托架多工位級進模數字化設計

何敏紅

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

關鍵詞：UGPDW；仿真；多工位級進模；數字化設計

中圖分類號：TG385 文獻標志碼：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，生產批量大。該工件形狀較復雜，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°彎曲成形前都先預彎45°彎曲成形。在單角彎曲時，為防止模具有較大的側向力，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）模塊對該零件進行設計。它是一套專家系統，融合了行業中諸多的經驗知識，它將引導用戶完成各種復雜工藝定義，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 零件的數據建立和處理

根據零件的二維工程圖，首先使用ug的三維模塊進行設計，獲得該零件的三維模型。

建立好零件的三維模型后，使用PDW模塊的轉換功能把零件轉換為鈑金件即可，然后定義展開零件所需的中間工步并進行展開和折彎操作。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行設計，并利用NX的文件導入功能，將其轉換為鈑金件即可進行后續操作。

圖3 展開的中間工步

3 項目初始化、毛坯及廢料設計

使用初始化功能 初始化托架設計項目，可為零件創建裝配結構，以便進行后續的模具設計。完成初始化項目后，使用毛坯生成器功能 將毛坯進行展開，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行布局設計，如圖5所示，此時系統會自動得出該設計的材料利用率為67.34%。

毛坯完成后，根據沖壓模具的知識經驗，使用廢料設計功能 ，將廢料分割為四大塊，并設置導正孔，如圖6所示。

4 排樣設計

使用條料排樣功能 對托架零件設置12個工位進行排樣設計。如圖7所示，第1工位沖圓孔（包括導正銷孔）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。

排樣設計的仿真過程是關鍵，設計者可結合自己的知識經驗，對各種排樣設計進行比較和優化。托架排樣設計的最終三維仿真圖如圖8所示。

圖7 排樣設計

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，如圖9所示。

圖9 壓力中心

6 模具結構設計

模具結構設計主要包括模架的選擇、各模板大小的設計、安裝加工所需的各種凸模、凹模、凸模補強及型腔廢料孔、以及所需的標準件。

（1）使用模架功能 設置如下模架，如圖10所示：

目錄：DB_UNIVERSAIL1

類型：9PLATES

規格：15040，PL1500，PW400，DP_h=30，SP_h=25

其它默認系統設置，設計者也可以根據各廠的實際情況定制自己的模架。

（2）設置加工過程所需的各種凸模、凹模及型腔廢料孔

托架零件需設置壓線、沖裁、折彎等凸凹模，設計者可分別使用沖裁鑲塊設計 ，折彎鑲塊設計 等功能進行設置，完成后如圖11所示。

接下來是在標準件庫 中調用安裝所需的導料銷、浮升銷等結構部件，完成下模各板的讓位槽、型腔廢料孔設計，此處不再遨述。

最后，設計者可使用PDW的文檔設計功能導出工程總裝圖、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出的圖紙進行相應的修改和完善，此處不再遨述。如圖12所示為完善后的模具結構圖。

1.模腳；2.下模座；3.導柱；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 模具結構圖

7 結束語

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

參考文獻：

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

[2]支架托板的PDW多工位級進模設計[J].機電工程技術，2007

（10）.

[3]王樹勛.UGNX8.5多工位級進模設計[M].電子工業出版社，2014.