体网格并运行LS-Dyna求解器。由于已不需要在不同的CAD和CAE系统间转换,处理将变得更加快速高效,可让用户及早检验设计。



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