基于PressCAD的沖孔模具設(shè)計(jì)

梁國(guó)棟

（河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 河源 517000）

PressCAD是一個(gè)基于AutoCAD的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件。PressCAD實(shí)現(xiàn)了平面圖紙的參數(shù)化設(shè)計(jì)，把設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)設(shè)置好后就能自動(dòng)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(jìn)行沖孔模具設(shè)計(jì)的流程、參數(shù)設(shè)置及設(shè)計(jì)方法。

1 沖壓工藝分析

零件如圖1所示，產(chǎn)品是一個(gè)厚度為0.8mm的08F材質(zhì)的薄板零件，每個(gè)側(cè)面有個(gè)缺口，中間有多個(gè)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(chǎn)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(shè)備

該產(chǎn)品的工藝方案有三種：（1）單工序沖孔模；（2）落料、沖孔復(fù)合模；（3）連續(xù)模。方案（1）需把產(chǎn)品外形輪廓大小的板料剪切好然后再?zèng)_孔，效率相對(duì)低，但模具簡(jiǎn)單，成本低；方案（2）、（3）雖然效率相對(duì)高，但模具相對(duì)復(fù)雜，成本較高?？紤]到該產(chǎn)品批量不大，尺寸精度要求不高，所以采用方案（1）。通過對(duì)沖裁力的計(jì)算確定選擇開式可傾曲柄壓力機(jī)J23-25。

3 利用PressCAD進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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(cè)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(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定模板尺寸，通常產(chǎn)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(shè)計(jì)外導(dǎo)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(shè)定

首先點(diǎn)擊“沖模設(shè)計(jì)”菜單欄中的“0-模具種類”，在彈出的“模具種類設(shè)定”對(duì)話框選擇“可動(dòng)剝料板?！?，點(diǎn)擊“執(zhí)行”。完成模具種類設(shè)定；其次點(diǎn)擊“沖模設(shè)計(jì)”菜單欄中的“1-模具總設(shè)定”，系統(tǒng)彈出“模具資料設(shè)定”對(duì)話框如圖3所示。在此對(duì)話框中完成模板厚度設(shè)定、板寬設(shè)定、材料設(shè)定、零件位置排列設(shè)定、模座設(shè)定、間隙設(shè)定等操作。需注意的是：①由于手動(dòng)繪制了模板以及模座，所以“板寬設(shè)定”、以及“模座設(shè)定”可不用設(shè)定；②為了防止零件之間的干涉問題，零件位置排列設(shè)置中所有零件選擇“不繪制”，采用手動(dòng)方式布置。完成模具資料的各項(xiàng)設(shè)定之后，需要點(diǎn)擊“存規(guī)劃?rùn)n”，把設(shè)定值以文檔形式保存，以便今后遇到類似模具，可直接叫規(guī)劃?rùn)n調(diào)用設(shè)定好的參數(shù)。最后點(diǎn)擊“OK”完成模具資料設(shè)定。

圖3 模具資料設(shè)定對(duì)話框

3.3 進(jìn)行模板俯視圖繪制

在完成模具資料設(shè)定后，點(diǎn)擊工具欄中的“模板繪制”按鈕，或者輸入快捷鍵“ARR”，然后根據(jù)命令提示欄的提示操作就可完成模板俯視圖的繪制。點(diǎn)擊“沖模設(shè)計(jì)”菜單欄，選擇“開模組立圖”，根據(jù)命令提示欄的提示操作就可完成模板側(cè)視圖的繪制。

3.4 繪制側(cè)視圖標(biāo)準(zhǔn)件及工作零件

模具結(jié)構(gòu)主要在側(cè)視圖中表達(dá)，所以需要在側(cè)視圖中把模具中的標(biāo)準(zhǔn)件以及工作零件繪制出來。用鼠標(biāo)左鍵在沖模設(shè)計(jì)工具欄中點(diǎn)擊“加工孔”按鈕不動(dòng)，選中“沖模零件”按鈕，系統(tǒng)彈出“標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)用”對(duì)話框，如圖4所示。該對(duì)話框中包括了大部分的常用標(biāo)準(zhǔn)件，包括A型沖頭、B型沖頭、兩用銷、螺栓、等高套筒、彈簧、導(dǎo)柱等等。部分工作零件需要手動(dòng)繪制，比如壓痕入子、限位柱等。繪制好的側(cè)視圖如圖5所示。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)用對(duì)話框

圖5 側(cè)視圖

3.5 繪制俯視圖標(biāo)準(zhǔn)件及工作零件

根據(jù)繪制完成的側(cè)視圖在俯視圖中布置相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件，繪制工作零件。點(diǎn)擊沖模設(shè)計(jì)工具欄中的“模板零件”按鈕，系統(tǒng)彈出“模板零件調(diào)用”對(duì)話框，如圖6所示。在此對(duì)話框中可調(diào)用大部分標(biāo)準(zhǔn)件俯視圖。調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，需選取與側(cè)視圖相符合的固定方式，然后讀取設(shè)定值，然后檢查標(biāo)準(zhǔn)件通過各個(gè)板的名稱、加工孔的類型、孔的深度、間隙相關(guān)參數(shù)是否正確。如果各項(xiàng)參數(shù)正確直接執(zhí)行，再進(jìn)行合理布局即可。也可啟動(dòng)自定義模式，自己定義相關(guān)參數(shù)。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(diào)用對(duì)話框

圖7 俯視圖

3.6 完善模具裝配圖

繪制好模具的側(cè)視圖與俯視圖后，標(biāo)注主要尺寸，如模座的長(zhǎng)、寬，模板的長(zhǎng)、寬等。點(diǎn)擊菜單欄的“沖模設(shè)計(jì)”菜單，選擇“物料清單”，選擇總裝圖中所有圖元，自動(dòng)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(guī)格、材料、數(shù)量、熱處理要求等信息。書寫技術(shù)說明，把一些重要信息說明清楚。使用快捷鍵“ii”調(diào)出圖框，調(diào)整圖框大小，修改圖框標(biāo)題欄的相關(guān)信息。最后完成總裝圖的設(shè)計(jì)。

3.7 繪制模具零件加工圖紙

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

4 結(jié)語

使用PressCAD可以大大提升設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)失誤。模具設(shè)計(jì)工程師不需要花太多時(shí)間在圖紙繪制上，可以把更多時(shí)間投入在設(shè)計(jì)理念及專業(yè)理論的提升方面。