基于NX/Progress Die Wizard多工位級進模設(shè)計

周國偉

摘 要：Progress Die Wizard（級進模向?qū)В┦羌捎贜X軟件針對級進模設(shè)計的一個專業(yè)應(yīng)用模塊，結(jié)合傳統(tǒng)

的沖壓模具設(shè)計經(jīng)驗，將沖壓零件的沖壓工藝設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等相關(guān)理論通過智能自動化進行整合，使其具有較完善的自動化設(shè)計能力。

關(guān)鍵詞：沖壓零件；多工位級進模； Progress Die Wizard ；彈性護片

0.引言

多工位級進模是一種冷沖壓模具，在一套模具上金屬條料經(jīng)過不同工位完成一系列沖裁、彎曲等工藝，無論零件形狀多么復雜，都可在一套模具上完成沖制。傳統(tǒng)的沖制，完成每一道工序或工藝都需要相應(yīng)的模具，無法確保質(zhì)量，提高效率，降低成本。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中多工位級進模自動化程度高于傳統(tǒng)沖制，已經(jīng)成為一種重要的加工手段。

下面以圖1為例基于Progress Die Wizard進行多工位級進模設(shè)計。

1.零件分析

該零件是電動工具上的一個彈性護片，在電池包拆裝過程中減小零件間的磨損，有一定的彈性。由圖1可知零件厚度為0.3mm，材料為SUS304，多次折彎，成形后的對垂直度、粗糙度都有要求。由于該零件需求量多，因此采用多工位級進模生產(chǎn)。

2.3D零件準備及預處理

2.1 數(shù)據(jù)的導入和處理

圖1零件3D模型是NX鈑金模塊設(shè)計的，可以直接進行級進模具設(shè)計。若是其他軟件設(shè)計的3D模型，使用直接展開工具識別3D模型上的折彎特性，將其轉(zhuǎn)化為NX鈑金零件。

2.2中間工步

圖1零件具有自由形狀彎曲特征，如圖3起始工位為⑤，完成①-④沖孔和廢料沖裁之后，在中間工步⑤-⑨相應(yīng)的工位中展開或折彎沖壓零件，設(shè)置折彎系數(shù)K和折彎角度，使零件在各工位中處于不同的成形狀態(tài)。也可利用分析可成形性-一步式進行有限元分析獲得零件的平面輪廓，快速展開零件，也能得到厚度、應(yīng)力、應(yīng)變和回彈的分析數(shù)據(jù)，預測零件成形的可能性。分析得圖1零件展開后長×寬為28.28×12.54 。

2.3初始化模具設(shè)計

為了方便模具設(shè)計， 3D模型零件之間相關(guān)數(shù)據(jù)必須可以互通，這就需要一個標準化的裝配結(jié)構(gòu)。初始化工具可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)溝通的框架，并且可以存儲工藝設(shè)計和模具設(shè)計的信息。

3.工藝設(shè)計

3.1毛坯排樣與廢料設(shè)計

沖制過程中從毛坯條料上沖裁掉多余廢料。零件自身封閉輪廓決定區(qū)域的為設(shè)計廢料，如圖2零件上的圓孔G區(qū)域。故意設(shè)計的搭邊，載體等為工藝廢料A-F區(qū)域，E區(qū)域為載體，其余為4個區(qū)域搭邊。工藝廢料決定著沖壓材料的利用率。設(shè)計時也應(yīng)考慮重疊、過切等問題。

3.2條料排樣與沖壓力計算

條料排樣就是對設(shè)計好的廢料指定沖裁的工位。如圖3把圖2設(shè)計好的廢料指定到不同的工位，定義送料方向為自左向右，步距為16mm，工位數(shù)為10及中間工步特征位置⑤-⑨；并進行沖裁工藝仿真。依據(jù)材料性質(zhì)和公式計算出沖壓力大小，沖壓力中心坐標。條料排樣也可以通過沖壓力的分布進行。

4.結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1凸、凹模設(shè)計

圖3根據(jù)廢料形狀和所在工位設(shè)計沖裁的凸凹模、凹模型腔廢料孔。在中間工步的工位設(shè)計折彎及成形凸凹模鑲件。利用標準件也能進行凸凹模及鑲件設(shè)計。

4.2模架和標準件設(shè)計

根據(jù)零件設(shè)計或選擇模架，考慮沖壓零件的質(zhì)量和工藝工步要求，模具的可靠性及壽命。Progress Die Wizard提供了大量模架、凸凹模組件及導柱，彈簧等標準件。根據(jù)自己需求調(diào)用模架和標準件，并進行參數(shù)調(diào)整和修改，如圖4選擇和修改后的模架與標準件。

4.3細節(jié)設(shè)計

條料經(jīng)過折彎和成形等工序，后續(xù)工位模板上必須設(shè)計讓位槽或空間，防止已成形的條料與模板產(chǎn)生干涉。在鑲件上設(shè)計傾斜或后角增加使用壽命，并使用螺釘、螺釘固定器等安裝固定鑲件。在相應(yīng)的模板上設(shè)計安裝槽用于安裝凸凹模以及創(chuàng)建的導柱，螺釘?shù)葮藴始?/p>

5.模具驗證及工程圖

通過靜態(tài)和動態(tài)干涉分析，檢查模具設(shè)計中可能出現(xiàn)的問題，并進行修改，避免制造返工。檢查無誤的情況下將3D模型轉(zhuǎn)化為2D生產(chǎn)圖、裝配圖、組件圖；還可以制作物料清單。方便有關(guān)部門采購、生產(chǎn)、加工。

6.結(jié)論

利用Progress Die Wizard設(shè)計多工位級進模具，不僅可以縮短模具過程設(shè)計周期、完善產(chǎn)品及模具分析、使傳統(tǒng)復雜的設(shè)計過程變得簡單化，自動化，智能化。

參考文獻：

[1]UG12.0沖壓模具設(shè)計實例教程.北京：電子工業(yè)出版社，2018.

[2]成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2017.