李鐵鋼

(沈陽工程學院 機械學院，遼寧 沈陽 110136)

基于VISI的沖壓模具設(shè)計技術(shù)研究

李鐵鋼

(沈陽工程學院 機械學院，遼寧 沈陽 110136)

以角片零件為例，提出了基于VISI軟件的模具設(shè)計方法。首先研究了級進模具的設(shè)計流程，而后進行了零件的成形工藝設(shè)計，最后論述了零件的展開、料帶設(shè)計、模架設(shè)計、工程制圖和BOM生成等關(guān)鍵技術(shù)。研究結(jié)果表明，該設(shè)計方法減少了重復工作，簡化了設(shè)計，提高了效率，明確了模具CAD技術(shù)在復雜級進模具設(shè)計中的作用。

沖壓；級進模；三維模具設(shè)計；VISI

1 研究背景

模具屬于材料成型的工藝裝備，其生產(chǎn)的發(fā)展水平是機械制造水平的重要標志之一。級進模也稱連續(xù)模，由多個工位組成，各工位按順序關(guān)聯(lián)完成不同的加工，在沖床的一次行程中完成一系列的沖壓加工。一次行程完成以后，由沖床送料機構(gòu)按照固定的步距向前移動材料，在一副模具上就可以完成沖孔、落料、折彎、切邊和拉深等多個工序。由于其具有生產(chǎn)效率高的特點，在裝備、輕工和電子等行業(yè)得到了廣泛地應(yīng)用。

級進模具傳統(tǒng)上利用手工和平面二維設(shè)計軟件繪制圖紙，現(xiàn)在設(shè)計領(lǐng)域廣泛采用三維CAD設(shè)計產(chǎn)品，利用三維軟件設(shè)計并使用分析工具可以大大提高模具的設(shè)計水平，提高生產(chǎn)效率。

英國VERO 公司的VISI軟件是世界模具業(yè)公認的領(lǐng)先CAD/CAM 解決方案，具有獨特而完整的應(yīng)用組合，包括線架構(gòu)、曲面及實體等混合建模，全面的2D 和3D 加工策略以及專業(yè)的模具設(shè)計工具可以進行智能編程加工，具有完備的客戶訂制化開發(fā)工具[1-2]。

2 關(guān)鍵技術(shù)及實現(xiàn)方法

2.1 設(shè)計流程

基于VISI的級進模設(shè)計流程如圖1所示[3-4]。

2.2 零件展開

VISI具有通用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，可以讀取DXF、DWG、IGES、STEP、STL、ACIS和PRASOLID等標準接口，也可以不經(jīng)過中性交換文件，直接讀取CATIA、UG、PRO/E、INVENTOR、SOLIDWORKS、SOLIDEDGE和THINKDESIGN等軟件的圖形數(shù)據(jù)文件。讀入以后，在已有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行后續(xù)的級進模設(shè)計[5-6]。

圖1 模具設(shè)計流程

VISI具有二維線架、曲面和實體設(shè)計功能，設(shè)計模具時必須進行零件的展開，展開方法有平面展開、線性法蘭展開、法蘭展開和延展展開等。經(jīng)過分析，零件可進行平面展開，沖壓成形零件和展開的圖形如圖3所示，毛坯最大外廓尺寸為63×22，單位為mm。

圖2 沖壓零件和展開零件

2.3 料帶設(shè)計

首先，規(guī)劃出沖壓工藝；然后，進行排樣，要求模具結(jié)構(gòu)具有合理性，沖壓工藝具有可行性，并且具有合理的邊距和搭邊值，該零件沖壓采取6工位原則，沖壓順序由左到右；最后，選定的具體工藝安排如表1所示。

表1 沖壓工藝

根據(jù)工藝安排設(shè)計沖頭，包括外部沖頭設(shè)計、邊緣沖頭設(shè)計、手工沖頭設(shè)計、切割沖頭設(shè)計和折彎沖頭設(shè)計等步驟。設(shè)計完成的料帶寬度為70，步距為40，原點前料帶長度為10。具體料帶成形圖形如圖3所示。

圖3 料帶成形

2.4 模架設(shè)計

點擊菜單“沖模”→“模座組裝”，進入模架設(shè)計模塊。首先，調(diào)入標準模架完成結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)情況進行適當?shù)母?；然后，設(shè)計成形件的沖頭連接及鑲塊；最后，添加設(shè)置導向銷。具體的模架設(shè)計界面及結(jié)果如圖4所示。

模具上廣泛采用標準件。標準件包括國家標準件、行業(yè)標準件和企業(yè)標準件，模具上的標準件需要進行三維實體設(shè)計，而且需要同已經(jīng)有的實體零件進行布爾邏輯運算。設(shè)計時需要查表和建模，因此，該過程繁瑣且易錯。

圖4 模架設(shè)計

VISI具有標準件二次開發(fā)工具，可以利用配置和SDK開發(fā)工具進行標準件庫的開發(fā)，在開發(fā)完成后可以從ACESS數(shù)據(jù)庫中調(diào)出標準件，根據(jù)邏輯關(guān)系智能計算標準件尺寸，自動生成標準件的幾何實體，可以與母模進行邏輯運算，生成最終的實體模具。在標準件庫的訂制過程中，不需要提前建立標準件庫的模板文件。建立標準件彈簧的界面如圖5所示，可見，該界面應(yīng)用便捷。

最終設(shè)計完成的三維標準件如圖6所示。

設(shè)計完成的模具結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。

2.5 工程制圖

由3D模型可以直接生成裝配件和每個零件的工程圖紙，選擇“工程圖”→“工程圖管理員”，可以生成各投影視圖，而后修改線條，標記尺寸，繪制的部分工程圖如圖8所示。

2.6 BOM表生成

點擊菜單“標準件”→“編輯標準件”將生成零件表，如圖9所示，零件表包括產(chǎn)品的供應(yīng)商信息、零組件編號、名稱和尺寸規(guī)格等信息，利用此零件表能夠進行產(chǎn)品的生產(chǎn)組織和標準件的采購。

圖5 標準件調(diào)用

圖6 三維標準件

圖7 模具透視實體

圖8 工程圖

圖9 零件表

3 結(jié) 論

VISI軟件可以用來進行沖壓模具設(shè)計，能解決三維實體零件展開、料帶設(shè)計、模架設(shè)計、自動生成零件圖和BOM表的生成等操作。

VISI軟件的應(yīng)用界面友好，使用方法智能，具有沖壓模具的集成設(shè)計和制造功能。

通過利用VISI軟件進行實際零件的沖壓模具設(shè)計，闡述了級進模具的具體設(shè)計方法，減少了設(shè)計的工作量，提高了設(shè)計質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品的設(shè)計和制造周期，可以為其他的沖壓模具設(shè)計提供借鑒。

[1]李鐵鋼.基于UG的工裝標準件庫開發(fā)[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2009(8)：22-25.

[2]楊 鵬，趙志忠.基于VISI-Progress的級進模3D設(shè)計[J].遼寧工業(yè)大學學報：自然科學版，2016，36(3)：203-206.

[3]陳澤中，夏 欣，李發(fā)致，等.基于WEB的模具標準件公共數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建模與原型開發(fā)[J].模具工業(yè)，2007，34(2)：1-3.

[4]尤春風.CATIA V5機械設(shè)計[M].北京：清華大學出版社，2002.

[5]李鐵鋼.結(jié)構(gòu)件在機檢測程序編制研究[J].沈陽工程學院學報：自然科學版，2016,12(3)：279-283.

[6]毛雨輝，邱長華.基于UG的標準件庫的研究與建立[J].工程圖學學報，2007(1)：157-161.

(責任編輯 張 凱 校對 佟金鍇)

Punching Die Design Technique Based on VISI

LI Tie-gang

(School of Mechanical Engineering,Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,Liaoning Province)

A bending sheet metal part was taken as an example in introducing the designing process of progressive die based on VISI software.Firstly,the general design flowchart of progress die was proposed,and then the forming processes were designed.At last,the key technology of unfolding,strip layout,progress parts designing,drawing and BOM list designing were given in this paper.It showed the importance of the CAD technology in designing of relatively complex progressive dies,which reduced many repeating work in the design,and simplified the design and improved the efficiency.

Punching;Progressive die;Three dimensional Die design;VISI

2016-08-27

遼寧省教育廳科學技術(shù)研究一般項目(L201606)

李鐵鋼(1973-)，男，遼寧沈陽人，副教授，碩士。

10.13888/j.cnki.jsie(ns).2016.04.017

TP391

A

1673-1603(2016)04-0367-05