基于PressCAD的FOX面板沖孔模設計

匡和碧

（深圳職業技術學院 機電工程學院，廣東 深圳 518055）

在家電、通訊、消費電子行業，由于產品多為沖裁、彎曲及淺拉深產品，故二維 CAD軟件獲得了廣泛使用，其中使用最多的二維 CAD軟件是 Autocad．由于 Autocad只是一個通用繪圖軟件，為提高Autocad在沖壓模具設計時的工作效率，很多專業軟件公司及大型模具企業通過對Autocad進行二次開發，推出了很多沖壓模具設計外掛，其中PressCAD，LIFECAD等外掛在沖壓模具設計行業中獲得了廣泛使用．本文探討利用PressCAD外掛設計FOX面板沖孔模的關鍵步驟和方法．

1 FOX面板沖孔模設計

1.1 沖孔工藝分析

FOX面板如圖1所示，材料為GI，料厚為1mm，本工序需要沖制零件上的孔有：12個直徑為?5.4的圓孔aa，4個直徑為?8.0的圓孔ab，2個寬度為6的鍵槽形孔ae，2個寬度為8的腰形孔ad，2個尺寸為140×70的方形孔ac．由于孔尺寸及孔邊距、孔間距都大于材料厚度，根據相關資料[1]，可以采用沖孔工序生產．

圖1 FOX面板零件圖

1.2 凸、凹模刃口尺寸的確定

凸、凹模刃口尺寸是排樣設計、沖壓力計算，模板尺寸計算的依據．因此，如何快速確定凸、凹模刃口尺寸，并繪制出凸、凹模刃口尺寸圖，是PressCAD等外掛進行沖壓模具自動化設計的關鍵．

現今的沖壓模具設計教材[1]、沖壓模具設計手冊[2]介紹的凸、凹模刃口尺寸計算方法過于復雜，既不利于沖壓模具自動化設計，也不利于初學者掌握．為此，一些作者根據模具生產企業的實際做法，經過理論推證，提出了通過縮放零件公差來獲得凸、凹模刃口尺寸的方法[3]，具體方法如下：1）沖孔尺寸由凸模確定，落料尺寸由凹模確定；2）未注公差的尺寸一般不作縮放處理，是多少就是多少；3）對于磨損后會變大的尺寸，公差取其下偏差的2/3；4）對于磨損后會變小的尺寸，公差取其上偏差的2/3；5）對于孔心距等尺寸，在磨損后基本保持不變的尺寸，則按中間公差取值．本次模具設計的凸、凹模刃口尺寸計算也采用上述公差縮放方法．由于FOX面板零件圖未注公差，因此，FOX面板的零件圖毋須公差縮放，就可以當作凸、凹模刃口尺寸圖，可直接導入到PressCAD中進行模具設計．

1.3 模具種類及模具型式設定

根據模具結構特點，PressCAD將模具分為復合模、可動剝料板模[4]（沖孔模、連續模）、成形模三大類，每種模具又分為若干種不同型式．通過執行“模具種類”、“模具型式”命令，在PressCAD中可設定模具種類和型式．

1.4 模具設計參數的設定與調用

模具種類和型式確定之后，模具的結構、模板數量也就確定了．通過執行“模具總設定”命令，可輸入模板厚度、寬度；模板過孔線割間隙；沖壓材料厚度；夾板閉模間隙；沖剪沖頭長度；脫料板活動量；A沖導引長等參數．

PressCAD根據這些輸入參數可自動計算出凸、凹模尺寸，模具的閉模高度，內外導柱、等高套筒、彈簧、螺釘、銷釘等標準件的長度．同時，這些參數還可通過“存規劃檔”命令存檔，在遇到類似的模具結構時，可通過“叫規劃檔”命令進行調用．

1.5 模板重疊圖繪制

通過執行“模板繪制”命令，PressCAD根據導入的凸、凹模刃口尺寸圖及輸入的留寬值自動繪制出模板重疊圖．所謂“模板重疊圖”是指模具的上下托板，上下墊腳，上下模座，上下墊板，上下夾板，止擋板，外脫料板，上下模板重疊在一起的俯視圖．

這些模板雖重疊在一起，但位于不同的圖層，通過圖層開關、圖層拷貝等命令可將重疊在一起的視圖分開．這既是PressCAD“模板分離”命令的原理，也是手工“模板分離”時所采用的方法．

FOX面板沖孔模模板重疊圖如圖2所示．

圖2 模板重疊圖

1.6 凸模、凹模設計

在執行“A沖繪制”、“異形沖創建”等命令時，PressCAD根據模具總設定中設置的沖裁間隙、沖剪沖頭長度以及凸、凹模刃口尺寸圖中孔的尺寸和位置自動繪制沖孔凸模、各模板過孔俯視圖．

FOX面板沖孔模沖孔凸、凹模設計結果如圖3所示．

圖3 凸、凹模設計結果

1.7 標準件選用與排布

通過執行“模板零件”命令，PressCAD可按指定的位置、安裝方式自動繪制標準件的俯視圖．

沖孔模標準件包括導向零件（外導柱、內導柱），緊固零件（上模螺絲、下模螺絲、沖頭固定螺絲、上模合銷、下模合銷），壓料、卸料零件（等高套筒、彈簧，頂料銷）等．

FOX面板沖孔模沖孔標準件選用及排布結果如圖4所示．

圖4 標準件的選用及排布結果

1.8 組立圖、模板加工零件圖繪制

通過執行“開模組立圖”命令，PRESSCAD可自動繪制開模或閉模組立圖．FOX面板沖孔模開模組立圖如圖5所示．通過“模板分離”命令，PRESSCAD可自動繪制所有模板零件圖．限于篇幅，在這里只列出下模板的零件圖，如圖6所示．

圖5 開模組立圖

圖6 下模板的零件圖

2 結 語

本文以FOX面板為例，探討了使用PressCAD軟件設計沖孔模的主要步驟、方法及原理．通過“公差縮放”獲得凸、凹模刃口尺寸；通過“模具種類”、“模具總設定”命令確定模具結構，并設定自動設計模具所需的各種參數；通過“模板繪制”命令繪制模板重疊圖；通過“A沖”等命令繪制凸、凹模；通過“模板零件”繪制標準件；通過“組立圖繪制”命令繪制模具組立圖；通過“模板分離”命令繪制模板加工零件圖．

PressCAD的設計全過程都實現了參數化，不但修改方便，而且提高了設計效率，還減少了差錯率．同時，還可以通過“存規劃檔”將企業的設計參數存檔，通過“叫劃檔”命令調已存檔的設計參數，為標準化設計創造了良好的條件．