2.1 冲模结构设计的前期准备

一个称职的冲模设计师，首先应该是一位称职的冲压工艺师，应对冲压工艺了如指掌，能够独立解决冲压过程中出现的各类技术问题。只有熟知冲压工艺，才可能逐步涉足冲模设计。要做好冲模结构设计，仅靠占有专业技术资料，掌握并使用各类工具，是远远不够的，还需要结合现场条件、收集到的信息，进行认真比照、套用、移植、嫁接、汇总、提炼、加工。不仅要在原有基础上进行改进，还要进行举一反三的拓展、革新与创造，甚至实际的工艺试验。这就要求冲模设计人员在不同时期、不同场合，为冲模结构设计进行信息收集、技术储备，才能做到厚积薄发、广开思路，充分运用自己的智慧与经验，调动各种手段，策划—构思—设计出先进、实用的冲模结构。

2.1.1 注意平时技术资料的积累

不断拓宽并深化计算机技术在冲模结构设计领域中应用的功能，充分利用一切可以利用的机会，学习和积累专业技术资料，收集专业技术信息，及时了解国内外业界的动态及新技术、新工艺、新材料、新设备。

1.充分利用计算机网络技术

通过相关网站和其他渠道咨询、收集、交流冲模技术、冲压新技术与新工艺等，掌握和熟悉冲压工艺与冲模结构设计的有关信息与设计资源；构建存储冲压工艺技术与冲模结构设计资料与相关知识的数据库与图形库，以备设计需要时随时调出使用。

2.相关技术资料设备要齐全

国内出版的专业手册、有关标准与技术指导性文件，应逐步备齐；有关专业刊物应及时阅读，并摘录有价值论文要点及优秀结构设计范例，随时备用。

3.多参观有关展览收集技术资料与信息

很多展览会都有新技术、新结构模具展出，通过参观和与展商沟通交流，都会有所收获。

4.参加专业协会和有关部门组织的技术交流

国内外举办的专题技术交流，是学习与收集先进技术信息的好机会，除收集资料外，与各方面专家沟通与交流会大有收益。

5.强化实地考察与调查研究

有针对性地进行具体到一种冲压零件的冲模结构、专业生产线的实地考察，具有很强的启发性和开拓思路的作用；请教专家和技术工人，会起到汲取营养、缺一补十的良好效果。

2.1.2 冲模结构设计应掌握的基本功

板料冲压工艺技术参数、冲模结构设计的有关技术功能参数，以及冲模基本运作机构与装置的设计计算方法，是各类相关冲模结构设计的重要组成部分，是冲模设计人员的基本功，应该熟知且会灵活应用。这些技术参数计算及设计计算方法包括以下内容：

1）各种冲压零件的工艺分析、工艺方案对比及可行性研究。

2）各种立体成形冲压零件展开毛坯的计算及展开平毛坯图绘制。

3）各种冲压工序所需压力与功等力能参数的计算。

4）各种冲压设备的合理选型及吨位的准确选定。

5）冲模合理冲压工作行程与选定冲压设备关联尺寸的核算。

6）标准模架的选择与计算。

7）凹模尺寸及强度的计算。

8）凸模尺寸计算及其强度与刚度的校核。

9）冲模压力中心、质量、重心等计算。

10）冲模刃口及型腔尺寸的计算。

11）横向冲压机构设计计算：①各种斜楔传动机构及构成零件尺寸的相关计算；②各种平面连杆机构及构成零件尺寸的相关计算；③肘杆式、摇杆式机构及构成零件尺寸的相关计算；④横向冲压成形的各种旋转模体机构及构成零件尺寸的相关计算。

12）各种送料机构的设计与计算：①钩式送料机构及与冲模的联动系统；②辊式送料机构及与冲模的联动系统；③夹滚式送料机构及与冲模的联动系统；④夹刃式送料机构及与冲模的联动系统；⑤夹钳式送料机构及与冲模的联动系统；⑥其他送料机构及与冲模的联动系统。

13）毛坯或半成品送料机构的设计与计算：①楔传动的摆杆—滑板送料机构及与冲模的联动系统；②肘杆或杠杆拉动—滑板送料机构及与冲模的联动系统；③凸轮与齿轮传动的毛坯或半成品送料机构及与冲模的联动系统；④平面连杆或铰链杠杆送料、推卸与出件机构的设计与计算；⑤转盘、滑道及其他半成品送料机构与装置的设计与计算；⑥液压传动与推卸机构的设计与计算；⑦气动传动与推卸机构的设计与计算。

14）冲模安全防护系统的设计与计算：①限位柱；②定距套（环、块）；③防护栅（屏、罩）；④行程限制器；⑤冲模防护装置，包括：利用声学开关元件（传感器）的模具防护装置、利用光学开关元件的模具防护装置、利用感应开关元件（传感器）的模具防护装置、利用感应式接近开关（起始器）的模具防护装置、利用电动—气动的模具防护装置，以及其他更高性能的防护装置。

2.1.3 设计前资料的准备

冲模设计前应准备以下资料：

1）冲模设计任务书及相关产品与工艺技术资料。

2）冲压零件加工图样。

3）冲压零件的全套工艺文件。

4）相关技术信息与企业生产计划及指导性意见，包括：①投产批量及年产量、总产量；②材料供应状态及材料入厂检验报告；③交货期；④要求每班产量及生产率；⑤冲压零件质量标准及检验办法；⑥冲压零件的后续加工工序及转序方式。

5）冲压使用设备说明书及设备目前技术状态。

6）已生产过的近似冲压零件的冲压工艺文件及冲模图样，相关使用、修理及寿命信息。

7）必备的国家标准、行业标准、企业标准，以及有关规范、规定。

2.1.4 利用计算机技术辅助冲模设计

计算机技术在冲模技术领域中应用的主要功能之一，就是冲模的计算机辅助设计（冲模CAD）。目前在冲模设计中已开发应用的主要功能如下所述：

1）计算机绘图及图形处理功能，包括冲压零件图、冲压立体成形零件展开毛坯图、冲压工艺过程图、冲压工艺设备平面布置图、冲模非标准零部件加工图、冲模总装配图等的绘制、修改输入、输出、转换、存储与控制。

2）冲压零件与冲模工作零件，如凸模、凹模、凸凹模、镶嵌拼块体等三维实体的造型及修改、灵活编辑，辅助复杂模型、刃口及凸模与凹模等关键零件的设计。

3）冲模的计算机虚拟装配技术，即将设计好的冲模零部件在计算机上进行虚拟装配，以检验和校核设计的正确性，为修改设计提供依据。

4）利用计算机数值模拟技术，对冲压成形的全过程进行仿真模拟，从中判定冲压工艺和冲模结构的合理性，为修改设计提供依据。

计算机技术在冲模技术领域中应用十分广泛，除上述计算机辅助冲模设计之外，还有计算机辅助冲模制造（冲模CAM），以及计算机辅助工程及冲模数据的管理系统（CAE），计算机辅助管理冲模相关所有信息（PDM）等。实施和应用冲模CAD/CAM/CAE/PDM技术的关键之一，是冲模设计方法的规范化、设计步骤的程序化及冲模结构的标准化与典型化。