1.2 冲模的设计方法

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1.2    冲模的设计方法
/ Q- _) b0 p( P( ?* q$ b: \) b    冲模的设计是一项艰辛而富有创造性的工作，需要全面、仔细地汲取前人和国内外同行的设计经验及创造的成果，并充分地发挥自己的创造力与智慧，才能做好这项开拓性工作。一般来说，一个成熟冲模设计师的成长，往往是先从最初的选用典型组合标准模具结构设计及套用仿照现成模具结构设计开始，随着不断地对各类典型及成熟模具结构的吸收、消化及实践经验的逐步增加，才可在后续的设计中，将各种经典结构、加工工艺相互弥补、融 合，最终才可能有所创新、有所超越。具体说来，依次可以采用以下几种冲模设计方法。
(1)选用典型组合标准设计法
; c8 n- L6 C" o; n! }% V( s, h& D    冷冲模的常用普通结构类型，已纳入了机械行业标准JB/T 8065〜8068—1995,共计四 大类、14种冷冲模典型结构组合标准，并分规格成套配全了每个规格所用标准零部件，可 供设计选用。设计冲模时，只要按冲压零件的形状、尺寸及其冲压加工工序所需的冲模，选 定上述典型组合的结构形式，便可按标准规格给定的成套标准零部件列出冲模的零部件明细 表，设计时，只需完成模具工作部分零件的设计，补齐工作零件凸模、凹模、定位与推卸系 统零件的加工图等，即可轻松完成冲模的整体结构设计。
    一般地说，在使用冲模数量多的工厂和以制造中小型冲模为主的专业模具生产厂家，为 缩短冲模的设计与制造周期，降低制模成本，企业通常都结合自己的生产特点和实际需要， 有针对性地强化宣贯并采用冷冲模相关国标（08)及机械行业标准（18)；为方便制造并满 足更多用户的要求，编制自己的《冷冲模厂标》、《冷冲模典型结构图册》、《冷冲模设计与制 造守则》等技术文件，对定为厂标的冲模结构形式，都设定多组成套规格并配齐所用不同尺 寸标准、半标准的冲模零部件，可供设计者随时选用。制模生产准备中，可成批预制与购买 标准和半标准零部件，从而缩短制模周期。
    选用典型组合标准设计法是最基础的冲模设计方法，它既是初涉冲模设计者行走的“手杖”，又是成熟冲模设计者奔跑的“基石”，因此，必须熟练掌握。
$ ?+ R# ?, W# s. T9 V5 @+ T    一般来讲，根据冲压件形状、精度、生产加工批量以及冲压加工设备的不同，都有不同 类别的冲模与之相对应，各类冲压模的典型模具结构形式将在本书后续各章节的冲模结构及 设计应用要领中详细介绍。
(2)套用仿照设计法
7 j# K. m6 S6 Q8 U' s. @) K( V    这种设计方法是根据待加工零件的形状与尺寸、冲压加工工艺及其欲用的冲模类型与结 构，在已生产过的冲压零件、已使用过的冲模中，寻找相同的、类似的以及形状与尺寸虽有 差异，但稍加改动即可套用的冲模，进行套用仿照设计。这种设计方法是在现场和初涉冲模设计者经常采用而又非常可靠、极为迅速的一种设计方法。
    选择套用的冲模结构的范围是非常广泛的，可以是相关技术图书、手册中介绍的，也可以是通过技术交流、计算机网络获得的，但首先应选用本企业生产及使用过的成熟结构，因 为其最符合企业现场的生产及设备加工的条件。
4 H) p$ L- d( B" E/ S! z    图1-3为冲裁带有槽孔与凹口的平板零件所用的冲裁级进模。根据零件结构图可知，该 零件需由冲孔及落料两个基本工序完成加工，因外形尺寸较小且槽孔与凹口均较细长，若采 用单工序冲孔模和落料模两套模具完成，由于零件细小，则操作安全性差，不宜选用；若采 用一次冲孔、落料复合模完成，则使凹模槽孔强度太差，易造成早期损坏，也不宜选用；因 此，应选用级进模加工。
  F3 x. N& ?% ^3 R3 u1 z. J    在模具中，由于加工零件的精度不高，故该冲模的送料定位系统，由始用挡料装置和固定挡 料销构成。为使冲孔凸模离开落料凸模并保持一个安全距离，使两凸模在其固定板上有足够的安 装位置，也使匹配的两个凹模刃口远远离开，提高凹模的强度和寿命，在冲孔与落料的两个工位 之间，增加一个空工位，使整个排样变成三工位级进模，因此，须使用两组始用挡料装置。

    根据对图1-3所示级进模的分析，可确定选定该模具进行套用仿照设计的注意点在于以下几点。
1    当相邻工位间的凸模太近，可以在其间加空工位，使凸模在固定板上有足够的安装 位置，同时使相邻工位的凹模获得安全间距，以提髙模具寿命。
% @" J) H& i$ c7 T1 m5 K2     由始用挡料装置与固定挡料销配套构成的级进模送料定位系统，多用于工位数不多 的级进模中，因为始用挡料装置要用手推拉运作，超过4组将给操作带来困难，采用始用挡 料装置的数量等于总工位数减1。
3     套用仿照设计时，除了应修改相应工作零件的形状及相关尺寸外，必要时还应进行相关工艺及结构参数的计算、复核等。图1-4为可直接套用仿照图1-3所示级进模进行设计的部分冲裁件结构。
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# w( h% T+ D$ y* R. r# G7 w& e    图1-5为一次性落料拉深小型矩形盒的落料拉深复合模结构，该冲模也可加工拉深圆 筒、方盒、异形盒等形状零件。
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, \+ x% |) R" I# u5 ]+ x$ D. J4 b: i    图1-6为可直接套用仿照图1-5所示复合模进行设计的部分拉深件结构。在进行此类拉 深件模具结构的套用仿照设计时，除了修改凸、凹模及相关零件的形状与尺寸外，还应注意 依据拉深件髙度核对冲压设备的行程。
(3)    特殊冲模结构的常规设计法选用典型组合标准冲模结构进行设计尽管简单、方便、迅速，但冲模的类型、结构 与尺寸随冲压零件加工图样及冲压工艺、加工条件等的变化而发生变化。对于特殊冲 压零件加工用冲模，因其模具结构并没有纳人标准冲模之列，如：模具零部件尺寸超 越标准规定范围，冲压零件需要冲压方向以外的冲模，冲模本身需要设置非标准及无 标准的推卸与送料机构等，这类冲模结构的设计，可参考典型组合的标准冲模结构形 式，对其非标准或改进部件采用常规模具的基本设计方法进行仿照设计。该类设计法 属于初级的创新设计。

(4)    组合设计法
2 p0 k9 E* `" r5 I" ^    在冲压加工中，每种冲压零件都会因冲压设备不同、供应材料变化，甚至现场生产与制 模技术水平差异等因素，而有多种不同的冲压工艺方案。为使加工方案合理、有效，需要分 析、研究相应模具设计的可行性，此时往往要运用冲模的组合设计法。组合设计法是冲模设 计创新的主要形式，它往往与冲压加工工艺方案的创新相互联系。
  V- a0 ]# ]. e  T: {4 a; a     一般来讲，组合设计法应在充分掌握并分析各类典型组合标准冲模结构，各类推卸 与送料机构的基础上，根据冲压加工件的具体结构及冲压加工的工艺要求，对上述各选 定的冲模有关结构进行借用仿照综合加工，通过有选择性地组合或再设计，从而设计出 新型的冲模。
  v/ o" I5 u* [' C     比如：具有拉深、弯曲、翻边、打扁、压凸、压印、校形等成形类工艺加工的冲压 零件，往往采用单工序成形模加工。若需采用多工位级进模加工工艺方案时，则可套用 多种成形工位的结构重新进行设计，并有选择地组合其他的定位、卸料机构，完成冲压 件的加工。
     采用组合设计法设计的要领及模具结构将在本书后续各章节中陆续介绍。
(5)    嫁接设计法
    嫁接设计法是把其他工种常用的加工方法或工序移植到冲模结构中实现的冲压加工，属 冲压设计加工的进一步开拓，这种设计方法，在冲模结构设计上虽有较大难度，但对扩大冲 压加工范围有重大现实意义。目前，已经嫁接成功的有棒料切断、管料切断、管料冲孔等利用冲模的加工，相关内容 的具体设计要领及模具结构将在本书后续各章节中陆续介绍。
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