25沖裁排樣設(shè)計(jì)

1、2.5 沖裁排樣設(shè)計(jì)沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。 材料的合理利用1材料利用率沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率，是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率（圖）可用下式表示。 圖 廢料的種類圖若考慮到料頭、料尾和邊余料的材料消耗，則一張板料(或帶料、條料)上總的材料的利用率為 式中 n一張板料（或帶料、條料）上沖裁件的總數(shù)目；A1一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積；L板料長(zhǎng)度；B板料寬度。值越大，材料的利用率就越高，在沖裁件的成本中材料費(fèi)用一般占60以上，可見(jiàn)材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

2、2提高材料利用率的方法沖裁所產(chǎn)生的廢料可分為兩類（圖）：一類是結(jié)構(gòu)廢料，是由沖件的形狀特點(diǎn)產(chǎn)生的；另一類是由于沖件之間和沖件與條料側(cè)邊之間的搭邊，以及料頭、料尾和邊余料而產(chǎn)生的廢料，稱為工藝廢料。要提高材料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的有力措施是：設(shè)計(jì)合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料），或利用廢料作小零件（如表中的混合排樣）等。對(duì)一定形狀的沖件，結(jié)構(gòu)廢料是不可避免的，但充分利用結(jié)構(gòu)廢料是可能的。當(dāng)兩個(gè)不同沖件的材料和厚度相同時(shí)，在尺寸允許的情況下，較小尺寸的沖件可在較大尺寸沖件的廢料中沖制出來(lái)。如電機(jī)轉(zhuǎn)子硅鋼片，就是在定子硅鋼片的廢料中

3、取出的，這樣就使結(jié)構(gòu)廢料得到了充分利用。另外，在使用條件許可下，當(dāng)取得零件設(shè)計(jì)單位同意后，也可以改變零件的結(jié)構(gòu)形狀，提高材料利用率，如圖所示。 排樣方法根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種，如圖所示。 1有廢料排樣 如圖2.5.3a所示。沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在有搭邊廢料。沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。2少?gòu)U料排樣 如圖b所示。沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率稍高，沖模結(jié)

4、構(gòu)簡(jiǎn)單。圖 排樣方法分類3無(wú)廢料排樣 如圖2.5.3c所示。沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間均無(wú)搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些，但材料利用率最高。另外，如圖2.5.3c所示，當(dāng)送進(jìn)步距為兩倍零件寬度時(shí)，一次切斷便能獲得兩個(gè)沖件，有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于模具單邊受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此，排樣時(shí)必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。對(duì)有廢料排樣，少、無(wú)廢料排樣

5、還可以進(jìn)一步按沖裁件在條料上的布置方法加以分類，其主要形式列于表。對(duì)于形狀復(fù)雜的沖件，通常用紙片剪成35個(gè)樣件，然后擺出各種不同的排樣方法，經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算，決定出合理的排樣方案。在沖壓生產(chǎn)實(shí)際中，由于零件的形狀、尺寸、精度要求、批量大小和原材料供應(yīng)等方面的不同，不可能提供一種固定不變的合理排樣方案。但在決定排樣方案時(shí)應(yīng)遵循的原則是：保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)條件要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車(chē)間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)情況等，總之要從各方面權(quán)衡利弊，以選擇出較為合理的排樣方案。 搭邊排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料

6、叫搭邊。搭邊的作用一是補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；同時(shí)，搭邊還可以避免沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。搭邊值對(duì)沖裁過(guò)程及沖裁件質(zhì)量有很大的影響，因此一定要合理確定搭邊數(shù)值。搭邊過(guò)大，材料利用率低；搭邊過(guò)小時(shí)，搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。根據(jù)生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)，正常搭邊比無(wú)搭邊沖裁時(shí)的模具壽命高50以上。1影響搭邊值的因素（1）材料的力學(xué)性能 硬材料的搭邊值可小一些；軟材料、脆材料的搭邊值要大一些。（2）材料厚度 材料越厚，搭

7、邊值也越大。 （3）沖裁件的形狀與尺寸 零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值取大些。（4）送料及擋料方式 用手工送料，有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些；用側(cè)刃定距比用擋料銷(xiāo)定距的搭邊小一些。（5）卸料方式 彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。2搭邊值的確定搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。表為最小搭邊值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)表之一，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。 條料寬度與導(dǎo)料板間距離的計(jì)算在排樣方案和搭邊值確定之后，就可以確定條料的寬度，進(jìn)而確定導(dǎo)料板間的距離。由于表所列側(cè)面搭邊值a已經(jīng)考慮了剪料公差所引起的減小值，所以條料寬度的計(jì)算一般采用下列的簡(jiǎn)化公式。 1有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度與導(dǎo)料板間距離，如圖。 有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著

8、導(dǎo)料板送進(jìn)，故按下式計(jì)算：條料寬度 (2.5.3)導(dǎo)料板間距離 ()2無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度與導(dǎo)料板間距離，如圖。 側(cè)壓裝置的模具，應(yīng)考慮在送料過(guò)程中因條料的擺動(dòng)而使側(cè)面搭邊減少。為了補(bǔ)償側(cè)面搭邊的減少，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的擺動(dòng)量，按下式計(jì)算： 圖 有側(cè)壓板的沖裁 圖2.5.5 無(wú)側(cè)壓板的沖裁條料寬度 ()導(dǎo)料板間距離 (2.5.6)式中 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a側(cè)搭邊值，可參考表；條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，見(jiàn)表、表；C導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見(jiàn)表。3用側(cè)刃定距時(shí)條料的寬度與導(dǎo)料板間距離，如圖。 圖 有側(cè)刃的沖裁當(dāng)條料的送進(jìn)步距用側(cè)刃定位時(shí)，條料寬度必須增加側(cè)刃切去的部分，故按下式計(jì)算： 條料寬度 （）式中 Lmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a側(cè)搭邊值，可參考表，a=0.75a；n側(cè)刃數(shù)；b1側(cè)刃沖切的料邊寬度，見(jiàn)表；C沖切前的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙，見(jiàn)表；y沖切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙，見(jiàn)表。 排樣圖在確定條料寬度之后，還要選擇板料規(guī)格，并確定裁板方法(縱向剪裁或橫向剪裁)。值得注意的是，在選擇板料規(guī)格和確定裁板法時(shí)，還應(yīng)綜合考慮材料利用率、纖維方向(對(duì)彎曲件)、操作方便和材料供