托架多工位級進(jìn)模數(shù)字化設(shè)計

何敏紅

摘 要：運用UGNX中的PDW模塊，對托架的多工位級進(jìn)模進(jìn)行設(shè)計。與三維建模設(shè)計方法相比，本方法的工藝智能化仿真度高，可大大地提高設(shè)計效率。

關(guān)鍵詞：UGPDW；仿真；多工位級進(jìn)模；數(shù)字化設(shè)計

中圖分類號：TG385 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）30-0091-02

Abstract： Using the PDW module in UGNX， the multi-position progressive die of bracket is designed. Compared with the 3D modeling design method， the process intelligence simulation of this method is high， and the design efficiency can be greatly improved.

Keywords： UGPDW； simulation； multi-position progressive die； digital design

1 概述

如圖1及圖2所示托架零件，材料為08鋼板，板厚3.0mm，生產(chǎn)批量大。該工件形狀較復(fù)雜，成形精度要求高，為一多向彎曲件。其沖壓工藝包括沖孔、彎曲及沖切載體等工序。因工件板料較厚，在每一處的90°彎曲成形前都先預(yù)彎45°彎曲成形。在單角彎曲時，為防止模具有較大的側(cè)向力，在單角彎曲前首先壓一條壓線。本文將采用UGNX軟件中的PDW（Progressive Die Wizard）模塊對該零件進(jìn)行設(shè)計。它是一套專家系統(tǒng)，融合了行業(yè)中諸多的經(jīng)驗知識，它將引導(dǎo)用戶完成各種復(fù)雜工藝定義，獲得與最終加工零件完全一致的3D實體。

圖1 托架二維工程圖

圖2 托架

2 零件的數(shù)據(jù)建立和處理

根據(jù)零件的二維工程圖，首先使用ug的三維模塊進(jìn)行設(shè)計，獲得該零件的三維模型。

建立好零件的三維模型后，使用PDW模塊的轉(zhuǎn)換功能把零件轉(zhuǎn)換為鈑金件即可，然后定義展開零件所需的中間工步并進(jìn)行展開和折彎操作。托架零件展開的中間工步排列圖如圖3所示。

零件的三維模型也可使用其他軟件進(jìn)行設(shè)計，并利用NX的文件導(dǎo)入功能，將其轉(zhuǎn)換為鈑金件即可進(jìn)行后續(xù)操作。

圖3 展開的中間工步

3 項目初始化、毛坯及廢料設(shè)計

使用初始化功能 初始化托架設(shè)計項目，可為零件創(chuàng)建裝配結(jié)構(gòu)，以便進(jìn)行后續(xù)的模具設(shè)計。完成初始化項目后，使用毛坯生成器功能 將毛坯進(jìn)行展開，如圖4所示。

毛坯展開后，按照排樣的工藝原理對展開的毛坯進(jìn)行布局設(shè)計，如圖5所示，此時系統(tǒng)會自動得出該設(shè)計的材料利用率為67.34%。

毛坯完成后，根據(jù)沖壓模具的知識經(jīng)驗，使用廢料設(shè)計功能 ，將廢料分割為四大塊，并設(shè)置導(dǎo)正孔，如圖6所示。

4 排樣設(shè)計

使用條料排樣功能 對托架零件設(shè)置12個工位進(jìn)行排樣設(shè)計。如圖7所示，第1工位沖圓孔（包括導(dǎo)正銷孔）和壓線；第2工位沖切中部外形廢料；第3工位沖切頭部外形廢料及U形孔；第4、6、8、10工位均別為45°彎曲；第5、7、9、11工位均別為90°彎曲；第12工位沖切剩余載體。

排樣設(shè)計的仿真過程是關(guān)鍵，設(shè)計者可結(jié)合自己的知識經(jīng)驗，對各種排樣設(shè)計進(jìn)行比較和優(yōu)化。托架排樣設(shè)計的最終三維仿真圖如圖8所示。

圖7 排樣設(shè)計

圖8 仿真條料

5 計算沖壓力和確定壓力中心

條料仿真后，使用沖壓力計算功能 算出總壓力為66599.690[N]，此時屏幕會顯示出壓力中心坐標(biāo)，如圖9所示。

圖9 壓力中心

6 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括模架的選擇、各模板大小的設(shè)計、安裝加工所需的各種凸模、凹模、凸模補(bǔ)強(qiáng)及型腔廢料孔、以及所需的標(biāo)準(zhǔn)件。

（1）使用模架功能 設(shè)置如下模架，如圖10所示：

目錄：DB_UNIVERSAIL1

類型：9PLATES

規(guī)格：15040，PL1500，PW400，DP_h=30，SP_h=25

其它默認(rèn)系統(tǒng)設(shè)置，設(shè)計者也可以根據(jù)各廠的實際情況定制自己的模架。

（2）設(shè)置加工過程所需的各種凸模、凹模及型腔廢料孔

托架零件需設(shè)置壓線、沖裁、折彎等凸凹模，設(shè)計者可分別使用沖裁鑲塊設(shè)計 ，折彎鑲塊設(shè)計 等功能進(jìn)行設(shè)置，完成后如圖11所示。

接下來是在標(biāo)準(zhǔn)件庫 中調(diào)用安裝所需的導(dǎo)料銷、浮升銷等結(jié)構(gòu)部件，完成下模各板的讓位槽、型腔廢料孔設(shè)計，此處不再遨述。

最后，設(shè)計者可使用PDW的文檔設(shè)計功能導(dǎo)出工程總裝圖、零件圖及各個模板上的孔表及模具零部件清單（BOM），另外還需在工程圖模塊中對導(dǎo)出的圖紙進(jìn)行相應(yīng)的修改和完善，此處不再遨述。如圖12所示為完善后的模具結(jié)構(gòu)圖。

1.模腳；2.下模座；3.導(dǎo)柱；4.凹模固定板；5.卸料版；6.卸料墊板；7.凸模固定板；8.上模座；9.異形凸模；10、11.折彎凸模；12、13.折彎凹模；14、16.折彎凸模；15.卸料螺釘；17、19.折彎凹模；20.銷釘；21、23.異形凸模；22.導(dǎo)料釘；24.壓線凹模；25、27.圓形凸模；26、28.墊板；29、30.圓形凹模；31.壓線凸模；32、34.異形凹模；33、36.螺釘；35、37.折彎凸模；38.浮料銷；39.導(dǎo)料釘；40、41.折彎凹模；42、43.折彎凸模；44、45.折彎凹模；46.異形凹模

圖12 模具結(jié)構(gòu)圖

7 結(jié)束語

UGNX的PDW模塊軟件集中了大量模具設(shè)計人員的設(shè)計經(jīng)驗，通過提供標(biāo)準(zhǔn)部件庫、分步過程和高效率的工作流，并把設(shè)計技術(shù)的復(fù)雜要素集成到自動預(yù)定的順序中，能夠以最少的輸入，就可完成特定的沖模設(shè)計任務(wù)，取代了勞動密集型的步驟，與傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)相比，大幅度提高了周轉(zhuǎn)速度，從而極大地減少浪費和提高生產(chǎn)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]典型五金件的PDW多工位級進(jìn)模設(shè)計[J].模具工程，2007（11）.

[2]支架托板的PDW多工位級進(jìn)模設(shè)計[J].機(jī)電工程技術(shù)，2007

（10）.

[3]王樹勛.UGNX8.5多工位級進(jìn)模設(shè)計[M].電子工業(yè)出版社，2014.