凸模的设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,2.6.2,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。,2.6.2,凸模的设计,尺寸,47.81,、,13.86,按凹模实际尺寸配做，双面间隙,0.19mm,；,材料,rWMn,，,热处理硬度,6062HRC,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。,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,rWMn,，,3,热处理硬度,6062HRC,。,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,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（,145,）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。,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,2-25,。,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,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。,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,(2,15),故,Fmin (2,16),2.6.2,凸模的设计,对于圆形凸模（推料力为,0,时）：,dmin (2,17),式中：,凸模最小断面的压应力,(MPa),P,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,）,被冲材料的抗剪强度,(MPa),凸模材料的许用压应力（,MPa,）,一般对于,T8A,、,T10A,、,Cr12MoV,、,GCr15,等模具钢，淬火硬度,5862HRC,时，可取：,=( 1.0,1.6)103MPa,凸模有特殊导向时，可取,（,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,）。,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,- 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,PP0,根据欧拉公式：,故,为了考虑冲裁速度等因素的影响，必须设置安全系数,K,，即,(2,18),2.6.2,凸模的设计,式中,Pc ,凸模临界压力（,N,）,P, 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。,对圆形断面,Jmin =,对矩形断面凸模，,min,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,）,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,=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，可取,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, =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,=500Mpa,，凸模直径,d=12mm,，求得点,在冲次,n=1105,以上，故可判断该凸模可冲,105,次以上。,2.6.2,凸模的设计,、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。,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,35mm,；,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,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,5862HRC,。工作部分的表面粗糙度,Ra=0.321.25um ,固定部分为,Ra=0.632.5um,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。见图,2-22,。,2.6.2,凸模的设计,(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,。,图,2-32,长圆形冲孔凸模,