【正文】 發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新，在持續(xù)的成本縮減以及收入和利潤(rùn)的逐漸增加的要求之間取得平衡。 二、UG NX的優(yōu)勢(shì)來(lái)自Siemens PLM 的 NX 使企業(yè)能夠通過(guò)新一代數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)向產(chǎn)品全生命周期管理轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。至少在結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng)層次上，UG是用模塊方法設(shè)計(jì)的并且信息隱藏原則被廣泛地使用。UG NX的結(jié)構(gòu)一個(gè)如UG NX這樣的大型軟件系統(tǒng)通常需要有不同層次抽象的描述。一些非常成功的解偏微分方程的技術(shù)，特別是自適應(yīng)網(wǎng)格加密（adaptivemeshrefinement）和多重網(wǎng)格方法在過(guò)去的十年中已被數(shù)學(xué)家研究，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展，特別是大型并行計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了許多新的可能。這是因?yàn)榻M合所有這些方法需要巨大的復(fù)雜性及交叉學(xué)科的知識(shí)。一個(gè)給定過(guò)程的有效模擬需要來(lái)自于應(yīng)用領(lǐng)域(自然科學(xué)或工程)、數(shù)學(xué)(分析和數(shù)值數(shù)學(xué))及計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)。其設(shè)計(jì)思想足夠靈活地支持多種離散方案。UG的開(kāi)發(fā)始于1990年7月，它是基于C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的。50第二章 軟件介紹第二章 軟件介紹一、UG NX的技術(shù)UG是Unigraphics的縮寫(xiě)，這是一個(gè)交互式CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)模塊則為用戶提供設(shè)計(jì)模具總裝結(jié)構(gòu)及模具零件的相關(guān)功能，使用戶可方便的設(shè)計(jì)出級(jí)進(jìn)模，并輸出符合用戶要求的總裝圖與模具零件圖?；谔卣鞯臎_壓工藝設(shè)計(jì)模塊可實(shí)現(xiàn)鈑金零件自動(dòng)展開(kāi)、毛坯排樣及沖壓工序設(shè)計(jì)、工位布置、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)共分：鈑金零件的特征造型，基于特征的沖壓工藝設(shè)計(jì)（條料排樣），模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)，級(jí)進(jìn)模標(biāo)準(zhǔn)設(shè)件和典型結(jié)構(gòu)建庫(kù)工具，線切割自動(dòng)編程共5大模塊。1986華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)建成的沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)，隨后相繼又有西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)等開(kāi)展了拉延模、彎曲級(jí)進(jìn)模CAD/CAM以及精沖級(jí)進(jìn)模CAD/CAM的研究。（2）國(guó)內(nèi)沖模CAD發(fā)展概況由于我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展較晚，于20世紀(jì)80年代才開(kāi)始模具CAD/CAM的研究?？墒垢采w件成型模的設(shè)計(jì)與加工時(shí)間縮短50%。沖模CAD主要應(yīng)用三維幾何構(gòu)形與圖形變換的功能，其中有關(guān)工藝成型性能的評(píng)價(jià)，應(yīng)用有限元分析方法和幾何模擬方法。其中日本豐田汽車(chē)公司于1965年將數(shù)控技術(shù)用于模具加工，1980年開(kāi)始采用模具CAD/CAM系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括產(chǎn)品圖形于材料特性的輸入；在輸入的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇、凹模排樣、凸模和其他嵌件設(shè)計(jì)，最后繪制模具總裝圖和零件圖及NC編程。（1）國(guó)外沖模CAD/CAM的發(fā)展概況國(guó)外于20世紀(jì)60年代末開(kāi)始模具CAD/CAM研究，20世紀(jì)70年代已投入生產(chǎn)使用。此外，近年來(lái)，集成制造系統(tǒng)（CIMS）也正被引入沖壓加工系統(tǒng)，出現(xiàn)了沖壓加工中心，并且使設(shè)計(jì)、沖壓生產(chǎn)、零件運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、品質(zhì)檢驗(yàn)以及生產(chǎn)管理等全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在中小件的大批生產(chǎn)方面，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用多工位級(jí)進(jìn)模、多工位壓力機(jī)或高速壓力機(jī)。二、沖壓加工自動(dòng)化和柔性化為適應(yīng)大批量、高效生產(chǎn)的需要，在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動(dòng)化的進(jìn)、出料機(jī)構(gòu)。在現(xiàn)階段，沖壓成形已走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路，沖壓成形已從原來(lái)的經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析階段開(kāi)始進(jìn)入有沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段。一、沖壓成形工藝于理論研究由于引入了計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE），沖壓成形已從原來(lái)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析，逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過(guò)程的的模擬和分析以實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此沖壓加工一般只適用于大批量、單一品種的生產(chǎn)。根據(jù)通用的分類(lèi)方法：沖壓工藝可以分為分離工序和成形工序兩大類(lèi)。沖壓模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是沖壓成形的主要工藝裝備。中心軸托架模具及彎曲工藝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一章 緒 論沖壓成形是一個(gè)涉及領(lǐng)域及其廣泛的行業(yè)，深入到制造業(yè)的方方面面，在國(guó)外，沖壓被稱為板材成形即沖壓是通過(guò)模具對(duì)板材施加壓力或拉力，使板材發(fā)生塑性變形，同時(shí)對(duì)板料施加剪切力使板材分離，從而獲得一定尺寸、形狀和性能零件的加工方法。沖壓成形加工是沖壓模具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。沖壓加工需要研究沖壓工藝和模具兩個(gè)方面的問(wèn)題。沖壓加工有其自身的優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)在于沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造價(jià)格較高。目前為了解決這方面的問(wèn)題，正在努力發(fā)展某些簡(jiǎn)易沖模，如聚氨酯橡膠沖模、低合金沖模以及采用通用組合沖模、鋼皮模等，同時(shí)也在進(jìn)行沖壓加工中心等新型設(shè)備和工藝的研究。在沖壓毛坯設(shè)計(jì)方面也開(kāi)展了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以對(duì)排樣或拉伸毛坯進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。很多研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行沖壓成形性能和成形極限、沖壓件成型難度的判定以及成行預(yù)測(cè)等技術(shù)的預(yù)測(cè)。對(duì)于大型沖壓件，例如汽車(chē)覆蓋件，專(zhuān)門(mén)配置了機(jī)械手或機(jī)器人，這不僅大大提高了沖壓件的生產(chǎn)品質(zhì)和生產(chǎn)率，而且也增加了沖壓工作和沖壓工人的安全性。在小批量多品種生產(chǎn)方面，正在發(fā)展柔性制造系統(tǒng)（FMS），為了適應(yīng)多品種生產(chǎn)時(shí)不斷更換模具的需要，已成功的發(fā)展了一種快速轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，現(xiàn)在，換一副大型沖壓模具，僅需要6～8min即可完成。三、沖模CAD/CAM沖模CAD/CAM系統(tǒng)的發(fā)展是隨著CAD/CAM技術(shù)以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法的發(fā)展而不斷發(fā)展的，從最初以二維圖形技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)發(fā)展到了目前的以三維圖形技術(shù)及特征構(gòu)形為主要特點(diǎn)的階段。如美國(guó)的Diep公司于1973年研制成功計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模的PDDC系統(tǒng)。汽車(chē)覆蓋件模具CAD/CAM的研究在世界各大汽車(chē)公司均取得成效。該系統(tǒng)包括NTDFE和CADEETT兩個(gè)設(shè)計(jì)軟件及加工凸凹模的TINCA軟件，可完成車(chē)身外形設(shè)計(jì)、車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、沖模CAD、主模型及沖模加工、夾具加工等。該系統(tǒng)投入使用后。美國(guó)通用汽車(chē)公司、福特汽車(chē)公司和英國(guó)PSF公司均已建立覆蓋件拉延成型模CAD/CAM系統(tǒng)，特別是福特汽車(chē)公司在覆蓋件塑性成形方面取得很大成就，應(yīng)用大應(yīng)變彈塑性有限元方法，模擬覆蓋件的成型過(guò)程，預(yù)測(cè)其中的應(yīng)力、應(yīng)變分布，失穩(wěn)破裂及回彈的計(jì)算等。到目前為止，先后通過(guò)國(guó)家有關(guān)部門(mén)鑒定的有：1984年華中科技大學(xué)建成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)，1985年機(jī)電研究院建成的沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始，華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在深入分析級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將基于特征的特征的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)上，于1999年在AutoCAD軟件平臺(tái)上建成了基于基于特征的級(jí)進(jìn)模CAD/CAM集成系統(tǒng)（HMJC系統(tǒng)）。其中，鈑金零件的特征造型模塊主要用于將鈑金零件的產(chǎn)品信息輸入計(jì)算機(jī)，建立鈑金零件的特征模型，為后續(xù)的工藝及模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供信息。由于在沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí)需考慮眾多因素，所以該模塊提供進(jìn)行交互設(shè)計(jì)的各種操作命令，以便用戶快速確定設(shè)計(jì)結(jié)果。級(jí)進(jìn)模標(biāo)準(zhǔn)件和典型結(jié)構(gòu)建庫(kù)工具用于建立用戶的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)和典型結(jié)構(gòu)庫(kù)，它面向用戶開(kāi)放，可按需要進(jìn)行添加刪除和修改。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個(gè)人用戶的迅速增長(zhǎng)，在PC上的應(yīng)用取得了迅猛的增長(zhǎng)，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用。UG NX是一個(gè)在二和三維空間無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開(kāi)發(fā)的一個(gè)靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。因此軟件可對(duì)許多不同的應(yīng)用再利用。然而，所有這些技術(shù)在復(fù)雜應(yīng)用中的使用并不是太容易。最終軟件的實(shí)現(xiàn)變得越來(lái)越復(fù)雜，以致于超出了一個(gè)人能夠管理的范圍。UG的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為復(fù)雜應(yīng)用問(wèn)題的求解提供一個(gè)靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ)。UG具有三個(gè)設(shè)計(jì)層次，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(architecturaldesign)、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)(subsystemdesign)和組件設(shè)計(jì)(ponentdesign)。所有陳述的信息被分布于各子系統(tǒng)之間。 NX 包含了企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的集成應(yīng)用套件，用于產(chǎn)皮設(shè)計(jì)、工程和制造全范圍的開(kāi)發(fā)過(guò)程。為了真正地支持革新，必須評(píng)審更多的可選設(shè)計(jì)方案，而且在開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)中所獲得的知識(shí)更早地做出關(guān)鍵性的決策。 NX 獨(dú)特之處是其知識(shí)管理基礎(chǔ)，它使得工程專(zhuān)業(yè)人員能夠推動(dòng)革新以創(chuàng)造出更大的利潤(rùn)。NX 建立在為客戶提供無(wú)與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，這些解決方案可以全面地改善設(shè)計(jì)過(guò)程的效率，削減成本，并縮短進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。這些目標(biāo)使得 NX 通過(guò)無(wú)可匹敵的全范圍產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)用和過(guò)程自動(dòng)化工具，把產(chǎn)品制造早期的從概念到生產(chǎn)的過(guò)程都集成到一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理和協(xié)同的框架中。利用 UG 建模，工業(yè)設(shè)計(jì)師能夠迅速地建立和改進(jìn)復(fù)雜的產(chǎn)品形狀， 并且使用先進(jìn)的渲染和可視化工具來(lái)最大限度地滿足設(shè)計(jì)概念的審美要求。UG 具有高性能的機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖功能，為制造設(shè)計(jì)提供了高性能和靈活性，以滿足客戶設(shè)計(jì)任何復(fù)雜產(chǎn)品的需要。 （2）仿真、確認(rèn)和優(yōu)化UG允許制造商以數(shù)字化的方式仿真、確認(rèn)和優(yōu)化產(chǎn)品及其開(kāi)發(fā)過(guò)程。 NC加工UG NX加工基礎(chǔ)模塊提供聯(lián)接UG所有加工模塊的基礎(chǔ)框架，它為UG NX所有加工模塊提供一個(gè)相同的、界面友好的圖形化窗口環(huán)境，用戶可以在圖形方式下觀測(cè)刀具沿軌跡運(yùn)動(dòng)的情況并可對(duì)其進(jìn)行圖形化修改：如對(duì)刀具軌跡進(jìn)行延伸、縮短或修改等。該模塊交互界面可按用戶需求進(jìn)行靈活的用戶化修改和剪裁，并可定義標(biāo)準(zhǔn)化刀具庫(kù)、加工工藝參數(shù)樣板庫(kù)使初加工、半精加工、精加工等操作常用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以減少使用培訓(xùn)時(shí)間并優(yōu)化加工工藝。UG NX的加工后置處理模塊使用戶可方便地建立自己的加工后置處理程序，該模塊適用于目前世界上幾乎所有主流 NC機(jī)床和加工中心，該模塊在多年的應(yīng)用實(shí)踐中已被證明適用于２～５軸或更多軸的銑削加工、２～４軸的車(chē)削加工和電火花切割線。模具設(shè)計(jì)的流程很多，其中分模就是其中關(guān)建的一步。手動(dòng)分模的過(guò)程 ，定位坐標(biāo)，使Z軸方向和脫模方向一致。 　　 　　 　　，將其與分型面和補(bǔ)孔的片體縫合，使之成為一個(gè)片體。 　　，看是那個(gè)與產(chǎn)品重合，重合的那邊用產(chǎn)品求差就可以了。但是里面的命令是比較的好用的，我們可以用有關(guān)命令來(lái)提高我們的工作效率。 NX 與 UGS PLM 的其他解決方案的完整套件無(wú)縫結(jié)合。 　　UG主要客戶包括，通用汽車(chē)，通用電氣，福特，波音麥道，洛克希德，勞斯萊斯，普惠發(fā)動(dòng)機(jī)，日產(chǎn)，克萊斯勒，以及美國(guó)軍方。在高端領(lǐng)域與CATIA并駕齊驅(qū)。下面將對(duì)托架的加工工藝選擇做詳細(xì)闡述。 圖31 工件二維圖 根據(jù)所給出的的零件二維圖，首先在UG中運(yùn)用參數(shù)化建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)零件的三維建模，如下圖所示 圖32 工件三維建模圖該工件是中心軸托架工件，φ10mm孔內(nèi)裝有心軸，托架通過(guò)4個(gè)φ5孔與機(jī)身連接，為保證良好的裝配工件，5個(gè)孔的公差等級(jí)均為IT9級(jí)，表面不允許有嚴(yán)重的劃傷，該零件選用08鋼，其彎曲半徑均大于該種材料的最小彎曲半徑，且工件精度要求不高，不需要校形，所有的孔可用高精度沖模沖出。本設(shè)計(jì)只考慮工件的彎曲。(1)彎曲半徑彎曲件的彎曲半徑不宜過(guò)大和過(guò)小。彎曲半徑應(yīng)大于材料的許可最小半徑，否則應(yīng)采用多次彎曲并增加中間退火的的工藝，或者是先在彎曲角內(nèi)側(cè)壓槽后再進(jìn)行彎曲。(3)孔邊距如果彎曲毛坯上有預(yù)先沖制的孔，為使孔不發(fā)生變化，必需使孔置于變形區(qū)之外，即孔邊距L（圖34）應(yīng)符合以下關(guān)系。（）,（）,均滿足要求。當(dāng)沖壓不對(duì)稱彎曲件時(shí)，因受力不均勻，毛坯容易偏移，尺寸不易保證。由圖31所示，本次設(shè)計(jì)的工件形狀完全對(duì)稱。本次設(shè)計(jì)不予考慮。方案一：首先為沖孔（φ10mm）和落料的復(fù)合，然后為彎曲外部?jī)山遣⑹怪虚g預(yù)彎45176。方案二：首先為沖孔（φ10mm）和落料的復(fù)合（同方案一），然后彎外部?jī)山?，然后壓彎中間兩角，最后沖4個(gè)孔（φ5mm，同方案一），過(guò)程如圖36所示。方案五：沖孔（φ10mm），切斷，彎四角，沖4個(gè)φ5mm孔（同方案一）方案六：全部工序合并，采用帶料級(jí)進(jìn)沖壓成形。①方案一的優(yōu)點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，模具的制造周期短；工件的回彈容易控制，尺寸和形狀準(zhǔn)確，表面質(zhì)量高；除工序一外，各工序都能用φ10mm孔和一個(gè)側(cè)面定位，定位基準(zhǔn)一致且與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，操作也比較方便。②方案二和方案一相比，零件的回彈難以控制，尺寸和形狀不明確，且同樣存在工序分散、勞動(dòng)量大、占用設(shè)備的缺點(diǎn)。④方案四的成形過(guò)程本質(zhì)與方案三相似。⑥方案六的特點(diǎn)是采用高度集中的連續(xù)模完成方案一中分散的各工序。通過(guò)比較可以得出，當(dāng)進(jìn)行小批量生產(chǎn)時(shí)宜選擇方案一。本次設(shè)計(jì)針對(duì)單件、小批量生產(chǎn)，故綜合各種因素，采用方案一。但是無(wú)論是對(duì)簡(jiǎn)單形狀彎曲還是復(fù)雜形狀而且精度要求較高的彎曲件，計(jì)算所得結(jié)果與實(shí)際情況往往會(huì)有一些出入，必修經(jīng)過(guò)多次試模修正，才能得到正確的毛坯展開(kāi)尺寸。 由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》式（312）可得 式中：Li直邊長(zhǎng)度； ri彎曲半徑； x0應(yīng)變中性層位移系數(shù) 查表得中性層位移系數(shù)x0=經(jīng)計(jì)算得L= mm。 五、彎外角的計(jì)算按照工藝方案一，首先應(yīng)彎兩外角45176。凸模圓角半徑：R/t =,大于其最小圓角半徑，則r凸=。若L0過(guò)小，則彎曲件兩端的自由部分長(zhǎng)，回彈大且不平直；如果L0過(guò)大，則凹模用料過(guò)多，且需要較大行程的沖床。彎曲時(shí)，彎曲件全部被壓入凹模中。凸凹模的間隙：對(duì)于V形件彎曲時(shí)，凸凹模之間的間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)