基于VISI的冲压模具设计技术研究

李铁钢

(沈阳工程学院 机械学院，辽宁 沈阳 110136)

基于VISI的冲压模具设计技术研究

李铁钢

(沈阳工程学院 机械学院，辽宁 沈阳 110136)

以角片零件为例，提出了基于VISI软件的模具设计方法。首先研究了级进模具的设计流程，而后进行了零件的成形工艺设计，最后论述了零件的展开、料带设计、模架设计、工程制图和BOM生成等关键技术。研究结果表明，该设计方法减少了重复工作，简化了设计，提高了效率，明确了模具CAD技术在复杂级进模具设计中的作用。

冲压；级进模；三维模具设计；VISI

1 研究背景

模具属于材料成型的工艺装备，其生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。级进模也称连续模，由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同的加工，在冲床的一次行程中完成一系列的冲压加工。一次行程完成以后，由冲床送料机构按照固定的步距向前移动材料，在一副模具上就可以完成冲孔、落料、折弯、切边和拉深等多个工序。由于其具有生产效率高的特点，在装备、轻工和电子等行业得到了广泛地应用。

级进模具传统上利用手工和平面二维设计软件绘制图纸，现在设计领域广泛采用三维CAD设计产品，利用三维软件设计并使用分析工具可以大大提高模具的设计水平，提高生产效率。

英国VERO 公司的VISI软件是世界模具业公认的领先CAD/CAM 解决方案，具有独特而完整的应用组合，包括线架构、曲面及实体等混合建模，全面的2D 和3D 加工策略以及专业的模具设计工具可以进行智能编程加工，具有完备的客户订制化开发工具[1-2]。

2 关键技术及实现方法

2.1 设计流程

基于VISI的级进模设计流程如图1所示[3-4]。

2.2 零件展开

VISI具有通用的数据转换器，可以读取DXF、DWG、IGES、STEP、STL、ACIS和PRASOLID等标准接口，也可以不经过中性交换文件，直接读取CATIA、UG、PRO/E、INVENTOR、SOLIDWORKS、SOLIDEDGE和THINKDESIGN等软件的图形数据文件。读入以后，在已有的数据基础上进行后续的级进模设计[5-6]。

图1 模具设计流程

VISI具有二维线架、曲面和实体设计功能，设计模具时必须进行零件的展开，展开方法有平面展开、线性法兰展开、法兰展开和延展展开等。经过分析，零件可进行平面展开，冲压成形零件和展开的图形如图3所示，毛坯最大外廓尺寸为63×22，单位为mm。

图2 冲压零件和展开零件

2.3 料带设计

首先，规划出冲压工艺；然后，进行排样，要求模具结构具有合理性，冲压工艺具有可行性，并且具有合理的边距和搭边值，该零件冲压采取6工位原则，冲压顺序由左到右；最后，选定的具体工艺安排如表1所示。

表1 冲压工艺

根据工艺安排设计冲头，包括外部冲头设计、边缘冲头设计、手工冲头设计、切割冲头设计和折弯冲头设计等步骤。设计完成的料带宽度为70，步距为40，原点前料带长度为10。具体料带成形图形如图3所示。

图3 料带成形

2.4 模架设计

点击菜单“冲模”→“模座组装”，进入模架设计模块。首先，调入标准模架完成结构设计，根据情况进行适当的更改；然后，设计成形件的冲头连接及镶块；最后，添加设置导向销。具体的模架设计界面及结果如图4所示。

模具上广泛采用标准件。标准件包括国家标准件、行业标准件和企业标准件，模具上的标准件需要进行三维实体设计，而且需要同已经有的实体零件进行布尔逻辑运算。设计时需要查表和建模，因此，该过程繁琐且易错。

图4 模架设计

VISI具有标准件二次开发工具，可以利用配置和SDK开发工具进行标准件库的开发，在开发完成后可以从ACESS数据库中调出标准件，根据逻辑关系智能计算标准件尺寸，自动生成标准件的几何实体，可以与母模进行逻辑运算，生成最终的实体模具。在标准件库的订制过程中，不需要提前建立标准件库的模板文件。建立标准件弹簧的界面如图5所示，可见，该界面应用便捷。

最终设计完成的三维标准件如图6所示。

设计完成的模具结构图如图7所示。

2.5 工程制图

由3D模型可以直接生成装配件和每个零件的工程图纸，选择“工程图”→“工程图管理员”，可以生成各投影视图，而后修改线条，标记尺寸，绘制的部分工程图如图8所示。

2.6 BOM表生成

点击菜单“标准件”→“编辑标准件”将生成零件表，如图9所示，零件表包括产品的供应商信息、零组件编号、名称和尺寸规格等信息，利用此零件表能够进行产品的生产组织和标准件的采购。

图5 标准件调用

图6 三维标准件

图7 模具透视实体

图8 工程图

图9 零件表

3 结 论

VISI软件可以用来进行冲压模具设计，能解决三维实体零件展开、料带设计、模架设计、自动生成零件图和BOM表的生成等操作。

VISI软件的应用界面友好，使用方法智能，具有冲压模具的集成设计和制造功能。

通过利用VISI软件进行实际零件的冲压模具设计，阐述了级进模具的具体设计方法，减少了设计的工作量，提高了设计质量，缩短了产品的设计和制造周期，可以为其他的冲压模具设计提供借鉴。

[1]李铁钢.基于UG的工装标准件库开发[J].组合机床与自动化加工技术，2009(8)：22-25.

[2]杨 鹏，赵志忠.基于VISI-Progress的级进模3D设计[J].辽宁工业大学学报：自然科学版，2016，36(3)：203-206.

[3]陈泽中，夏 欣，李发致，等.基于WEB的模具标准件公共数据系统的建模与原型开发[J].模具工业，2007，34(2)：1-3.

[4]尤春风.CATIA V5机械设计[M].北京：清华大学出版社，2002.

[5]李铁钢.结构件在机检测程序编制研究[J].沈阳工程学院学报：自然科学版，2016,12(3)：279-283.

[6]毛雨辉，邱长华.基于UG的标准件库的研究与建立[J].工程图学学报，2007(1)：157-161.

(责任编辑 张 凯 校对 佟金锴)

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

辽宁省教育厅科学技术研究一般项目(L201606)

李铁钢(1973-)，男，辽宁沈阳人，副教授，硕士。

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

TP391

A

1673-1603(2016)04-0367-05