本文介紹了冷沖拉延模的CAD軟件設計相關內容。

　　進行冷沖拉延模具設計時，要對沖壓件材料的牌號、選用的壓力機型號、沖壓件拉延力等有個清晰的認識，明確模具結構形式及后續模具的加工方法等事項。NX軟件中Die Design模塊提供了模具設計的常用的功能，其對冷沖拉延模具設計的一般流程如下：

　　1.導入或建構產品/樣件的三維CAD模型

　　將沖模設計工程中構建評估完成后的CAD模型導入軟件，或依據客戶的要求或設計人員的構想，利用NX軟件系統下的Die Design模塊設計建構出產品的三維模型。

　　2.對三維CAD模面進行工藝檢查

　　對三維CAD模面進行工藝分析包括兩個方面：產品工藝補充完整性和連續性;工藝補充是否存在負角。

　　3.創建拉延凸模

　　拉延一般有一次拉延成形和多次拉延成形，絕大多數情況下只做一次拉延成形，且做成整體式凸凹模。拉延凸模是模具的工作部分，進行拉延凸模設計要以前面做的CAD數模面為基礎。

　　4.創建上模本體

　　首先根據兩塊上模墊板之間的距離，及凸模在長、寬方向的大體尺寸，確定上模本體的外形尺寸，其次制作固定用U形槽和加強筋，最后創建減輕孔、鍵槽等細節。

　　5.創建拉延凹模

　　進行拉延凹模設計要以前面做的CAD數模型面為基礎。

　　6.創建壓邊圈

　　壓料圈對板料流動起著決定性的作用，決定著成形質量的好壞，因此壓料圈的設計在一定意義上決定模具質量的好壞。

　　7.裝配

　　裝配分為完全裝配和非完全裝配，此處為非完全裝配，即工藝數模、凸模、凹模、壓邊圈和壓機墊板作為單獨的部件在Assemble.prt文件下進行裝配。裝配的狀態為模具完全閉合狀態。

　　翼子板模具設計——雙動拉延模設計

　　1.導入參考模型

　　啟動NX系統，在File(菜單)下選擇File New(建立新菜單)，單擊左鍵，在File New Name(新菜單命名)下輸入文件名：yi zi ban.prt，點擊Ok進入模具設計工作界面。在File下拉菜單依次選擇Import(輸入)-Part-***-gysm.prt，數模導入完畢(見圖1)。

圖1 導入參考模型

　　2.數模編輯

　　將產品數模、工藝補充面和工藝補充線分別分層放置。檢查產品數模及工藝補充面(重點檢查重面、缺面、間隙和尖角等)，發現問題進行修補，修補完畢進行片體縫合。具體操作：分別用N-sided Surface(N邊曲面)、Trimmed Sheet(片體修剪)、Swept(掃掠)及Bridge(橋接)等命令對片體進行修補，修補后如圖2所示。在Insert(插入)下拉菜單下依次選擇Combine Bodies(組合體)—Sew(縫合)，選擇片體進行縫合。

圖2 片體檢查與修補

　　3.創建拉延凸模

　　(1)分模線拉伸實體的創建。分模線的編輯：用Join Curves(曲線連接)命令對分模線進行編輯。用投影命令將編輯后的分模線投影到Z平面。用Edit Curve(曲線編輯)命令對投影到Z平面上的曲線進行編輯。實體的生成：在Insert(插入)下拉菜單下依次選擇Design Feature(設計特征)—Extrude(拉伸)，選擇編輯過的曲線，進行拉伸成體，如圖3所示。

圖3 拉伸體的形成

　　(2)實體分割。在Insert(插入)下拉菜單下依次選擇Trim(修剪)—Split Body(分割體)，選擇拉伸體，用縫合的片體對實體進行分割，將分割開的實體下半部刪除，得到凸模實體(見圖4)。

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圖4 凸模實體生成

　　(3)凸模制作具體步驟如下：

　　①制作分模面退刀。在Insert(插入)下拉菜單下依次選擇Associative Copy(關聯復制)—Extract Geometry(抽取)，選取分模面，點擊確定，將凸模實體隱藏，只留下分模面抽取留下的片體。在Insert(插入)下拉菜單下依次選擇Offset/Scale(偏置/縮放)—Thicken(片體加厚)，選取片體確定，偏置厚度為-10mm和10mm。將偏置出的實體沿Z軸正向移動50mm，而后與凸模實體進行Subtract(減)操作，分模面退刀制作完成。

　　②制作導滑板安裝面和安全擋塊。根據制件落差確定導滑板長為200mm，由設計標準(導滑面寬度一般為分模線長度的20%～25%)，設計導滑板安裝面為150mm×200mm，全周共設計12處;安全擋塊規格為95mm(長)×55mm(寬)×65mm(高);分別用Block(長方體)、Unite(并)和Subtract(減)等命令將導滑板安裝面和安全擋塊做出。

　　③創建加強筋和局部加強筋。運用Block(長方體)、Offset Face(偏置面)命令做好一條拉延筋。在Edit(編輯)下拉菜單下依次選擇Transformation(變換)—translate(平移)，運用其中的Move(移動)和Copy(復制)命令，選住做好的拉延筋，按照設計標準進行移動和復制。找好CH孔和排氣孔的位置，拉延筋做避讓(見圖5)。

圖5 加強筋與局部加強筋

　　④制作固定凸模U形槽。在Tools下來菜單下依次選擇Part Families(部件族)—Browse(瀏覽)—到標準件庫選擇U形槽，根據需要進行編輯，點擊確定后進行Remove Parameters(去參)，而后將U形槽復制到yi zi ban.prt中，再經過Move(移動)、Unite(并)和Subtract(減)等命令將固定凸模U形槽制作出來。

　　⑤安裝自潤滑導板和翻轉吊耳。運用凸模U形槽的調用方法，依次導入自潤滑導板和翻轉吊耳，并運用Move(移動)和Copy(復制)等命令將其安裝到位。

　　(4)上模本體制作具體步驟如下：

　　①確定上模本體大體尺寸。根據兩塊上墊板之間的距離及凸模在長、寬方向的大體尺寸，確定上模本體的外形尺寸為2100mm×960mm×290mm，運用Block(長方體)命令將實體做出。

　　②上模本體細化制作。運用制作凸模U形槽的方法制作上下U形槽，并用此方法制作插銷式吊耳;運用凸模加強筋的設計方法制作上模加強筋;在Insert(插入)下拉菜單下依次選擇Design Feature(設計特征)—Slot(鍵槽)，進行鍵槽的設計;分別用Block(長方體)、Unite(并)、Subtract(減)、Edge Blend(邊緣圓角)，定位鍵槽，減輕等細節的設計;運用凸模標準件調用安裝的方法，安裝上模本體標準件，與凸模固連在一起(見圖6)。

圖6 凸模標準件安裝與上模本體裝配

　　(5)凹模的制作具體步驟如下：

　　①調壓塊安裝臺和定位板安裝面的設計。在Insert(插入)下拉菜單下依次選擇Design Feature(設計特征)—Extrude(拉伸)，選擇坯料線，進行拉伸成體;在Insert(插入)下拉菜單下依次選擇Trim(修剪)—Split Body(分割體)，選擇拉伸體，用縫合的片體對實體進行分割，將分割開的實體上半部隱藏，得到凹模實體;用Offset Face(偏置面)命令將拉伸的實體向四周偏置20mm;分別用Extract Geometry(抽取)和Thicken(片體加厚)命令在實體四周生成六個小實體，選取小實體沿負Z軸移動30mm。用Cylinder(圓柱)命令生成一個直徑為60mm，高為30mm的圓柱;消參后沿坯料線外側均勻布置，同時沿坯料線布置定位板安裝面(見圖7)。

圖7 調壓塊安裝臺與定位板安裝面 #p#分頁標題#e#

　　②導滑腿設計。根據送料高度和導腿強度的考慮，導腿設計規格為1680mm(長)×650mm(寬)×340mm(高)，導滑板安裝面規格為150mm(長)×150mm(寬)，分別用Block(長方體)、Unite(并)和Subtract(減)等命令進行制作;用Unite(并)命令將導滑腿和凹模連結在一塊，并用Cylinder(圓柱)和Subtract(減)等命令做出氣缸頂料過孔和CH孔，及到底標記安裝孔。

　　③U形槽和側筋的設計。運用制作凸模U形槽的方法制作U形槽，并用此方法制作插銷式吊耳，用Block(長方體)、Chamfer(倒角)等命令制作側筋。

　　④細節設計。分別用Block(長方體)、Unite(并)、Subtract(減)和Edge Blend(邊緣圓角)等命令進行滾輪定位臺、正向標示及減輕等細節的設計。運用凸模標準件調用安裝的方法，安裝凹模標準件。

　　(6)壓邊圈的制作具體步驟如下：

　　①凸模讓位孔、內導滑面及上墩死臺等部分的制作。運用Extrude(拉伸)命令，選擇制作凸模時編輯過的分模線，進行拉伸成體，再用Offset Face(偏置面)命令將拉伸的實體向四周偏置3mm，成體后將凹模制作時隱藏的實體調出，用Subtract(減)命令將兩實體做差;用Cylinder(圓柱)、Block(長方體)、Unite(并)、Subtract(減)等命令制作導滑板安裝面、墩死圓臺和定位板讓位孔等。

　　②導滑腿設計。此部分設計應與凹模導滑腿設計相結合，依據送料高度和導腿強度的考慮，導腿設計規格為1680mm(長)×650mm(寬)×590mm(高)，導滑面規格為150mm(長)×150mm(寬)。分別用Block(長方體)、Unite(并)、Subtract(減)等命令進行制作。

　　③U形槽和側筋的設計。運用制作凸模U形槽的方法制作U形槽，并用此方法制作插銷式吊耳，用Block(長方體)、Chamfer(倒角)等命令制作側筋，制作完畢后用Unite(并)命令將導滑腿、U形槽、側筋和壓邊圈本體連結在一起。

　　④細節設計。分別用Block(長方體)、Unite(并)、Subtract(減)、Hole(孔)和Edge Blend(邊緣圓角)等命令進行基準孔、正向標示、減輕、避讓和窺視孔等細節的設計;運用凸模標準件調用安裝的方法，安裝壓邊圈標準件。

　　(7)裝配具體步驟如下：

　　①分別建立shangmo.prt、aomo.prt及yabianquan.prt文件，將凸模和上模本體連同標準件導入shangmo.prt文件，將凹模實體連同標準件導入aomo.prt文件，將壓邊圈實體連同標準件導入yabianquan.prt文件。建立新文件夾，命名為：yi zi ban，將shangmo.prt、aomo.prt、yabianquan.prt和gysm.prt連同壓機墊板放入“yi zi ban”文件夾中。

　　②新建assemble.prt文件，在Assemblies下拉菜單下依次選擇Components(組件)—Add Components(添加組件)，將shangmo.prt、shangmo.prt、aomo.prt、yabianquan.prt、gysm.prt以及yajidianban.prt文件依次導入，完成裝配。

　　結語

　　根據冷沖模具設計的基礎知識和設計規則，利用NX進行冷沖拉延模具實例設計，驗證了直接根據三維造型產品的三維數據來完成整個模具結構的設計工作，能大大縮短模具設計周期，提高工作效率。