第3章 多工位级进模设计步骤和注意事项

3.1 多工位级进模设计步骤

多工位级进模结构一般都比较复杂、精密，冲压速度高，造价高，制造周期长，所以在设计级进模时，应十分细致、全面地考虑每一个环节。特别是某些模具有几个方向的运动，机构多种多样，给设计工作带来很多困难。

简单地说，级进模设计步骤就是设计师从接到设计任务后到出模具图样的过程，这中间所进行的工作有先后次序。随着现代化软件的发展，设计师一般不采用手工绘制图样，大都采用先进的CAD或UG等软件进行设计，但不管采用什么方法设计，其想要达到的目的和结果是一致的，即用较短的时间，设计出质量最好的经济而实用的多工位级进模。

多工位级进模的设计步骤没有固定的模式，但设计的基本顺序是大同小异的，图3-1所示为多工位级进模设计步骤简图。

1.设计任务书

设计任务书是提供模具设计的主要依据之一，设计任务书中应向模具设计者提供的重要资料为制件图，包括制件的年产量、送料方向、使用压力机技术要求等。从制件图中，设计师可以了解制件的形状、结构、尺寸大小、公差精度、材质及相关的技术条件。

2.工艺分析

当设计师接收到设计任务书时，首先要分析以下几点：

1）对制件的形状特点、尺寸大小、精度、断面质量、装配关系以及相关的技术要求等进行全面的分析。

2）对于尺寸精度要求比较高或成形工艺较为复杂繁琐的部位进行重点分析，提出解决方案。

3）分析制件所用的材料是否符合冲压工艺的要求。

4）根据制件的产量，决定模具的结构形式以及模具选用的材料等。

5）根据现有的制造水平及装备情况，为模具结构设计提供依据。

通过以上分析，确定整个制件的冲压工艺方案，包括排样、冲裁或成形的先后分解，变形程度的合理分配工位数的多少以及模具制造能力的评估等，为后面的排样图和模具结构设计提供依据。

3.工艺计算

根据制件图的工艺分析及尺寸公差对制件进行工艺计算。计算前要收集相关的数据及计算资料等。

图3-1 多工位级进模设计步骤简图

1）计算制件毛坯尺寸（除平板落料制件外），并对毛坯进行合理排样，计算出材料利用率。

2）计算冲压力，包括冲裁力、弯曲力、拉深力、卸料力、推件力、压边力及成形力等，以便确定压力机。

3）选择合适的压力机型号、规格。

4）计算压力中心，以免模具偏心负荷而影响模具的使用寿命。

5）计算并确定模具主要零件（如凸模、凹模、凸模固定板及垫板等）的外形尺寸以及弹性原件的大小及高度等。

6）确定凸、凹模间隙并计算凸、凹模工作部分尺寸。

7）如果制件中有拉深形状的，则需计算出拉深模压边力、拉深次数、各工序的尺寸分配以及半成品的尺寸等。

4.设计排样并绘制排样图

条料的排样设计是多工位级进模结构设计的关键环节，是能否达到制件要求的重要一步，排样的好坏，直接影响到模具的结构复杂程度、模具使用寿命和能否顺利地冲压出合格的制件。因此它是多工位级进模设计不可缺少的一部分，而且条料排样设计必须在模具结构设计之前，前后顺序不可对调。设计排样的最后体现是绘制出排样图。

在排样图上必须标明以下几点：

1）步距、料厚及料宽等相关尺寸。如果在排样图上设置了导正销孔，则必须标出导正销孔的尺寸。

2）在排样图的每个工位上标出序号，并在每个对应的序号后面写出所冲压的名称，如工位①冲导正销孔；工位②空工位……

5.模具总装图设计

当排样图设计结束后，就可以绘制模具总装图了，按我国标准采用第一角画法。在模具总装图里要确定模具所使用的模架形式，包括导向系统，卸料结构，导料装置，送料和定距方式，凸、凹模的结构形式及固定方法等，都在模具总装图的俯视图和主视图里一一绘制出来。

（1）俯视图和仰视图 俯视图（或仰视图）一般是将模具的上部分（或下部分）拿掉，视图只反映模具的下模俯视（或上模仰视）可见部分（这是冲模的一种习惯性绘制法）。俯视图通常放在图样的下面偏左，绘制总装图时一般先画出。通过俯视图可以了解模具零件的平面布置、排样方法以及凹模孔的分布情况。仰视图一般在必要时才绘制。

一般工厂里的设计师采用计算机中的CAD绘制模具总装图时，通常把模具里的所有模板和零部件都在俯视图里绘制出来，在CAD中用图层的方式来控制，在不同的零部件里用不同的图层代码或编号表示，如上模座的图层代码可以用UP或其他的代码表示，所有的凸模可以放进PUNCH的图层里，以后要设计变更时，直接打开某一图层，就可以清晰地看到某一图层里的相关内容及信息。

（2）主视图 主视图放在图样的正中偏左，要同俯视图相对应。常取模具闭合状态、剖视画法。主视图可以充分反映出模具各零部件的结构形状、安装方式和某些设计要素。主视图是模具的主体，一般不可缺少。

主视图的上、下模部分一般在一张图样上表达出来，当模具较大时，也可以在两张图样上绘制，但每张图样上应注明视图的性质。

模具的总装图一般采用1：1比例绘制。

6.编写模具相关使用说明书、填写零件明细栏

（1）说明书 说明书内容如下：

1）选用的压力机、模具闭合高度、轮廓尺寸、规定行程范围及每分钟冲压次数等。

2）选用自动送料机构类型、送料步距及公差。

3）安装调整要点。

4）模具刃磨和维修注意点（如哪些凸模和凹模需拆下刃磨，刃磨后如何调整各工作部分高度差值）。

5）对易损件及备件应有零件明细栏。

但一般工厂不把第4）、5）点编写在模具的说明书内容里，有时会单独列出。

（2）零件明细栏 零件明细栏的内容如下：

表中填写各零件件号及对应的名称、材料、数量等相关信息。个别易损件要增加备件的，可以在备注栏中标明。

7.模具零件图设计

完成模具总装图绘制后，再画出模具零件图。模具零件是指模具总装图里的所有零部件，当模具总装图里部分零部件可以直接到标准件的厂家采购时，可以不在模具零件图里绘制，直接在明细栏里标明标准件的代号、数量等相关信息即可。

对模具零件图而言，视图的多少，以能明白图形为准。由于零件的大小不一，对于特别细小的零件，为表达清楚，常用局部放大表示。在零件图里要标明全部尺寸、公差配合、几何公差、表面粗糙度、材料热处理硬度及相关的技术要求等。也有的在模具零件图里不标出表面粗糙度，如直接标明采用快走丝或慢走丝割一修一或慢走丝割一修二等加工，在模具工厂里也能明白其表面粗糙度值为多少。

模具的零件图一般采用1：1的比例绘制，并严格按照机械制图标准绘制。

8.出图（计算机打印图样）

完成模具所有的图样，采用计算机打印出，经过校对及审核后盖上受控章才可发行。模具所有的图样为一式两份，一份由制造部门签收，另一份为档案室存档用。

9.全部资料存档

待模具制造结束后，试制完成投入生产，这时把所有的技术资料进行整理归档。其内容包括：

1）客户所有的技术资料。

2）模具所有的图样。

3）试模时出现的问题点记录及模具照片。

4）制件检测报告。

5）模具验收报告等。