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CimatronE高效级进模设计解决方案干扰机

兴河五金网 2022-08-13 11:36:05

CimatronE高效级进模设计解决方案

CimatronE高效级进模设计解决方案 2011: 近年来,随着国内汽车、电子等行业的迅速发展,冲压模具行业也得到突飞猛进的发展。尤其是汽车覆盖件等大型冲压模具以及多功能、多工位的级进模中高精度、高寿命模具更是未来发展的重点。市场竞争的日益加剧,交付周期短、精度高、成本(价格)低是模具制造者关注的重点。客观上要求大力推广和采用CAD/CAE/CAM技术,采用高速加工技术,提高模具的标准化程度等。本文通过对典型接插件多工位级进模具设计过程的描述,为大家展现CimatronE软件提供的高效的级进模设计解决方案。 Die Design Solution是以色列Cimatron公司为满足广大冲压模具制造者的需求研制开发的一款高效、实用的模具设计软件,是Cimatron公司通过考察大量的模具制造企业,做了大量调研工作,充分掌握模具设计者的现实需求,组织多名模具设计专家开发研制的结果。涵盖了从模具报价(Die Quoting),工位设计(Forming),排样设计(Nesting),料带设计(Strip),模具装配,通用或专业的标准模架库,自动出模具图。设计思路是2D和3D交互操作模式,同时考虑设计的高效性和产品的复杂性。系统中内置了丰富的钣金材料数据库,用于钣料展开时参与展开计算,而且具体客户可以根据需求更新、定制材料库,提高模具设计的效率和准确性。图1为CimatronE的五金级进模设计制造流程。

图1 流程图

模具评估(Die Quoting) 冲压模报价系统用于帮助模具制造者快速、准确生成报价信息。通过CimatronE 冲模设计模块生成的数据,诸如:展开面积、条料尺寸、冲头数量及复杂程度、零件图片等信息,并结合冲压行业知识,合并产生报价列表,可适用于级进模及传送模的报价。报价系统基于数据库资料,可提供大量的可参考数据。用户可管理客户信息、材料、冲压操作等报价信息,提供自动化的工具来计算项目的相关费用。 准确的报价,是模具制造者获得订单并取得有效利润的重要因素之一。报价过高,会失去订单;报价过低,会因此给企业带来亏损。CimatronE的报价系统是被客户实践证实了的准确、高效的模具项目报价工具。

图2 零件

下面介绍如图2所示的电子设备上的接插件的模具具体的设计流程,从中会看到CimatronE解决方案的优势所在。该零件涉及到落料、冲孔、折弯、翻边等工艺。 通过级进模具设计向导(Die Design Winzard),直接读入3D零件模型,定义展开坐标系。使用中性层提取(Die Skin)功能,快速得到中性层面,开始进行工位设计。 CimatronE提供了丰富的钣金设计功能: 1、 钣金展开(Unbend):对于通过弯曲变形,具有光滑拼接面的成形进行展开,参与计算的元素有材料属性,中性层(K)系数,料后等,并辅助以有限元分析。 2、 展平(Unfold):针对特殊的结构零件,一键的到展开结果,包括轮廓线框和直平面。 3、 复杂曲面的辅助展开(Blank On Binder):对于复杂的不可展区面,CimatronE专门提供了通过添加辅助的方法进行展开,从而使得能够完成任何类型的曲面展开。 此外还提供了毛料展开(Blank),局部展开(Local Blank)等策略,可以根据零件的变形特点,复杂程度,精度要求采用不同的钣金设计功能。展开过程中可以随时访问并应用高级曲面下的通用设计功能,专用工具和通用工具灵活使用,体现了软件专业化和柔性化相结合的理念,满足了钣金模具设计理论和实践高度结合的要求。在钣金展开过程中可以利用分析功能对成形工艺进行安全性分析。如图3所示,根据不同的工艺条件,材料属性,自动分析结果,并通过不同色带显示结果,如从红色到蓝色连续标记变薄危险区域,安全区域和变厚起皱区域,给工位设计中钣金展开以参考。

图3 工艺分析

根据得到的工位通过排样(Nesting)、料带设计(Strip)得到合理的料带(图4)。在排样设计过程中,可以时时动态显示排样结果和材料利用率。料带设计中支持自由设计轮廓、从外部文件读入轮廓两种方式来设计冲头结构、牵料结构。支持自动生成两相接冲头轮廓间的过切结构(搭边值),如图5所示。参数化的工位数量设计,可以根据设计变更随时添加、删除工位,提高设计变更效率。

图4 工位和料带设计

图5 冲头过切结构

Cimatron提供丰富的模具标准件和标准模架库,用于模具装配时直接调用,提高设计效率。模架领部件之间尺寸权相关,可以自由修改。模具整体结构尺寸和料带尺寸保持权相关,料带尺寸发生变化,模具结构尺寸自动更新,提高设计变更的效率。标准件库包括Misumi、Punch、LKM、Futaba等国内客户广泛采用的标准。涵盖了顶出系统、紧固系统、导向系统、定位系统。支持根据客户企业内部标准化来定制标准件库,提高企业的标准化程度,提高模具设计效率,减少出错率。Cimatron中国公司强大的技术支持能力,可以提供模架库的定制、开发。 通过调用合时的模架库,完成基本的模具装配工作,通过冲头设计、刃口设计来完成细节设计。图6为模具的上下子装配。装配功能支持零件间和各子装配间的干涉检查、动态剖切,透明显示,3D爆炸图等辅助工具方便设计检查,确保在设计阶段尽量减少非技术工艺错误。基于3D模架环境,根据料带阶段的冲头轮廓添加冲孔冲头和落料冲头。系统中提供成形冲头单元,自动调用、自动定位于相应的模具装配中,根据料带中工位成形面自动或半自动裁切出成形冲头。冲头根据预定义的模板属性、功能自动裁切各个模板。提供多种刃口和漏料结构,如图7所示。从标准件库中添加定位件、导向件、紧固件、斜料系统零部件等,完成3D模具装配。

图6 模具上下子装配

图7 刃口和落料结构

根据3D装配图一键式、自动生成装配图、零部件图(批量出图技术),满足大型、复杂模具高效快速出图的需求。零部件图纸环境支持国际标准的形位工差、精度工差。可以客制化技术要求等文字注解,方便快速调用,提高出图效率,自动生成BOM表。 综上所述,基于3D产品数学模型,通过工位设计、排样、料带设计、模具结构设计、出图,一套完整的级进模即设计完成。据统计,通标CImatronE的标准的3D模具设计解决方案,比成熟的2D设计软件效率上提高20%。可见3D设计效率远高于2D设计,如果考虑加工制造过程,仍有提高效率的空间,因为3D设计手段的模型可以继承于数控编程阶段,避免通过2D手段而重新造型过程,而且支持设计变更。(end)

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