根据工艺安排，产品拨头要经过落料、整修、挤压台阶三个冷冲压成形工艺，然后再转机械加工。三套不同的冷冲压模具就成为一整套为拨头成形服务的专用工具。
1.原设计落料模
图8-1所示就是用于拨头的落料模的原方案设计图，它的特点是：
1）冲件工艺分析。如冲件图所示，冲件外形不对称，形状不算复杂。材料为7mm厚10钢。这个冲件一端有较宽较深的缺口槽，形成缺口两侧宽度小的状态，会给成形冲切带来较多不利。但又不便将冲槽和外形分开进行，分开不但会影响尺寸变化，还可能在根部产生裂纹，直接影响产品的使用性能，所以选择落料成形。
2）采用一模一件斜排方式，材料利用率较正排略有提高。
3）模具采用固定卸料板10带导料槽导料，挡料销11定位，固定卸料板中部两侧开缺，方便送料操作。
4）直通式凸模3用螺钉4拉紧固定。
5）选择标准中间导柱模架14和带凸缘冲头把5。
6）模具使用时出现的问题及原因分析。
①挡料销11工作时断裂：应是落料冲切时材料扩张形成的冲击力将挡料销冲断。
②送料操作障碍：由于条料较厚，落料冲切引起变形，条料宽度增大与导料槽挤紧以及两端向上的翘曲，都是影响正常送料操作的障碍。
③落料数量不超过100件，凸模3缺口根部就出现开裂，几次更换凸模结果相同。分析造成的原因，主要在于冲件材料厚度大，冲切时，外侧材料可向外扩张，缺口内材料处于密封状态，扩张力就直接作用在凸模3缺口两侧面上形成向外挤压，加上根部圆弧半径小，容易受应力影响而开裂。所以，有限的使用次数即发生根部开裂。
2.改进设计的落料模
由于原设计落料模无法正常为产品批量生产服务，所以，必须改进设计方案来解决原设计存在的问题。图8-2就是改进设计后的落料模。改进的内容如下：
图8-1 原设计落料模
1）首先改进了冲件的成形尺寸，将槽口根部的圆角半径从原R1改为R3，降低根部应力集中的状况，提高凸模的强度。再用整修来修正根部圆角。
2）改前推式挡料定位为回拉式挡料定位。冲切时材料的扩张力不再直接作用在挡料销17头上，而是远离挡料销，所以不会被冲断。
3）为避免冲切后条料变宽影响正常送料，导料槽前端已作加宽处理，造成变宽的条件仍小于导料槽宽度。
4）为防止凹模16型孔内伸出的成形部分可能长期受力发生断裂，采取了加厚凹模16和增设加厚的下垫板20，以及加厚底座的钢质非标准模架。承压强度大幅度提高。
图8-2 改进设计的落料模
5）凹模16外形为圆形，便于结构零件的外形加工，模具结构也更显紧凑。
6）制作时应注意确保凸模5和凹模16的毛坯锻造质量，以及热处理工艺两个重要环节，确保不在材料组织性能上出现问题。
7）使用时应保持凸、凹模刃口的锋利，良好的剪切效果会减少不利的挤压破坏，避免凸模开裂和凹模断裂失效。
3.整修模
整修的目的是为了提高冲件外形的成形质量，尤其槽部缺口的宽度尺寸及另一端头部的圆弧直径均有公差较小的精度要求，普通冲裁成形是无法达到的。图8-3就是一套整修模。它的主要特点是：
1）冲件外形有表面粗糙度要求，同时还有三个尺寸标注有公差要求，以及槽口根部的圆弧半径大于冲件的要求，都需要靠整修来解决。
2）冲件材料较厚，通常至少要安排两次整修才能收到较好的效果。但模具的结构基本上是一样的。只是要进行合理的余量分配，通过不同的整修尺寸来设计制作模具的成形工作零件凸模和凹模。
图8-3 整修模
3）工序坯件利用开放式挡料定位板11用挡料方式定位。定位板中部前端下面有约为材料厚度三分之一的通槽，用来方便往前清除切边形成的碎屑。
4）直通式凸模2用螺钉3拉紧固定。完成整修后的冲件在凹模12型孔内逐件下推，用漏料方式出模。
5）模具选用标准的中间导柱模架14，带凸缘冲头把4。(www.xing528.com)
6）模具制作的重点：
①控制好凹模12型孔的制作质量，包括形状及尺寸精度，刀口部分与大面的垂直度及表面粗糙度。
②控制好凹模12型孔与凸模2的配合间隙，以及完成调整装配后两者间隙配合的均匀性。
③确保挡料定位板11的定位面和工序坯件成形部分的吻合质量，以及装配时和凹模12型孔间的方向、位置调整，确保工序坯件整修冲切时全外形切除量均匀。
7）模具使用时可选用合适的辅助工具推送工序坯件向前实现定位，既可确保定位质量，又可保证操作安全。及时清理冲切废屑，以防止对工序坯件定位的不利影响。
4.挤压成形模
图8-4就是挤压成形冲件的工序图，两端交叉中心处下大面需要一个环形的凸出台阶。若采用机械加工成形的方式，既浪费材料，生产效率也很低。而且还不便外形用冲切成形的方式加工，因为7mm厚度冲切都已很困难，加上凸台高度，材料厚度超过10mm，更无法用冲切方式来成形，生产效率将大幅度下降，而且产品质量的稳定性也会受到影响。
1）挤压方案选择。由于冲件凸台的中心有一个ϕ14的通孔，需要去掉的材料体积不小，若能将其挤压到台阶部位形成环状凸台，既节省材料、简化加工，还使材料的组织状态被打乱，有利提高强度。所以，决定用挤压成形的方式将孔的部分材料用挤压方式推出，最终形成零件所需台阶直径、高度的环形凸台，在高度和孔内留有加工余量，外形则直接挤压成形。
图8-4 零件工序图
2）图8-5就是拨头挤压成形模。它的特点是：
①模具选择非标准中间导柱模架，加厚的底座28为钢质材料加工而成，强度高，结构紧凑。
②冲件在加厚的凹模15的型孔内，由上、下模的成形工作零件在封闭状态下成形。
③工序坯件利用凹模15后侧的成形台阶初步定位，再利用型孔孔口的圆弧导向，可以在上模压力作用下顺利进入凹模型孔。
④完成挤压成形的冲件，利用冲压设备液压顶出装置推动下凸模21将冲件推出。圆钢丝弹簧18可以保证下凸模21停留在上止点，方便取件和安放下一个工序坯件。
图8-5 挤压成形模
注：表中圆柱头内六角螺钉均改为内六角圆柱头螺钉
⑤下凸模镶块24高出下凸模21近一个材料厚度，卡在工序坯件的开口处，可以保证缺口尺寸受压不变形。
⑥上凸模4在圆钢丝弹簧9的强力作用下，开模状态时高出上挤压凸模6，克服下模圆钢丝弹簧18的弹压力将工序坯件推压入凹模型腔，完成挤压成形后，还可为上挤压凸模6卸料。
⑦加厚的上、下垫板12和16，为上、下凸模工作时提供强大的支撑。
⑧模具上、下两部分均未安排圆柱销来锁定各零件间的位置关系，上凸模4可利用凹模15型孔口部的圆弧自动导向进入，形成正确的对正关系，拆卸装配简单、方便。
3）模具的成形动作过程。开模状态，将工序坯件摆放在凹模15型孔中央的受弹簧18托起的下凸模21上，缺口卡入下凸模镶块24，前端贴靠在凹模台阶面上，实现定位；分模时，圆钢丝弹簧9依靠大于下模圆钢丝弹簧18的弹压力，推动上凸模盖板10和上凸模4组合，端面高于上挤压凸模6，将工序坯件推入凹模15型孔内，直到下凸模盖板20接触下垫板16。模具继续合拢，上挤压凸模6和下凸模21形成挤压，形成冲件环形凸台，直至上凸模4和下凸模端面之间只有一个材料厚度间隔距离为止。分模时，上凸模4受弹簧9的强力作用推动冲件离开上挤压凸模6，加上冲件受挤压力作用，外形略有增大，和凹模15型孔形成较大的摩擦力，仅靠下模圆钢丝弹簧18是无法完成推件的。所以，由冲压设备的液压顶出装置来完成向上推件，此时弹簧18可在设备顶杆退回后，确保坯件停留在凹模15孔口之外，便于取件和放入下一个工序坯件。
4）模具制作的重点：
①凹模15型孔中段应是成形工作位置段，其形状尺寸应能满足冲件外形及尺寸要求，孔口两端可作出适当斜度，以利导向和减少摩擦阻力。
②下凸模镶块24的宽度既要能与工序坯件缺口形成良好配合，还要确保冲件最终缺口宽度尺寸符合设计要求。
③上凸模4和上挤压凸模6的长度差应略小于冲件材料厚度，以防止合模挤压时与下凸模21正面接触造成损坏。
5）模具使用要点：
①选择压力足够的液压设备来完成作业。
②未摆放工序坯件不能有合模、尤其施压动作，以免损坏模具。
③下凸模21属易损件，除提高制作质量外，应适当备份，以满足失效时及时更换的需要。轻微的裂纹仍可继续作业。不会出现意外。
④为保证冲件有凸台的大面质量，可在挤压前磨削该大面，否则在挤压成形后再加工不便。
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