第3章 多工位級進模設計步驟和注意事項

3.1 多工位級進模設計步驟

多工位級進模結構一般都比較復雜、精密，沖壓速度高，造價高，制造周期長，所以在設計級進模時，應十分細致、全面地考慮每一個環節。特別是某些模具有幾個方向的運動，機構多種多樣，給設計工作帶來很多困難。

簡單地說，級進模設計步驟就是設計師從接到設計任務后到出模具圖樣的過程，這中間所進行的工作有先后次序。隨著現代化軟件的發展，設計師一般不采用手工繪制圖樣，大都采用先進的CAD或UG等軟件進行設計，但不管采用什么方法設計，其想要達到的目的和結果是一致的，即用較短的時間，設計出質量最好的經濟而實用的多工位級進模。

多工位級進模的設計步驟沒有固定的模式，但設計的基本順序是大同小異的，圖3-1所示為多工位級進模設計步驟簡圖。

1.設計任務書

設計任務書是提供模具設計的主要依據之一，設計任務書中應向模具設計者提供的重要資料為制件圖，包括制件的年產量、送料方向、使用壓力機技術要求等。從制件圖中，設計師可以了解制件的形狀、結構、尺寸大小、公差精度、材質及相關的技術條件。

2.工藝分析

當設計師接收到設計任務書時，首先要分析以下幾點：

1）對制件的形狀特點、尺寸大小、精度、斷面質量、裝配關系以及相關的技術要求等進行全面的分析。

2）對于尺寸精度要求比較高或成形工藝較為復雜繁瑣的部位進行重點分析，提出解決方案。

3）分析制件所用的材料是否符合沖壓工藝的要求。

4）根據制件的產量，決定模具的結構形式以及模具選用的材料等。

5）根據現有的制造水平及裝備情況，為模具結構設計提供依據。

通過以上分析，確定整個制件的沖壓工藝方案，包括排樣、沖裁或成形的先后分解，變形程度的合理分配工位數的多少以及模具制造能力的評估等，為后面的排樣圖和模具結構設計提供依據。

3.工藝計算

根據制件圖的工藝分析及尺寸公差對制件進行工藝計算。計算前要收集相關的數據及計算資料等。

圖3-1 多工位級進模設計步驟簡圖

1）計算制件毛坯尺寸（除平板落料制件外），并對毛坯進行合理排樣，計算出材料利用率。

2）計算沖壓力，包括沖裁力、彎曲力、拉深力、卸料力、推件力、壓邊力及成形力等，以便確定壓力機。

3）選擇合適的壓力機型號、規格。

4）計算壓力中心，以免模具偏心負荷而影響模具的使用壽命。

5）計算并確定模具主要零件（如凸模、凹模、凸模固定板及墊板等）的外形尺寸以及彈性原件的大小及高度等。

6）確定凸、凹模間隙并計算凸、凹模工作部分尺寸。

7）如果制件中有拉深形狀的，則需計算出拉深模壓邊力、拉深次數、各工序的尺寸分配以及半成品的尺寸等。

4.設計排樣并繪制排樣圖

條料的排樣設計是多工位級進模結構設計的關鍵環節，是能否達到制件要求的重要一步，排樣的好壞，直接影響到模具的結構復雜程度、模具使用壽命和能否順利地沖壓出合格的制件。因此它是多工位級進模設計不可缺少的一部分，而且條料排樣設計必須在模具結構設計之前，前后順序不可對調。設計排樣的最后體現是繪制出排樣圖。

在排樣圖上必須標明以下幾點：

1）步距、料厚及料寬等相關尺寸。如果在排樣圖上設置了導正銷孔，則必須標出導正銷孔的尺寸。

2）在排樣圖的每個工位上標出序號，并在每個對應的序號后面寫出所沖壓的名稱，如工位①沖導正銷孔；工位②空工位……

5.模具總裝圖設計

當排樣圖設計結束后，就可以繪制模具總裝圖了，按我國標準采用第一角畫法。在模具總裝圖里要確定模具所使用的模架形式，包括導向系統，卸料結構，導料裝置，送料和定距方式，凸、凹模的結構形式及固定方法等，都在模具總裝圖的俯視圖和主視圖里一一繪制出來。

（1）俯視圖和仰視圖 俯視圖（或仰視圖）一般是將模具的上部分（或下部分）拿掉，視圖只反映模具的下模俯視（或上模仰視）可見部分（這是沖模的一種習慣性繪制法）。俯視圖通常放在圖樣的下面偏左，繪制總裝圖時一般先畫出。通過俯視圖可以了解模具零件的平面布置、排樣方法以及凹?？椎姆植记闆r。仰視圖一般在必要時才繪制。

一般工廠里的設計師采用計算機中的CAD繪制模具總裝圖時，通常把模具里的所有模板和零部件都在俯視圖里繪制出來，在CAD中用圖層的方式來控制，在不同的零部件里用不同的圖層代碼或編號表示，如上模座的圖層代碼可以用UP或其他的代碼表示，所有的凸模可以放進PUNCH的圖層里，以后要設計變更時，直接打開某一圖層，就可以清晰地看到某一圖層里的相關內容及信息。

（2）主視圖 主視圖放在圖樣的正中偏左，要同俯視圖相對應。常取模具閉合狀態、剖視畫法。主視圖可以充分反映出模具各零部件的結構形狀、安裝方式和某些設計要素。主視圖是模具的主體，一般不可缺少。

主視圖的上、下模部分一般在一張圖樣上表達出來，當模具較大時，也可以在兩張圖樣上繪制，但每張圖樣上應注明視圖的性質。

模具的總裝圖一般采用1：1比例繪制。

6.編寫模具相關使用說明書、填寫零件明細欄

（1）說明書 說明書內容如下：

1）選用的壓力機、模具閉合高度、輪廓尺寸、規定行程范圍及每分鐘沖壓次數等。

2）選用自動送料機構類型、送料步距及公差。

3）安裝調整要點。

4）模具刃磨和維修注意點（如哪些凸模和凹模需拆下刃磨，刃磨后如何調整各工作部分高度差值）。

5）對易損件及備件應有零件明細欄。

但一般工廠不把第4）、5）點編寫在模具的說明書內容里，有時會單獨列出。

（2）零件明細欄 零件明細欄的內容如下：

表中填寫各零件件號及對應的名稱、材料、數量等相關信息。個別易損件要增加備件的，可以在備注欄中標明。

7.模具零件圖設計

完成模具總裝圖繪制后，再畫出模具零件圖。模具零件是指模具總裝圖里的所有零部件，當模具總裝圖里部分零部件可以直接到標準件的廠家采購時，可以不在模具零件圖里繪制，直接在明細欄里標明標準件的代號、數量等相關信息即可。

對模具零件圖而言，視圖的多少，以能明白圖形為準。由于零件的大小不一，對于特別細小的零件，為表達清楚，常用局部放大表示。在零件圖里要標明全部尺寸、公差配合、幾何公差、表面粗糙度、材料熱處理硬度及相關的技術要求等。也有的在模具零件圖里不標出表面粗糙度，如直接標明采用快走絲或慢走絲割一修一或慢走絲割一修二等加工，在模具工廠里也能明白其表面粗糙度值為多少。

模具的零件圖一般采用1：1的比例繪制，并嚴格按照機械制圖標準繪制。

8.出圖（計算機打印圖樣）

完成模具所有的圖樣，采用計算機打印出，經過校對及審核后蓋上受控章才可發行。模具所有的圖樣為一式兩份，一份由制造部門簽收，另一份為檔案室存檔用。

9.全部資料存檔

待模具制造結束后，試制完成投入生產，這時把所有的技術資料進行整理歸檔。其內容包括：

1）客戶所有的技術資料。

2）模具所有的圖樣。

3）試模時出現的問題點記錄及模具照片。

4）制件檢測報告。

5）模具驗收報告等。