凸模

说到凸模就不得不说明一下冲压模具，凸模是冲压模具工作的时候必不可少的配件，属于可更换的模具耗材。凸模根据材质、形状、用途的不同可以分为引导凸模、子母凸模、抽牙凸模、检知梢、六角凸模、椭圆凸模、成型凸模、扇型凸模、异形凸模、高速钢凸模、钨钢凸模等。

凸模在挤压过程中，发生如《图3：镦粗与变形》所示的镦粗、变形和弯曲等永久变形，称为塑性变形。引起凸模变形的主要原因是：

（1）挤压力过大，超过凸模材料的屈服强度。

（2）凸模的强度和硬度偏低。

（3）毛坯材料的硬度过高。

（4）坯料体积过大，多余材料无法排除。

（5）凸模材料选择不当。

为了防止凸模弯曲和变形，应采用热硬性较好、抗压强度较高的高速工具钢制造凸模，淬火回火后硬度在61HRC以上。提高坯料精度，使坯料两端面平行，并将坯料硬度控制在110HB以上。此外，还应提高模具的导向精度和安装精度，以保证挤压时凸凹模同轴。

冲压模具在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）。冲压--是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

安装在压力机上的模具装配了模具配件如凸模之后直接与材料（金属或非金属）接触，使材料发生分离或塑性变形，从而获得所需的零件。

冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和模具配件的精密度质量等有着直接的关系。

根据选材的不同凸模可以分为SKD凸模\SKH凸模\ASP凸模：

SKD凸模是选用SKD特种模具钢材制造的冲针，根据生产的需要外型上可以有各种不同的造型。

SKH凸模、ASP凸模、钨钢凸模和高速钢凸模因为材质的不同，外观上也是不同的，钨钢冲针看上去颜色会比较黑，而高速钢冲针颜色比较亮一点。

引导凸模又叫引导冲头简称引导冲，根据冲压床的需要可以有有各种造型，有A型B型HB型TAPP型TBPP型等等。

子母凸模又叫子母冲头简称子母冲，在冲头的顶端有一个小的突起，不知道名字是什么来历，或许是因为冲头顶端的突起吧。字母冲针可以分为标准型A型JSBP型等型号。

还有抽牙凸模、检知梢、六角凸模、椭圆凸模、成型凸模、扇型凸模、异形凸模、高速钢凸模、钨钢凸模等。

在冲裁加工过程中，导致凸模失效的因素主要有磨损和断裂，模具与工件发生相对运动(滑动、滚动、或滚动 滑动)产生摩擦，有摩擦就会造成模具的磨损。当模具的磨损达到一定的程度的时候，会严重影响加工工件的表面质量和尺寸精度，导致模具失效，这时，就需要刃磨模具，或者更换新的模具。

简单来说，零件在摩擦过程中其表面发生尺寸变化和物质耗损的现象即为磨损。模具的磨损不仅会降低机器和模具的生产效率、精确度，模具磨损严重时，还会导致模具报废，材料和能源的耗费，增加生产成本，降低利润率。分析模具的磨损量与冲裁成形工艺参数的关系，不仅可以提高模具的寿命，还可以为冲裁的生产加工指导服务。

使用新型模具材料，对模具进行研磨抛光，减小模具的表面粗糙度数值，对模具表面强化处理，提升模具的耐磨性，不仅能够节约能源，降低成本，尤其使模具的寿命得到了很好的延长。

球形凸模的极限翻边系数比平底凸模的小。此外，抛物面、锥形面和较大圆角半径的凸模也比平底凸模的极限翻边系数小。因为在翻边变形时，球形或锥形凸模是凸模前端最先与预制孔口接触，在凹模口区产生的弯曲变形比平底凸模的小，更容易使孔口部产生塑变形。所以相同翻边孔径D和材料厚度t时，可以翻边的预制孔径更小，因而极限翻边系数就越小。

各种非圆凸模可分为两种情况：第一种，非圆凸模的俯视图轮廓完全由线段组成；第二种，非圆凸模的俯视图轮廓由线段和圆弧或者完全由圆弧组成。对于第二种情况，在生成凸模主视图之前，必须对俯视图中的圆弧进行适当处理，也就是根据圆弧的情况，考虑圆弧在主视图中的投影效果，用一段或几段线段取代俯视图中的圆弧，这种方法称为“圆弧多边形化”。

1.圆弧的多边形化处理

分析各种类型的圆弧，根据投影原理，圆弧的替代可分为三种情况：(1)若有圆弧段AB，只要圆弧与圆的水平直径无交点，就可用线段AB替代圆弧AB。(2)若有圆弧段AB，只要圆弧与圆的水平直径存在两个交点C和D，可用三条线段AC、CD、DB替代圆弧AB。(3)若有圆弧段AB，只要圆弧与圆的水平直径存在一个交点C，则可用两条线段AC、CB来替代圆弧AB。

2.多边形点集的处理

若两个圆弧或圆弧与线段连接点为切点，在主视图中可能没有与此切点对应的棱线，为了正确地生成主视图，在对俯视图进行“多边形化”处理后，必须对所有的切点进行判断，确定哪些切点要删除以及哪些切点应保留。具体的判断方法如下：(1)若两圆弧相切，设圆心分别为O1、O2，半径分别为R1、R2，切点为P，O1x、O2x、Px分别为两圆心和切点的X坐标值，当|O1x-O2x|=|R1-R2|时，切点需要保留，否则切点要删除。(2)若竖直线段与圆弧相切，则切点要保留，其余的线段与圆弧相切时，切点要删除。包含圆弧段的非圆凸模俯视图在进行“多边形化”处理后，便转化为非圆凸模俯视图完全由线段组成的情况，因而以后处理第一种情况和第二种情况的方法是相同的。

某冲压件的零件图，若要自动生成此零件的冲裁凸模，首先要根据零件的要求及板料的厚度对零件图进行适当的偏移，然后再对偏移后的图形进行“多边形化”处理，并且计算各个圆弧的圆心，算出圆弧与水平直径的各个交点。根据上述的三种情况，将图中的各段圆弧用适当的线段替代，替代后的多边形如图3b所示。

顶点集为V：{A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K，L，M，N，O，P}，V中的许多顶点属于原来的切点集U：{B，C，D，E，F，G，J，K，M，N}。在生成主视图时，U中的切点有的要产生棱线，如：E、F、K等，有的不产生棱线，如：B、C、D等，因而要从U中去除产生棱线的切点，处理后的点集为U1：{B，C，D，G，J，M，N}，再将V与U1求差(即V1=V-U1)得到新的点集V1：{A、E、F、H、I、K、L、O、P}。在生成所对应的主视图时，多边形顶点集V1中的每个顶点在主视图中都对应着一条棱线(可见或被隐藏)，棱线的位置由对应顶点的X坐标确定，棱线的可见与隐藏由对应顶点的Y坐标及此顶点与投影面的关系决定。

要想生成非圆凸模的主视图，只需对顶点集V1进行处理。在V1中任取一