收稿日期：２０１８－１０－
１２基金项目：广东省优秀青年教师培养项目（ＧＤＹＱ２０１６１５６
）。作者简介：梁国栋（１９７８—）
，男，工程师。文章编号：１００１－４９３４（２０１９）０２－００２４－
０５基于ＰｒｅｓｓＣＡＤ的冲孔、
落料复合模具设计梁国栋
（河源职业技术学院　机电工程学院，广东　河源　５１７０００
）摘　要：介绍了基于ＰｒｅｓｓＣＡＤ进行冲孔、落料复合模具设计的流程、参数设置及设计方法。绘制刃口、
模板及模座轮廓后进行模具资料设定，系统能自动绘制模板俯视图及侧视图，
手工完善侧视图及俯视图后，可以快速分离模板并自动标注。使用ＰｒｅｓｓＣＡＤ进行冲孔、落料复合模具设计，既提升设计效率，又可减少设计失误。关键词：ＰｒｅｓｓＣＡＤ；复合模具；模具资料
设定；参数设定中图分类号：ＴＰ　
３９１．７文献标识码：Ｂ
Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｕｎｃｈ　ｄｉｅ　ｆｏｒ　ｃｏｍｐ
ｏｓｉｔｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰｒｅｓｓＣＡＤＬＩＡＮＧ　Ｇｕｏ－ｄｏｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｐｕｎｃｈ　ａｎｄ　ｄｕｍｐ　
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄｉｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰｒｅｓｓＣＡＤ．Ａｆｔｅｒ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｕｔｌｉｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｌａｄｅ，ｔｅｍ－ｐｌａｔｅ　ａｎｄ　ｄｉｅ　ｂａｓｅ，ｔｈｅ　ｄｉｅ　ｄａｔａ　ｗａｓ　ｓｅｔ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　
ｄｒａｗ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｌａｔｅ　ｔｏｐｖｉｅｗ　ａｎｄ　ｓｉｄｅ　ｖｉｅｗ．Ａｆｔｅｒ　ｍａｎｕａｌｌｙ　ｐｅｒｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｉｄｅ　ｖｉｅｗ　ａｎｄ　ｔｏｐ　ｖｉｅｗ，ｔｈｅ　ｔｅｍｐｌａｔｅ　ｃａｎｂｅ　ｑｕｉｃｋｌｙ　ｓｅｐａｒａｔｅｄ　ａｎｄ　ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　
ｍａｒｋｅｄ．ＰｒｅｓｓＣＡＤ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｈｅ　ｐｕｎｃｈ　ａｎｄｄｕｍｐ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｄｉｅｓ，ｗｈｉｃｈ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅ－ｓｉｇ
ｎ　ｅｒｒｏｒ．Ｋｅｙ　
ｗｏｒｄｓ：ＰｒｅｓｓＣＡＤ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｄｉｅ；ｄｉｅ　ｄａｔａ　ｓｅｔｔｉｎｇ；ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｓｅｔｔｉｎｇ０　引言
ＰｒｅｓｓＣＡＤ是统赢公司开发的一个
基于ＡｕｔｏＣＡＤ的参数化设计软件，它实现了平面图纸的参数化设计，
设计者只要把设计参数设置好，软件就能自动生成包括模具装配图以及模具零件加工图在内的所有图纸。由于软件的方便实用，大大提升设计效率，所以在五金模具设计行业内被广泛使用。可是相关的学习资料却很少，
本文介绍使用ＰｒｅｓｓＣＡＤ软件进行冲孔、
落料复合模具设计的流程、
参数设置及设计方法［１
］。１　冲压工艺分析
零件如图１所示，产品是一个厚度为１ｍｍ的电镀锌钢板零件，方正对称，中间有４个孔，孔径１５ｍｍ，孔的中心距需要保证在±０．０５ｍｍ公差范围内。零件不管是从材质还是结构上都符合冲压加工工艺要求，
能够冲压成形。
图１　零件图
２　选择工艺方案及冲压设备
该产品的工艺方案有３种：（１）单工序冲孔模；（２）冲孔、落料复合模；（３）连续模。方案一需要一套落料模及一套冲孔模，模具结构简单，但效率低，而且孔的精度没法保证。方案二可以有效保证孔的尺寸精度，产品的平面度高，生产效率高。方案三容易实现自动化，生产效率高，但是模具结构相对复杂，模具制造周期长。综合分析对比，采用方案二，即冲孔、落料复合模具。由于产品尺寸不大，而且采用的是复合模具方案，压力机类型选择开式可倾曲柄压力机即可，通过对冲裁力的计算可以确定选择４０ｔ压力机，即型号为Ｊ２３－４０［２］。
３　利用ＰｒｅｓｓＣＡＤ进行模具结构设计
３．１　绘制冲头刃口轮廓以及确定模板和模座尺寸
输入快捷键“ＬＬ”建模具图层，选择产品所有图元，把线型改成料带层，即“ＭＡＴＥＲ”层。产品的外轮廓线需要落料完成，外轮廓线就是落料凹模的刃口线。内孔需要冲孔完成，内孔的轮廓线就是冲孔的冲头刃口线。输入快捷键“ＡＪ”把产品外形轮廓线串起来。根据经验值确定模板尺寸，产品外轮廓边缘离模板边缘距离取６０ｍｍ，确定模板长×宽为３２０ｍｍ×２８０ｍｍ。
由于产品内孔中心距的尺寸精度要求较高，模具设计外导柱。通常当外导柱直径小于等于２８ｍｍ，模座比模板单边长８０ｍｍ左右；当外导柱直径大于２８ｍｍ，模座比模板单边长９０ｍｍ左右。得到模座长×宽为４８０ｍｍ×２８０ｍｍ。绘制好的模板及模座的外形线需要连接成多段线，如图２所示
tablet press punch and die
。
图２　刃口及模板尺寸
３．２　模具资料设定
确定好模板、模座尺寸后进行模具资料设定。首先在菜单栏中的“冲模设计”选择“０．模具种类”，在弹出“模具种类设定”对话框中选择“复合模”，点击“执行”。然后在菜单栏中的“冲模设计”选择“１－模具总设定”，系统弹出“复合模模具资料设定”对话框如图３所示，在此对话框里对模具形式、零件位置、板宽、材料、模板厚度、模座、间隙等参数进行相关设置。完成各项参数设定之后，点击“存规划档”，把设定值以文档形式保存，若遇到同类型、大小接近的模具，可以直接点击“叫规划档”调用设定好的参数。最后点击“ＯＫ”完成模具资料设定
。
图３　模具资料设定对话框
３．３　进行模板的绘制以及开模组立
完成模具相关参数设置后，点击工具栏中的“模板绘制”
按钮，或者输入快捷键“ＡＲＲ”，
然后根据命令提示栏的提示操作就可以完成模板俯视图的绘制。点击“冲模设计”菜单栏，选择“
开模组立图”，根据命令提示栏的提示操作就可以完成模板侧视图的绘制。
３．４　绘制侧视图
为了表达清楚模具内部结构，需要完善侧
视图。在冲模设计工具栏中点击“
加工孔”按钮不动，选中“冲模零件”按钮，系统弹出“标准件调用”
对话框，如图４所示。在此对话框可以调用各种标准零件，
包括冲头、定位销、螺栓、等高套筒、弹簧、导柱等。对于标准件库没有的零件，采取手动绘制，比如橡胶块等。绘制好的
侧视图如图５所示［
３］
。图４　
标准件调用对话框
１－上模座　２－上背板　３－等高套筒　４－上击出板　５－上垫板　６－上夹板　７－上模板（落料凹模）　８－外导柱　９－外脱板导柱　１０－外脱板　１１－导套　１２－下垫板　１３－下模座　１４－定位销　１５－下模合销　１６－下模板（凸凹模）　１７－内六角螺丝　１８－弹簧　１９－外脱板等高套筒　２０－内六角螺丝　２１－上模合销　２２－内脱板等高套筒　２３－内脱板导柱　２４－冲头　２５－击出杆　２６－内脱板　２７－内六角螺丝　２８－优力胶　２９－模柄　３０－优力胶固定螺丝
图５　侧视图
３．５　绘制俯视图
俯视图中合理布局相关标准件。在冲模设计工具栏中的“
模板零件”点
击按钮，系统弹
出“
模板零件调用”对话框，如图６所示。调用相关标准件的平面图，选取与侧视图相符合的固定方式，
读取设定值，然后系统自动读取标准件通过各个板的名称、
加工孔的类型，设置好孔的深度、间隙相关参数，点击“执行”即可调出相关标准件的平面图，
根据需要合理布局。如果读取设定值不符合侧视图设计，
也可以启动自定义模式，
按侧视图定义相关参数。工作零件主要有Ｂ型冲头、落料凹模、凸凹模。完成的俯
视图如图７所示［
４］
。图６　
模板零件调用对话框
图７　俯视图
３．６　总装图尺寸标注及出零件清单
模具的侧视图及俯视图绘制完成后，标注
主要的尺寸及公差要求，
例如模座、模板的长、宽及厚度。在菜单栏的“冲模设计”菜单中点击“物料清单”，框选总装图中所有图元，自动生成
模具零件清单，包括零件名称、规格、材料、数量、热处理要求等信息。撰写技术说明，把模具的闭合高度、
所选压力机种类型号、工作零件刃口间隙等重要信息说明清楚。使用快捷键“ｉｉ”调出适合的图框，填写图框标题栏的相关信息。最后完成总装图的设计。
４　绘制零件工程图
ＰｒｅｓｓＣＡＤ可以实现模板零件、
标准件自动分离及自动标注，
非常快捷方便。采用模板分离及自动标注，尺寸多的话往往会相对杂乱，需要进行手动整理和调整。也可以手动分离模板然后手动标注，
在总装图单独显示需要标注的模板图元，
复制一份模板图元进行标注尺寸、图框调用、加工说明注解。由于模板主要是孔的加工，所以尺寸的标注通常采用“ＰＲＥＳＳ标注”中的“圆心自动”方式进行标注，只需要把孔位置尺寸标注出来可以了，具体加工方式以及公差则以加工说明方式注解。
５　结论
本文以电镀锌钢板零件为例，详细介绍了基于ＰｒｅｓｓＣＡＤ软件进行冲孔、落料复合模具设计，包括冲压工艺分析，模具结构设计以及零件工程图绘制。运用ＰｒｅｓｓＣＡＤ软件，使得设计流程化，简单方便，能有效提升设计效率高，降低失误率低。
参考文献：
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王晖，钟燕辉．基于ＰｒｅｓｓＣＡＤ的冷冲模具设计［Ｊ］．机械工程师，２０１１（８）：７６－
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刘登发．汽车侧杆安装支架冲孔落料复合模设计［Ｊ］．模具制造，２０１７（１０）：檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮
２７－
３０．（上接第２３页
）
图５　加强筋实物
４　结论
本级进模共设置了１４个工位，包含了冲裁、
折叠、弯曲等冲压工艺，最后成品加强筋可自动脱模。级进模完成了材料从板料到成品的自动冲裁过程，
大大提高了生产效率。模具实际使用证明，
在模具设计中采用设置空工位来平衡模具的受力和预留空间增加凸凹模零件的强度的方法是可行和有效的。对于厚度较薄、尺寸又大的模板，可以采用分成多块来降低加
工难度，
但一定要具有安装时的方便性和工作过程中的可靠性等。模具中采用了工字型连接块和增加导柱、
导套的方法来保证定位精度。生产实际表明，该模具生产的产品质量稳定，次品率低，提高了生产效率，降低了生产成本。
参考文献：
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冲压工艺模具学［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１４：８８－
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３１．

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