冲模设计的初步选择与结构设计

1.确定冲模结构类型

冲模结构选型的主要依据如下所述：

（1）冲压零件加工图样 其中，主要参数是：材料种类及料厚、尺寸及其精度、技术要求，以及经工艺分析后的冲压加工难点。

（2）冲压零件的工艺文件 包括：工艺流程图、工艺过程卡、工艺设计与计算书及说明、冲模设计任务书等。

（3）初步选择冲模的类型与结构 根据上述图样、工艺文件，针对冲压工艺需要，按冲模设计任务书要求，在前述的14种冲模典型结构组合标准中，初步选择冲模的类型与结构。

（4）对比确定。在初步选定冲模类型的过程中，应经过以下几方面的对比后确定。

1）冲模要不要导向装置及使用何种导向装置。如果不要导向装置，根据冲压零件工艺要求、生产批量以及尺寸精度，可以用无导向冲模冲制，则只有两种典型组合标准供选用，即原JB/T 8065.1—1995《冷冲模固定卸料典型组合 无导柱纵向送料典型组合》、原JB/T 8065.2—1995《冷冲模固定卸料典型组合 无导柱横向送料典型组合》，两种各33个规格可供设计选用。

如果必须具有导向装置，有导板导向、导柱导套导向及导板与导柱导套组合导向三种结构形式供选择。

使用导板导向的冲模是指固定卸料导板式冲模，通常推荐可冲裁料厚t为0.6～6mm，最大冲裁件尺寸不大于200mm，冲压精度低于IT10。冲模体积小，结构紧凑，操作安全，冲压噪声小。

使用导柱导套导向的冲模，通常指用滑动导向导柱模架，有固定卸料或弹压卸料的各种结构形式的冲模，冲裁料厚t为0.05～16mm，最大冲裁件尺寸一般不大于250mm，最高冲压精度为IT10～IT14，使用广泛。

所谓导板与导柱模架组合导向的冲模，是指滑动导向导柱模架弹压卸料导板式结构高精度冲模。这种结构的冲模可冲制薄料、超薄料高精度冲压零件，如料厚t为0.05～<0.5mm的超薄料高精度冲压零件的冲制，也可以对厚料冲裁及光洁冲孔加工，包括冲孔直径d≤t及d≥0.4mm的深孔与小孔冲制。

2）冲模的导向装置与结构类型。用导板导向的固定卸料导板式冲模，可选用典型组合标准是：原JB/T8068.1—1995《冷冲模导板模典型组合 纵向送料典型组合》、原JB/T8068.2—1995《冷冲模导板模典型组合 横向送料典型组合》，两种各17个规格，共34个规格可供选用。

用滑动导向导柱模架的冲模，有以下8种结构形式的典型组合标准可供选用：①原JB/T 8065.3—1995《冷冲模固定卸料典型组合 纵向送料典型组合》、原JB/T 8065.4—1995《冷冲模固定卸料典型组合 横向送料典型组合》，两种各33个规格，共66个规格可供选用；②原JB/T 8066.1—1995《冷冲模弹压卸料典型组合 纵向送料典型组合》、原JB/T 8066.2—1995《冷冲模弹压卸料典型组合 横向送料典型组合》，两种各33个规格，共66个规格可供选用；③原JB/T 8067.1—1995《冷冲模复合模典型结构 矩形厚凹模典型组合》、原JB/T 8067.2—1995《冷冲模复合模典型结构 矩形薄凹模典型组合》，两种各33个规格，共66个规格可供选用；④原JB/T 8067.3—1995《冷冲模复合模典型结构 圆形厚凹模典型组合》、原JB/T 8067.4—1995《冷冲模复合模典型结构 圆形薄凹模典型组合》，两种各33个规格，共66个规格可供选用。

用导板与导柱模架组合导向的滑动导向导柱模架、弹压卸料导板式冲模，有两种结构形式可供选择，即原JB/T 8068.3—1995《冷冲模导板模典型结构 弹压纵向送料典型组合》、原JB/T 8068.4—1995《冷冲模导板模典型结构 弹压横向送料典型组合》，两种各18个规格，共36个规格可供设计选用。

3）确定使用卸料方式。典型组合标准中，有弹压卸料、固定卸料两种方式，都使卸料板强制从凸模上卸下板料。弹压卸料板是校平板料后冲裁，工件不会拱弯而较平整，而且卸料是用弹性元件逐渐施压柔性卸料，不产生冲击噪声，一般用于t≤1mm的薄料，以及弹性大、原本有轧制圆弧及需要校平后冲裁而获取较高尺寸精度的冲裁件。

固定卸料属于刚性冲击卸料，大多数用固定卸料板，而且固定卸料块、卸料钩等是大尺寸、厚料冲裁中经常采用的卸料装置。固定卸料的冲压零件，会产生拱弯并伴随有较大的弹性变形和冲击噪声。t＞1mm料厚的平板冲裁件，尤其是t＞3mm的中厚板冲裁件，以及精度不高的、1mm以上料厚的薄板冲裁件也常采用固定卸料。卸料板结构简单，造价也低，使用可靠。

4）确定使用模架的结构形式及精度等级。需要配用模架的所有典型组合标准中，没有规定配用模架类型及其结构形式，只规定了每个规格配用模架的最小闭合高度与最大闭合高度。通常情况下，所有需配模架的典型组合均为普通全钢冲模，除另有注明和特殊需要外，都配用不同精度等级的滑动导向导柱模架。至于何种冲模结构典型组合，配何种结构形式的模架，均由冲模设计人员根据需要确定。冲压零件的工艺尺寸及精度，以及由其冲压工艺确定的排样图设定的凹模周界，是确定选用模架规格及精度的主要因素。对于料厚t≤0.5mm的薄料与超薄料冲裁件，为确保上模芯对下模芯，尤其是小孔、深孔凸模对准其匹配凹模的导向，一般都选用I级精度，甚至超过I级精度，选O级高精度模架。

模架结构形式的选择，主要与工艺排样及其确定的送料方式、送料方向有关，模具附带送料机构的安装位置、横向冲压机构所需楔传动系统的安装位置与空间等，不得与模架导向零部件碰撞。此外，要考虑冲模能平稳运作。

2.确定已选定典型结构的标准规格

选择合适规格，就是确定冲模的整体尺寸及其主要零部件尺寸及规格。

选定典型组合标准规格的依据如下：

1）冲裁零件的最大外廓尺寸：长×宽（L_件×B_件）、直径（D_件）。

2）考虑搭边、沿边、凹模壁厚、导料板及侧刃等零件安装尺寸，计算出所需的凹模周界：长×宽（L×B）、直径（D）。(www.xing528.com)

3）冲压零件的冲压工艺过程及排样图。根据冲压零件图、排样图，以及选定的冲模典型组合标准规定的标准模具图，便可方便地计算出冲模的凹模周界，即凹模在下模座上许用安装的平面外廓尺寸L×B或D。有时，考虑在凹模表面安装挡料销、始用挡料装置、挡料板、防护栅（屏）等，会对计算的L×B或D值稍加调整后确定。

按照最终确定的凹模周界尺寸，查相应典型组合标准，即获得其标准规格及成套标准零部件的编号、名称、数量、选用标准号及其具体尺寸。

3.绘制非标准及半标准零部件加工图

通常非标准零件主要是凸模、凹模、凸凹模、非标准成形侧刃；半标准件指待加工模孔的凸模固定板、固定卸料板、凹模板、导板、顶件器、卸料块，以待加工漏件（废料）孔的下模座和待加工安装孔的上模座打料推卸系统等。

冲压零件不同，冲压工艺各异，选用的冲模典型结构组合标准也不同，故需要绘制的非标准及半标准零部件加工图也完全不同。

（1）设计单工序冲模

1）非标准零部件图：非圆断面冲孔与落料凸模，弯曲、拉深、翻边、压波、打凸、压印、压花、冲挤及体积冲压等成形作业单工序冲模的凸模与凹模，顶件器、防护栅（屏）、附设的自动或半自动送料、出件机构成套零部件。

2）半标准零部件：与凸模匹配的凹模板、凸模固定板、卸料板、导板的模孔、限位柱、定距套、弹性元件（弹簧、橡胶块）。

（2）设计多工位连续模 除与上述单工序冲模相同的非标准零部件、半标准零部件外，视所设计冲模需要配套，绘制加工图。所不同的是，连续模所需单工位冲裁、各种成形凸、凹模，顶（卸）件器，都是按工位成套设计。同时，连续冲裁模的凸模固定板、卸料板（导板）、凹模板大多为整体式结构，如需镶拼也多采用整体或组合镶块嵌装在凹模框内，故均可依一个整体考虑上述“三板”，即凸模固定板、卸料板（导板）、凹模板的统一基准的尺寸标注、与凸模配合精度等级，甚至可三板叠齐，一次由电火花线切割加工出凹模孔后，再分别按配合要求、间隙大小进行精加工。

有成形工位的连续式复合模，尤其需进行横向冲压的连续式复合模，成形工位如落料后弯曲、冲孔与落料后拉深等，这些工位均需按非标准设计。

（3）设计复合模。原JB/T 8067.1～4—1995给出了四种复合模典型结构；均为倒装式结构形式。在选定冷冲模复合模典型结构组合标准及指定规格之后，还需要绘制如下零部件加工图：

1）非标准零部件：异形凸模、凹模、凸凹模、顶（卸）件器、推卸顶杆与推板。

2）半标准零部件：与凸模、凸凹模匹配的凹模板、卸料板、固定板等。

绘制非标准与半标准零部件加工图，必须按冲压零件材料种类及力学性能、料厚等要素，查GB/T 16743—2010《冲裁间隙》，结合冲压零件使用功能要求，合理确定冲裁间隙，再计算出冲模刃口与模腔制造尺寸与公差。根据冲模主要工作零件尺寸，按冲模结构与功能需要，确定其他结构零部件、定位系统零部件、推卸系统零部件，以及附设的送料、出件机构零部件尺寸与公差。

4.绘制冲模总装配图

根据选定典型组合标准示图和已计算出的工艺数据，已绘出的非标准、半标准零部件图，结合排样图，确定冲模的压力中心、凹模的定位及检测基准面，复核并纠正冲压工艺计算中的遗漏与失误，再着手绘制冲模的总装配图。

在冲模总装图绘制好后，在该图显著位置写明冲模的主要技术规格与制造技术要求。

5.提高设计质量的措施

为了更好地应用典型组合标准设计法并提高设计质量，应采取如下措施：

1）事先编制《冲模设计与制造守则》，规定设计与制模流程，设计应完成的工作及达到的要求，规定采用标准及冲模结构形式、可预制的标准与半标准零部件，规定制模、总装、试模、验收、投产的工艺流程与验收标准。该手册发放至设计与制模工艺人员手中，并集中培训、学习、宣贯，并认真执行。

2）强化设计程序及各程序交接方式，确保设计、校对、标准检查、审核、批准各程序，并有纠正记录和书面意见。

3）冲模主要零部件、辅助机构及横向冲压系统等应有设计说明书与设计计算书。