在冲裁加工中，有时会发生凸模刃部折损和肩部破损等问题。
这些问题大多是由于零件的技术数据不足，以及冲裁工具的材质和形状选择错误所引起的。为了减少这些问题，并考虑到工具钢的疲劳强度和肩部的应力集中等，本页列出了正确使用凸模的基准。
1.
冲裁力P [kgf]
2. 凸模刃部的破损
施加于刃部的应力σ[kgf/mm2]
［例2］使用肩型凸模 SPAS6－50－P2.8
顶料型凸模 SJAS6－50－P2.8
(d1尺寸根据
点击此处为0.7)时，求取凸模刃部的破损可能性。(冲裁条件与例1相同。)
(a)肩型凸模则根据公式(2)
σs＝4×1.2×64／2.8＝110kgf／mm2
(b)顶料型凸模则根据公式(3)
σJ＝4×2.8×1.2×64／(2.82－0.72)
＝117kgf／mm2
根据图2，σs为110kgf/mm2时，SKD11凸模约9000冲 次时凸模的刃部有可能发生破损。此外，将材料更换为 SKH51后，发生可能性提高到4万冲次左右。
顶料型凸模也可以同样方法求得破损发生可能性，但由于其截面面积较小，因此5000冲次左右即发生破损。
使用时，使施加于凸模的应力σ低于凸模材质的许用应 力则不会发生破损。
(根据模具精度、模具结构、被加 工材料的规格偏差、凸模的表面光洁度、热处理等条件的不同会有所变化，请将该图作为参考标准。)
〔图2〕 工具钢的疲劳特性
〔表1〕 各种材料的抗剪强度、抗拉强度
材 料 抗剪强度τ
(kgf/mm2) 抗拉强度σB
(kgf/mm2)
软 质 硬 质 软 质 硬 质
铅
锡
铝
硬铝
锌 2～ 3
3～ 4
7～11
22
12 －
－
13～16
38
20 2.5～4
4～ 5
8～12
26
15 －
－
17～22
48
25
铜
黄铜
青铜
白铜
银 18～22
22～30
32～40
28～36
19 25～30
35～40
40～60
45～56
－ 22～28
28～35
40～50
35～45
26 30～40
40～60
50～75
55～70
－
热轧钢板(SPH1～8)
冷轧钢板(SPC1～3)
拉深用钢板
结构用钢板(SS330)
结构用钢板(SS400) 26以上
26以上
30～35
27～36
33～42 28以上
28以上
28～32
33～44
41～52
钢 0.1%C
〃 0.2%C
〃 0.3%C
〃 0.4%C
〃 0.6%C 25
32
36
45
56 32
40
48
56
72 32
40
45
56
72 40
50
60
72
90
钢 0.8%C
〃 1.0%C
硅钢板
不锈钢板
镍 72
80
45
52
25 90
105
56
56
－ 90
100
55
66～70
44～50 110
130
65
－
57～63
革
云母 厚 0.5mm
〃 厚2mm
纤 维
桦 木 材 料 0.6～0.8
8
5
9～18
2 －
－
－
－
－
*{N}＝kgf×9.80665 (Schuler公司、Bliss公司)
3. 最小冲裁直径
最小冲裁直径dmin.
〔图3〕冲裁的加工限度
4. 由纵弯曲引起的破损
纵弯曲负荷 P[kgf]
从该欧拉公式可以看出，若要提高纵弯曲强度P，使用卸料导向件，采用纵弹性系数较大的材质(SKD→SKH→HAP)， 并将刃部的长度缩短后即可。
纵弯曲负荷P表示的是凸模受到纵弯曲负荷发生破损时的值，选定凸模时必须考虑安全系数为3～5。
冲小孔时，选择凸模时特别需要注意纵弯曲负荷和施加于凸模的应力。
[例4] 即便用直杆型凸模在不锈钢板SUS304(板厚1mm，抗拉强度σb＝60kgf／mm2)上用直杆型凸模(SKD11)冲φ8的孔
也不会发生纵弯曲时，求其全长。
此外，若凸模固定板的厚度T＝20mm，则使用全长在107mm以下的凸模，可防止纵弯曲。
如果是卸料板基准(将凸模固定板与杆部以间隙配合，利用凸模刃部导向)的凸模，则全长需在87mm以下。
5. 凸缘部的破损
凸缘部的破损原因正如
点击此处的厚板冲裁用凸模概要中所述，主要是由于冲裁加工时产生的弹性波造成的拉力(在穿通时，相当于冲裁负荷的拉力施加在凸模上)和应力集中所引起的。
凸缘部的防破损方法有
1. 为了缓和应力集中，增大肩部过渡圆弧半径。(使用厚板冲裁用凸模)
2. 增大肩部的强度，使其超过凸模刃部的强度。
在此，我们采用方法2，求得不会使肩部破损的最佳杆径。
计算法
施加在凸模上的冲孔负荷P为
P＝πdtτ
凸缘部的容许应力σw为
(a)肩型凸模的情况下
σw＝Pα／At
＝4Pα／πD2
(b)顶料型凸模的情况下
σwJ＝4Pα／π(D2－M2)
求得冲裁条件与例1相同时
的凸缘部强度。
At：凸缘部的截面面积 ［mm2］
(a)肩型凸模的情况下
At＝πD2／4
(b)顶料型凸模的情况下
At＝π(D2－M2)／4
D：杆部直径
α：应力集中系数
(a)肩型凸模的情况下α≈3
厚板冲孔用凸模α≈2
斜肩凸模α≈1.6
(b)顶料型凸模的情况下α≈5
〔图5〕凸缘部的破损
图表求值法
〔图6〕
a)求板厚t与抗剪强度τ的交点a。
b)从交点a向左或右延长，求得与凸模刃部直径的交点b。
・交点b在冲裁数105线下方，因此SKH、SKD均表示可以承受105次以上的冲裁数。
〔图7〕
c)从交点a向右延长，求得与凸模刃部直径的交点c。
d)从交点c向下，求得与冲裁数104线(标准、厚板用)的交点d、d'。
e)从交点d、d'向右延伸，求得杆径。
・由于标准凸模(SKH)为14.0，因此选定杆径为φ16。
・由于厚板用凸模(SKH)为11.8，因此选定杆径为φ13。
本选定表是根据拉伸压缩的疲劳试验结果所得出的结论，与实际的冲裁有些差异，
本表仅供参考。
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