冲小孔凸模受力分析及折断形式
冲模的失效形式及原因浅析
除 上 述 磨 损 、断 裂 、 变 形 、疲 劳 四种 失 效 形 式
外 ，由于操作 不 当或设 备故 障 、其他 意外造 成模 具 事 故 而使模具 失效 均不 可预 测 ，则另 当别论 。
二 、冲 模 失效 原 因分 析
虽然 磨损 是 冲模 正 常而 主要 的失效 形式 ，但在 失效报废 （ 久失效 ）前没 有达 到应有 的寿命则 属 永 提 前失效 。一套 冲模 提 前永 久失效 ，必 须 复制一套
策 是 十分必要 的。
一
３ 变 形 是 冲 模 比 较 少 见 的 失 效 形 式 ．
、
冲 模 的 失 效 形 式
由于 热处 理硬 度不 足或局 部 出现软 点 ，凸模 承 载后 端部或 尾 部镦 粗 、刃 口局 部压塌 、模 腔底 部 压
凹、成形模 腔壁 和 凸筋 压堆变 形 、压 花模 压 花浮雕 所 有 实 施 分 离 变 形 的 冲裁 模 ， 除 通 常 的 冲 孔 模 与 凸 台压 扁等 。 凸 、凹模 变形 失效 不 多见 ，而且 多 和落料模 以及 冲孔—— 落 料连 续模 与复合 模外 ．还 数 易 修 复 。 包 括切 口、切 边 、剖切 、切舌 、剪 切 、剪 断等 工艺 作 业所有单 工 位与 多工位 冲模 ，都 是 由于 刃 口过量 磨损 且预 留刃 磨 量 已全 部 磨耗 ，匹 配 的 附助 装 置 ： 模 架的导 向系统 、定 位系统 等也 都磨 损或损 坏 而导 致 冲模失效 。这 些模 具最终 冲 出的工 件 ，毛刺高 度 严重 超标 ，尺寸 也超 差。 已不可 能修 复使其再 冲出 合格 冲件 即无 修理价值 。 所有成 形模 ，除通 常 的拉伸模 、弯 曲模 外 ，还 有压 印 、压 花 、缩 径 、凸 肚 、翻 边 、搬 边 、卷边 、 体积 冲压等 工 艺作 业 所用 的单 冲 、多 工 位 连 续模 其磨损 后 的主要 表现分 别 为 ：成形 凸模 的成 形部位
凸凹模组合固定形式分析
结构形式冷冲模的凸模总的来说分为两大部分，即凸模的工作部分和凸模的安装部分。
凸模的工作部分是直接完成冲压加工的，其断面形状、尺寸应根据冲压件的形状尺寸以及冲压工序的性质，特点进行设计。
凸模的安装部分是将凸模的安装在凸模固定板上，然后固定在模座上，使之成为一体构成上模。
在厚板料上冲小孔时，为了不使小孔凸模由于细而在冲载时折断，可在细小凸模外面加以护套保护，以在冲压时对冲孔凸模起到导向的作用。
为了增加凸模的强度和刚度，小型整体式凸模的非工作部分，应采用直径或断面尺寸逐渐增大的多级凸模结构形式，但台阶之间要圆滑过渡，以免因为冲压时应力集中而造成凸模折断。
固定方法凸模的安装部分多数是与固定板结合后安装在模座上的，其凸模的安装形式是根据凸模冲压时受力状态、在模具中安装位置有限空间、模具对该凸模具有的特殊要求、凸模自身形状与其工艺特性等因素所决定的。
在生产中安装方式主要有以下集中形式：a.背台式固定法背台式固定法是采用较多的一种安装形式。
多用于冲压力较大、要求稳定性好的凸模安装，其凸模的安装部分上端有大于安装断面尺寸的背台，以防止凸模在固定板中脱落，凸模和固定板多采用过度配合或过硬配合形式，其装配稳定性较好，但不便于经常的拆卸和维修。
b.铆接式固定法凸模装入固定板以后，将凸模上端留出的斜面，以防凸模脱落。
这种凸模固定形式，多用于不规则形状断面的凸模安装，凸模可做成直通式以便于加工。
但这类凸模，在热处理淬火时，应采用局部淬火工艺，即铆接安装部分淬火硬度不应过高，以便于铆接。
c.叠装固定法对于一些中型或者大型凸模，其自身的安装基面过大，一般可采用螺钉及销钉将凸模固定在凸模固定板上，方法安装简便、稳定性好。
d.浇注粘结固定法对于冲在厚度小于2mm以下、冲压力不大的冲模，可用低熔点合金、环氧树脂、无机黏结剂等浇注粘结固定。
利用这种方法，其固定板与凸模间有明显的大的间隙，固定板只需粗略加工，方便省工。
凸模安装部分也无需要精密加工，简化了装配。
垫圈冲孔、落料级进模设计
落料冲孔级进模设计工件名称：垫圈生产批量：大批量材料：H62-M厚度：1.5mm工件简图见图1图1垫圈一、工艺性分析图示零件材料为H62-M，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。
外形落料的工艺性：垫圈属于中等尺寸零件，料厚1.5mm，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。
冲孔的工艺性：φ6.5mm，尺寸精度要求一般，可采用冲孔。
此工件只有外形落料和冲孔两个工序。
图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸，按惯例取IT14级，符合一般级进冲压的经济精度要求。
由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。
二、排样设计1、确定零件的排样方案设计模具时，条料的排样很重要。
垫圈零件具有外形规则的特点，采用直排（图2所示）的排样方案进行冲裁。
图2 条料的排样2、条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算查表取得搭边值为1.5mm 和1.8mm 。
条料宽度的计算：拟采用无侧压装置的送料方式，由b -Δ=〔D+2a+c 1〕- Δ﹝2﹞D —条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a —侧搭边值c 1—导料板与最宽条料之间的间隙代入数据计算，取得条料宽度为26mm 。
导尺间距离的计算：由s=D+2(a+c 1),代入数据计算得导尺间距离为27 mm 。
由文献﹝2﹞ 材料利用率通用计算公式η =%100⨯BsnA 式中 A —一个冲裁件的面积，mm 2;n —一个进距内的冲裁件数量；B —条料宽度，mm;s —进距， mm得η=%1009.255.1546.2431⨯⨯=60.44%三、工艺方案的确定手柄零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。
方案一：用简单模分三次加工，即落料——冲孔——冲孔。
方案二：冲孔落料复合模。
方案三：冲孔落料级进模。
采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。
垫圈外形结构简单，可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。
冲裁小凸模强度计算的新探讨
足够的。 那么， 为什么还会折断呢？ 开始认为把小凸模
最 细直 径 的长度 减 短 能解 决 这 个 问题 ． 果 还 是无 济 结 无 事 ， 来 又把 它加 长 ， 后 凸模 反 而不 再 折 断 （ 具体 例 子 见 后文 ） 通过 较深 入 的分 析 ， 为ｘ ｄ 凸模 只进行 压 。 认 ｔ ，，
由式 （ ） １ 推论 ： Ｅ、 、 一定 ， 若 －厂 ， Ｐ与 Ｚ成反 比 ， 随着
．
ｄ — 凸模 最 细直 径 ，ｍ — ｅ
卜
单 向 冲裁 间 隙 ，ｍ ｃ
２ 少 ， 著 增 大 ， 就 是 说 凸模 端 部 产 生 同样 的位 减 Ｐ显 也 移厂 ，若 凸模 的 ２ 短 １ ， 就增 加 ８倍 ，Ｉ 面 的 缩 ／ Ｐ值 ２ Ｉ端
面进 行探 讨 。
２２ 受 力分析 和公 式 推导 ．
冲裁 时 （ 图 １ ， 用 于 凸模 上 一 个轴 向 力 Ｑ（ 见 ）作 冲
裁 力 ）还 有 一 个 偏 载 力 Ｐ 由 于 冲裁 间隙 ， 料 不 ， ， （ 板
软 硬不 均 ） 力 Ｐ一 开 始就 作 用 在 模 上 ， 力 是随 。 而
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Ｓ－ Ｎ ］ 超 １檩 ｉＩ 抱 ｊ 真 １ 国 ｒ县 橇
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模
技
术 ・
冲 裁 小 凸 模 强 度 计 算 的 新 探 讨
四川 江华 机 器 厂研 究 所 （ 四川 成都 ６ ００ ） １ １ ６ 万 文诚
３ 小 凸模 强 度 核 算 举 例
已知 ：１被 冲 零 件 ： （） 材料 ０ Ｆ ｔ０５ ｍ． ８ ， ．ｒ 冲孔 山任 ＝ ａ ：
ｄ ２７ ＝ ．ｍｍ（ 孑 ） 多 Ｌ。 （） ２ 凸模材 料Ｔ ０ 淬火 成５ ～ ６ Ｃ 尺寸 如刚２ １ Ａ， ２ ５ ＨＲ ，
冲裁小孔凸模设计
机械设计与制造第12期218M achi ner y D es i gn&M anuf act ur e2010年12月文章编号：l o ol一3997(20l O)12一0218-02冲裁小孔凸模设计赵世友(沈阳职业技术学院，沈阳110045)T he deSi gn O f bI anki ng h0Ie pU nC hZ H A O Shi_you(Shenyang V ocat i on a】and T b chni cd C ol l ege，Sh enyang110045，C hina)中图分类号：TH l6文献标识码：A1引言小孔冲孑L模一般指d≤t或d<1m m的冲孔模。
小孔冲孔模和普通冲孔模最大区别是小孔冲孔模需要提高冲裁凸模的强度和刚度，保证冲裁凸模在冲孔过程中的稳定性，以便冲孔过程顺利进行。
冲裁凸模直径较小，经常折断，给生产和模具修理带来很多麻烦，因此，如何解决这个问题，成为“冲裁小孔凸模设计”的关键。
如图1所示，为弹压导板式冲孔模。
凸模l及其它凸模与固定在弹压导板4上的压板5均为日加。
小间隙配合，外加小导板3，与凸模也为小间隙配合。
这样，冲裁时凸模的稳定性得到了提高，可以防止凸模折断。
小导板3到固定板2之间的距离可取(3—4)f，￡为板料厚度。
凸模刃磨后，小导板3也要相应地磨薄，以免冲裁时相碰撞。
图l弹压导板式冲孔模1．凸模2周定板3／J、导板4．弹压导板5．压板6．定位板7．凹模尽管这样，在生产中冲裁小凸模经常折断，有时，虽然冲孔直径大于板厚，但由于凸模直径较小，例如小于3m m，如果仍采用常规的结构形式，即一端固定，另一端自由，冲裁时稍受侧向力，就可能引起凸模折断。
★来稿日期：201咖2—202冲裁小凸模折断原因分析2．1冲裁过程及受力分析冲裁时如图2所示，作用于凸模上一个轴向力Q(冲裁力)，还有—个偏载力只由于冲裁间隙，板料不平，软硬不均)。
力尸一开始就作用在凸模上，冲小孔时，由于材料流人凹模向周围扩展困难，使冲入凹模内的材料厚度小于凸模切入板料的深度。
浅探提高小孔冲裁模中凸模强度的措施
浅探提高小孔冲裁模中凸模强度的措施作者：沈步楼来源：《教育教学论坛》2012年第41期摘要：针对小孔冲裁模中凸模容易折断的问题，本文从凸模的结构、外界干扰因素、冲裁力、增加导向工具、合理选材等方面，浅谈提高小孔冲裁模中凸模强度的几点措施。
关键词：小孔凸模；凸模结构；冲裁力中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）11-0184-02冲裁是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的冲压工序。
冲裁工序大致可以分以下几种：比较常用有割断、落料、冲孔、切边、切口、剖切等。
但一般来说，冲裁主要是指落料和冲孔。
从板料上沿封闭轮廓冲下所需形状的冲件或工序件叫落料；从工序件上冲出所需形状的孔（冲去部分为废料）叫冲孔。
例如冲制一平面垫圈，冲其外形的工序是落料，冲其内孔的工序是冲孔。
在冲裁小孔时，小孔凸模不但要承受正常的轴向反冲击力的作用，因为坯料在冲裁过程中有时可能会发生坯料位置偏离、卸料板本身的挪动、冲裁力度不匀等情况，小孔凸模有时还要承受径向力的作用，而且跟一般的凸模比较，小孔凸模又长又细，由于上面的各种原因都会使小孔凸模本身的硬度和强度比一般的凸模稍为差一些，在工作过程中比较容易出现弯曲，甚至易断现象，所以为了避免小孔凸模在冲裁过程中出现弯曲或折断，本文从凸模的结构、外界干扰因素、冲裁力、增加导向工具、合理选材等方面，浅谈提高小孔冲裁模中凸模强度的几点措施。
一、改善小孔凸模的结构通过对大量折断小孔凸模的研究发现，凸模折断主要是受到了侧向力的作用，侧向力产生的较大弯曲应力超过了许用弯曲应力致使凸模折断。
小孔凸模细端可以简化为悬臂梁，减少细端长度可以大大减少小孔凸模的弯曲变形。
由于受到模具整体结构、工艺要求等因素的限制，尽管减小凸模长度是提高凸模强度最为有效的方法之一，但往往难以自如运用，在设计时只有适当增加小孔凸模细端长度来减少凸模在弯曲挠变时的折断失效，例如可以在模具结构、工艺性质允许的条件下，使用加厚凸模或超短凸模垫板来缩短凸模长度法，这样就可以极大地降低模具设计难度，有效地提高模具寿命。
冲压模具常见故障分析及解决方式
冲压是大量量零件成型生产实用工艺之一。
在冲压生产进程中，模具出现的问题最多，它是整个冲压生产要素中最重要的因素。
直接影响到生产效率和本钱。
影响到产品的交货周期。
模具问题主要集中在模具损坏、产品质量缺点和模具的刃磨方面，它们长期困扰着行业生产。
只有正确处置这几个关键点。
冲压生产才能够顺利进行。
1 模具故障模具故障是冲压生产中最容易出现的问题，常常造成停产，影响产品生产周期。
因此，必需尽快找到模具故障原因，合理维修。
模具损坏模具损坏是指模具开裂、折断、涨开等，处置模具损坏问题，必需从模具的设计、制造工艺和模具利用方面寻觅原因。
首先要审核模具的制造材料是不是适合，相对应的热处埋工艺是不是合理。
通常，模具材料的热处置工艺对其影响很大。
若是模具的淬火温度太高，淬火方式和时间不合理，和回火次数和温度、肘间选择不妥，都会致使模具进入冲压生产后损坏。
落料孔尺寸或深度设计不够，容易使槽孔阻塞，造成落料板损坏。
弹簧力设计过小或等高套不等高，会使弹簧断裂、落料板倾斜．造成重叠冲打，损坏零件。
冲头固定不妥或螺丝强度不够．会致使冲头掉落或折断。
模具使历时，零件位置、方向等安装错误或螺栓紧固不好。
工作高度调整太低、导柱润滑不足。
送料设备有故障，压力机异样等，都会造成模具的损坏。
若是出现异物进入模具、制件重叠、废料阻塞等情况未及时处置，继续加工生产，就很容易损坏模具的落料板、冲头、下模板和导柱。
卡模冲压进程中，一旦模具合模不灵活，乃至卡死，就必需当即停止生产，找出卡模原因，排除故障。
不然，将会扩大故障，致使模具损坏。
引发卡模的主要原因有：模具导向不良、倾斜。
或模板间有异物，使模板无法平贴；模具强度设计不够或受力不均。
造成模具变形，例如模座、模板的硬度、厚度设计过小，容易受外力撞击变形；模具位置安装不准，上下模的定位误差超差。
或压力机的精度太差，使模具产生干与；冲头的强度不够、大小冲头位置太近，使模具的侧向力不平衡。
这时应提高冲头强度，增强卸料板的引导保护。
冲压模具设计与制作配套案例库：案例09 冲模结构与设计(1)
案例九冲模结构与设计冲模是冲压生产的主要工艺设备，冲模结构设计对冲压件品质、生产率及经济效益影响很大。
因此，了解冲模结构，研究和提高冲模的各项技术指标，对冲模设计和发展冲压技术是十分必要的。
8. 1冲模分类及其特点按不同的特征对冲模进行分类，其分类方法主要有：（1）按冲压工序性质可分为冲裁模、拉深模、翻边模、胀形模、弯曲模……。
习惯上把冲裁模当作所有分离工序模的总称，包括落料模、冲孔模、切断模、切边模、半精冲模、精冲模及整修模等。
（2）按冲压工序的组合方式可分为单工序模、级进模和复合模。
1）单工序模在压力机一次冲压行程内，完成一道冲压工序的模具。
2）级进模在压力机一次冲程内，在模具不同工位上完成多道冲压工序的模具。
3）复合模在压力机一次行程内，在模具一个工位上完成两道以上冲压工序的模具。
（4）按进料、出件及排除废料方式可分为手动模、半自动模、自动模。
（5）按模具零件组合通用程度可分为专用模（包括简易模）和组合冲模。
（6）按凸、凹模材料可分钢模、硬质合金模、钢结硬质合金模、聚氨酯模、低熔点合金模等。
（7）按模具轮廓尺寸可分为大型模、中型模、小型模等。
8.2冲模零部件分类及功能各种类型冲模复杂程度不同，所含零件各有差异，但根据其作用都可归纳为如下五种类型：(1)工作零件工作零件直接使被加工材料变形、分离，而成为工件，如凸模、凹模、凸凹模等。
(2)定位零件定位零件控制条料的送进方向和送料进距，确保条料在冲模中的正确位置，有挡料销、导正销、导尺、定位销、定位板、导料板、侧压板和侧刃等。
(3)压料、卸料与顶料零件压料、卸料与顶料零件包括冲裁模的卸料板、顶出器、废料切刀、拉深模中的压边圈等。
卸料与顶料零件在冲压完毕后，将工件或废料从模具中排出，以使下次冲压工序顺利进行；拉深模中的压边圈的作用是防止板料毛坯发生失稳起皱。
(4)导向零件导向零件的作用是保证上模对下模相对运动精确导向，使凸模与凹模之间保持均匀的间隙，提高冲压件品质。
享钢板小孔冲裁力的研究
Ａ Ｆ Ｄ 区域 （ 只有 方向有拉应力）：
圆柱体镦粗 。区域 １ 区域２ 对 扩张时 ，环形部分２ 犹
－ ＝２（ｒ ４ （ 一Ｋ ｒ ／ ７ Ｆ ３２ ） ｔ
－
如受到一个内压 力的厚壁筒。
对于 区域 １ ，经过计算得 ：
＾
ＡＯＧ区域 ：
方 ： ＝ ＝兀（ｒ ４ 一 ｒ２ 向 Ｐ ａ 一 ３ ） ３ ｃ／ Ｆ 兀 ／ ＝ Ｋｒ ４
择６ ｋ ３ Ｎ的 压 力 机 ，可 以 保证 冲 出 完 整 的 孔 。试 验
＼／ ， ／ ＼ ／ 、 ＼
．
Ｄ ｍ
一
冲出的废料如图８ 所示 。从 图中可 以看 出 ，废料 的 断面情况与理论研究的结果一致 。
图６ 凸模压入板料中的应力分布
冲裁力计算公式 为 ：
＝ ＋ ＝ ＋尸 剪
５ 试验验 证 ．
为 了 验 证 上 述 理 论 研 究 的 正 确 性 ，设 计 制 造 出 了适 合 本 试 验 的 简 易 模具 结 构 ，如 图７ 示 。试 所
验 材 料 为 Ｑ２ ５，板 厚 ５ ３ ｍｍ ，冲 孔 尺 寸 为＠ ｍｍ ， ４
ｐ
／ ．
厂
／
．
进 行分步 冲裁试验 。在选 择压 力机 时 ，结 果选用 ３ ． Ｎ的压 力机 ，根本冲不出４ 。改用公式后选 １ｋ ５ ｑＬ
、
式 中 尸 — — 塑性 变形 时 的应 力 ； 姐
一
８ 厂 ／ ＼ ｌ１ ９ ／１ ＼ １２ Ｏ ／ １３ ／
：
剪切力。
以下举例说明厚钢板ｓ ￣ 裁力计算 公式与普 Ｊ ＠ ｑＬ 通 冲裁的不同 ，以及对实际生产和设备选择时造成
淫
冲裁
图纸规定 的公差范 围内
外形满足图纸 要求；表面平 直，即拱弯小
1、冲裁件断面质量及其影响因素
断面特征
圆角带 a：刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。
光亮带 b：塑性剪切变形。质量最好的区域。 断裂带 c：裂纹形成及扩展。 毛刺区 d：间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。
此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。
0.34
mm
39.7500.085 mm
c凹
(35
0.75
0.34)
0
1 4
0.34
mm
34.7500.085 mm
第二类尺寸：磨损后减小的尺寸
d凹
(22
0.14
0.75
0.28)0
1 4
0.28
mm
22.0700.070 mm
第三类尺寸：磨损后基本不变的尺寸
Z 2t h0 tan
2.经验确定法
2t1
h0 t
tan
较小间隙值（表2.3.2）
较大间隙值（表2.3.3）
（2）经验确定法
对断面质量和尺寸要求高的工件，应选 取小的间隙值。
对于精度要求不高的工件，则应尽可能 采用大间隙以降低冲裁力，提高模具寿 命。
冲裁
冲裁：利用模具使板料产生分离。 冲裁包括：落料、冲孔、切口、剖切、 修边。
冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种
冲压工序。 基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲 压工序件。
冲裁模：冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少
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第一阶 段 ，小孔 凸模冲裁材料下行过 程 ， 凸模受到工件的反冲裁力， 小 并逐步增 大 到 最大 Ｆ， 同时 承 受 凹模 侧 壁产 生 的 不均 衡力 Ｑ和作用在 凸模壁上方 向向上的合力
，的 作 用 。如 图 ３ 一Ａ 。
黼
鬻
小 轧 冲 裁 专 ８ 犊 ； 受 国 务 精 ； 强 良 计 算
二 小子 冲裁过程及 冲裁机理 Ｌ
小 孔 冲 裁 与 一 般 冲 裁有 所不 同 ， 经过 实验与分 析发现 ， 小孔冲裁具有 ５ ＂ － ４ 阶段的 变形 过程 ：①弹 性 变形 阶 段 ；②塑性 流 动 阶
图 １ 冲裁过程工件 断面 图
ｆ
图 ｊ Ａ －
图ｊ Ｂ
图ｊ ｃ
下转 第 ｊ ８页 》 ２
素产生的侧向力，并 由此产生较 大弯 曲应 力 ，超 过 了小 凸模 许 可 弯 曲应 力等 原 因 引 起折断。正确分析４ 凸模的受力情况和 ｑＬ 折断原因 ， 对于改善 凸模结构 ， 防止小凸模 折 断 失效 有 相 当 的意 义 。
异性 、 弹压力不均匀 、 凸模与凹模 同轴度差 等原 因， 致使 凸模受力条件恶劣 ， 侧壁侧压 力不均匀 ，粘着磨损严重 ，特别需要润滑 。
来 自冲模 间 隙不 均 匀 、送 料 推 拉 或 其 他 因
小 孔 冲 裁 过 程 ②③ 阶 段 带 有 明显 的 镦 挤变形特性 ，板料 变形区压应力成分 比普
上 轴 向 力 厂的 作 用 ，此 阶 段 小 凸模 上 行 ， 因此 力 ，的 方 向 向 下 。 如 图 ３ Ｃ。 ’
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中国 科技信息 ２ 年 第 ２ 期 Ｏ≯ ４
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Ａ ＩＮ Ｄ ｅ 砌 ＴＯ ｅ
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种情 况 的力 。 图 ２中，力 Ｆ为小孔 凸模在冲裁时主 要承 受 的 冲裁制 件的 反作 用 力 （ 反冲 裁 力） ，Ｑ 为来 自凹模侧壁 的各 向侧 向力的 合力（ 不均衡力） 在水平方面的分 力， ／为以 摩擦力为主的作用在 凸模壁上的力与制件 不均衡 等引起 的轴 向分 力的合力。 ／， 凸模 的 ｆ压 整 个 过 程 可 以 分 为 三 Ｊ％ － 中 个阶段 ，其在不同阶段的受力情况简图如 图 ３ 示。 所
四 各 阶段的受力分析及折断形式
由于 小孔 凸模冲压过程三个阶段的受 力情况不同 ，小 凸模折断的原 因和形式也 将 不一 样 。 第一阶段 ，力 Ｆ使小 凸模受压 ，由于 小凸模细长 ， 可能产生受压损坏、凸模横 向 剪断或失稳折断 ，由于小凸模 的材料 比板 料 好 ， 生 受 压 损坏 的 可能 性 很 小 ， 比较 产 相 而言 ，力 Ｆ将主要是可能导致 小凸模丧失 稳定而 折断。此时的小凸模可 以看作是一 端 固定、另一端 铰支的细长梁 ，一般情况
图２
图３
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谯患 钾 每镰 强 誊 锗
据 。 ｜ 、
分离 推 缶 阶 段 。如 图 ｌ。 ¨ 小 孔 冲裁 与普 通 冲 裁 不 同之 处 表 现 在 第②③阶段 ，当 凸模下压板料 ，凸模下方 的材料 向孔周流动并 同时被挤入 凹模孔 内 产生塑性 流动。当 凸模继续下行进入板料 达一定深 度时 ，孔壁材料产生加 工硬化和 塑性 降低 ，这 时材料停 止向孔周围流 动而 被凸模挤 入 凹模内 ，凸模继 续下行直 至在 刃 口处出现显微裂纹 ，工件与废料产生分
仍 然 受 到 了侧 向 力 Ｑ 和 作用 在 小 凸模 侧 壁
４ ： Ｎ 裁 是 冲 孔 孔 径 小 于或 接近 于 材 ，Ｌ ￣ ｆ 料厚 度 （ ｄ≤ｔ ）时的冲裁。由于小 凸模细
长， 刚度差 ， 常常折断 ， 一般采用备料换之。 受力状态类似 于精冲 ， 静水压 通 过 对大 量 折 断 的 ４ 凸模 的 理 论 与 实 验 。 通冲裁时大 ， ｑＬ 力大 ， 废料分离形式是塑剪分离 。 经实验可 分析发现 ，凸模并 不是在开始或冲裁 力最 、小孔 凸模在冲裁时受力比普通冲裁 大时损坏 ，常常是 在冲裁结束或 回程卸料 知，ｌ 时 折 断 。说 明 折断 的 主要 原 因不 是 小 凸模 大且持续 时间长 ，凸模的强度和刚度要求 、在凸模冲挤过程 中，由于板料各向 承 受 不 了 冲裁 力损 坏 ，而 是 小 凸模 承 受 了 高 ；２
第 ： 阶 段 为 小 孔 凸模 冲 裁 结 束 时 ，此 ： 时 小 凸模 受 到 的 板 料 反
忽略 。主要承受 侧向力 Ｑ和 作用在小凸模 侧 壁 上 轴 向 力 厂的 作 用 。 如 图 ３ 一Ｂ。 第 三 阶 段 为 回程 卸 料 阶 段 ，此 时 由于 材料的包紧等因素 ，小 凸模一是受到 了向 下的拉力 Ｆ 作用 ，但 Ｆ， ， 力并 不大。二是
三 小 子 凸模 的 受 力情 况及 分 析 Ｌ
根据 小 孔 冲裁 的过 程及 冲裁 机理 分 析， 可以认为小孔 凸模受力情况复杂， 在冲 裁行进过程 中，小 凸模受到 了来 自板料的 反冲裁力、凹模壁的侧压力、 摩擦力、间隙
不均 匀 、送 料 推 拉 或 其 他 因素 产 生 的 侧 向 力等等。为方便分析 ， 将简化 如图２ 所示三
段 ； ③ 塑 剪 变 形 阶 段 ； ④ 剪 裂 阶 段 ； ⑤
受力分析及折断形式
李星 皮杰 湖南科技职业学院 ４ ０ １ １ １８
文章通过 对 勰 孔 冲裁过程 及 冲压 不 同阶段 的 、
小凸模受 分析 ， 阐述 了 凸模 的 几种 折 々 ｄ孔 断 式誊淘 对 牲 解 凝 视溃 捷 电 理 论 佩