基于PressCAD的FOX面板沖孔模設(shè)計

匡和碧

（深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機電工程學(xué)院，廣東 深圳 518055）

在家電、通訊、消費電子行業(yè)，由于產(chǎn)品多為沖裁、彎曲及淺拉深產(chǎn)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(shè)計時的工作效率，很多專業(yè)軟件公司及大型模具企業(yè)通過對Autocad進行二次開發(fā)，推出了很多沖壓模具設(shè)計外掛，其中PressCAD，LIFECAD等外掛在沖壓模具設(shè)計行業(yè)中獲得了廣泛使用．本文探討利用PressCAD外掛設(shè)計FOX面板沖孔模的關(guān)鍵步驟和方法．

1 FOX面板沖孔模設(shè)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(jù)相關(guān)資料[1]，可以采用沖孔工序生產(chǎn)．

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(shè)計、沖壓力計算，模板尺寸計算的依據(jù)．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(shè)計的關(guān)鍵．

現(xiàn)今的沖壓模具設(shè)計教材[1]、沖壓模具設(shè)計手冊[2]介紹的凸、凹模刃口尺寸計算方法過于復(fù)雜，既不利于沖壓模具自動化設(shè)計，也不利于初學(xué)者掌握．為此，一些作者根據(jù)模具生產(chǎn)企業(yè)的實際做法，經(jīng)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(shè)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，F(xiàn)OX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(dǎo)入到PressCAD中進行模具設(shè)計．

1.3 模具種類及模具型式設(shè)定

根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點，PressCAD將模具分為復(fù)合模、可動剝料板模[4]（沖孔模、連續(xù)模）、成形模三大類，每種模具又分為若干種不同型式．通過執(zhí)行“模具種類”、“模具型式”命令，在PressCAD中可設(shè)定模具種類和型式．

1.4 模具設(shè)計參數(shù)的設(shè)定與調(diào)用

模具種類和型式確定之后，模具的結(jié)構(gòu)、模板數(shù)量也就確定了．通過執(zhí)行“模具總設(shè)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(dǎo)引長等參數(shù)．

PressCAD根據(jù)這些輸入?yún)?shù)可自動計算出凸、凹模尺寸，模具的閉模高度，內(nèi)外導(dǎo)柱、等高套筒、彈簧、螺釘、銷釘?shù)葮藴始拈L度．同時，這些參數(shù)還可通過“存規(guī)劃檔”命令存檔，在遇到類似的模具結(jié)構(gòu)時，可通過“叫規(guī)劃檔”命令進行調(diào)用．

1.5 模板重疊圖繪制

通過執(zhí)行“模板繪制”命令，PressCAD根據(jù)導(dǎo)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(guān)、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(shè)計

在執(zhí)行“A沖繪制”、“異形沖創(chuàng)建”等命令時，PressCAD根據(jù)模具總設(shè)定中設(shè)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(shè)計結(jié)果如圖3所示．

圖3 凸、凹模設(shè)計結(jié)果

1.7 標準件選用與排布

通過執(zhí)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(dǎo)向零件（外導(dǎo)柱、內(nèi)導(dǎo)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(jié)果如圖4所示．

圖4 標準件的選用及排布結(jié)果

1.8 組立圖、模板加工零件圖繪制

通過執(zhí)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(jié) 語

本文以FOX面板為例，探討了使用PressCAD軟件設(shè)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(shè)定”命令確定模具結(jié)構(gòu)，并設(shè)定自動設(shè)計模具所需的各種參數(shù)；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(shè)計全過程都實現(xiàn)了參數(shù)化，不但修改方便，而且提高了設(shè)計效率，還減少了差錯率．同時，還可以通過“存規(guī)劃檔”將企業(yè)的設(shè)計參數(shù)存檔，通過“叫劃檔”命令調(diào)已存檔的設(shè)計參數(shù)，為標準化設(shè)計創(chuàng)造了良好的條件．