2.1 沖模結(jié)構(gòu)設計的前期準備

一個稱職的沖模設計師，首先應該是一位稱職的沖壓工藝師，應對沖壓工藝了如指掌，能夠獨立解決沖壓過程中出現(xiàn)的各類技術問題。只有熟知沖壓工藝，才可能逐步涉足沖模設計。要做好沖模結(jié)構(gòu)設計，僅靠占有專業(yè)技術資料，掌握并使用各類工具，是遠遠不夠的，還需要結(jié)合現(xiàn)場條件、收集到的信息，進行認真比照、套用、移植、嫁接、匯總、提煉、加工。不僅要在原有基礎上進行改進，還要進行舉一反三的拓展、革新與創(chuàng)造，甚至實際的工藝試驗。這就要求沖模設計人員在不同時期、不同場合，為沖模結(jié)構(gòu)設計進行信息收集、技術儲備，才能做到厚積薄發(fā)、廣開思路，充分運用自己的智慧與經(jīng)驗，調(diào)動各種手段，策劃—構(gòu)思—設計出先進、實用的沖模結(jié)構(gòu)。

2.1.1 注意平時技術資料的積累

不斷拓寬并深化計算機技術在沖模結(jié)構(gòu)設計領域中應用的功能，充分利用一切可以利用的機會，學習和積累專業(yè)技術資料，收集專業(yè)技術信息，及時了解國內(nèi)外業(yè)界的動態(tài)及新技術、新工藝、新材料、新設備。

1.充分利用計算機網(wǎng)絡技術

通過相關網(wǎng)站和其他渠道咨詢、收集、交流沖模技術、沖壓新技術與新工藝等，掌握和熟悉沖壓工藝與沖模結(jié)構(gòu)設計的有關信息與設計資源；構(gòu)建存儲沖壓工藝技術與沖模結(jié)構(gòu)設計資料與相關知識的數(shù)據(jù)庫與圖形庫，以備設計需要時隨時調(diào)出使用。

2.相關技術資料設備要齊全

國內(nèi)出版的專業(yè)手冊、有關標準與技術指導性文件，應逐步備齊；有關專業(yè)刊物應及時閱讀，并摘錄有價值論文要點及優(yōu)秀結(jié)構(gòu)設計范例，隨時備用。

3.多參觀有關展覽收集技術資料與信息

很多展覽會都有新技術、新結(jié)構(gòu)模具展出，通過參觀和與展商溝通交流，都會有所收獲。

4.參加專業(yè)協(xié)會和有關部門組織的技術交流

國內(nèi)外舉辦的專題技術交流，是學習與收集先進技術信息的好機會，除收集資料外，與各方面專家溝通與交流會大有收益。

5.強化實地考察與調(diào)查研究

有針對性地進行具體到一種沖壓零件的沖模結(jié)構(gòu)、專業(yè)生產(chǎn)線的實地考察，具有很強的啟發(fā)性和開拓思路的作用；請教專家和技術工人，會起到汲取營養(yǎng)、缺一補十的良好效果。

2.1.2 沖模結(jié)構(gòu)設計應掌握的基本功

板料沖壓工藝技術參數(shù)、沖模結(jié)構(gòu)設計的有關技術功能參數(shù)，以及沖模基本運作機構(gòu)與裝置的設計計算方法，是各類相關沖模結(jié)構(gòu)設計的重要組成部分，是沖模設計人員的基本功，應該熟知且會靈活應用。這些技術參數(shù)計算及設計計算方法包括以下內(nèi)容：

1）各種沖壓零件的工藝分析、工藝方案對比及可行性研究。

2）各種立體成形沖壓零件展開毛坯的計算及展開平毛坯圖繪制。

3）各種沖壓工序所需壓力與功等力能參數(shù)的計算。

4）各種沖壓設備的合理選型及噸位的準確選定。

5）沖模合理沖壓工作行程與選定沖壓設備關聯(lián)尺寸的核算。

6）標準模架的選擇與計算。

7）凹模尺寸及強度的計算。

8）凸模尺寸計算及其強度與剛度的校核。

9）沖模壓力中心、質(zhì)量、重心等計算。

10）沖模刃口及型腔尺寸的計算。

11）橫向沖壓機構(gòu)設計計算：①各種斜楔傳動機構(gòu)及構(gòu)成零件尺寸的相關計算；②各種平面連桿機構(gòu)及構(gòu)成零件尺寸的相關計算；③肘桿式、搖桿式機構(gòu)及構(gòu)成零件尺寸的相關計算；④橫向沖壓成形的各種旋轉(zhuǎn)模體機構(gòu)及構(gòu)成零件尺寸的相關計算。

12）各種送料機構(gòu)的設計與計算：①鉤式送料機構(gòu)及與沖模的聯(lián)動系統(tǒng)；②輥式送料機構(gòu)及與沖模的聯(lián)動系統(tǒng)；③夾滾式送料機構(gòu)及與沖模的聯(lián)動系統(tǒng)；④夾刃式送料機構(gòu)及與沖模的聯(lián)動系統(tǒng)；⑤夾鉗式送料機構(gòu)及與沖模的聯(lián)動系統(tǒng)；⑥其他送料機構(gòu)及與沖模的聯(lián)動系統(tǒng)。

13）毛坯或半成品送料機構(gòu)的設計與計算：①楔傳動的擺桿—滑板送料機構(gòu)及與沖模的聯(lián)動系統(tǒng)；②肘桿或杠桿拉動—滑板送料機構(gòu)及與沖模的聯(lián)動系統(tǒng)；③凸輪與齒輪傳動的毛坯或半成品送料機構(gòu)及與沖模的聯(lián)動系統(tǒng)；④平面連桿或鉸鏈杠桿送料、推卸與出件機構(gòu)的設計與計算；⑤轉(zhuǎn)盤、滑道及其他半成品送料機構(gòu)與裝置的設計與計算；⑥液壓傳動與推卸機構(gòu)的設計與計算；⑦氣動傳動與推卸機構(gòu)的設計與計算。

14）沖模安全防護系統(tǒng)的設計與計算：①限位柱；②定距套（環(huán)、塊）；③防護柵（屏、罩）；④行程限制器；⑤沖模防護裝置，包括：利用聲學開關元件（傳感器）的模具防護裝置、利用光學開關元件的模具防護裝置、利用感應開關元件（傳感器）的模具防護裝置、利用感應式接近開關（起始器）的模具防護裝置、利用電動—氣動的模具防護裝置，以及其他更高性能的防護裝置。

2.1.3 設計前資料的準備

沖模設計前應準備以下資料：

1）沖模設計任務書及相關產(chǎn)品與工藝技術資料。

2）沖壓零件加工圖樣。

3）沖壓零件的全套工藝文件。

4）相關技術信息與企業(yè)生產(chǎn)計劃及指導性意見，包括：①投產(chǎn)批量及年產(chǎn)量、總產(chǎn)量；②材料供應狀態(tài)及材料入廠檢驗報告；③交貨期；④要求每班產(chǎn)量及生產(chǎn)率；⑤沖壓零件質(zhì)量標準及檢驗辦法；⑥沖壓零件的后續(xù)加工工序及轉(zhuǎn)序方式。

5）沖壓使用設備說明書及設備目前技術狀態(tài)。

6）已生產(chǎn)過的近似沖壓零件的沖壓工藝文件及沖模圖樣，相關使用、修理及壽命信息。

7）必備的國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準，以及有關規(guī)范、規(guī)定。

2.1.4 利用計算機技術輔助沖模設計

計算機技術在沖模技術領域中應用的主要功能之一，就是沖模的計算機輔助設計（沖模CAD）。目前在沖模設計中已開發(fā)應用的主要功能如下所述：

1）計算機繪圖及圖形處理功能，包括沖壓零件圖、沖壓立體成形零件展開毛坯圖、沖壓工藝過程圖、沖壓工藝設備平面布置圖、沖模非標準零部件加工圖、沖模總裝配圖等的繪制、修改輸入、輸出、轉(zhuǎn)換、存儲與控制。

2）沖壓零件與沖模工作零件，如凸模、凹模、凸凹模、鑲嵌拼塊體等三維實體的造型及修改、靈活編輯，輔助復雜模型、刃口及凸模與凹模等關鍵零件的設計。

3）沖模的計算機虛擬裝配技術，即將設計好的沖模零部件在計算機上進行虛擬裝配，以檢驗和校核設計的正確性，為修改設計提供依據(jù)。

4）利用計算機數(shù)值模擬技術，對沖壓成形的全過程進行仿真模擬，從中判定沖壓工藝和沖模結(jié)構(gòu)的合理性，為修改設計提供依據(jù)。

計算機技術在沖模技術領域中應用十分廣泛，除上述計算機輔助沖模設計之外，還有計算機輔助沖模制造（沖模CAM），以及計算機輔助工程及沖模數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)（CAE），計算機輔助管理沖模相關所有信息（PDM）等。實施和應用沖模CAD/CAM/CAE/PDM技術的關鍵之一，是沖模設計方法的規(guī)范化、設計步驟的程序化及沖模結(jié)構(gòu)的標準化與典型化。