鈑金件的預處理和NX-PDW.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第一篇 鈑金件的預處理和NX PDW工程概述第1章 零件的預處理【本章目的】一般來說，使用Progressive Die Wizard（簡稱PDW）系統(tǒng)可以設計任何鈑金模型的級進模。PDW系統(tǒng)提供了多種工具來處理各種類型的實體模型，如參數(shù)化的實體模型、非參數(shù)化的實體模型以及帶有自由成形曲面的實體模型。用戶可以根據(jù)具體的零件確定適合的方法。對于自由成形曲面實體模型，通常不需要也不可能轉(zhuǎn)換成鈑金特征構(gòu)成的實體模型，附件B詳細介紹了這一類型零件的設計方法；對于直彎零件，可以轉(zhuǎn)換成由鈑金特征構(gòu)成的實體模型，或直接用類似處理自由成形曲面實體模型的方法，或用其他工具如Direct Unfolding進行設計。在設計模具之前，用戶需要準備一個合適的零件模型。本章將通過一個簡單的實例，介紹如何準備一個由鈑金特征構(gòu)成的實體模型文件?！颈菊履繕恕吭谕瓿杀菊聦W習后，你將能夠：l 識別出PDW適用的鈑金零件模型。l 使用特征識別與重構(gòu)功能，將任意實體模型轉(zhuǎn)化成為具有設計特征的鈑金零件模型。1.1 概 述使用PDW，你將能夠：l 自動完成級進模設計任務。l 生成數(shù)控加工所需要的完整的3D模型。l 當設計改變時，更改產(chǎn)品設計結(jié)果以保證數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。l 更改和擴充模架庫、組件庫、工藝預定義庫和標準件庫。l 通過更改電子數(shù)據(jù)表格來定制對話框選項。使用PDW需要從鈑金零件開始，鈑金零件獨立于CAD系統(tǒng)平臺，可以是由NX生成，也可以是由其他設計工具生成。準備好鈑金零件后，則可使用PDW進行模具的加工工藝設計和裝配結(jié)構(gòu)設計。其中加工工藝設計包括：l 工藝預定義（Feature Pre-Process），例如復合彎曲、成形、翻孔和修邊等。l 零件的毛坯展開（Blank Generator），根據(jù)部件的形狀生成毛坯的形狀。l 毛坯排樣（Blank Layout），設置和確定毛坯在條料中的位置和方向，同時確定條料的寬度、步距等。l 廢料設計（Scrap Design），定義出需要從條料上去除的廢料，并將廢料細分。l 條料排樣（Strip Layout），將各個加工工序布置在相應的工位上，并對排樣結(jié)果仿真。l 工藝力計算（Force Calculation），計算工藝力和壓力中心。模具結(jié)構(gòu)設計包括：l 模架設計（Die Base Management），根據(jù)條料排樣的結(jié)果在模架庫中選擇合適的模架。l 沖裁組件設計（Piercing Insert Design），包括普通沖裁和精密沖裁（Fine Blanking）。l 鑲件設計（Insert Group Design），其中包括彎曲、翻孔、局部成型等多種鑲件的設計。l 標準件設計（Standard Part Management），提供了多種系列的標準件，如MISUMI、STRACK、DANLY等。l 讓位槽設計（Relief Design），對于彎曲、成形等工序，在其后續(xù)工位上進行讓位槽的設計。l 安裝孔設計（Pocket Design），當鑲件、標準件等設計完成后，在模板上生成相應的安裝孔。1.2 PDW對設計部件的要求圖1-1 展開和彎回零件如果設計部件是用NX鈑金設計特征設計的，則PDW可以直接使用此部件。一個簡單的試驗即可以辨別出用NX鈑金設計特征設計的部件模型是否適合于PDW。在NXModeling應用中，選擇Sheet MentalForm/Unform菜單命令將其展開，然后將零件彎回，如圖1-1所示。序號說明見表1-1。表1-1 序號說明序 號說 明1具有鈑金設計參數(shù)的部件模型2展開部件模型（鈑金筋槽特征和翻孔特征無法展平）3彎回部件模型，如果部件模型可以展開和彎回，則說明此部件模型符合PDW的設計要求如果部件模型是非參數(shù)化的模型，可以使用特征識別工具去識別并重構(gòu)此模型。經(jīng)過特征識別和重構(gòu)處理后的部件模型即可用于PDW系統(tǒng)。也可以直接用與處理自由成形曲面實體模型類似的方法進行設計。提示：特征識別工具不支持混合單位（英制和公制），如果想要將模型轉(zhuǎn)化為其他單位，可使用UGII目錄中的ug_convert_part程序進行單位轉(zhuǎn)換。在NX教程中可以查到更多關(guān)于ug_convert_part的信息。練習 驗證部件模型的適用性在這個練習中，將：l 使用NXModeling應用中的鈑金特征模塊驗證零件模型。l 查詢模型的材料類型。l 查詢模型使用的彎曲展開公式。l 查詢模型的度量單位。l 查詢模型的厚度尺寸。第1步 在NX中打開pdw_prepare。（1）選擇FileOpen，打開prepare文件夾中的pdw_prepare.prt文件，原始零件如圖1-2所示。圖1-2 原始零件（2）選擇StartModeling，進入建模應用。（3）選擇StartAll ApplicationProgressive Die Wizard，打開PDW。第2步 展開模型。（1）選擇InsertSheet Metal FeatureForm/Unform。（2）單擊Unform All按鈕，展開后的零件如圖1-3所示。（3）單擊Cancel按鈕取消對話框。注意：大多數(shù)鈑金特征都可以展開。建模特征和一些特殊的鈑金特征（如bead和emboss特征）不能展開。PDW提供了工具去定義一些目前NX鈑金設計模塊不支持的成形特征，例如示例的兩個burring（翻孔）特征。注意：若部件模型可以用Unform功能展開，則說明此部件模型是用NX鈑金特征生成，PDW能夠?qū)⒋瞬考Ｐ驼归_成零件毛坯。建議用Unform功能將部件模型展開后，最好再用Form功能將部件模型重新彎回，以便發(fā)現(xiàn)設計模型中的一些約束參數(shù)錯誤，這樣也保證了PDW系統(tǒng)能將所有工位上的成形工藝進行模擬仿真。第3步 彎回模型。（1）在PDW工具條上選擇NX Generic Tools。（2）單擊Form/Unform按鈕。（3）選擇Form All，彎回后的零件如圖1-4所示。 圖1-3 展開的零件 圖1-4 彎回后的零件部件模型恢復到了原始的形狀，如圖1-4所示。注意：NX指導教程詳細說明了如何自定義工具條，使它包含更多的功能。（4）單擊Cancel按鈕退出Form/Unform對話框。（5）再次單擊NX Generic Tools按鈕關(guān)閉此工具條。第4步 驗證模型中是否定義了材料屬性及其他屬性。注意：在NX模型中，屬性信息反映了設計意圖。例如，Bend Allowance Formula，BAF（彎曲展開公式）會影響毛坯的尺寸。在本教程中，將學會如何保證PDW系統(tǒng)在成形特征的模擬仿真過程中使用的BAF與零件模型本身的BAF保持一致。（1）選擇PreferencesSheet Metal。（2）Default Material（默認材料）為steel。（3）選擇Global Parameters（全局參數(shù)），彈出全局參數(shù)對話框，如圖1-5所示。圖1-5 全局參數(shù)對話框（4）改變對話框的大小以使BAF的表達式完整地顯示在列表框中。l (Radius+(Thickness*0.45)* rad(Angle)l 0.45是Global k-factor（全局k-因子）這種設置k因子的方法適用于模型中所有彎曲的彎曲半徑都大致相同的情況。PDW系統(tǒng)按照零件厚度與彎曲半徑的比值與k-factor的關(guān)系建立了數(shù)據(jù)表格。在NX的鈑金造型模塊中，如果鈑金零件上有不同彎曲半徑的彎曲，用戶可以為不同的flange（彎邊）特征分別定義k-factor。（5）單擊Cancel按鈕取消對話框。注意：如果全局BAF沒有設置，則需要查詢每個flange特征的BAF。第5步 查詢模型的度量單位。（1）選擇InformationPartLoaded Parts。提示：PDW工程使用的單位與初始插入的模型單位一致。目前PDW不支持公英制混合單位設計。（2）關(guān)閉Information窗口。第6步 查詢flange特征的BAF。（1）打開Part Navigator（部件導航器），如圖1-6所示，確定Timestamp Order（時間標記順序）為打開狀態(tài)。將鼠標指針放在第一個flange特征（SM_Flange）的圖標上。（2）單擊MB3同時選擇Edit Parameters（編輯參數(shù)）。注意：本文使用MB3或“第3個鼠標按鈕”而不使用“鼠標右鍵”，是因為有很多用戶將鼠標設置為左手設置。MB3是一個“中性”術(shù)語。（3）選擇對話框中的Bend Allowance Formula，彈出如圖1-7所示的對話框。（4）改變對話框的大小以使BAF的表達式完整地顯示在列表框中。 圖1-6 部件導航器 圖1-7 Bend Allowance Formula對話框注意：如果BAF中的兩個數(shù)字的數(shù)值非常接近，用戶也能夠很容易地辨別出哪一個是零件厚度，哪一個是k-factor。第7步 檢查零件的厚度。（1）Zoom（放大）零件，找出一條能表示零件厚度的邊，如圖1-8所示。圖1-8 查詢零件厚度（2）選擇InformationObject。（3）選中這條邊，邊的長度等于零件的厚度。注意：在選擇時注意看狀態(tài)行，上面有對象的描述信息。（4）單擊OK按鈕，結(jié)束選擇。（5）Information窗口中顯示邊的長度大約為2.66mm。（6）關(guān)閉Information窗口。（7）單擊Cancel按鈕關(guān)閉Bend Allowance Formula對話框。第8步 關(guān)閉模型文件。1.3 Progressive Die Wizard工具條PDW幫助用戶在NX系統(tǒng)中快速地設計級進模。按照級進模設計的典型流程，PDW將各個設計模塊的按鈕組織在工具條上，如圖1-9所示。圖1-9 PDW工具條工具條圖標說明見表1-2。表1-2 PDW工具條圖標說明圖 標說 明圖 標說 明工程初始化標準件設計工藝預定義讓位設計毛坯生成安裝孔設計毛坯排樣BOM表的生成廢料設計裝配二維圖的生成條料排樣零部件二維圖的生成工藝力計算孔表的生成模架設計視圖管理設計參數(shù)設置級進模工具沖裁組件設計鈑金工具鑲件設計NX通用工具注意：選擇ApplicationProgressive Die Wizard激活圖1-9所示的工具條。1.4 Feature Recognition（特征識別）Feature Recognition功能可以將非參數(shù)化模型通過特征識別和特征重構(gòu)，生成具有鈑金設計特征的模型。通常，導入的部件模型是非參數(shù)化的。注意：用戶可以將模型文件導入到NX（*.prt）文件中并保存此NX文件。只要Translator（文件轉(zhuǎn)換器）的License（許可證）可用，任何常用的文件格式都可以導入。用戶可能需要將表面縫合，或者運行AnalysisExamine Geometry工具或其他的驗證工具。Feature Recognition模塊只能處理實體模型。首先選擇FileUtilitiesPart Cleanup，然后選擇EditFeatureRemove Parameters，可將NX模型中的參數(shù)去除。去除參數(shù)之前，檢查文件以確定文件中只包含一個實體。最后保存文件。Feature Recognition按鈕在Sheet Metal Tools工具條上，如圖1-10所示。圖1-10 Sheet Metal Tools工具條1.4.1 Feature Recognition頁單擊Feature Recognition按鈕，將彈出Sheet Metal Feature Recognition（鈑金特征識別）對話框。l 在進行其他操作之前，需要選擇Part Management按鈕，如圖1-11所示。l 為top part（控制部件）和SMD part（鈑金設計部件）確認或指定一個名字，此時會生成一個小的裝配體，top part在頂層節(jié)點，original part（原始部件）和SMD part為其裝配子部件。這個小的裝配體與稍后將初始化的工程沒有任何關(guān)系，所以要給這個裝配體起一個不同的名字。Feature Recognition頁顯示出Feature List（特征列表）和Relational Feature List（相關(guān)特征列表）。Auto Recognition功能可以自動地分析部件模型，并且將模型中的鈑金特征列在列表框中。自動識別完成后，識別出的鈑金特征將顯示在Feature List下的列表框中（Feature List可作為過濾器使用），如圖1-12所示。 圖1-11 Part Management按鈕 圖1-12 特征列表框用戶可通過使用對話框中的Color Bar（顏色條）控件，選擇特征并編輯特征的顏色。Check Result功能可以讓用戶找出沒有識別出的面，所以用戶可通過此功能判斷這些面是否需要。使用Clear All Features功能可以清除列表中所有識別出的特征。Delete可刪除列表中選中的特征。單擊Combine按鈕可彈出Combine Features對話框，使用此功能可以合并所選的特征。Filter Faces功能（如圖1-13所示）可以區(qū)分特征。例如，如果bend特征上面附著了emboss特征，使用此工具可將這兩個特征區(qū)分開來。如果雙擊列表中識別出的特征，則會彈出Edit Feature對話框（如圖1-14所示）。在特征構(gòu)造之前，編輯特征功能可以編輯特征的參數(shù)。單擊Cancel按鈕返回到Sheet Metal Feature Recognition對話框。 圖1-13 Filter Faces功能 圖1-14 Edit Feature對話框1.4.2 Feature Builder頁選擇Feature Builder頁（如圖1-15所示）并單擊Build All按鈕，PDW系統(tǒng)會用NX特征對原始的非參數(shù)化鈑金零件進行重構(gòu)。重構(gòu)成功的特征將從Feature List移至Built Feature List。Build Selected可以使用戶有選擇地構(gòu)造特征。如果用戶想先構(gòu)造一部分特征，然后自己再添加或生成一些SMD特征，最后再構(gòu)造所有剩余的特征，這項功能很有用。Build Branch使用戶能成組地構(gòu)造特征。構(gòu)造出的特征將會顯示在Model Navigator（模型導航器）上。圖1-16顯示的是Feature Builder頁的所有功能。 圖1-15 Feature Builder頁 圖1-16 Feature Builder頁的功能按鈕用戶可選擇Clear All清除所有構(gòu)造出的特征，選擇Clear Selected清除選中的特征，如果需要，可選擇Link Selected Features，同時還可以用Form All和Unform All來彎回和展開部件模型。選中Two Views復選框，窗口左邊將顯示原始鈑金零件，窗口右邊將顯示重構(gòu)后的鈑金零件。當關(guān)閉此復選框后，用戶可使用Change Displayed Part按鈕來選擇想要顯示的零件。Link Selected Features功能可以將原始零件中的sheet body（片體）WAVE到重構(gòu)后的零件中去。對于一些不常用的特殊的形狀特征，這些特征不容易在NX中構(gòu)造（例如自由成型形狀特征），Link Selected Features功能很有用。要將WAVE的片體與重構(gòu)后的鈑金零件結(jié)合，需要用到Patch Body或其他的NX建模功能。1.4.3 Preference頁Preference頁（如圖1-17所示）可設置一些與特征識別相關(guān)的參數(shù)。圖1-17 Preference頁面l Thickness Variable Ratio：鈑金零件的厚度公差。非參數(shù)化鈑金零件上厚度變化超過該值的部分，PDW將不進行特征識別。l Minimum Bend Radius：最小彎曲半徑。所有彎曲半徑小于該值的彎曲特征將被忽略。l User Defined Tolerance：用戶自定義公差值。該值用作特征重構(gòu)時的造型公差。同時，用戶還可以用此頁面指定不需要構(gòu)造的特征類型。練習 重構(gòu)非參數(shù)模型在這個練習中，將：l 學會如何快速地用非參數(shù)模型重構(gòu)出鈑金特征模型。l 學會如何展開和彎回零件模型。l 了解特征重構(gòu)后所建立的裝配模型。第1步 打開recognition文件夾下的pdw_case1.prt文件（如圖1-18所示），啟動Modeling應用。willing adj. 樂意的；自愿的圖1-18 零件模型consistent adj. 一致的（1）選擇FileOpen，打開recognition文件夾中的pdw_case1.prt文件。（2）選擇StartModeling，進入建模應用。aspect n. 方面；層面（3）如果需要，打開PDW模塊。第2步 將pdw_case1旋轉(zhuǎn)，并檢查模型中的特征。etc abbr. 諸如此類；等等第3步 設置特征識別裝配結(jié)構(gòu)。（1）單擊Sheet Metal Tools按鈕。Freddy n. 弗雷迪（男名）（2）單擊Feature Recognition按鈕。觀點（3）單擊Part Management按鈕。adj. 周圍的（4）單擊OK按鈕接受pdw_case1_CONTROL作為工程名。（5）單擊OK按鈕接受pdw_case1_SMD作為重構(gòu)后鈑金零件的文件名。第4步 自動識別零件的特征。系統(tǒng)提示要求選擇一個固定平面作為基準面。（1）選擇模型中最大的一個平面作為基準面，如圖1-19所示。重要意義vi. & vt. (使)押韻圖1-19 零件基準面personnel n. 人力資源；人事部；全體人員（2）單擊Sheet Metal Feature Recognition對話框中的Auto Recognition按鈕。系統(tǒng)自動識別出特征并將特征列在Feature List列表框中。第5步 構(gòu)造鈑金特征。（1）選擇Feature Builder頁。（2）單擊Build All按鈕。系統(tǒng)將會重構(gòu)所有的特征、草圖、基準面，并在重構(gòu)過程中展開和彎回零件模型。提示：重構(gòu)出的模型中有3個很小的面，它們是非特征面。由于這些面都是彎曲特征的一部分，因此它們不會對模型造成影響。如果有些特征沒有識別出來，可以手工生成這些特征。第6步 展開和彎回模型。（1）單擊Unform All按鈕，展平模型，如圖1-20所示。圖1-20 展平后的零件注意：有些特征沒有被展開。大多數(shù)鈑金特征可以被展開，而一些建模特征和一些鈑金特征是不能被展開的，例如Bead和Punch特征。（2）單擊Form All按鈕，將模型彎回，檢查模型。（3）單擊Cancel按鈕關(guān)閉Sheet Metal Feature Recognition對話框。第7步 檢查模型。（1）查看Part Navigator中列出的所有特征。（2）使用Assembly Navigator查看生成的裝配結(jié)構(gòu)，如圖1-21所示。圖1-21 裝配結(jié)構(gòu)提示：選擇MB3Display Parent，會發(fā)現(xiàn)裝配樹中包含SMFR_TOP部件，參數(shù)化的SMD模型部件和非參數(shù)化的原始部件。第8步 保存并關(guān)閉所有的部件。1.5 Direct Unfolding（直接展開）Direct Unfolding功能可以將含有彎曲（彎曲線為直線）的零件展開，并且可以生成零件的中間形狀和毛坯展開形狀。使用直接展開功能的零件可以是鈑金特征零件模型，也可以是非參數(shù)化模型。Direct Unfolding對話框如圖1-22所示。圖1-22 Direct Unfolding對話框Direct Unfolding處理彎曲有3種方式，分別為：Auto-Recognize Bend（自動識別彎曲）、Manu-Recognize Bend（手工識別彎曲）和Define Multi-Steps Bend（定義多步彎曲）。1.5.1 Auto-Recognize Bend設計步驟如下：（1）單擊Select a Solid Body按鈕，在圖形區(qū)選擇零件實體。（2）單擊Select one or multiple Planar Faces按鈕，在圖形區(qū)選擇零件的基準面。（3）單擊Apply按鈕。在對話框中部的列表框中，列出了識別出來的彎曲信息，這些信息包括：bend radius（彎曲內(nèi)半徑）、bend angle（彎曲角度）、K-factor和BAF。其中BAF是從NX Sheet Metal design preference（鈑金設計預設置）中得