钣金件产品级进模数字化设计解决方案

王树勋

（江门职业技术学院，江门 529090）

0 引言

传统的钣金件产品级进模设计方法为采用AutoCAD绘制产品图、模具总装图及零件图，并做手板进行模拟检验及修改。这种方法不能及时发现错误，耗时耗工，成本较高。本文介绍一种高效率数字化模拟仿真设计方法，即用UGNX4中的钣金设计模块进行钣金产品设计，然后调入级进模设计模块 (PDW)进行模具设计。目前，掌握这一先进制造技术的专业工厂还很少，本文建议将这一技术在级进模制造厂家进行推广。

1 钣金产品设计

首先进入UGNX钣金模块。在NX草图状态下绘制产品毛坯片草图，在钣金模块下选择垫片功能，创建1mm厚度的产品毛坯片如图1所示。

图1 产品毛坯片

图2 产品弯边

图3 除掉弯边上的料

再次进入草图状态，在长边上绘制草图，法向除掉二块料，如图4所示。

图4 除掉长边上的料

至此，钣金产品造型完毕。

本产品为常见的电脑显卡支架五金冲压件，选用材料为08钢板，料厚1mm，生产批量大。该零件形状简单，特征有1处冲孔，1处折弯，3处去料。这个零件应该采用多工位级进模生产，才会提高产品精度及生产效率。

3 冲压工艺设计

图5 展开钣金零件毛坯

按照级进模的设计原理，坯料排样及废料设计完了之后，应该进行工艺排样，确定每一工步的工艺，并按照冲孔、变形、弯曲大的原则顺序安排工序。选择条料排样功能，设置六个工位进行工序排样。如图8所示，第一工位冲导正孔，第二工位冲螺钉孔和支架中间的去料，第三工位冲图7中的第1、第3块废料，第四工位为空工位，第五工位进行弯曲，第六工位进行切断。

图6 毛坯排样

图7 废料设计

图8 工艺排样

在所有的工步都进行了工序设计后，要对设置的工序进行工艺仿真，这一步是很重要的，也是与CAD设计方法的重大区别，它能够进行高度智能仿真，抛弃了传统的用做手板的方法进行验证的落后方式。本设计的工艺仿真三维图如图9所示。

图9 工艺仿真

图10 压力中心

4 模具设计

上面所进行的是冲压工艺设计部分，下面进行模具设计。

目录：DB_UNIVERSAIL2，

类型：9PLATES，

规格：6040，

PL＝600，PW＝400，DP_h=25，SP_h=20，

其它默认系统设置，也可以根据本厂的实际情况定制模架，调入模架如图11所示。

图11 调入模架

图12 安装冲孔及落料的冲头、凹模及落料孔

安装第三工位冲裁二边废料的冲裁冲头、凹模及落料孔如图13所示。因为在第三工位冲裁废料和第五工位弯曲之间比较拥挤，所以在第四工位留出一个空工位，便于模具安装和提高模具强度。

图13 安装冲头、凹模及落料孔

图14 安装压弯模具及切断模具

上述各工序的模具镶件设计完毕后，还要在模架上设计让位槽和型腔、安装导钉、浮升销等结构部件，可在标准件库中调用或在建模模块自行设计后调入，此处由于篇幅限制不再遨述。

图15 整套模具的三维装配图

整套模具的三维装配图如图15所示，实际生产时要将三维图转换为二维工程总装图、零件图、各个模板上的孔表及模具零部件清单（BOM），然后将这些文件放在UGNX工程图模块中进行处理，此处不再对此进行详细讨论。

5 结束语

本文尝试了用UGNX的钣金设计模块进行了钣金产品设计，然后用PDW模块来进行该产品的级进模设计。与传统的CAD设计方法相比，用UGNX的钣金设计模块进行产品设计和PDW模块来进行级进模设计，十分方便快捷，工艺智能化仿真程度高，不需要另做手板模拟仿真，能够及时地发现设计错误并进行产品和模具设计的修改，大大地提高了设计效率，明显地缩短了模具制造工期，是钣金件产品与级进模设计技术的发展方向，建议在级进模制造厂家中大力推广应用。

[1] Progressive Die Wizard,Workbook,March 2006, NX4MT1-9010.

[2] 典型五金件的PDW多工位级进模设计[J].模具工程,2007,11.

[3] 支架托板的PDW多工位级进模设计[J].机电工程技术,2007,10.