在冲模开发过程中，冲压工艺设计和模具结构设计联系紧密却各有侧重：冲压工艺设计是一个复杂的知识继承、集成和创新过程；冲模结构设计中，模具装配体包含众多类型的标准件、半标准件、非标准件等零部件以及相对集中的装配约束。因此，作为冲压工艺设计的下游，冲模结构设计如何按照设计方法学的要求，支持其上游富于创造性的设计过程，如何以统一的技术路线、丰富的技术方法完成自身量大面广的零部件设计和装配关系定义，对于冲压产品开发的质量、成本和生产效率具有重要的意义。 本文在回顾和分析冲模结构CAD技术发展历程的基础上，针对上游冲压设计过程和自身设计过程中富含概念设计等特点，提出了“纵横结合”的冲模结构CAD设计构想，即通过提供纵向设计向导和横向设计平台支持反复设计环境下的创造性设计，并对该设计构想的几项关键技术进行了重点研究。 针对冲模结构设计中各种标准件、半标准件、非标准件的设计特点，本文提出了主动约束变量矩阵理论，重点研究了各类零部件的各种约束变量在该理论中的映射，比较了具有代表性的几类零部件设计策略的异同，从而提出了各类零部件设计的统一的技术路线和不同的技术方法。 建立了横向设计平台关键技术实现策略。研究了横向平台在智能化设计环境中的功能，开发了智能装配助手、咨询助手、凸模生成助手等功能模块，重点实现了零部件上刃口环的定位与生成、凹模板上排样图的分层定位与生成等关键技术。 建立了纵向设计向导关键技术实现策略。依据主动约束变量矩阵理论，以变量化技术为主要手段，集成COM、变量化装配设计、特征、三维设计、ODBC、数据库等相关技术，统一给出了各类零部件设计的技术路线：通过建立数据库、图形库，实现其相互通讯，完成标准件的设计；通过确定基本主动约束变量矩阵和附加主动约束变量矩阵，以变量化技术动态约束驱动非标准件的生成和装配关系定义；通过确定从动约束矩阵，以变量化技术动态实现半标准件设计。重点实现了基于开放式平台的变量化支持自项向下的模具总体结构设计、凸模设计和凹模设计等关键技术。 基于关键技术的研究，本文在SolidWorks平台上，建立了基于开放式平台的变量化冲模结构设计系统，提供了反复设计环境下“纵横结合”的冲模结构设计平台，设计者能够在系统提供的横向设计平台和纵向设计向导的支持和引导下完成支持反复设计的冲模结构设计。