模具设计与制造 第3版 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 李奇 模块一任务2
任务2 冲裁工件的排样,知识点 排样方法； 送料步距、条料宽度与材料利用率的计算。 技能点 冲压制件排样方法和确定。,一任务导入,1任务要求 对图1-4所示的手柄进行合理的排样。,2任务分析 在任务1中已确定手柄进行冲裁时采用级进模生产。因此在排样时应考虑充分制件的结构特点并按级进模的生产方法进行排样。,二、知识链接,1排样方法 2搭边 3送料步距与条料宽度的计算 4排样图,1排样方法,冲裁件在条料上的布置方法称为排样。 根据材料经济利用的程度，排样方法可以分为以下3种。 （1）有废料排样法 （2）少废料排样法 （3）无废料排样法,1排样方法,（1）有废料排样法 有废料排样法如图1-10（a）所示，是在冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间都有工艺余料（称搭边）存在，冲裁是沿着冲裁件的封闭轮廓进行的，所以冲裁件质量较好、模具寿命较长，但材料利用率较低。,1排样方法,（2）少废料排样法 少废料排样法如图1-10（b）所示，是在冲裁件与冲裁件之间或在冲裁件与条料侧边之间留有搭边，而在冲裁件与条料侧边或在冲裁件与冲裁件之间无搭边存在，这种排样方法的冲裁只沿着冲裁件的部分外轮廓进行，材料利用率可达70%90%。,1排样方法,（3）无废料排样法 无废料排样法如图1-10（c）所示，是在冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间均无搭边存在，这种排样方法的冲裁件实际上是直接由切断条料获得的，所以材料利用率可达85%95%。图1-10（c）是步距为两倍工件宽度的一模两件的无废料排样法。,无论是采用有废料排样法或少废料、无废料的排样法，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，又有直排、斜排、对排（直对排、斜对排）、混合排、多行排和裁搭边等多种形式的排列方式，如表1-7所示，可以根据不同的冲裁件形状加以选用。,1排样方法,表1-7 排样方式,2搭边,排样时，冲裁件与冲裁件之间（a1）以及冲裁件与条料侧边之间（a）留下的工艺余料称为搭边，如图1-10所示。 （1）搭边的作用 （2）搭边的数值,2搭边,（1）搭边的作用 起补偿条料的剪裁误差、送料步距误差及补偿由于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。若没有搭边，则可能发生工件缺角、缺边或尺寸超差等废品。 使凸、凹模刃口双边受力。由于搭边的存在，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，受力平衡，合理间隙不易破坏，模具寿命与工作断面质量都能得到提高。 对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料具有一定的刚度，以保证条料的连续送进。,2搭边,（2）搭边的数值 搭边过大会浪费材料，搭边太小起不到上述应有的作用。过小的搭边还可能被拉入凸模和凹模的间隙，使模具容易磨损，甚至损坏模具刃口。 搭边的合理数值就是保证冲裁件质量、保证模具较长寿命、保证自动送料时不被拉弯拉断条件下允许的最小值。,2搭边,搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般来说，板料愈厚、材料愈软以及冲裁件尺寸愈大、形状愈复杂，则搭边值a与a1也应愈大。 搭边的数值通常是由经验确定的，表1-8所列搭边的数值（对低碳钢）即为经验数据之一。,2搭边,对于其他材料，应将表中的数值乘以下列系数： 中碳钢： 0.9 高碳钢： 0.8 硬黄铜： 11.1 硬铝： 11.2 软黄铜、紫铜： 1.2 铝： 1.31.4 非金属（皮革、纸、纤维板等）： 1.52,3送料步距与条料宽度的计算,（1）送料步距 （2）条料宽度 （3）材料利用率的计算,（1）送料步距,条料在模具上每次送进的距离称为送料步距（简称步距或进距）。每个步距可以冲出一个零件，也可以冲出几个零件。送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离，如图1-10（a）中所示，每次只冲一个零件的步距（A）的计算公式为： A = D + a1 （1-3）,（2）条料宽度,条料是由板料剪裁下料而得到的，为保证送料顺利，剪裁时的公差带分布规定上偏差为零、下偏差为负值（-）。条料在模具上送进时一般都有导向，当使用导料板导向而又无侧压装置时，在宽度方向也会产生送料误差。条料宽度（B）的计算应保证在这两种误差的影响下，仍能保证在冲裁件与条料侧边之间有一定的搭边值（a）。,（2）条料宽度, 当导料板之间有侧压装置时或用手将条料紧贴单边导料板（或两个单边导料销）时，条料宽度按下式计算（见图1-11）： B = （D + 2a + ） （1-4）,图1-11 有侧压装置时条料宽度的确定 1导料板；2凹模,（2）条料宽度,表1-9 条料下料宽度偏差表D/mm,（2）条料宽度, 当条料在无侧压装置的导料板之间送料时，条料宽度按下式计算（见图1-12）：,B = （D + 2a + 2 + b0） （1-5）,（2）条料宽度,表1-10 条料与导料板之间的间隙b0,（2）条料宽度,纵裁（沿长边裁，也就是沿辗制纤维方向裁）和横裁（沿短边裁）两种方法（见图1-13）。,图1-13 板料的纵裁与横裁,（3）材料利用率的计算,材料的利用率（）通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率来 表示： = ×100% = ×100% （1-6） 条料（或整个板料）的总利用率o来表示： o = ×100% （1-7）,4排样图,排样图是排样设计最终的表达形式，是编制冲压工艺与设计模具的重要工艺文件。一张完整的模具装配图在其右上角应画出冲裁件图及排样图，在排样图上应标注条料宽度及其公差、送料步距及搭边a、a1值，如图1-14所示。,4排样图,图1-14 排样图,三任务实施,1排样方式的确定 设计级进模首先要设计条料排样图。手柄采用如图1-15所示的排样方法设计成隔位冲压。,图1-15 手柄排样图,三任务实施,2步距、条料宽度与材料利用率的计算,表1-11 条料的相关计算,四知识拓展,排样原则如下。 （1）提高材料利用率。对冲裁件来说，由于产量大、冲压的生产率高，所以材料费用常会占冲件总成本的60%以上。材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率，就必须减少废料面积。冲裁过程中所产生的废料可分为结构废料与工艺废料两种：结构废料是由工件的形状决定的，而工艺废料则是由冲压方式与排样方式所决定的，,四知识拓展,（2）使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度。条料在冲裁过程中翻动要少，在材料利用率相同或相近时，应尽可能选条料宽、进距小的排样方法。它还可以减少板料裁切次数，节省剪裁备料时间。 （3）使模具结构简单、模具寿命较高。 （4）排样应保证冲裁件的质量。对于弯曲件的落料，在排样时还应考虑板料的纤维方向。,复习思考题,（1）什么叫材料的利用率？在冲裁工作中如何提高材料的利用率？ （2）排样的方式有哪些？它们各有何优缺点？ （3）什么叫搭边？搭边的作用有哪些？搭边值的大小与哪些因素有关？,
