冲压加工中的凸模及其设计

在冲压过程中，冲模中被制件或废料所包容的工作零件叫凸模，一般用于冲压加工制件内孔或内表面。

（1）凸模的形式 由于制件的形状和尺寸的不同，冲模结构与加工及装配工艺等实际条件的不同，凸模工作部分的形状是各式各样的，但按工作部分和固定部分的形状不同基本分为两种。一种是台阶式凸模，即工作部分和固定部分的形状和尺寸不一致，工作部分是各式各样的，固定部分是圆形的或矩形的。另一种是直通式凸模，即工作部分和固定部分的形状和尺寸完全一致。圆形凸模一般都采用台阶式，非圆形凸模在强度与刚度足够时，应尽量采用直通式，以便线切割加工和成形磨削加工。

（2）凸模固定方法（表2-9）

表2-9 凸模固定方法

（续）

（3）凸模的长度 落料模、级进模、复合模的结构已标准化，凸模长度应按标准结构选取。若采用非标准结构，可按下式计算。有关数据如图2-1所示。

L=h₁+h₂+h₃+h （2-1）

式中 L——凸模长度（mm）；

h₁——凸模固定板厚度（mm）；

h₂——固定卸料板厚度（mm）；

h₃——导料板厚度（mm）；

h——附加长度（mm），一般取15～20mm。

（4）凸模强度与刚度校核 一般情况下，凸模强度与刚度是足够的，没有必要进行校核。但是，当凸模的断面尺寸很小，凸模长度又长同时制件较厚时，则应进行承压能力和抗纵向弯曲能力的校核。

1）承压能力校核。

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图2-1 凸模长度的计算

对于圆形模

对于其他形状凸模

式中 d_min——凸模最小直径（mm）；

S_min——凸模最小横截面积（mm²）；

F′_z——凸模纵向所承受的压力，它包括冲裁力和推件力或顶件力（N）；

t——制件厚度（mm）；

τ——材料抗剪强度（MPa）；

[R_mc]——凸模材料淬火回火后的许用压应力（MPa），可取[R_mc]=（1.0～1.6）×10³MPa，如凸模有导向可取[R_mc]=（2～3）×10³MPa。

2）失稳弯曲应力校核。

有导向的异形凸模

有导向的圆凸模

无导向的异形凸模

无导向的圆凸模

式中 L_max——凸模允许最大长度（mm）；

I——凸模最小横截面积的惯性矩（mm⁴）。