托架多工位级进模数字化设计

何敏红

摘 要：运用UGNX中的PDW模块，对托架的多工位级进模进行设计。与三维建模设计方法相比，本方法的工艺智能化仿真度高，可大大地提高设计效率。

关键词：UGPDW；仿真；多工位级进模；数字化设计

中图分类号：TG385 文献标志码：A 文章编号：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

如图1及图2所示托架零件，材料为08钢板，板厚3.0mm，生产批量大。该工件形状较复杂，成形精度要求高，为一多向弯曲件。其冲压工艺包括冲孔、弯曲及冲切载体等工序。因工件板料较厚，在每一处的90°弯曲成形前都先预弯45°弯曲成形。在单角弯曲时，为防止模具有较大的侧向力，在单角弯曲前首先压一条压线。本文将采用UGNX软件中的PDW（Progressive Die Wizard）模块对该零件进行设计。它是一套专家系统，融合了行业中诸多的经验知识，它将引导用户完成各种复杂工艺定义，获得与最终加工零件完全一致的3D实体。

图1 托架二维工程图

图2 托架

2 零件的数据建立和处理

根据零件的二维工程图，首先使用ug的三维模块进行设计，获得该零件的三维模型。

建立好零件的三维模型后，使用PDW模块的转换功能把零件转换为钣金件即可，然后定义展开零件所需的中间工步并进行展开和折弯操作。托架零件展开的中间工步排列图如图3所示。

零件的三维模型也可使用其他软件进行设计，并利用NX的文件导入功能，将其转换为钣金件即可进行后续操作。

图3 展开的中间工步

3 项目初始化、毛坯及废料设计

使用初始化功能 初始化托架设计项目，可为零件创建装配结构，以便进行后续的模具设计。完成初始化项目后，使用毛坯生成器功能 将毛坯进行展开，如图4所示。

毛坯展开后，按照排样的工艺原理对展开的毛坯进行布局设计，如图5所示，此时系统会自动得出该设计的材料利用率为67.34%。

毛坯完成后，根据冲压模具的知识经验，使用废料设计功能 ，将废料分割为四大块，并设置导正孔，如图6所示。

4 排样设计

使用条料排样功能 对托架零件设置12个工位进行排样设计。如图7所示，第1工位冲圆孔（包括导正销孔）和压线；第2工位冲切中部外形废料；第3工位冲切头部外形废料及U形孔；第4、6、8、10工位均别为45°弯曲；第5、7、9、11工位均别为90°弯曲；第12工位冲切剩余载体。

排样设计的仿真过程是关键，设计者可结合自己的知识经验，对各种排样设计进行比较和优化。托架排样设计的最终三维仿真图如图8所示。

图7 排样设计

图8 仿真条料

5 计算冲压力和确定压力中心

条料仿真后，使用冲压力计算功能 算出总压力为66599.690[N]，此时屏幕会显示出压力中心坐标，如图9所示。

图9 压力中心

6 模具结构设计

模具结构设计主要包括模架的选择、各模板大小的设计、安装加工所需的各种凸模、凹模、凸模补强及型腔废料孔、以及所需的标准件。

（1）使用模架功能 设置如下模架，如图10所示：

目录：DB_UNIVERSAIL1

类型：9PLATES

规格：15040，PL1500，PW400，DP_h=30，SP_h=25

其它默认系统设置，设计者也可以根据各厂的实际情况定制自己的模架。

（2）设置加工过程所需的各种凸模、凹模及型腔废料孔

托架零件需设置压线、冲裁、折弯等凸凹模，设计者可分别使用冲裁镶块设计 ，折弯镶块设计 等功能进行设置，完成后如图11所示。

接下来是在标准件库 中调用安装所需的导料销、浮升销等结构部件，完成下模各板的让位槽、型腔废料孔设计，此处不再遨述。

最后，设计者可使用PDW的文档设计功能导出工程总装图、零件图及各个模板上的孔表及模具零部件清单（BOM），另外还需在工程图模块中对导出的图纸进行相应的修改和完善，此处不再遨述。如图12所示为完善后的模具结构图。

1.模脚；2.下模座；3.导柱；4.凹模固定板；5.卸料版；6.卸料垫板；7.凸模固定板；8.上模座；9.异形凸模；10、11.折弯凸模；12、13.折弯凹模；14、16.折弯凸模；15.卸料螺钉；17、19.折弯凹模；20.销钉；21、23.异形凸模；22.导料钉；24.压线凹模；25、27.圆形凸模；26、28.垫板；29、30.圆形凹模；31.压线凸模；32、34.异形凹模；33、36.螺钉；35、37.折弯凸模；38.浮料销；39.导料钉；40、41.折弯凹模；42、43.折弯凸模；44、45.折弯凹模；46.异形凹模

图12 模具结构图

7 结束语

UGNX的PDW模块软件集中了大量模具设计人员的设计经验，通过提供标准部件库、分步过程和高效率的工作流，并把设计技术的复杂要素集成到自动预定的顺序中，能够以最少的输入，就可完成特定的冲模设计任务，取代了劳动密集型的步骤，与传统软件系统相比，大幅度提高了周转速度，从而极大地减少浪费和提高生产力。

参考文献：

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

[2]支架托板的PDW多工位級进模设计[J].机电工程技术，2007

（10）.

[3]王树勋.UGNX8.5多工位级进模设计[M].电子工业出版社，2014.