第２期 李烨等．基于ＵＧ ＮＸ￣软件的轮胎模具基模五轴数控加工计算机辅助设计与辅助制造技术应用 １１１
基于ＵＧ ＮＸ４软件的轮胎模具基模五轴数控加工
计算机辅助设计与辅助制造技术应用
李 烨，陈 威 （沈阳子午线轮胎模具有限公司，辽宁沈阳 １１００３４）
摘要：介绍运用ＵＧ ＮＸ４软件的计算机辅助设计与辅助制造功能进行轮胎模具基模加工的过程，阐述如何建立 基模模型、设置加工操作模板的父节点以及选择加工方法等。利用计算机辅助编制的数控加工程序包括零件造型、加 工工艺制定、加工轨迹生成、加工过程的切削仿真以及ＮＣ代码生成。 关键词：轮胎模具；基模；ＵＧ ＮＸ４软件；计算机辅助设计与辅助制造；数控加工程序 中图分类号：ＴＱ３３６．１ １；ＴＱ３３０．４ ４。１；Ｏ２４１．８２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００６—８１７１（２０１２）０２—０１１ｌ＿Ｏ４
模具是轮胎生产的重要工艺装备，对轮胎质
量起决定性的作用。轮胎模具主要部件花纹圈的 加工方法主要有３种：精密铸造、电火花和雕刻，
其中精密铸造是轿车轮胎及复杂轮胎花纹的首选 加工方法。本文主要介绍运用高端ｕＧ ＮＸ４软
件进行精密铸造制造花纹圈时所用基础部件基模 的五轴数控加工方法。
１ 轮胎模具基模五轴数控加工ｃＡＤ／ｃＡＭ流程 计算机辅助设计与辅助制造（ＣＡＤ／ＣＡＭ）即
利用计算机辅助编制数控加工程序，包括零件造 型、加工工艺制定、加工轨迹生成、加工过程的切
削仿真以及ＮＣ代码生成。目前我公司加工轮胎 模具基模的ＣＡＤ／ＣＡＭ基本环境为：１０套ＵＧ
ＮＸ４软件、２个Ｗ４２８五轴数控加工中心和２台
用于连接机床的计算机（Ｐｃ）。ＵＧ ＮＸ４软件用 于轮胎模具三维造型、刀位文件生成、ＮＣ代码后
处理、生成数控程序及切削仿真；车间计算机用于 把程序通过网络传人机床；数控机床用于加工轮
胎模具基模。一个花纹圈由多个基模组成，由于 每个基模由几个节距排列而成，因此可先制定基
专为UG NX量身定做图形工作站
Unigraphics（UG）是目前世界上最先进和紧密集成、面向制造业的CAID/CAD/ CAM/CAE高端软件
之一，具有功能强大、性能稳定、兼容性好和交互性强等特点。主要功能包括：概念设计、工程设计、性
能分析和制造等。除了具有同类软件所具有的通用功能外，还具有灵活的复合建模、齐备的仿真照相、细
腻的动画渲染和快速的原型工具等功能。这款软件目前广泛应用于汽车、航天航空、机械、消费产品、医
疗仪器、模具设计等制造行业。
这些功能强大的软件对计算机计算速度要求极高，大企业通常选用品牌工作站，性能虽然不错，但价
格和自己定制差工作站差价悬殊。中小企业和个人用户根本不需要承受如此昂贵的硬件投资。随着电脑配
件产品性能大幅提升，价格下降，用户完全可根据自己的实际需要，量身定做一款适合自己应用软件的高
性能图形工作站。这种专业图形工作站应该如何配置呢？
参考配置：
工程设计图形工作站
CPU
四核Xeon 5472 *2颗
8*3GHz/12MB缓存/1600Mhz FSB
主板
超微X7DWA-N
标配CPU数/最大支持数
2/2 内存（RAM）标准 金士顿2GB DDR2-800 FBDimm *4根
硬盘类型
西数猛禽 74G SATA 1万转
显卡/显存容量
丽台Quadro FX 1700／512M
机箱+电源
塔式+750W电源 支持操作系统 MS Win2000/2003 Server，Win XP Pro/x64， Redhat linux ，SuSE linux，FreeBSD
售价
36999元 硬件配置考虑点：
如何买到满意图形工作站，最为关键的了解应用软件的特点，对CPU，内存，硬盘，显卡方面性能方
面哪些有所偏重，只有这样，你所采购的工作站才能真正提高工作效率，UG NX是典型的高性能计算型的，
配置上我们采用频率为3G的Xeon 5472，主板我们选用支持FSB1600Mhz的超微X7DWA-N主板，内存
NX模块功能说明
1. NX/Gateway（NX入口模块）
NX入口模块是连接NX软件所有其他模块的基本框架，是启动NX软件时运行的第一
个模块，该模块为NX软件的其他各模块运行提供了底层的统一数据库支持和一个窗口化的
图形交互环境，执行包括打开、创建、存储NX模型、屏幕布局、视图定义、模型显示、消
隐、着色、放大、旋转、模型漫游、图层管理、绘图输出、绘图机队列管理、模块使用权浮
动管理等关键功能，同时该模块还包括以下功能：
包括表达式查询、特征查询、模型信息查询、坐标查询、距离测量、曲线曲率分析、
曲面光顺分析、实体物理特性自动计算功能在内的对象信息查询和分析功能；
用于定义标准化系列零件族的电子表格功能；
快速常用功能弹出菜单、可用户化定义热键和主题相关自动查找联机帮助等，方便
用户学习和使用的辅助功能；
按可用于互联网主页的图片文件格式生成NX零件或装配模型的图片文件，这些格
式包括：CGM、VRML、TIFF、MPEG、GIF和JPEG；
输入、输出CGM、NX/Parasolid等格式几何数据；
Macro宏命令自动记录、回放功能；
User Tools用户自定义图形菜单功能，使用户可以快速访问其常用功能或二次开发
的功能。
2. TcEng - NX Manager NX（ TcEng - NX Manager NX管理器）
NX Manager NX管理器是为了NX提供的工作组管理解决方案。NX Manager提供了入
门级的安全库，以控制和保护NX CAD数据。
Teamcenter Engineering（工程协同）将环境扩展到管理CAD数据之外，无论数据来自I
deas NX Series、NX、Solid Edge、CAM和CAE系统或对手的CAD产品，系统都通过工
作流管理、变更管理、管理产品配置等特性为客户提供重要的价值。
3. TcEng - CAD Manager Server（TcEng - CAD Manager Server管理器）
、Unigraphics软件介绍
UG是美国UGS（Unigraphics Solutions）公司的主导产品，是集CAD/CAE/CAM 于一体的三维 参数化软件，是面向制造行业的 CAID/CAD/CAE/CAM 高端软件，是当今最先进，最流行的工 业设计软件之一.它集合了概念设计•工程设计，分析与加工制造的功能，实现了优化设计与产 品生产过程的组合。被广泛应用于机械、汽车、航空航天、家电以及化工等各个行业。 UG
的特点
CAD/CAM/CAE 三大系统紧密集成。用户在使用 UG强大的实体造型、曲面造型、虚拟装
配及创建工程图等功能时，可以使用 CAE模块进行有限元分析、运动学分析和仿真模拟，
以提高设计的可靠性；根据建立起的三维模型，还可由 CAE模块直接生成数控代码，用于
产品加工。
灵活性的建模方式。采用复合建模技术，将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模
及参数化建模融为一体。
参数驱动，形象直观，修改方便。
曲面设计以非均匀有理 B样条曲线为基础，可用多种方法生成复杂曲面，功能强大。 良好
的二次开发环境，用户可用多种方式进行二次开发。 知识驱动自动化（KDA），便于获取和
重新使用知识。UG的功能模块
UG NX功能非常强大，涉及到工业设计与制造的各个层面，是业界最好的工业设计软件包
之一。UG NX整个系统由大量的模块所构成，可以分为以下 4大模块。一、GATEWAY模
块
GATEWAY模块即基础模块，它仅提供一些最基本的操作，如新建文件、打开文件，输入 /
输出不同格式的文件、层的控制和视图定义等，是其他模块的基础。这部分其实和其它所有 软件的基础都一样，都是互通的。 二、CAD模块
UG的CAD模块拥有很强的3D建模能力，这已被许多知名汽车厂家及航天工业界各高科技 企业所肯定。似乎现在所有的人都觉得 UG这个软件生来就应该是为汽车生产商等大型企业 服务的，这是一个绝大的误区。只要是牵涉到生产型的企业都用得上。 CAD模块又由许多
