模具设计与制造 第2版 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 李奇 朱江峰 2.1.7

1、2019/5/25,第2章 冲裁模结构与设计,2019/5/25,1 凸模和凹模单配加工时的尺寸计算； 三种类型尺寸 2 冲裁力计算； 3 压机所需总冲压力的计算,复习：,2019/5/25,冲裁件在条料上的布置方法称为排样。 1排样原则 ； 2排样方法； 3搭边； 4送料步距与条料宽度的计算； 5 排样图。,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,如图2.18所示的冲裁件，它可以有许多排样方法。图中列出了五种排样方案。,1排样原则,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,从1420 mm 710 mm整块板料上，剪裁42次，剪成宽33 mm的条料43条,每条冲64件，共可冲2752件。,方案一：直排,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,从1420 mm 710 mm整块板料上，剪裁46次剪成宽30.5 mm的

2、条料46条，每条冲62件，共可冲2852件。冲裁时要翻转条料或要用双落料凸模的冲模。,方案二：斜对排,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,从1420 mm 710 mm整块板料上，剪裁72次，剪成宽19.5 mm的条料72条，每条冲44件，共可冲3168件，也要翻转条料或用双凸模冲模。,217 冲裁工件的排样,方案三：直对排 1,2019/5/25,另一种直对排。从1420 mm 710 mm整块板料上，剪裁91次，剪成宽15.5 mm的条料91条，每条冲35件，由于废料部分被挤得更少了，共可冲3185件。,217 冲裁工件的排样,方案四：直对排 2,2019/5/25,从1420 mm 710 mm整块板料上，剪裁42次，剪成宽33 mm的条料43条，每条冲85件，共可冲3655件。,217 冲裁工件的排样,方案五：改变冲裁件形状,2019/5/25,（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

3、种。,217 冲裁工件的排样,排样原则如下,2019/5/25,1）结构废料: 由工件的形状 决定； 2）工艺废料： 由冲压方式与 排样方式所决定的。 要提高材料利用率主要应从减少工艺废料着手，设计出合理的排样方案。有时，在不影响冲件使用性能的前提下，也可适当改变冲裁件的形状。,废料分类：,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,（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。它还可减少板料裁切次数，节省剪裁备料时间。,217 冲裁工件的排样,排样原则如下：,2019/5/25,（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。,217 冲裁工件的排样,排样原则如下：,2019/5/25,包括选择排样方法； 确定搭边的数值； 计算条料宽度及送料步距； 画出排样图； 有必要时还应核算材料的利用率。,217 冲裁工件的排样,排样设计的工作内容,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2排样方法,2019/5/25,根据材料经济

4、利用的程度，排样方法可以分为： （1）有废料排样法； （2）少废料排样法； （3）无废料排样法。,217 冲裁工件的排样,2排样方法,2019/5/25,有废料排样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，所以冲裁件质量较好，模具寿命较长，但材料利用率较低。,217 冲裁工件的排样,（1）有废料排样法,2019/5/25,少废料排样法是只有在冲裁件与冲裁件之间或只有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%。,217 冲裁工件的排样,（2）少废料排样法,2019/5/25,无废料排样法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，所以材料利用率可达85% 95%。图2.19 c是步距为两倍工件宽度的一模两件的无废料排样。,217 冲裁工件的排样,（3）无废料排样法,2019/5/25,采用少、无废料排样法，材料利用率高，有利于一模获得多个冲裁

5、件，可以简化模具结构、降低冲裁力。但是少、无废料排样的应用范围有一定的局限性，受到工件形状、结构的限制，且由于条料本身的宽度公差以及条料导向与定位所产生的误差会直接影响冲裁件尺寸而使冲裁件的精度降低。同时，往往因模具单面受力而加快磨损，降低模具寿命，也会直接影响冲裁件的断面质量。,217 冲裁工件的排样,2排样方法分析,2019/5/25,根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法又有直排、斜排、对排（直对排、斜对排）、混合排、多排和裁搭边等多种形式的排列方式，如表2.9所示。 对于形状较复杂的冲裁件，要用计算方法选择一个合理的排样方式是比较困难的。通常是用厚纸片剪3 5个样件，在摆出各种可能的排样方案后，再从中选择一个比较合理的方案作为排样图。,217 冲裁工件的排样,2排样方法,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,排样时冲裁件与冲裁件之间（a）以及冲裁件与条料侧边之间（a1）留下的工艺余料称为搭边。 （1）搭边的作用； （2）搭边的数值。,3搭边,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,1）起补偿条料的剪裁

6、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。,（1）搭边的作用,217 冲裁工件的排样,3搭边,2019/5/25,2）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提高。 3）对于利用搭边拉条料的，自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。,（1）搭边的作用,3搭边,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,搭边过大，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。,217 冲裁工件的排样,（2）搭边的数值,3搭边,2019/5/25,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。一般说来，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。 搭边值通常是由经验确定的。表2.

7、10所列搭边值（对低碳钢）即为经验数据之一。,217 冲裁工件的排样,3搭边,（2）搭边的数值,2019/5/25,217 冲裁工件的排样,2019/5/25,对于其它材料，应将表中数值乘以下列系数： 中碳钢 0.9 高碳钢 0.8 硬黄铜 1-1.1 硬铝 1-1.2 软黄铜、紫铜 1.2 铝 1.3-1.4 非金属（皮革、纸、纤维板等） 1.5-2,217 冲裁工件的排样,（2）搭边的数值,3搭边,2019/5/25,（1）送料步距A； （2）条料宽度B； （3）材料利用率的计算。,217 冲裁工件的排样,4送料步距与条料宽度的计算,2019/5/25,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。每次只冲一个零件的步距A的计算公式为： AD + a,217 冲裁工件的排样,4送料步距与条料宽度的计算,（1）送料步距A,2019/5/25,条料是由板料剪裁下料而得，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（）。 1）有侧压装置时的条料宽度； 2）

8、无侧压装置时的条料宽度。,217 冲裁工件的排样,4送料步距与条料宽度的计算,（2）条料宽度B,2019/5/25,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 B（D + 2a1 + ）,217 冲裁工件的排样,4送料步距与条料宽度的计算,1）有侧压装置时的条料宽度B,2019/5/25,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： B（D + 2a1 + 2 + b0） 式中 b0 条料与导料板之间的间隙,217 冲裁工件的排样,4送料步距与条料宽度的计算,2）无侧压装置时的条料宽度B,2019/5/25,条料是从板料剪裁而得。条料宽度一经决定，就可以裁板。板料一般都是长方形的，所以就有纵裁（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。,217 冲裁工件的排样,4送料步距与条料宽度的计算,（2）板料剪裁,2019/5/25,因为纵裁裁板次数少，冲压时调换条料次数少，工人操作方便，生产率高，所以在通常情况下应尽可能纵裁。在以下情况可考虑横裁： 1）板料纵裁后的条料太长，受冲压车间压力机排列的限制，移动不便

9、时；,217 冲裁工件的排样,4送料步距与条料宽度的计算,（2）板料剪裁要求,2019/5/25,2）条料太重，超过12 kg时（工人劳动强度太高）； 3）横裁的板料利用率显著高于纵裁时； 4）纵裁不能满足弯曲件坯料对纤维方向要求时。,217 冲裁工件的排样,4送料步距与条料宽度的计算,（2）条料宽度B,2019/5/25,材料利用率通常有三种计算方法： 1）一个步距内的材料利用率； 2）一块条料的材料利用率； 3）一张整板的材料利用率。,217 冲裁工件的排样,4送料步距与条料宽度的计算,（3）材料利用率的计算,2019/5/25,为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： S1/S0 100 S1/AB100 A 步距; B条料宽度； S1 一个步距内零件的实际面积； S0 一个步距内所需毛坯面积；,217 冲裁工件的排样,1）一个步距内的材料利用率,（3）材料利用率的计算,4送料步距与条料宽度的计算,2019/5/25,准确的利用率，还应考虑料头、料尾的消耗情况，此时可用条料的利用率o来表示： onS2/LB100 n 条料上实际冲裁的零件数目； L 条料长度; B条料宽度； S2 一个零件的实际面积。,217 冲裁工件的排样,2）一块条料的材料利用率,（3）材料利用率的计算,4送料步距与条料宽度的计算,2019/5/25,准确的利用率，还应考虑料头、料尾以至裁板时边料消耗情况，此时可用整个板料的总利用率o来表示： zn S2/LB100 n 整个板料上实际冲裁的零件数目； L

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