屡获殊荣的模具制造商与 NX 相得益彰

世界领先的模具制造商

40 多年来，Cavalier Tool and Manufacturing (Cavalier) 一直在为世界各地的模具行业客户精诚服务。Cavalier 制造的模具适用范围广泛，包括汽车、商业、娱乐和家用行业产品。公司可以为注塑模、结构泡沫塑料、气辅、多色注塑、原型和压缩模提供解决方案。

Cavalier 成立于 1975 年，员工人数超过 115 名。公司占地面积 54,000 平方英尺，拥有先进的设计和制造技术，每年可以为 250 到 4,000 吨压力机制造超过 200 种模具。

应对艰巨的挑战

“任何人都可以制造简单的小型模具，”Cavalier 系统管理员吉姆·科列涅夫解释说。“而我们要处理的模具却极为复杂，所有人都避之不及。我们经历了庞大的学习曲线，只为让我们的客户深感满意。”

Cavalier 在整个公司中秉承持续追求质量并不断改进的理念，积极应对模具设计中各项的艰巨挑战。“我们的业务发展并非只是简单的添砖加瓦，而是不断提升员工、工艺和设备，”Cavalier 总裁布赖恩·本迪格 (Brian Bendig) 说。

为找到成功的真正秘诀，公司不断探索世界各地的先进软件、机床、设备和工艺。重要的一点是，Cavalier 发现，更为新颖、高效的高科技设备和工艺可以赋予企业竞争优势，即使在严峻的经济形势和全球低成本的竞争压力下仍是如此。在过去的五年里，公司年销售额从 800 万美元增加到 2400 万美元，并且这一数值还在不断攀升。

“对于复杂的模具，我们的制造速度可以比竞争对手快 20%、30% 或 40%，”本迪格说。“我们是行业领头羊，我们对此倍感自豪。我们深受客户的信赖和欢迎，我们的员工足以完成任何任务。”Cavalier 的理念体现在公司口号中：明确使命、一次成功、精益求精。

前沿模具设计技术

在追求先进技术的过程中，Cavalier 很早就选择了产品生命周期管理 (PLM) 专家 Siemens Digital Industries Software 公司的 NX™ 软件作为其标准计算机辅助设计 (CAD) 系统。上世纪九十年代，当科列涅夫还在担任工程部门经理的时候，他就曾试图实施一种可靠的建模系统，于是选择了 Unigraphics 软件，也就是 NX 的前身。后来，软件发行版中包含了注塑模向导，这种先进工具专为提高模具设计速度而研发。“我们起初只安装了一套该软件，开始使用之后就感觉到了它的威力，”科列涅夫说道。“随着我们招聘的产品设计工程师越来越多，我们的安装量增加到了十一套。”

NX 是 Cavalier 的专用模具设计系统。它包含的工艺自动化工具能够简化模具设计，覆盖了从零件设计到模具设计、装配设计和模具验证等各个阶段。借助于分步式模具设计工作流程，NX 将先进的自动化与建模知识和典范做法结合起来。模具设计与零件设计保持动态关联，帮助 Cavalier 设计师更快响应设计变更。

模具设计效率

对于典型项目，Cavalier 以需要制模的零件 CAD 模型为基础进行报价。“首先，我们需要考虑制模性 - 如何对此零件制模？”科列涅夫解释道。“我们首要考虑的就是采用哪种尺寸的压力机，因此我们计算了零件的体积，确定塑料需要的流体压力。然后我们开始考虑可能影响制模过程的拔模、底切以及零件其他方面。”使用 NX，Cavalier 几乎可以接受任何格式的 CAD 模型，包括所有主流 CAD 系统的原生文件以及 STEP、IGES 或 Parasolid® 之类软件格式的中立交换文件。

NX 囊括的零件分析工具可以帮助 Cavalier 评估造模性，包括壁厚检查、拔模角分析、底切区域检测和半径评估。根据这些评估结果，Cavalier 会与客户一起探讨项目可行性。“有时，我们可能会发现在零件的某个特定区域存在问题，”科列涅夫说道。“也许模具蚀纹所需的拔模角不够。也许零件需要分型线，我们需要了解是否能在零件的可见表面进行侧抽芯。肋板可能太厚，导致零件凹陷。可能会出现许多问题。”

另一个常见问题就是 CAD 模型的曲面质量，这可能会影响模具加工和成品件质量。“有时，我们的 CAD 模型存在由很多补片组成的曲面，我称之为‘碎玻璃’曲面，”科列涅夫说道。“补片越多，文件就越有可能损坏或超出公差范围。CAD 模型必须准确无误。”

根据零件模型的不同，Cavalier 对于报价请求的响应可能只是一个简单的演示文稿，其中列出可行性方面的问题。而在其他情况下，Cavalier 团队提出的报价可能会包含估价和生产时间表。

有时，工程团队使用 NX 构建模具的主要 CAD 模型来验证报价的准确性。为此，Cavalier 还创建了定制程序，使用 NX 自动创建完整模架。模具设计师可以提供一些参数，例如 X 或 Y 方向零件周围的距离，然后程序根据要创建模架的零件尺寸选择标准板。“只要 15 分钟，我们就可以创建详细 3D 模型，让零件周围全部铸钢，让所有板材都在模架中就位，”科列涅夫说道。“我们借助 NX 用户界面使用自己的程序。”

一旦客户同意报价单，Cavalier 团队就开始模具的详细开发。使用 NX 模具设计，设计工程师可以分解型芯和型腔，构建分型线并将两者分开。随着模具装配变得越来越复杂，工程师使用 NX 的颜色编码功能目测区分细节，例如两块钢接触的脱焊区域以绿色表示，零件表面以灰色表示，流道系统以蓝色表示，通风系统以粉色表示。颜色编码功能帮助整个开发团队迅速理解模具结构和功能。

Cavalier 的模具设计流程采用 NX 中的工具生成完整、细致的 3D 装配模型。工程团队使用 NX 为模具创建准确的物料清单 (BOM)，并在必要时创建 2D 工程图纸。

制造所需的所有设计数据都由 Cavalier 产品和项目数据管理系统处理，这些系统会自动将 NX 模具组件模型转换为可供数控 (NC) 编程和加工工序使用的文件。

Cavalier 设备技术先进，包括多轴、多功能和高速加工中心以及大容量刀库。近来他们还新添了三台电火花成型加工 (EDM) 机床。该车间就是高效的典范，每个级别都可以实现自动化，并且全天候运转而极少需要人工干预。

采用 NX 编程工具进行定制

科列涅夫在使用 CAD 系统的过程中，使用 NX 中编程和定制工具的完整应用程序，编写了大量程序来使尽可能多的功能实现自动化。其中包括早期版本中的图形交互程序设计 (GRIP) 语言、Visual Basic (VB) 应用程序编程接口 (API)、日志记录和 NX SNAP™ 软件。

“编程对于我们日常使用的自动化而言至关重要，也许每天都要使用四到五小时，”科列涅夫解释道。“这些自动化编程应该尽可能简单，并且应该定制。编程可以去除流程中的多余步骤，或是省去点击和指向的麻烦。”除自动创建模架以外，Cavalier 使用定制程序简化模具装配中不同属性的插入，更加高效地自动雕刻并完成其他功能。

Cavalier 一直与 Siemens Digital Industries Software 的一家渠道合作伙伴 Longterm Technology Services Inc. 紧密合作，该公司特别擅长汽车模具设计。除了为 Cavalier 提供 NX 安装支持以外，Longterm 的编程专家还协助 Cavalier 完成自动化项目，促进他们进一步引领竞争前沿。Longterm 与 NX 软件开发团队的协同，助力实现 Cavalier 的软件改进需求。“软件开发团队听取客户的需求，目前他们已经采用 NX 取得出色成效，”科列涅夫说道。“我已亲眼目睹 Cavalier 的一些需求得以落实。”

广泛认可的成就

Cavalier 在模具制造方面的效率、质量和创新近期得到 MoldMaking Technology 的认可，并荣获其 2015 Leadtime Leader Award 大奖。这一年度大奖高度肯定了 Cavalier 作为北美主要制造商做出的杰出贡献。Cavalier 的标准化灵活流程、先进技术和以人为本的理念，被推崇为让企业脱颖而出的主要特性。