TopSolid'Progress 3D五金级进模具设计 - 文章

TopSolid'Progress 3D五金级进模具设计

作者：郭巧

随着近年来工模制造业技术的不断进步和迅速发展，冲压工艺和冲模技术也在不断地革新和发展, 多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序，实现设计无纸化，操作无人化作业。目前做级进模设计主要是以2D的方式为主的，使用用3D设计的非常少，且多为插件外挂，做一些相对简单的模具还能够胜任，而对于一些复杂的产品则有些捉襟见肘，特别是要求较高的一些汽车零件，就更是束手无策了。随着级进模产品复杂程度以及要求的不断提高，传统的2D设计已经越来越不能满足当前级进模技术发展需要，采用更为先进的专业3D设计手段成为了种趋势和必然。

TopSolid作为一款世界知名的CAD/CAM一体化软件，其级进模设计解决方案TopSolid'Progress为我们提供了一个专业的选择，全3D的设计方式完全符合技术发展的要求，集成行业知识的智能化操作更是走在技术的前沿,特别是集成用有限元分析软件AUTOFORM的模拟展开算法，加上TopSolid本身一体化钣金设计和数控加工与线切割编程模拟系统，真正实现了CAD、CAM、CAE的完全集成，完全能够满足无纸化设计的要求，对设计复杂塑性成型模具及仿真时，更是得心应手。
TopSolid具体到实际的工作应用中，为我们的设计工作提供了无尽的方便：

1．丰富的接口功能，能直接打开主流软件PROE、NX、CATTA、SW文件，避免或减少数据损失（如图1）。

图1 TopSolid提供的丰富数据接口

2．提供了更多途径获取3D钣金零件的方式，可以使用强大的钣金建模功能直接在TopSolid环境下设计得到钣金零件，也可以通过导入其他软件的钣金模型关联或非关联的识别转换为TopSolid的钣金零件，在此基础上再做钣金的展开及模具设计。

钣金设计建模功能：

钣金识别转换功能：

3．钣金零件模型与设计的料带始终保持关联强大的关联，在完成料带设计以后，依然可以对钣金零件进行必要的修改，而料带回自动关联修改。

4．从钣金零件到料带以及整套模具，均采用全3D实体设计方式。较之2D或者曲面设计方式，全3D的设计方式可以可提供完整的物理数据，充分保证数据的正确性和一致性。

图4 全3D的料带设计

5．根据具体的钣金零件情况，提供多种不同的展开方法。

6．考虑到钣金零件加工的复杂性，全局与单个折弯可分开设置补偿，满足你模具设计时不同产品的不同弯曲工艺需求。

7．自动的排料优化计算，提供最佳的材料利用率。

图9 自动的排样方向及利用率的计算

8．使用料带设计草图分割3D冲头，提供工艺过切冲头设定，展现了更加实用、更加高效的冲裁冲头设计方法。

9．灵活多变的折弯功能。既可分步折弯，又可折弯后再可展平，即使零件本身没有折弯特征，也可在料带上手动建立折弯，完全符合设计的工艺要求（如图10）。同时3D直观设计更能符合实际思维习惯，模具设计所见即所得，更加直观方便。

图10 不同的工艺要求的折弯

10．整合了AutoForm中的OneStep技术。(AutoForm工程是汽车模具和钣金工业中的领导者。全球 90% 以上的汽车制造商在使用 AutoForm。全球前 20 家最大的汽车制造商 100% 在使用AutoForm。全球超过 100 家模具制造商与薄板冲压件制造商均在使用AutoForm。在德国， AutoForm. 市场占有率为 90% 以上。在全球， AutoForm. 市场占有率为 80% 以上。在国内，AutoForm. 目前拥有众多的行业用户，如上海大众汽车有限公司、一汽模具制造有限公司、东风汽车模具有限公司、成飞集成科技股份有限公司及天津汽车模具有限公司等，工艺分析计算现代化，对复杂曲面零件进行有限元分析，，AutoForm能直接由设计师来完成模拟，不需要大的硬件投资及资深模拟分析专家，其高质量的结果亦能很快用来评估，在缩短产品和模具的开发验证时间、降低产品开发和模具成本、提高产品质量上效果显著，对冲压成形的评估提供了量的概念，给企业带来明显的竞争优势和市场机遇。

图11 成型局部采用AutoForm模拟算法计算的钣金展开