冲压模具设计——排样与定距设计方法

冲压模具设计——排样与定距设计方法

排样方案对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著的影响。具统计，在冲压件的成本中，材料当浪费所占比例在60％以上。因此，合理排样对提高材料利用率、降低产品成本有着重要意义。

一.排样

1.排样方案

  零件在板料上可截取的方位很多，这就决定了排样方案的多样性。典型的排样方案及特征。

  根据排样时是否产生废料，排样可以分为有废料排样和无废料排样。冲裁时的废料可分为工艺废料和设计废料。工艺废料指工件之间和工件与条料之间的搭边材料定位孔和不可避免的料头与料尾所产生的废料。设计废料指由于产品形状的需要，如孔的存在而产生的废料。无废料排样由于无搭边或少搭边，材料利用率高

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但要注意：

(1)存在有侧向力，影响模具精度和寿命。

(2)前后产品的毛刺方向不一致。

(3)相邻产品的临接线是共用的，若定位不准，容易产生多切少切问题。

2排样原则

(1)材料利用率要尽量高。

(2)满足产品零件冲裁及后序工序的要求，诸如：

  1.纤维方向和毛刺方向的要求；

  2.便于完成后续加工工序；

  3.生产率要高，便于操作；

  4.安全性要好。

二. 搭边

搭边是指排样时毛坯外形与条料侧边及相邻毛坯外形之间设置的工艺余料。搭边的作用是保证毛坯从条料上分离，补偿由于定位误差使条料在送进过程中产生的偏移所需的工艺余料。搭边分侧搭边和中心搭边。搭边的基本要求是要有足够的强度，而搭边的强度主要由搭边宽度决定。

搭边宽度是排样时的重要工艺参数。搭边宽度的选取需考虑的因素：

(1)材料利用率    (2)凸模强度   (3)条料的刚性   (4)产品的品质

  搭边值过小，冲裁时容易翘曲或被拉段，增大冲裁件的毛刺。

根据<<泠冲模设计>>表3-10,选用搭边值a=1.5mm,a1=3.0mm.

三.步距

   步距指冲压过程中条料每次向前送进的距离，其值为排样时沿送进方向两相邻毛坯之间的最小距离值。步距可定义为

S=L+a=15.24mm

式中  S─冲裁步距；

L─沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值；

a─沿送进方向的搭边值。

四.条料宽度

    条料宽度指根据排样结果确定的毛坯所需宽度方向的最小尺寸。理论上条料宽度按下式计算：

B=D+2b

式中  B─条料宽度的理论值；

D─垂直于送进方向毛坯的最大轮廓尺寸,它随毛坯排样方位变化；

b─侧搭边值。

    由于模具加工误差，条料的裁剪误差及送料时的误差，实际的条料宽度应有一定的裕度，具体尺寸可根据不同的送料侧定位方式计算。

本模具是无侧压装置的模具，条料送进时可能在导尺之间摆动，从而使某一侧的搭边减少。因此，计算条料宽度时应补偿侧搭边的减小量。条料的宽度可按下式计算：

B=D+2(b+△)+Z=37.5mm

式中 B─条料宽度尺寸；

△─条料宽度的单向（负向）公差，参见表4-2；

Z─条料与导料板之间的间隙，参见表4-1。

五材料利用率

  材料利用率定义为

Ч=A/（B*S）*100%

式中  Ч─材料利用率；

A─产品毛坯外形所包容的面积；

B─条料宽度；

S─冲裁步距。

Ч愈大，废料所占面积愈小。因此一般将Ч作为衡量毛坯排样方案优劣的指标.

 所以           

Ч=A/（B*S）*100%

=507.006/(37.5*15.24)* 100%

=88.7%