【正文】 樣 ? 沖裁排樣 ? 搭邊值和條料寬度的確定 ? 材料利用率的計(jì)算 排 樣 ? 制件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理排樣對(duì)于提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及提高模具壽命具有十分重要的意義，是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。 沖裁排樣 ? 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為 3種，如圖 217所示。 ? (1)有廢料排樣：圖 217(a) 。沿制件全部外形沖裁，制件與制件之間、制件與條料側(cè)邊之間都留有 搭邊廢料 。因此精度高，并且模具壽命也高，但材料利用率低。 ? (2) 少廢料排樣：圖 217(b) 。沿制件部分外形切斷或沖裁，只在制件與制件之間或制件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。材料利用率較高。 ? (3)無廢料排樣：圖 217(c) 。制件周圍無任何搭邊，制件由切斷條料直接獲得。材料利用率最高。 沖裁排樣 沖裁排樣 沖裁排樣 沖裁排樣 續(xù)表 搭邊值和條料寬度的確定 ? 1. 搭邊 ? 排樣時(shí)制件之間以及制件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊 。 ? 搭邊的作用一是補(bǔ)償定位誤差，確保沖出合格的制件；二是保證條料具有一定的剛度，便于條料送進(jìn)，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 ? 一般來說， 硬材料的搭邊值比軟材料、脆材料的搭邊值要小一些 ；制件形狀大而復(fù)雜、圓角半徑較小時(shí)，搭邊值取大些； 材料越厚，搭邊值越應(yīng)大些 ；用手工送料，有側(cè)壓裝置時(shí)，搭邊值可以小一些；用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些；彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。 搭邊值和條料寬度的確定 ? ? 1）送料時(shí)在一側(cè)導(dǎo)料板裝有側(cè)壓裝置時(shí)，計(jì)算公式如下： 0m axm axB D 2 )B2aB c D a c????? ? ? ? ?1條 料 寬 度 ： （導(dǎo) 料 板 之 間 的 距 離 ： 搭邊值和條料寬度的確定 圖 218 有側(cè)壓裝置的條料寬度計(jì)算 搭邊值和條料寬度的確定 ? 2）在無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時(shí)，條料可能會(huì)產(chǎn)生左右擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的擺動(dòng)量， 0m axm axB D 2 c)B 2 2aB c D a c??? ? ?? ? ? ? ?1條 料 寬 度 ： （導(dǎo) 料 板 之 間 的 距 離 ： 材料利用率的計(jì)算 ? 材料利用率是指沖裁制件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比，它是衡量是否已合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，也是檢驗(yàn)排樣是否合理的重要參數(shù)。 2A100%()A m mB? ???一 個(gè) 送 料 步 距 內(nèi) 的 材 料 利 用 率 ：=BS一 個(gè) 步 距 內(nèi) 制 件 的 實(shí) 際 面 積條 料 寬 度 (mm)S 送 料 步 距 (mm) 材料利用率的計(jì)算 ? 若考慮料頭和料尾的材料消耗，則可按下式計(jì)算： 。板料寬度；板料長(zhǎng)度；一個(gè)制件的實(shí)際面積件總數(shù)，一張板料所能沖出的制)()()(%1002mmBmmLmmAnLBnA???????一般來說 ,所用材料價(jià)格高或生產(chǎn)批量較大時(shí) ,應(yīng)選擇材料利用率較高的排樣 。而生產(chǎn)批量較小時(shí) ,則應(yīng)盡可能選擇比較簡(jiǎn)單的排樣 ,以便于模具制造。 精 密 沖 裁 ? 精密沖裁之所以能獲得尺寸精度高、斷面質(zhì)量好的沖裁件，其機(jī)理主要是改變沖裁條件，以增大變形區(qū)的靜水壓力，使板料處于 三向壓應(yīng)力 狀態(tài)，抑制材料裂紋的產(chǎn)生。 ? 精密沖裁根據(jù)其沖裁機(jī)理的不同，可分為齒圈壓板精密沖裁和半精密沖裁兩大類。半精密沖裁包括小間隙圓角刃口沖裁、負(fù)間隙沖裁、上下往復(fù)沖裁等。 模 具 設(shè) 計(jì) ? 工藝方案的確定 ? 模具類型的確定 ? 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 工藝方案的確定 ? 確定工藝方案的主要任務(wù)是確定 沖裁工序的性質(zhì)和數(shù)目、沖裁工序的組合以及沖裁工序的順序 。一般來說，確定工藝方案關(guān)鍵是確定沖裁工序的順序。 ? 在確定沖裁工序的順序時(shí)，應(yīng)考慮沖裁件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 、 形狀尺寸 、 精度等級(jí) 以及生產(chǎn)批量等因素，還要考慮 沖裁模具的類型 、 坯料在模具上的 定位 等問題，一般按下列原則來確定。 ? (1) 先沖裁部分要為后面的沖裁工序提供可靠的定位，后沖裁部分不能影響先沖裁部分的質(zhì)量。 ? (2) 若多工序沖裁件采用單工序模沖裁時(shí)，應(yīng)先落料使坯料與條料分離，再以落料所得的工序件外輪廓定位進(jìn)行沖孔或沖缺口，并且后繼工序的定位基準(zhǔn)要前后一致，以免出現(xiàn)定位誤差。 ? (3) 若多工序沖裁件采用級(jí)進(jìn)模沖裁時(shí)，為了便于送料和定位，應(yīng)先沖孔或沖缺口，然后以沖出的孔為后續(xù)工序定位，最后進(jìn)行落料或切斷，將沖裁件與條料分離。當(dāng)定位要求較高時(shí)，還可首先沖裁兩個(gè)工藝孔，再以工藝孔定位完成后續(xù)工序，如圖 226所示。 工藝方案的確定 圖 226 工藝孔在級(jí)進(jìn)沖裁時(shí)的應(yīng)用 工藝方案的確定 ? (4) 若采用定距側(cè)刃的級(jí)進(jìn)模沖裁時(shí)，定距側(cè)刃切邊工序應(yīng)與首次沖孔同時(shí)進(jìn)行，以便控制送料進(jìn)距。采用兩個(gè)定距側(cè)刃時(shí)，可以安排成一前一后，也可并列安排。 ? (5) 若多工序沖裁件采用復(fù)合模沖裁時(shí)，沖孔和落料往往同時(shí)進(jìn)行，以提高沖孔和落料的位置精度。 ? (6) 沖裁大小不同、相距較近的孔時(shí)，為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔和一般精度的孔，后沖小孔和精度較高的孔。 模具類型的確定 ? 1. 模具類型的確定 ? 沖裁模的結(jié)構(gòu)類型按 工序性質(zhì) :落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等； ? 按工序組合程度 :單工序模 (又稱簡(jiǎn)單模 )、級(jí)進(jìn)模 (又稱連續(xù)模 )、復(fù)合模； ? 按沖模有無導(dǎo)向 :無導(dǎo)向的開式模和有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模。 ? 最終選擇的模具結(jié)構(gòu)類型，不僅要滿足沖裁件精度和生產(chǎn)率的要求，還應(yīng)滿足制造容易、使用方便、操作安全、成本低廉等要求。 模具類型的確定 ? 2. 沖裁模的典型結(jié)構(gòu) ? 單工序沖裁模 ? 單工序沖裁模在壓力機(jī)的一次行程中只能完成一個(gè)沖裁工序。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，成本低廉，但生產(chǎn)率和沖裁精度都較低。 ? 圖 227為無導(dǎo)向簡(jiǎn)單落料模。該模具的上模部分由上模座 1和凸模 2組成，凸模 2采用螺釘直接安裝在上模座 1上；下模部分由卸料板 導(dǎo)料板 凹模 下模座 定位板 7組成，凹模 5靠上壓側(cè)頂?shù)姆绞桨惭b在下模座 6上，條料靠左右導(dǎo)料板 4導(dǎo)向，由前向后送料，送料方向靠定位板 7定位，沖裁后廢料箍在凸模上，由左右兩個(gè)卸料板 3卸下。模具上、下模之間沒有直接導(dǎo)向關(guān)系。 模具類型的確定 圖 227 無導(dǎo)向簡(jiǎn)單落料模 1— 上模座； 2— 凸模； 3— 卸料板； 4— 導(dǎo)料板； 5— 凹模； 6—下模座； 7— 定位板 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 1. 工作零件 ? (1) 凸模 ? ① 凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法 ? 凸模按截面形狀不同分為圓形凸模和非圓形凸模； ? 按結(jié)構(gòu)分為整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等；按凸模的固定方法分為臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。 ? 常見的圓形凸模如圖 234所示。圖 234(a)為用于較小直徑的凸模，圖 234(b)為用于較大直徑的凸模。 ? 這兩種結(jié)構(gòu)都是采用階梯式，凸模強(qiáng)度剛性較好，裝配修磨方便，其安裝部分做成臺(tái)肩，便于固定，保證工作時(shí)凸模不被拉出，適用于卸料力較大的場(chǎng)合。 ? 圖 234(c)為用于較小直徑的凸模，為了改善凸模強(qiáng)度，在其中部增加了過渡階梯。這種結(jié)構(gòu)采用鉚接方式固定，適用于卸料力較小的場(chǎng)合。 ? 圖 234(d)為護(hù)套式凸模，用于沖制孔徑與料厚相近的小孔。 ? 圖 234(e)為用于大直徑?jīng)_裁的凸模，它采用螺釘?shù)跹b在固定板上，為了減少磨削面積，其外徑和端面都做成凹形。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 凸模與凸模固定板通常采用過渡配合 H7/m6或 H7/n6制造。 ? 圖 235(a)和圖 235(b)為臺(tái)階式。圖 235(a)采用臺(tái)肩固定，圖 235(b)采用鉚接固定。 ? 由于工作部分截面 是非圓形的，而固定部分是圓形的，所以必須在固定端接縫處加防轉(zhuǎn)銷 。根據(jù)工作部分截面的形狀，臺(tái)階式的固定部分也可采用矩形結(jié)構(gòu)。 ? 圖 235(c)和圖 235(d)為直通式。這種結(jié)構(gòu)便于采用線切割加工或成形銑、成形磨削加工，截面形狀復(fù)雜的凸模廣泛應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)。 ? 圖 235(c)采用鉚接固定，圖 235(d)采用黏結(jié)固定，黏結(jié)劑一般使用低熔點(diǎn)合金或環(huán)氧樹脂，為了黏結(jié)得牢靠，在凸模的固定端或固定板相應(yīng)的孔上應(yīng)開設(shè)一定的槽形。黏結(jié)固定法可以簡(jiǎn)化凸模固定板的加工工藝，便于凸模的裝配。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 2 凸模長(zhǎng)度的確定 ? 若采用卸料板和導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，凸模的長(zhǎng)度應(yīng)該為：L=h1+h2+h3+(15~20)mm ? 若采用彈壓卸料板，凸模的長(zhǎng)度為： ? L=h1+h2+t+(15~20)mm ? 式中： h h h t分別為凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板、材料的厚度。 15~20mm為附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板之間的安全距離。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 2. 定位零件 ? 沖模定位零件的作用是保證所沖裁材料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置，從而保證沖壓件的質(zhì)量及沖壓生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 ? 使用條料時(shí)，條料在模具中必須保證兩個(gè)方向的位置：一是在送料方向上的定位，用來控制條料每次送進(jìn)的步距，通常稱為 擋料 ，常用的零件有 擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃 等；二是在與條料送進(jìn)方向垂直的方向上的定位，目的是保證條料沿正確的方向送進(jìn)，通常稱為 送料導(dǎo)向 ，常用的零件有 導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板 等。對(duì)于塊料或工序件的定位，往往也要保證這兩個(gè)方向上的位置，常用的定位零件有 定位銷、定位板等。 ? (1) 擋料銷 ? 根據(jù)工作特點(diǎn)及作用，擋料銷可分為固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷和始用擋料銷三種。 ? 固定擋料銷又分為圓頭擋料銷 (見圖 241(a))和鉤形擋料銷 (見圖 241(b))兩種。圓頭擋料銷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，廣泛用于沖制中、小型沖裁件的擋料定距。當(dāng)定位銷孔離凹?？卓谔鼤r(shí)，為了保證凹模有足夠的強(qiáng)度，應(yīng)采用鉤形擋料銷。但為了防止鉤頭在使用過程發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，需考慮防轉(zhuǎn)。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 活動(dòng)擋料銷的常見結(jié)構(gòu)如圖 242所示。圖 242(a)為彈簧彈頂擋料銷，通常裝在彈壓卸料板上，沖壓前起擋料作用，沖壓時(shí)被壓入卸料板孔內(nèi)，上?；爻虝r(shí)由彈簧復(fù)位；圖 242(b)為回帶式活動(dòng)擋料銷，其銷頭對(duì)著送料方向帶有斜面，送料時(shí)條料搭邊碰撞斜面使擋料銷抬起，當(dāng)搭邊越過后，彈簧使擋料銷復(fù)位，將條料后拉，使搭邊抵住擋料銷而定位。 回帶式活動(dòng)擋料銷常用于具有固定卸料板的模具上 。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 3. 卸料裝置與出件裝置 ? 1) 卸料裝置 ? 按結(jié)構(gòu)的不同，卸料裝置分為剛性卸料裝置和彈壓卸料裝置兩種。 ? 剛性卸料裝置的常見結(jié)構(gòu)形式如圖 251所示。圖 251(a)為封閉式，廣泛用于沖裁板料較厚、平直度要求不很高的零件；圖 251(b)為懸臂式，主要用于窄而長(zhǎng)零件的沖孔和切口。 ? 剛性卸料裝置一般安裝在下模上，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卸料力大，卸料可靠。 采用剛性卸料裝置時(shí)，如果板料較薄，會(huì)引起板料翹曲，使沖件不平，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞模具 。因此， 剛性卸料裝置不宜于沖裁材料較軟、料厚小于 。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 當(dāng)卸料板僅起卸料作用時(shí)， 卸料板與凸模的單邊間隙一般取 ~， 板料薄時(shí)取小值，板料厚時(shí)取大值 。 ? 當(dāng)固定卸料板兼起導(dǎo)板作用時(shí)，導(dǎo)板與凸模之間一般按 H7/h6配合制造，但導(dǎo)板與凸模之間間隙應(yīng)小于凸、凹模之間的沖裁間隙，以保證凸、凹模的正確配合。 ? 彈壓卸料裝置的常見結(jié)構(gòu)形式如圖 252所示。