模具知识专题——冲模设计概述及流程

冲模按冲压工艺性质分类，见表1.1。

按模具的导向方式分有：导柱模、导板模、导筒模和无导向模等。

按机械化程度分有：手工操作模、半自动模、自动化模等。

按冲模材料分有：钢模、硬质合金模、铸铁模、低熔点合金模、聚氨酯橡胶模等。

表1.1 冲模按冲压工艺性质的分类

2． 冲模基本结构组成

冲模基本结构由表1.2所示零件组成。

表1.2 冲模基本结构组成

3． 冲模设计前的准备工作及应具备的技术资料

1） 冲压件的图样和技术条件。如果只有样件而没有图样，可将样件进行测绘，但需经有关人员确认后，才可作为模具设计的依据。

2） 冲压工艺。有时，冲压工艺由模具设计人员来制订，但必须了解生产的批量和可供选用的压力机型号。

3） 压力机的技术参数。主要是与模具安装及工作有关的技术参数。

4） 有关技术标准。如：原材料标准、模具标准件等。

5） 冲模设计资料和模具结构图等。

4． 冲模设计的内容和步骤

1） 分析冲压件的工艺性。根据冲压件图，分析其形状特点，尺寸大小、精度要求及所用的材料是否符合冲压工艺要求。良好的冲压工艺性应保证产品质量稳定、工序数目少、材料耗少、模具结构简单、操作安全和方便。如果发现冲压件的工艺性很差，则应会同设计人员，在保证产品使用要求的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求及到原材料的选用，进行必要的、合理的修改。

2） 确定工艺方案。对于一个冲压件，其冲压工艺方案（包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式）可能有几个，应从质量、效率、成本和安全等方面进行分析和比较，然后确定一个最适合于所给生产条件的最佳方案。

在制订工艺方案时，有的需要进行必要的工艺计算，以确定毛坯形状和尺寸，以及工序间尺寸等。有的企业将上述两项工作（分析冲压件的工艺性和制订工艺方案）分给专门的工艺人员来做，但模具设计人员在设计模具前应进行确认工作。只有产品（冲压件）的工艺性和工艺方案经确认后，才能进行具体的模具设计工作。

3） 选择冲模类型和结构形式。

4） 计算各工序压力，确定压力中心。

5） 确定压力机型号和模具安装尺寸。

6） 画排样图和工序件图。

7） 绘制冲模总图（下平面图、上平面图和剖面图等）。

8） 设计评审。通常，对于较复杂的模具，需组织有经验的设计人员，工艺人员，冲压工和模具维修钳工等，对模具结构进行评审，并提出改进意见。

9） 根据评审意见修改冲模总图。

10）绘制模零件图。

11）零件图 标尺寸、公差及技术条件，必要的强度核算。

12）总图标注技术条件及注意事项。

5． 工艺方案的选择

冲压工艺方案的包括：确定工序性质，工序和顺序；确定合理的排样和工序间尺寸；用单工序模还是复合模或连续模；是手工操作还是半自动或自动化模等。

为了确定工序数量，有时需要进行仔细的计算，如毛坯展开尺寸、工序尺寸、材料消耗等。 为了更好地确定工艺方案，往往需要有几个不同的工艺方案来进行分析和比较，最后选择一个最合理的工艺方案。

在选择工艺方案时，必须考虑如下因素：

1） 生产纲领。

2） 冲压件的形状、尺寸。精度要求和材料性能等。

3） 现有设备条件和生产技术水平。

4） 模具设计、制造和维修的技术水平和能力。

5） 生产准备的周期。

通常，在大批量生产时，为了达到高质量、高效率和低材料消耗的目的，采用高效率的压力机和复杂、高效率的模具，毛坯和产品的送进和取出采用自动化或机械化装置；在成批生产时，多采用单动式压力机和较简单的模具生产，毛坯和产品的送取多采用手工或机械作业；在小批量生产时，为了降低成本，多采用简易模具或组合、通用模具来生产，同时还应容许对零件进行机械和手工精加工。

6． 模具结构的选择

（1） 模具结构设计前应确认事项

1） 冲压件的工艺性。冲压件的形状、尺寸、精度和所用的材料，都应适合冲压工艺要求。

2） 冲压工艺方案的合理性。合理的工艺方案，应能保证产品（冲压件）质量，同时又适合于所给的生产条件。

（2） 模具结构选择的主要内容

1） 模具的类型。

2） 凸、凹模的结构形式、固定方式和镶拼方式等。

3） 毛坯的送进、导向、定位形式。

4） 毛坯和零件的压料、卸料形式。

5） 零件的取出和废料的排除方式。

6） 模架及导向形式。

7） 弹性元件的种类和形式。

8） 模具起重形式。

9） 模具安装到压力机的定位与夹紧形式。

（3）选择模具结构时，需考虑的主要因素

1） 冲压件的形状、大小和精度。

2） 冲压工艺。

3） 生产批量。

4） 所使用的压力机。

5） 上料和出件的方式。

6） 操作方便和安全。

7） 模具制造和维修技术。

8） 生产准备周期。

9） 成本。