胡光明，宋志強(qiáng)，王惠榮

（1. 廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，廣州 510520；2. 中國(guó)三江航天集團(tuán)國(guó)營(yíng)險(xiǎn)峰機(jī)器廠(chǎng)，孝感 432000）

0 引言

Progressive Die Extension（簡(jiǎn)稱(chēng)PDX）是Pro/ENGINEER軟件（簡(jiǎn)稱(chēng)Pro/E）用于級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的一個(gè)擴(kuò)展模塊。PDX能指導(dǎo)用戶(hù)完成自動(dòng)的鋼帶布局定義、沖頭模具創(chuàng)建，以及模具組件的放置和修改，文檔、間隙切口和鉆孔均會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建，從而使模具設(shè)計(jì)師輕松設(shè)計(jì)，最大限度避免出錯(cuò)。同時(shí)，PDX與Pro/E鈑金模塊的無(wú)縫連接，使鈑金件的拉伸、折彎計(jì)算精度更高，使復(fù)雜的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)更方便、更高效。

1 研究對(duì)象

圖1為某國(guó)營(yíng)企業(yè)儀表設(shè)備上的電器連接件，零件板厚0.5mm，材料為08鋼。產(chǎn)品成型工序包括沖雙側(cè)孔、外形沖裁、沖中心孔、彎曲、切斷等多道工序。產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，精度要求高。若采用單工序模，生產(chǎn)率低下，模具較多，操作繁瑣，人力成本高。若采用復(fù)合模，難以通過(guò)一幅模具實(shí)現(xiàn)全部工序，且精度難以保證。因此采用級(jí)進(jìn)模，既可以節(jié)省大量人力，又提高了產(chǎn)品精度，而且使用PDX設(shè)計(jì)模具，效率高，設(shè)計(jì)周期和制造周期短。

圖1 儀表聯(lián)接扣零件圖

2 基于PDX設(shè)計(jì)過(guò)程

2.1 產(chǎn)品準(zhǔn)備

1）產(chǎn)品鈑金件造型。在Pro/E鈑金件模塊完成產(chǎn)品建模（如圖2所示）；

2）通過(guò)合并創(chuàng)建工件參照零件（“工件”→“創(chuàng)建工件參照”→“通過(guò)繼承”），必須為工件參照零件、合并組件和坐標(biāo)系指定文件名。將創(chuàng)建用于將幾何形狀合并到新創(chuàng)建的工件參照零件的組件；

3）為鈑金件指定材料屬性。單擊“工件”→“材料屬性”，選擇材料，折彎表及轉(zhuǎn)彎因子；

4）展平幾何形狀。對(duì)于條帶布局，必須將工件參照零件轉(zhuǎn)換為其平整形式。執(zhí)行命令“工件”→ “自動(dòng)展平”，以自動(dòng)搜索折彎并移除它們。選擇上表面為驅(qū)動(dòng)曲面，展平工件；

5）準(zhǔn)備工件。執(zhí)行命令“工件”→ “準(zhǔn)備工件”；

6）將切口填入鈑金件。執(zhí)行命令“工件”→“填充工件”，結(jié)果如圖3所示。

圖2 鈑金件造型

3 準(zhǔn)備工件

2.2 定義鋼帶布局

1）單擊“鋼帶”→“設(shè)置”→“編輯鋼帶”→“插入工件”→“選擇模型”→單擊確定進(jìn)入“鋼帶向?qū)А苯缑妫?/p>

2）修改參數(shù)，“螺距”設(shè)為50mm，“寬度”設(shè)為120mm，前后偏移5mm；

3）插入“沖壓參照零件”，調(diào)整沖壓參照零件的偏移量、長(zhǎng)度尺寸；

4）復(fù)制沖壓參照零件→粘貼→調(diào)整于對(duì)稱(chēng)位置。繼續(xù)插入第三個(gè)沖壓參照零件，調(diào)整尺寸參數(shù)，最終效果如圖4所示；

5）點(diǎn)擊確定，完成鋼帶設(shè)置；

6）添加折彎工位參照。選擇“鋼帶”→“沖壓參照”→“折彎工位”→“創(chuàng)建”→選擇第四工位上兩條綠色折彎線(xiàn)→點(diǎn)擊確定。

圖4 沖壓參照設(shè)置

圖5 鋼帶布局完成

2.3 創(chuàng)建項(xiàng)目

1）新建項(xiàng)目。單擊“PDX5.0”→“模具組”→“項(xiàng)目”→“新建”，填寫(xiě)項(xiàng)目名稱(chēng)及信息；

2）定義板。單擊“PDX 5.0”→“模具組”→“定義板”，根據(jù)鋼帶尺寸及模具結(jié)構(gòu)需要確定各模板尺寸；

3）加載鋼帶。選擇“PDX5.0”→“鋼帶”選項(xiàng)→“分配鋼帶”→選擇前面定義好的鋼帶→定義位置，完成模板設(shè)置。

圖6 模板設(shè)置

2.4 模具成型零件的設(shè)計(jì)

1）第一工序：凸模創(chuàng)建。點(diǎn)擊“PDX5.0”→“元件引擎”→“新建”→“壓印”→選擇“圓形壓印”→定義凸模型號(hào)、結(jié)構(gòu)及尺寸，完成凸模創(chuàng)建；

2）第二工序：凸模創(chuàng)建。點(diǎn)擊“PDX5.0”→“元件引擎”→“新建”→“壓印”→選擇仿形壓印，完成第二工序凸模創(chuàng)建；

3）第三工序：凸模創(chuàng)建。仿照第二工序凸模建立方法，采用仿形壓?。?/p>

4）第四工序：彎曲模的創(chuàng)建。彎曲模沒(méi)有現(xiàn)成的組件定義，全部需要手動(dòng)創(chuàng)建。新建零件，完成彎曲上模和下模的建立；

5）第五工序：落料凸凹模的創(chuàng)建。落料凸凹模也沒(méi)有現(xiàn)成的組件定義，也需要手動(dòng)創(chuàng)建。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，新建凸、凹模零件，完成凸凹模的建立。完成結(jié)果如圖7所示。

圖7 模具成型零件設(shè)計(jì)

2.5 模具結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)

1）上模螺釘、銷(xiāo)釘?shù)膭?chuàng)建。以上模座板頂面為點(diǎn)放置面，定義六個(gè)點(diǎn)，此即為螺釘位置。以上模座板底面為點(diǎn)放置面，定義銷(xiāo)釘位置；點(diǎn)擊“PDX5.0”→“模具組”→“裝配螺釘和銷(xiāo)釘”（如圖8所示）；

2）下模螺釘、銷(xiāo)釘?shù)膭?chuàng)建。同樣的方法完成下模螺釘、銷(xiāo)釘?shù)亩x；

3）添加卸料板上彈簧。點(diǎn)擊“PDX5.0”→“元件引擎”→“新建”→“設(shè)備”→選擇Com pression sp ring，在四個(gè)卸料螺釘上裝配彈簧；

4）導(dǎo)向件設(shè)計(jì)。通過(guò)建立點(diǎn)確定導(dǎo)柱導(dǎo)套的位置，通過(guò)點(diǎn)建立垂直于上模座板的基準(zhǔn)軸，并對(duì)軸進(jìn)行陣列，陣列到上模座板上四角對(duì)稱(chēng)位置。點(diǎn)擊“PDX5.0”→“元件引擎”→“新建”→“導(dǎo)向件”，選擇需要的導(dǎo)向件，完成設(shè)置；

5）模具零件的進(jìn)一步完善，完成細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)（如圖9所示）。

圖8 裝配螺釘、銷(xiāo)釘、彈簧、導(dǎo)柱

圖9 模具完成效果圖

2.6 PDX分析

“PDX 5.0”有四種分析工具：除了鋼帶向?qū)А扒邢鲝?qiáng)度”(Cu t Effo rt) 計(jì)算工具外，還有三個(gè) PDX 分析工具。單擊“PDX”→“分析”(Analysis)，然后單擊以下分析選項(xiàng)：

1）單擊“PDX5.0”→“分析”→“打開(kāi)刀具”，設(shè)定行程，可以模擬開(kāi)模，對(duì)沖裁動(dòng)作進(jìn)行動(dòng)態(tài)驗(yàn)證；

2）單擊“PDX5.0”→“分析”→“驗(yàn)證鋼帶沖突”，確定鋼帶是否與刀具板或元件沖突，并顯示接觸點(diǎn)；

3）單擊“PDX5.0”→“分析”→“計(jì)算線(xiàn)鏈中心”，并在該點(diǎn)上創(chuàng)建坐標(biāo)系，以便計(jì)算和放置切削操作的作用力中心。

2.7 工程圖的輸出

模具設(shè)計(jì)結(jié)束，可以方便的通過(guò)Pro/E工程圖功能生成工程圖（如圖10所示），當(dāng)我們對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更時(shí)，工程圖結(jié)構(gòu)尺寸自動(dòng)保持同步，減少錯(cuò)誤的發(fā)生，讓我們將主要精力集中在設(shè)計(jì)過(guò)程中，大大提高了設(shè)計(jì)效率。

圖10 模具裝配圖

3 結(jié)論

通過(guò)Pro/PDX進(jìn)行級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)從鈑金件造型、條帶布局設(shè)計(jì)、模具板料定義、沖模的裝配及自定義、結(jié)構(gòu)零件的裝配及自定義等一系列繁瑣且較易出錯(cuò)的設(shè)計(jì)過(guò)程，將復(fù)雜的設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單化。借助Pro/E的鈑金模塊方便實(shí)現(xiàn)鈑金件設(shè)計(jì)、計(jì)算，通過(guò)Pro/E工程圖模塊直接實(shí)現(xiàn)工程圖的輸出，縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)效率、減少設(shè)計(jì)誤差。Pro/E的單一數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和全相關(guān)性也保證了設(shè)計(jì)的統(tǒng)一,當(dāng)零件設(shè)計(jì)變更時(shí)，模具及工程圖自動(dòng)更新，真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和完美統(tǒng)一。

[1] 陳炎嗣.多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

[2] 王孝培.沖壓手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

[3] 陳永興,葛正浩.基于Pro/E—PDX的焊片連續(xù)模設(shè)計(jì)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù).2009(04):45-48.

[4] 彭廣威.基于Pro/E電器支架多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J].模具技術(shù).2010(03):39-42.