一、沖模設計的基本要求

對沖模設計工作的基本要求有:所設計的沖模應保證沖出的制件符合圖紙的形狀與尺寸要求，模具結構簡單，安裝牢固，維修方便，堅固耐用;操作方便，工作安全可靠﹔便于制造，價格低廉。

二、沖模設計的一般步驟

第一，搜集必要的資料，分析制件的沖壓工藝性。其中包括:應具有視圖完備、技術要求明確的制件圖紙或樣件，以對制件的形狀、尺寸大小、精度要求以及裝配關系等有全面的了解;了解制件沖壓工藝過程卡（一般由沖壓工藝員提供)，由此研究其前后.工序間的相互.關系和各工序間必須相互保證的加工工藝要求，同時根據工藝卡規定的工藝方案確定模具數量和類型;掌握制件的生產性質（是試制還是批量或大量生產)，以確定模具結構，是采用簡易模還是用較復雜的高生產率模具;了解制件材料的性質、尺寸和供應方法，例如是板料還是條料、卷料或是廢料利用等;了解壓力機的情況和有關技術規格，根據所選用的設備確定模具的卸料方法和其他輔助工序:

了解制造模具的技術力量、設備條件和加工技巧，為確定模具結構提供依據;了解最大限度提供模具標準件的可能性(外購和自制)，并盡可能多地采用模具標準件。在研究了解這些資料的基礎上，如果發現沖壓件工藝性較差，則應在不影響其使用性能的情況下,提出便于加工的修改意見，使產品設計,沖壓工藝編制、模具設計與模伶制造之間更好地結合，取得更完善的效果。

第二,確定制件在技術和經濟上都較為合理的沖壓工藝方案。根據制件的形狀、尺寸精度、表面質量要求進行工藝分析，確定基本工序的性質，如落料、沖孔、彎曲等基本工序（這種簡單的工序性質，一般可以直接從制件圖的要求確定〉﹔根據工藝計算確定工序數目，如拉伸次數等﹔根據各工序的變形特點、尺寸要求確定工序排列的順序，如果用先沖孔后彎曲還是先彎曲后沖孔等;根據生產批量和條件確定工序組合，如復合沖壓工序、連續沖壓工序等。

第三，模具形式的選擇。當工序的性質、順序及工序的組合確定后，即確定了沖壓的工藝方案，此時也應確定各工序的模具結構形式（模具形式的選擇見后面的敘述）。

第四，必要的工藝計算。主要包括:計算毛坯尺寸，以便在最經濟的原則下進行排樣和合理地確定使用材料;計算沖壓力（包括沖裁力、彎曲力、拉伸力、卸料力、推件力、壓邊力等)，以便確定壓力機;計算模具壓力中心，以免模具受偏心負荷而影響模具質量﹔計算或估算模具各主要零件(凹模、凸模固定板、墊板、凸模等）的外形尺寸，以及卸料橡皮或彈簧的自由高度等;確定凸、凹模的間隙，計算凸、凹模工作部分尺寸;確定拉伸模用不用壓邊圈、拉伸次數和各中間.工序模具的尺寸分配以及半成品尺寸等的計算。

第五，模具總體設計。在上述分析、計算的基礎上，即可進行模具總體設計。一般先畫結構草圖，并初步算出模具的閉合高度，概略地定出模具外形尺寸。此時，可對各部件的結構進行設計，確定大致方案。應該說明的是，這些步驟都是緊密相連的，相互結合、相互補充，以最終確定最佳方案。--般情況下，進行總體設計時，同時考慮對部件結構的設計，先后次序不是絕對的。部件結構設計主要有以下內容:

①工作零件。如凸模、凹模及凸凹模等的結構形式是整體、組合還是鑲拼的，以及固定形式的確定。

②定位零件。如采用定位板、擋料銷(固定的還是活動的)等，其形式很多,可根據具體情況選用或設計。對于級進模，還要考慮是否用始用擋料銷、導正銷和定距凸模(側刃)等。

③卸料和推件裝置。卸料常用剛性和柔性兩種形式。剛性印料通常采用固定卸料板結構形式，柔性卸料通常采用像皮或彈簧作為彈性元件（其彈簧或橡皮需經設計、計算）。

④導向零件。包括是否需要采用導向零件，采用什么形式的導向零件。如果采取導柱·導向，則要確定導柱的直徑和長度。

⑤模架的選用形式,及其安裝固定方式。

第六，選擇壓力機。壓力機的選擇是模具設計的重要內容，設計模具時必須確定選用的壓力機型號、規格。壓力機型號的確定，主要取決于沖壓工藝的要求和沖模結構情況。選用曲柄壓力機時，必須滿足以下要求:

①壓力機的公稱壓力 P壓 必須大于沖壓計算的總壓力 P總（Р總=沖裁力＋推件力等)，即PE>P總。

②壓力機的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求，即模具的閉合高度應在壓力機的最大閉含高度與最小團合高度之間。當多副模具聯合安裝到一臺壓力機上時，多副模具應有間一個閉合高度。

③壓力機的滑塊行程必須滿足制件的成形要求。拉伸時，為了便于放料和取料，其行程必須大于拉伸件高度的2～2.5倍。

④為了便于安裝模具，壓力機的工作臺面尺寸應大于模具尺寸，-一般每邊大5~70mm。臺面上的孔,應能保證制件或廢料漏卸。

三、沖模結構形式的選擇

沖模的種類很多，必須根據沖壓件的生產批量、尺寸大小、精度要求、形狀復雜程度和生產條件等多方面因素選擇。其選用原則如下:

①根據制件的生產批量確定采用簡易模還是復雜模結構。一般來說，簡易模壽命低、成本低，而復雜沖模壽命長、成本高。因此,沖壓件數量少通常采用簡易沖模，反之應采用壽命較長的模具結構。沖壓批量與模具結構、生產方式的關系見表2-1。

表2-1 沖壓批量與模具結構、生產方式的關系

②根據制件的尺寸要求確定沖模的精度等級。制件的尺寸精度及斷面質量要求較高，應采用精密沖模結構:對于一般精度要求的制件，可采用普通沖模。復合模沖出的制件精度高于級進模，而級進模又高于簡單模。這是因為用簡單模加工多工序的沖壓件時，要經過多次定位和變形，產生的積累誤差大，因而制件的精度較低。級進模沖壓時，難免出現送料與定位誤差，但可用導正銷導正，其精度也較高。復合模是在沖模的同一位置一次沖出制件，不存在定位誤差，故其沖裁精度很高。因此，對于精度要求較高的制件，多數采用復合模。不同沖裁方法的沖件質量近似比較見表2-2。

表 2-2 不同沖裁方法的沖件質量近似比較

③根據設備能力選擇沖模的類型。例如拉伸加工在有雙動壓力機的情況下，選用雙動沖模結構比選用單動沖模結構好得多。電子產品中的-些接插件，在一般的壓力機上生產，不僅需要多套模具，而且效率也很低，如在萬能彎曲自動機上生產，則模具簡單，生產效率高。

④根據制件的形狀大小和復雜程度選擇結構形式。一般情況下，大型制件，為便于制造模具并簡化模具結構，采用簡單模,小型制件，而且形狀復雜，為便于生產，常用復合模或級進模。象半導體晶體管外殼之類產量很大，而外形尺寸又很小的筒形件，應采用連續拉伸的級進模。

⑤根據模具制造力量和經濟性選擇模具類型。在沒有能力制造高水平模具時，應盡量設計切實可行的比較簡單的模具結構s而在有相當設備和技術力量的條件下，為了提高模具壽命和適應大量生產，則應選擇較為復雜的精密沖模結構。

⑥總之，在選擇沖模結構類型時，應從多方面考慮，經過全面分析和比較，盡可能使所選擇的模具結構合理。有關各類模具的特點比較見表2-3。

表2-3 單工序模、級進棋和復合模的特點比較

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