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1、第一篇 钣金件的预处理和NX PDW工程概述第1章 零件的预处理【本章目的】一般来说，使用Progressive Die Wizard（简称PDW）系统可以设计任何钣金模型的级进模。PDW系统提供了多种工具来处理各种类型的实体模型，如参数化的实体模型、非参数化的实体模型以及带有自由成形曲面的实体模型。用户可以根据具体的零件确定适合的方法。对于自由成形曲面实体模型，通常不需要也不可能转换成钣金特征构成的实体模型，附件B详细介绍了这一类型零件的设计方法；对于直弯零件，可以转换成由钣金特征构成的实体模型，或直接用类似处理自由成形曲面实体模型的方法，或用其他工具如Direct Unfolding进行设
2、计。在设计模具之前，用户需要准备一个合适的零件模型。本章将通过一个简单的实例，介绍如何准备一个由钣金特征构成的实体模型文件。【本章目标】在完成本章学习后，你将能够：l 识别出PDW适用的钣金零件模型。l 使用特征识别与重构功能，将任意实体模型转化成为具有设计特征的钣金零件模型。1.1 概 述使用PDW，你将能够：l 自动完成级进模设计任务。l 生成数控加工所需要的完整的3D模型。l 当设计改变时，更改产品设计结果以保证数据的关联性。l 更改和扩充模架库、组件库、工艺预定义库和标准件库。l 通过更改电子数据表格来定制对话框选项。使用PDW需要从钣金零件开始，钣金零件独立于CAD系统平台，可以是由
3、NX生成，也可以是由其他设计工具生成。准备好钣金零件后，则可使用PDW进行模具的加工工艺设计和装配结构设计。其中加工工艺设计包括：l 工艺预定义（Feature Pre-Process），例如复合弯曲、成形、翻孔和修边等。l 零件的毛坯展开（Blank Generator），根据部件的形状生成毛坯的形状。l 毛坯排样（Blank Layout），设置和确定毛坯在条料中的位置和方向，同时确定条料的宽度、步距等。l 废料设计（Scrap Design），定义出需要从条料上去除的废料，并将废料细分。l 条料排样（Strip Layout），将各个加工工序布置在相应的工位上，并对排样结果仿真。l 工艺
4、力计算（Force Calculation），计算工艺力和压力中心。模具结构设计包括：l 模架设计（Die Base Management），根据条料排样的结果在模架库中选择合适的模架。l 冲裁组件设计（Piercing Insert Design），包括普通冲裁和精密冲裁（Fine Blanking）。l 镶件设计（Insert Group Design），其中包括弯曲、翻孔、局部成型等多种镶件的设计。l 标准件设计（Standard Part Management），提供了多种系列的标准件，如MISUMI、STRACK、DANLY等。l 让位槽设计（Relief Design），对于弯曲、
5、成形等工序，在其后续工位上进行让位槽的设计。l 安装孔设计（Pocket Design），当镶件、标准件等设计完成后，在模板上生成相应的安装孔。1.2 PDW对设计部件的要求图1-1 展开和弯回零件如果设计部件是用NX钣金设计特征设计的，则PDW可以直接使用此部件。一个简单的试验即可以辨别出用NX钣金设计特征设计的部件模型是否适合于PDW。在NXModeling应用中，选择Sheet MentalForm/Unform菜单命令将其展开，然后将零件弯回，如图1-1所示。序号说明见表1-1。表1-1 序号说明序 号说 明1具有钣金设计参数的部件模型2展开部件模型（钣金筋槽特征和翻孔特征无法展平）3
6、弯回部件模型，如果部件模型可以展开和弯回，则说明此部件模型符合PDW的设计要求如果部件模型是非参数化的模型，可以使用特征识别工具去识别并重构此模型。经过特征识别和重构处理后的部件模型即可用于PDW系统。也可以直接用与处理自由成形曲面实体模型类似的方法进行设计。提示：特征识别工具不支持混合单位（英制和公制），如果想要将模型转化为其他单位，可使用UGII目录中的ug_convert_part程序进行单位转换。在NX教程中可以查到更多关于ug_convert_part的信息。练习 验证部件模型的适用性在这个练习中，将：l 使用NXModeling应用中的钣金特征模块验证零件模型。l 查询模型的材料类
7、型。l 查询模型使用的弯曲展开公式。l 查询模型的度量单位。l 查询模型的厚度尺寸。第1步 在NX中打开pdw_prepare。（1）选择FileOpen，打开prepare文件夹中的pdw_prepare.prt文件，原始零件如图1-2所示。图1-2 原始零件（2）选择StartModeling，进入建模应用。（3）选择StartAll ApplicationProgressive Die Wizard，打开PDW。第2步 展开模型。（1）选择InsertSheet Metal FeatureForm/Unform。（2）单击Unform All按钮，展开后的零件如图1-3所示。（3）单击C
8、ancel按钮取消对话框。注意：大多数钣金特征都可以展开。建模特征和一些特殊的钣金特征（如bead和emboss特征）不能展开。PDW提供了工具去定义一些目前NX钣金设计模块不支持的成形特征，例如示例的两个burring（翻孔）特征。注意：若部件模型可以用Unform功能展开，则说明此部件模型是用NX钣金特征生成，PDW能够将此部件模型展开成零件毛坯。建议用Unform功能将部件模型展开后，最好再用Form功能将部件模型重新弯回，以便发现设计模型中的一些约束参数错误，这样也保证了PDW系统能将所有工位上的成形工艺进行模拟仿真。第3步 弯回模型。（1）在PDW工具条上选择NX Generic T
9、ools。（2）单击Form/Unform按钮。（3）选择Form All，弯回后的零件如图1-4所示。 图1-3 展开的零件 图1-4 弯回后的零件部件模型恢复到了原始的形状，如图1-4所示。注意：NX指导教程详细说明了如何自定义工具条，使它包含更多的功能。（4）单击Cancel按钮退出Form/Unform对话框。（5）再次单击NX Generic Tools按钮关闭此工具条。第4步 验证模型中是否定义了材料属性及其他属性。注意：在NX模型中，属性信息反映了设计意图。例如，Bend Allowance Formula，BAF（弯曲展开公式）会影响毛坯的尺寸。在本教程中，将学会如何保证PDW
10、系统在成形特征的模拟仿真过程中使用的BAF与零件模型本身的BAF保持一致。（1）选择PreferencesSheet Metal。（2）Default Material（默认材料）为steel。（3）选择Global Parameters（全局参数），弹出全局参数对话框，如图1-5所示。图1-5 全局参数对话框（4）改变对话框的大小以使BAF的表达式完整地显示在列表框中。l (Radius+(Thickness*0.45)* rad(Angle)l 0.45是Global k-factor（全局k-因子）这种设置k因子的方法适用于模型中所有弯曲的弯曲半径都大致相同的情况。PDW系统按照零件厚度
11、与弯曲半径的比值与k-factor的关系建立了数据表格。在NX的钣金造型模块中，如果钣金零件上有不同弯曲半径的弯曲，用户可以为不同的flange（弯边）特征分别定义k-factor。（5）单击Cancel按钮取消对话框。注意：如果全局BAF没有设置，则需要查询每个flange特征的BAF。第5步 查询模型的度量单位。（1）选择InformationPartLoaded Parts。提示：PDW工程使用的单位与初始插入的模型单位一致。目前PDW不支持公英制混合单位设计。（2）关闭Information窗口。第6步 查询flange特征的BAF。（1）打开Part Navigator（部件导航器）
12、，如图1-6所示，确定Timestamp Order（时间标记顺序）为打开状态。将鼠标指针放在第一个flange特征（SM_Flange）的图标上。（2）单击MB3同时选择Edit Parameters（编辑参数）。注意：本文使用MB3或“第3个鼠标按钮”而不使用“鼠标右键”，是因为有很多用户将鼠标设置为左手设置。MB3是一个“中性”术语。（3）选择对话框中的Bend Allowance Formula，弹出如图1-7所示的对话框。（4）改变对话框的大小以使BAF的表达式完整地显示在列表框中。 图1-6 部件导航器 图1-7 Bend Allowance Formula对话框注意：如果BAF中
13、的两个数字的数值非常接近，用户也能够很容易地辨别出哪一个是零件厚度，哪一个是k-factor。第7步 检查零件的厚度。（1）Zoom（放大）零件，找出一条能表示零件厚度的边，如图1-8所示。图1-8 查询零件厚度（2）选择InformationObject。（3）选中这条边，边的长度等于零件的厚度。注意：在选择时注意看状态行，上面有对象的描述信息。（4）单击OK按钮，结束选择。（5）Information窗口中显示边的长度大约为2.66mm。（6）关闭Information窗口。（7）单击Cancel按钮关闭Bend Allowance Formula对话框。第8步 关闭模型文件。1.3 Pr
14、ogressive Die Wizard工具条PDW帮助用户在NX系统中快速地设计级进模。按照级进模设计的典型流程，PDW将各个设计模块的按钮组织在工具条上，如图1-9所示。图1-9 PDW工具条工具条图标说明见表1-2。表1-2 PDW工具条图标说明图 标说 明图 标说 明工程初始化标准件设计工艺预定义让位设计毛坯生成安装孔设计毛坯排样BOM表的生成废料设计装配二维图的生成条料排样零部件二维图的生成工艺力计算孔表的生成模架设计视图管理设计参数设置级进模工具冲裁组件设计钣金工具镶件设计NX通用工具注意：选择ApplicationProgressive Die Wizard激活图1-9所示的工具
15、条。1.4 Feature Recognition（特征识别）Feature Recognition功能可以将非参数化模型通过特征识别和特征重构，生成具有钣金设计特征的模型。通常，导入的部件模型是非参数化的。注意：用户可以将模型文件导入到NX（*.prt）文件中并保存此NX文件。只要Translator（文件转换器）的License（许可证）可用，任何常用的文件格式都可以导入。用户可能需要将表面缝合，或者运行AnalysisExamine Geometry工具或其他的验证工具。Feature Recognition模块只能处理实体模型。首先选择FileUtilitiesPart Cleanup，然后选择EditF
