基于PRESSCAD的FOX仪表面板冲孔落料复合模设计

匡和碧

（深圳职业技术学院机电工程学院，广东深圳 518055）

1 引言

随着国内模具设计与制造水平的提高，冲压模具设计手段也得到了不断的改进。由最初的手工绘图，逐步发展到采用Autocad软件绘图。由于Autocad只是一个绘图软件，设计人员在设计冲压模具时，依然需要花费大量时间去绘制模具图纸。在此背景下，很多专业软件公司及大型模具企业通过对Autocad进行二次开发，推出了很多冲压模具设计外挂。其中被业界广为使用的是台湾省统赢公司的PRESSCAD，该外挂实现了冲压模具设计的参数化、标准化。本文以FOX仪表面板冲孔、落料复合模设计为例，介绍采用PRESSCAD软件设计冲压模具的方法。

2 FOX仪表面板冲孔落料复合模设计

2.1 冲裁工艺分析与工艺计算

FOX仪表面板制件如图1所示。

通过研读图纸，可以了解到：①绘图尺寸单位为mm、冲压件材质为GI料（热浸镀锌钢板）、厚度为1mm；②制件上有4种冲孔：包括圆孔、矩形孔、腰形孔、键槽形孔；③制件的长宽尺寸分别为500.8mm、330mm；④未注冲裁圆角半径为R2mm；⑤最小孔径φ5.4mm；⑥φ8.0mm两孔的中心距最小，为16.97mm；⑦φ5.4mm的孔边距最小，为12.3mm。

由于制件内、外形，孔径，孔间距、孔边距均满足冲裁工艺要求，因此，可以采用冲裁模具生产，并且制外形尺寸较大，故确定采用冲孔落料复合模。

使用PRESSCAD设计冲压模具时，只有公差缩放需要手工完成，所谓公差缩放，就是对零件图上带公差的尺进行换算。对磨损后会变大的尺寸，取接近该尺寸的最小极限尺寸；对磨损后会变小的尺寸，取接近该尺寸的最大极限尺寸；对磨损后不变的尺寸，则取公差中间尺寸。当尺寸没有标注公差时，无须进行公差缩放。

由于图1所示的制件图未注公差，因此，不需要进行公差缩放，该制件可以直接导入到PRESSCAD软件进行冲裁模具设计。

2.2 模具结构设计

（1）模具结构型式。

图1 FOX仪表面板零件图

如图2、图3所示，在PRESSCAD软件中，通过“模具种类”、“模具型式设定”对话框，可以选择模具种类及模具结构。

图2 “模具种类”对话框

图3 “模具型式设定”对话框

（2）模板厚度。

如图4所示，通过“模板厚度及材料设定”对话框，可以设定模板的厚度、材质、热处理要求。当不需要某块模板时，可将该模板厚度设为零即可。同时，在该对话框中可以设定内、外脱是否共用，上、下模是否共用。当设定为共用时，共用的两块模板的零件图绘制在同一视图上。

图4 模板厚度及材料设定对话框

（3）零件长度。

如图5所示，通过“零件长度设定”对话框，设定开模时外脱突出高、内脱突出高、有效冲切长（闭模时，凸模进入凹模的深度）、脱料板导引长等参数。这些参数不但确定了冲孔凸模、内导柱、等高套筒的长度，还确定了打板行程、模具闭合高度等参数。

（4）模座备料尺寸及吊模螺丝规格、位置。

通过图6所示的“模座尺寸设定”对话框，可以设定模座与模板的尺寸关系，吊模螺丝孔的位置及规格，同时，也可在该对话中设定外导柱的类型及排布形式。本次设计不在该对话框中设定外导柱的类型及安装排布型式，将在标准件的选用中介绍。

图5 零件长度设定

图6 模座尺寸设定

（5）托板、垫脚备料尺寸及垫脚排布方式。

通过图7所示的“上托板、垫高块辅助设计”、图8所示的“下托板 垫高块辅助设计”对话框，可以设定上、下垫脚的宽度、位置、数量、排布方向以及托板、垫脚、模座的联结型方式。

图7上托板、垫高块辅助设计

图8下托板、垫高块辅助设计

（6）模板绘制。

通过“模板绘制”命令，并输入料边留宽值，软件根据冲压零件尺寸及留宽值绘制出模板（上、下垫板，上夹板，外脱料板，母模板（上模板））、模座、垫脚的平面重叠图，如图9所示。

2.3 工作零件（凸模、凹模）设计

对于圆形凸模，通过图10所示的对话框设定凸模固定方式、凸模类型（A冲或B冲）、模板线割间隙，再选定冲压零件图上的圆孔，PRESSCAD软件就能在圆孔位置建立圆形凸模并在相关模板形成凸模过孔。

图9 模板重叠图

对于异形凸模，通过图11所示的对话框设定相关参数，再选定冲压零件图上的异形孔，PRESSCAD软件就能在异形孔位置建立异形凸模并在相关模板形成凸模过孔。

图10 圆形凸模对话框

图11 异形凸模对话框

对于复合模中的落料凸模、落料凹模，PRESSCAD软件根据冲压零件图及设定的线割间隙自动完成设计，毋须手工操作。

工作零件设计结果如图12所示。

图12 工作零件设计

2.4 标准件选用

PRESSCAD软件的标准件选用对话框如图13所示，复合模的标准件包括导向零件（外导柱、内导柱），紧固零件（上模螺丝、下模螺丝、凸模固定螺丝、上模合销、下模合销），坯料定位零件（活动定位销），压料、卸料零件（等高套筒、弹簧、顶料销）等。

图13 标准件选用对话框

下面介绍导向零件的选用与排布。

（1）外导柱、外导套的选用与排布。

通过图14所示的“外导柱资料设定”对话框设定外柱固定方式、导柱直径，系统自动计算出外导柱长度、配套外导套长度、外导柱及外导套安装孔尺寸。点击该对话框中的“执行”按钮，再指定外导柱的平面位置，系统在指定位置建立外导柱、外导套，并根据设定的线割间隙，在上、下模座形成外导柱、外导套安装孔。

（2）内导柱的选用与排布。

通过图15所示的“内导柱资料设定”对话框设定内柱固定方式、内导柱直径，系统自动计算出内导柱长度、安装孔尺寸。点击该对话框中的“执行”按钮，再指定内导柱的平面位置，系统在指定位置建立内导柱，并根据设定的线割间隙，在下垫板、外脱板、上模板上形成内导柱安装孔、过孔。

图14 外导柱资料设定

图15 内导柱资料设定

导向零件的选用与排布结果如图16所示。

由于篇幅所限，紧固零件，坯料定位零件，压料、卸料零件等标准件的选用及排布仅给出设计结果，如图17所示。

图16 导向零件的选用与排布

图17 紧固零件，坯料定位零件，压料、卸料零件的选用及排布

2.5 模具结构图及模板加工零件图和标准件清单的制作

（1）通过“开模组立图”命令，并按提示选择欲输出的零件，系统自动绘制开模组立图如图18所示。

（2）通过“模板分离”命令，系统绘制出所有模板及异形凸模的零件图。限于篇幅，在这里只列出上模板的零件图，如图19所示。

（3）通过“料表清单”命令，系统自动统计出所有标准件的规格及数量并绘制出标准件清单。标准件清单如图20所示。

图18 模具结构图

图19 上模板的零件图

图20 标准件清单

3 结语

本文介绍了使用PRESSCAD软件设计FOX仪表面板冲孔、落料复合模的过程、方法。在合理设定相关参数后，系统能自动完成模具组立图、模板加工零件图、非标零件加工图的绘制、标注，能自动形成标准件清单。设计结果表明，该软件不但可以提高设计效率，减少出错率，还可使模具设计过程标准化、规范化。