基于PressCAD的沖孔模具設計

梁國棟

（河源職業技術學院 機電工程學院，廣東 河源 517000）

PressCAD是一個基于AutoCAD的參數化設計軟件。PressCAD實現了平面圖紙的參數化設計，把設計所需數據設置好后就能自動生成所有圖紙，包括模具裝配圖以及模具零件加工圖。本文就介紹使用PressCAD進行沖孔模具設計的流程、參數設置及設計方法。

1 沖壓工藝分析

零件如圖1所示，產品是一個厚度為0.8mm的08F材質的薄板零件，每個側面有個缺口，中間有多個孔，還有正面壓痕，背面壓痕。零件沒有小于1.5倍料厚的孔，沒有懸臂以及窄槽，產品的直角是剪料或沖缺口自然形成，零件的尺寸精度要求不高，能夠沖壓成形。

圖1 零件圖

2 確定工藝方案及沖壓設備

該產品的工藝方案有三種：（1）單工序沖孔模；（2）落料、沖孔復合模；（3）連續模。方案（1）需把產品外形輪廓大小的板料剪切好然后再沖孔，效率相對低，但模具簡單，成本低；方案（2）、（3）雖然效率相對高，但模具相對復雜，成本較高。考慮到該產品批量不大，尺寸精度要求不高，所以采用方案（1）。通過對沖裁力的計算確定選擇開式可傾曲柄壓力機J23-25。

3 利用PressCAD進行模具結構設計

3.1 繪制沖頭刃口輪廓以及確定模板和模座尺寸

首先繪制側邊缺口的沖頭刃口輪廓線，然后輸入快捷鍵“AJ”把沖頭輪廓線串起來。然后根據經驗值確定模板尺寸，通常產品輪廓邊緣距離模板邊緣距離為50mm～60mm，確定模板尺寸為280mm×250mm。在沒有設計外導柱的情況下模座通常比模板單邊寬30mm～50mm，確定模座尺寸為380mm×250mm，如圖2所示。

圖2 沖頭刃口及模板尺寸

3.2 模具資料設定

首先點擊“沖模設計”菜單欄中的“0-模具種類”，在彈出的“模具種類設定”對話框選擇“可動剝料板模”，點擊“執行”。完成模具種類設定；其次點擊“沖模設計”菜單欄中的“1-模具總設定”，系統彈出“模具資料設定”對話框如圖3所示。在此對話框中完成模板厚度設定、板寬設定、材料設定、零件位置排列設定、模座設定、間隙設定等操作。需注意的是：①由于手動繪制了模板以及模座，所以“板寬設定”、以及“模座設定”可不用設定；②為了防止零件之間的干涉問題，零件位置排列設置中所有零件選擇“不繪制”，采用手動方式布置。完成模具資料的各項設定之后，需要點擊“存規劃檔”，把設定值以文檔形式保存，以便今后遇到類似模具，可直接叫規劃檔調用設定好的參數。最后點擊“OK”完成模具資料設定。

圖3 模具資料設定對話框

3.3 進行模板俯視圖繪制

在完成模具資料設定后，點擊工具欄中的“模板繪制”按鈕，或者輸入快捷鍵“ARR”，然后根據命令提示欄的提示操作就可完成模板俯視圖的繪制。點擊“沖模設計”菜單欄，選擇“開模組立圖”，根據命令提示欄的提示操作就可完成模板側視圖的繪制。

3.4 繪制側視圖標準件及工作零件

模具結構主要在側視圖中表達，所以需要在側視圖中把模具中的標準件以及工作零件繪制出來。用鼠標左鍵在沖模設計工具欄中點擊“加工孔”按鈕不動，選中“沖模零件”按鈕，系統彈出“標準件調用”對話框，如圖4所示。該對話框中包括了大部分的常用標準件，包括A型沖頭、B型沖頭、兩用銷、螺栓、等高套筒、彈簧、導柱等等。部分工作零件需要手動繪制，比如壓痕入子、限位柱等。繪制好的側視圖如圖5所示。

圖4 標準件調用對話框

圖5 側視圖

3.5 繪制俯視圖標準件及工作零件

根據繪制完成的側視圖在俯視圖中布置相關標準件，繪制工作零件。點擊沖模設計工具欄中的“模板零件”按鈕，系統彈出“模板零件調用”對話框，如圖6所示。在此對話框中可調用大部分標準件俯視圖。調用標準件時，需選取與側視圖相符合的固定方式，然后讀取設定值，然后檢查標準件通過各個板的名稱、加工孔的類型、孔的深度、間隙相關參數是否正確。如果各項參數正確直接執行，再進行合理布局即可。也可啟動自定義模式，自己定義相關參數。工作零件主要有A型沖頭、B型沖頭、異型沖頭。圓孔直徑小于3mm的通常采用A型沖頭，直徑大于等于3mm的采用B型沖頭，非圓形的孔就采用異型沖頭繪制。繪制完成的俯視圖如圖7所示。

圖6 模板零件調用對話框

圖7 俯視圖

3.6 完善模具裝配圖

繪制好模具的側視圖與俯視圖后，標注主要尺寸，如模座的長、寬，模板的長、寬等。點擊菜單欄的“沖模設計”菜單，選擇“物料清單”，選擇總裝圖中所有圖元，自動生成模具零件清單BOM表。檢查物料清單是否有誤，包括零件名稱、規格、材料、數量、熱處理要求等信息。書寫技術說明，把一些重要信息說明清楚。使用快捷鍵“ii”調出圖框，調整圖框大小，修改圖框標題欄的相關信息。最后完成總裝圖的設計。

3.7 繪制模具零件加工圖紙

軟件支持模板自動分離以及自動標注尺寸。但是采用自動標注尺寸，往往尺寸會比較亂，看不清晰。通常采用手動分離模板以及手動標注的方式進行零件加工圖紙的繪制。單獨顯示每個板的圖元，復制并移動出來并套好圖框。在“標注”菜單欄中選擇“PRESS標注”，系統彈出“標注功能”對話框，選擇“圓心自動”圖標，按命令提示欄的提示進行操作即可完成模板尺寸的標注。最后把加工說明以注解方式列出即可。

4 結語

使用PressCAD可以大大提升設計效率，減少設計失誤。模具設計工程師不需要花太多時間在圖紙繪制上，可以把更多時間投入在設計理念及專業理論的提升方面。