凸模的设计

图2-22。
2.6.2 凸模的设计
淬火长度
说明：1.尺寸5，4.25按凸模实际尺寸配做，双面间隙0.19mm. 2.热处理HRC58-60.
图2-32 长圆形冲孔凸模
(3) 长圆形冲孔凸模为非圆形，且强度、刚度足够， 故也采用直通式铆接固定。如图2-32所示。
(4) 圆形冲孔凸模强度、刚度也无问题，但从加工方 便的角度可采用台阶式台肩固定。见图2-23。
9.98
2.6.2 凸模的设计
1. 尺寸5、4.25按凹模实际尺寸配做，双面间隙 0.19mm；
2. 材料ＣrWMn， 3热处理硬度60~62HRC。
图2-23 阶梯式冲圆孔凸模
2.6.2 凸模的设计
1-垫板2-凸模固定板3-凸模4-凸模5-防转销 6-上模座 图2-24 凸模的固定方法
对圆形断面Jmin = d 4
64
bh3
对矩形断面凸模，Ｊmin＝ 12
d－凸模工作刃口直径(mm)
b－凸模工作刃口宽度(mm)
h－凸模工作刃口长度（mm）
μ－支承系数。当凸模如图（a）所示的无导向装置时，视 为一端固定，另一端自由的支承，取μ=2；如图(b)所示的直
通凸模，由导板或料导向时，可视为一端固定，另一端铰支，
2.6.2 凸模的设计
４、凸模护套
当凸模自由长度大于max时，则应采用护套保护凸模。图 2-31 a）、b）是两种简单的圆形凸模护套。
图a）所示护套1、凸模2均用铆接固定。 图b）所示护套1采用台肩固定 图c）所示护套1固定在卸料板（或导板）4上。 图d）是一种比较完善的凸模护套，三个等分扇形块6固定
全部
2.6.2 凸模的设计
淬火长度
尺寸47.81、13.86按凹模实际尺寸配做，双面 间隙0.19mm；
材料ＣrWMn， 热处理硬度60~62HRC
图2-22直通式落料凸模
2.6.2 凸模的设计
2）、阶梯式：一般用作凸模截面较小强度不好
的凸模，若工作部分为圆形，其固定部分也为圆 形，只是直径由刃口到固定端的直径逐渐加大， 如图2-23。圆形阶梯式凸模常用车、磨加工。若 刃口为非圆形，固定端多用方、矩形，常用仿形 铣或数控铣加工之后，再用成形磨削加工，若工 作部分为非圆形，固定部分为圆形则要加上止转 销。
可取μ＝0.7；如图(c)所示阶梯凸模，由导向板或料板导向时， 可视为两端铰支，取μ =1。
2.6.2 凸模的设计
图2-30 凸模疲劳强度图算法
3） 如果对凸模寿命要求校核，则可利用疲劳强度图表进行 校核。例如图2-30，已知料厚t=4mm，抗剪强度τ=500Mpa， 凸模直径d=12mm，求得点Ⅱ在冲次n=1×105以上，故可判 断该凸模可冲105次以上。
5）低熔点合金粘接法，图2-27。
图2-27 低熔点合金粘接法
图2-28 快换凸模
6）快换凸模，图2-28。
2.6.2 凸模的设计
3、凸模强度校核 ： 一般情况下，可不进行凸模的强度与刚度校
核。只有当凸模特别细长，冲裁厚度较大，而冲 孔相对尺寸较小时，才有必要对最小断面和最大 自由长度进行校核。
5、凸模材料及热处理 凸模的材料与凹模的材料相同。热处理硬度比凹 模稍低，取为58~62HRC。工作部分的表面粗糙 度Ra=0.32~1.25um ,固定部分为Ra=0.63~2.5um
6、本例的凸模设计 (1) 最小凸模符合自由凸模冲孔最小要求，可不进行
强度、刚度校核。 (2) 落料凸模截面较大，可采用直通式铆接固定。见
2.6.2 凸模的设计
2、凸模的固定方法
凸模固定到固定板中的配合或间隙对不要求常拆 换的凸模用N7/m6或M7/m6（双边0.02mm过盈， 需要经常更换的凸模一般用H7/h6（双边0.01mm 的间隙）弹压导板模中凸模与固定板成0.1mm的 双面间隙。
1）铆接固定法：一般用作非圆形小截面直通式凸模 的固定，就是将固定板的型孔倒角（1×45°） 后，再将反铆后的凸模装入，最后一起磨平，如 图2-24左半部份所示。
a) 无导向装置凸模b）有导向装置直通式凸模c）有导向装置阶梯式凸模 图２- 29 凸模的自由长度
2.6.2 凸模的设计
为了使凸模在冲裁时不发生失稳弯曲，凸模
纵向压力P∑应小于或等于临界压力P0,
即P∑≤P0

根据欧拉公式：
Pc
2EJ
l 2
故
2EJ
l2 P
lmax
一般对于T8A、T10A、Cr12MoV、GCr15等模具钢，淬火 硬度58~62HRC时，可取：[σ]=( 1.0 ～1.6)103MPa
凸模有特殊导向时，可取［σ］＝（2～3）×103MPa
2.6.2 凸模的设计
2） 凸模最大自由长度的校核 凸模在冲裁过程中，可视为压杆，因此，可根据
欧拉公式校核其最大自由度（图2-29）。
2 EJmin 2 P

E J m in P
为了考虑冲裁速度等因素的影响，必须设置安全
系数K，即
lmax

K
Hale Waihona Puke E J m in P(2－18)
2.6.2 凸模的设计
式中 Pc — 凸模临界压力（N）
PΣ－ 凸模总压力（N）
max — 凸模最大自由长度
Jmin — 凸模最小断面惯性矩。
2.6.2 凸模的设计
图2-31 凸模护套
在设计中，对于图c）、d）、e）三种结构应注意两点： 1） 上模处于死点位置时，护套1的上端不能离开上模
的 导向元件（如上模导板5、扇形块6、上模护套7）， 其最小重叠部分长度不小于3~5mm；
2） 上模处于下死点位置时，护套1的上端不能受到碰 撞。
2.6.2 凸模的设计
在固定板中，具有三个等分扇形的护套1固定在导板4中， 可以在固定扇形块6内滑动，因此可使凸模在任意位置均 处于三方导向与保护之中。但是结构复杂，制造比较困难。
图e）是图d）所示的改进结构，它既有较好的导向和保护 凸模的作用（凸模在任意位置均有两面处于导向和保护之 中），又有结构简单，制造容易的优点。
4）螺钉、销钉固定法：此法用作圆形或非圆 形直通式大截面有螺钉、销钉分布位置的 凸模的固定，如图2-26。 用此法固定时， 固定板上无型孔，凸模长度短，既省工又 省料。
2.6.2 凸模的设计
a）固定板不加工型孔 b）固定板有通型孔 c）固定板有盲型孔
图2-26 螺钉、销钉固定法
2.6.2 凸模的设计
2）台肩固定法：一般用作圆形小截面台阶式凸模的 固定，使固定板的型孔与凸模固定部分型状一致， 如图2-24右半部份所示。
2.6.2 凸模的设计
3）横销固定法：圆形或非圆形小截面直通式 凸模的另一种固定方法，在凸模的尾部加 工一横孔后穿入一横销，在固定板的背面 （与垫板接触的面）铣出一横销让位台阶， 将带有横销的凸模装入固定板型孔后，将 凸模尾部和固定板背面一起磨平，如图225。
凸模的设计
凸模一般分成两部分，一部分为冲裁的刃口部分， 一部分为联接的固定部分。凸模工作部分的截面 形状与相对应的凹模型孔一致，刃口尺寸可按公 式计算，也可按凹模实际尺寸配制。
1、凸模的结构形式：按工作部分与固定部分是否 相同分为两种：
1）、直通式：其工作部分与固定部分的形状和尺 寸完全相同，如图2-22，此类凸模可用线切割或 成形铣、磨加工；其冲裁工作部分（全长的1/3左 右）淬火，固定部分不淬火（也可以整体淬火后， 将固定部分局部退火）而反铆；凸模加工长度比 设计长度要长1mm左右。只要凸模强度、刚度好， 一般采用此法。
1）凸模最小断面的校核 要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的
压应力不超过凸模材料的许用压应力，即
σ＝
P
Fm in
故
Fmin≥
P

(2－15) (2－16)
2.6.2 凸模的设计
对于圆形凸模（推料力为0时）：
4t
dmin≥
(2－17)
式中：σ－凸模最小断面的压应力(MPa) PΣ－凸模纵向总压力(N) Fmin－凸模最小断面面积(mm2) dmin－凸模最小直径(mm) t－被冲材料厚度（mm） τ－被冲材料的抗剪强度(MPa) [σ] －凸模材料的许用压应力（MPa）