對(duì)厚板和高張力鋼板等進(jìn)行沖裁時(shí)，往往會(huì)引起凸模刃口部分的磨損、折損、崩刃以及凸模頭部的破損。凸模頭部破損的主要原因是產(chǎn)生于凸模頭部的集中應(yīng)力和拉伸沖擊力。厚板沖裁用凸模是指對(duì)凸模頭部的形狀進(jìn)行了改良以增加強(qiáng)度的凸模。

關(guān)于凸模頭部破損的原因

1. 受力集中

凸模桿部到頭部形狀發(fā)生很大變化，使得凸模頭部引發(fā)應(yīng)力集中。根據(jù)刃口直徑和桿徑的比值，有時(shí)頭部會(huì)承受比刃口更大的應(yīng)力，從而導(dǎo)致頭部破損。

●因?yàn)楹癜鍥_裁用凸模的頭部下方半徑比標(biāo)準(zhǔn)凸模大，可減少應(yīng)力集中的發(fā)生。但是增大頭部下方半徑也會(huì)導(dǎo)致凸模頭部外徑變大，對(duì)成本和安裝空間造成負(fù)面影響，所以過(guò)度地?cái)U(kuò)大頭部下方半徑是不現(xiàn)實(shí)的。

●斜肩凸模是采用和厚板沖裁凸模相同的頭部下方半徑，并將頭部加工為錐形，以進(jìn)一步減少集中應(yīng)力。

2. 彈性波引起的拉伸力

凸模在沖裁時(shí)會(huì)受到較大的壓縮力，但當(dāng)凸模在材料上沖裁瞬間(擊穿)，壓縮力會(huì)急劇擴(kuò)散，反而會(huì)產(chǎn)生較大拉伸的沖擊力。

該拉伸沖擊力在有些情況下能產(chǎn)生與沖裁負(fù)荷差不多的強(qiáng)力，這正是造成頭部破損的原因。

厚板沖裁凸模優(yōu)勢(shì)所在

1. 凸模頭部的厚度

為了防止沖擊力拉伸所引起的斷裂破損，對(duì)凸模頭部厚度進(jìn)行了設(shè)定。

●厚板沖裁用凸模:8mm

2. 凸模頭部的外徑和頭部下方半徑

考慮到減少應(yīng)力集中的效果和經(jīng)濟(jì)性，頭部下方半徑設(shè)定為 R1.2～R1.5，頭部外徑為D+5mm(D:凸模桿徑)。

頭部下方半徑為R1.2～R1.5、頭部外徑為D+3mm的斜肩凸 模和錐形環(huán)組合使用時(shí)，外徑設(shè)定為與厚板沖裁用凸模相同 的(D+5)。

3. 凸模頭部上方外周

凸模上方的外周成傾斜面，這是為了當(dāng)凸模的軸芯萬(wàn)一發(fā)生錯(cuò)位時(shí)，可防止由施加于外周附近彎曲力矩導(dǎo)致的破壞。

4. 凸模頭部的強(qiáng)度

普通凸模頭部的拉伸強(qiáng)度為1時(shí)，厚板沖裁用凸模約為1.5，斜肩凸模約為1.9。

以凸模頭部的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行比較，例如以重復(fù)次數(shù)104進(jìn)行比較，厚板沖裁凸模頭部能承受普通凸模的約1.8倍的應(yīng)力。另外，以應(yīng)力784MPa(80kgf/mm2)比較時(shí)，厚板沖裁用凸模頭部能承受普通凸模的接近60倍的重復(fù)次數(shù)。