【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 積 1F 的大小，則就可以提高材料的利用率。這在確定排樣的方法時(shí)，應(yīng)建立起保證金屬完全利用的排樣，設(shè)法減少工藝廢料。對(duì)于有些零件如果適當(dāng)?shù)匦薷牧慵慕Y(jié)構(gòu)形狀，則可以減少畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 設(shè)計(jì)廢料。對(duì)于同樣厚度、不同形狀沖件的沖制，可以相互套料，采用混合排樣，有時(shí)也可將大型零件的設(shè)計(jì)廢料作為小零件的毛坯等，以提高材料的利用率。 排 樣設(shè)計(jì) 的 內(nèi) 容包括 選擇 排 樣 方法；確定搭 邊 的 數(shù) 值； 計(jì) 算 條 料 寬 度及送料步距； 畫(huà) 出排 樣圖 。有必要 時(shí)還 應(yīng) 核算材料的利用率。 沖裁工件的排樣和搭邊 排 樣 方法 根據(jù)材料 經(jīng)濟(jì) 利用的程度，排 樣 方法可以分 為： A 有 廢 料排 樣 法 有 廢 料排 樣 法是在 沖 裁件與 沖 裁件 之間 以及 沖 裁件與 條 料 側(cè)邊之間 ，都有 工藝 余料（ 稱 搭 邊 ）存在， 沖 裁是 沿 著沖 裁件的 封閉輪 廓 進(jìn) 行，所以 沖 裁件 質(zhì) 量 較好，模具 壽命較長(zhǎng) ，但材料利用率 較 低 ，常用于沖裁形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的沖件。 B 少 廢 料排 樣 法 少 廢 料排 樣 法是只有在 沖 裁件與 沖 裁件 之間 或只有在 沖 裁件與 條 料 側(cè)邊之間 留有搭 邊 ，而在 沖 裁件與 條 料 側(cè)邊 或在 沖 裁件與 沖 裁件 之間無(wú) 搭 邊 存在。 用 這種排 樣 方法 沖 裁 出來(lái)的沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺易被凸模帶入間隙而影響沖模壽命，但材料的利用率較高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般用于形狀較規(guī)則、某些尺寸精度要求不高的沖件。 C 無(wú)廢 料排 樣 法 無(wú)廢 料排 樣 法是在 沖 裁件與 沖 裁件 之間 以及 沖 裁件與 條 料 側(cè)邊之間 均 無(wú) 搭邊 存在。 這 種排 樣 方法的 沖 裁 件實(shí)際 上是直接由 切斷條 料 獲 得，所以材料利用率可 達(dá) 85％～ 95％。采用 少、無(wú)廢 料的排 樣 法，材料利用率高，不但有利于一模獲 得多 個(gè)沖 裁件，而且可以 簡(jiǎn) 化模具 結(jié) 構(gòu)、降 低沖 裁件。但 少、無(wú)廢 料排 樣 的 應(yīng)用范 圍 有一定的局限性，受到工件形 狀 、 結(jié) 構(gòu)的限制、且由于 條 料 本身 的寬 度公差以及 條 料 導(dǎo) 向與定位所 產(chǎn) 生 的誤 差 會(huì) 直接影 響沖 裁件尺寸二使 沖 裁件的精度降低。同 時(shí) ，往往因模具 單 面受力而加快磨 損 ，降低模具 壽命 ，也 會(huì) 直接影 響沖裁件的 斷 面 質(zhì) 量。因此，排 樣時(shí) 必 須全面權(quán) 衡利弊。 上述 3種排樣方法 ，根據(jù) 沖 裁件在 條 料上的不同排列形式 ，又 可分為 直排，斜排， 直對(duì)排、斜 對(duì) 排 、混合排、多排及沖裁搭邊等 7種 。可以根據(jù)不同的 沖 裁件形 狀加 以 選用 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 在實(shí)際確定排樣時(shí)，通?？上雀鶕?jù)沖件的形狀和尺寸列出幾種可能的排樣方案（形狀復(fù)雜的沖件可以用紙片剪成 3～ 5個(gè)樣件，再用樣件擺出各種不同的排樣方案），然后再綜合考慮 沖件的精度、批量、經(jīng)濟(jì)性、模具的結(jié)構(gòu)與壽命、生產(chǎn)率、操作與安全，以及原材料的供應(yīng)等各方面因素，最后確定出最合理的排樣方法。確定排樣方案時(shí)應(yīng)遵循的原則是：保證在最低的材料消耗和最高勞動(dòng)生產(chǎn)率條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作，使沖模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，并能適應(yīng)車間生產(chǎn)條件和原材料的供應(yīng)等情況。 搭 邊 搭邊是指 排 樣時(shí)沖 裁件與 沖 裁件 之間 以及 沖 裁件與 條 料 邊緣 之間 留下的 工藝 廢 料 。 搭 邊 具有以下 作用 ：補(bǔ)償定位誤差和送料誤差，保證沖出合格的零件；增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高生產(chǎn)效率；避免沖 裁時(shí)條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，提高模具壽命等。 搭 邊 值 的大小要合理。搭邊值過(guò)大時(shí)，材料利用率低；搭邊值過(guò)小時(shí)，達(dá)不到其在沖裁工藝中所起的作用。因此在實(shí)際確定搭邊值時(shí)，應(yīng)主要考慮以下因素。 （ 1） 材料的機(jī)械性能 軟材料和脆材料的搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。 （ 2） 沖件的形狀與尺寸 沖件的形狀復(fù)雜或尺寸較大時(shí)，搭邊值取大些。 （ 3） 材料的厚度 厚材料的搭邊值要取大一些。 （ 4） 送料及擋料方式 用手工送料，且有側(cè)壓裝置的搭邊值可以取小一些，用側(cè)刃定距可以比用擋料銷定距的搭邊值小一些。 （ 5） 卸料方式 彈性卸 料比剛性卸料的搭邊值要小一些。 搭 邊 值 一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，推薦的合理搭邊值見(jiàn)《新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 62頁(yè)表 229 至表 231。 算步距與 條 料 寬 度 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 選 定排 樣 方法和確定搭 邊 值之后，就要 計(jì) 算送料步距和 條 料 寬 度， 這樣 才能畫(huà) 出排 樣圖 。 A 送料步距 A 條 料在模具上每次送 進(jìn) 的距離成 為 送料步距（ 簡(jiǎn)稱 步距或 進(jìn) 距）。每 個(gè) 步距可以 沖 出一 個(gè) 零件， 也 可以 沖 出幾 個(gè) 零件。送料步距的大小 應(yīng)為條 料上 兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖 裁件的 對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間 的距離。每次只 沖 出一 個(gè) 零件的步距 A 的 計(jì) 算公式 為： A=D+a 式中 D—— 平行與送料方 向的 沖 裁件 寬 度 ； a—— 沖 裁件 之間 的搭 邊 值 。 B 條 料 寬 度 B 條 料式由板料剪裁下料而得， 為 保 證送料順 利，剪裁 時(shí) 的 公 差帶分 布 規(guī) 定上偏差 為 零，下偏差 為負(fù) 值。 條 料在模具上送 進(jìn)時(shí) 一般都有 導(dǎo) 向， 當(dāng) 是使用 導(dǎo) 料板導(dǎo) 向而 無(wú)測(cè)壓裝 置 時(shí) ，在 寬 度方向也 會(huì)產(chǎn) 生送料 誤 差。 條 料 寬 度 B的 計(jì) 算 應(yīng) 保 證在 這 二種 誤 差的 影 響 下，仍能保 證 在 沖 裁件與 條 料 側(cè)邊之間 有一定的 搭 邊 值。 當(dāng)用手 將條 料 緊貼 搭 邊導(dǎo) 料板 時(shí) ， 條 料 寬 度按下式 計(jì) 算： 01 ) +2a+(DB ???? 式中 D—— 沖 裁件與送料方向垂直的 最大尺寸 ； 1a —— 沖 裁件與 條 料 側(cè)邊之間 的搭 邊 ； ? —— 板料剪裁 時(shí) 的 下偏差 。 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力的計(jì)算 坯料展開(kāi)長(zhǎng)度的計(jì)算 如圖 7，此彎曲件的 r/t,這類彎曲件的相對(duì)彎曲半徑較大，彎曲成形過(guò)程中毛壞的變薄現(xiàn)象不嚴(yán)重，可按毛坯長(zhǎng)度等于彎曲件直線長(zhǎng)度與彎曲部分應(yīng)變中性層長(zhǎng)度之和的原則計(jì)算，即 L L L? ? ? ? ?直 彎。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 圖 17 零件圖 L?直 L?彎 = 3 . 1 4 9 04 ( ) 4 ( 1 . 5 0 . 3 2 1 . 5 )1 8 0 1 8 0a r x t? ?? ? ? ? ? ? ? 13(mm)? L? = L?直 + L?彎 ? 92+13? 105(mm) 式中 L? ─毛坯 展 開(kāi)總長(zhǎng) 度， mm； a ─ 彎 曲中心角 ,（ o ） ； r ─ 彎 曲件的 內(nèi)彎 曲半 徑 ,mm； t ─材料厚度 ， mm； x ─中性 層 位移系 數(shù) ，其值由《新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 39查得。 確定排 樣 與裁板方案 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 坯料形 狀為 矩形，采用 單 排最 為 適宜。取搭 邊 a =2 mm, 1a =,則 條 料 寬 度 進(jìn) 距 s =30+=(mm) 板料 規(guī) 格 選用 1. 5m m 90 0m m 18 00 m m??。 （ 1） 采用 縱 剪法 時(shí) ： 每板 條 料 數(shù) 1n = 900? 109=8(條 )，余 36mm 每 條 零件 數(shù) 2n = =57(件 ) 36mm?1800mm 余料利用件 數(shù) =16(件 ) 每 條 零件 數(shù) 1 2 3n= n n + n ? =8?57+16=472(件 ) 材料 利用率 1? 1nA 100%BL?? = %? 式中 n ： 一 張 板料（或 條 料、 帶 料）上 沖 裁件的 總數(shù) 目； 1A ： 一 個(gè)沖 裁件的 實(shí)際 面 積 ， mm2； L： 板料（或 條 料、 帶 料）的 長(zhǎng) 度； B ： 板料（或 條 料、 帶 料） 的寬 度。 （ 2） 采用 橫 剪法 時(shí) ： 每板 條 料 數(shù) 1n = 1800? 109=16(條 )，余 72mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 每 條 零件 數(shù) 2n ==28(件 ) 72mm?900mm 余料利 用數(shù) (件 ) 每 條 零件 數(shù) 1 2 3n= n n + n ? =16?28+16=464(件 ) 由以上 計(jì) 算可知， 縱 剪 法的材料利用率 更 高。 從彎曲線 與 纖維 方向 之間的關(guān) 系看， 橫 裁法 較 好。但由于材料 08F 鋼的 塑性 較 好，不 會(huì) 出 現(xiàn)彎 裂 現(xiàn) 象，故采用用 縱 剪法排 樣 ，以降底成本，提高 經(jīng)濟(jì)性 。 計(jì) 算各工序 沖壓力 或彎曲力 （ 1） 沖壓力 的 計(jì) 算 沖 裁力是 沖 裁 時(shí)凸模與凹模相對(duì)運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離所需的力，它與材料厚度、工件周邊長(zhǎng)度及材料的力學(xué)性能等參數(shù)有關(guān) 。沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)，計(jì)算沖裁力的目的是為了合理地選用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。在 沖 裁 過(guò) 程中， 沖 裁力是 隨凸 模 進(jìn) 入板料的深度（凸模行程）而 變 化的。 圖 18 所 示為沖 裁 08 鋼時(shí) 的 沖 裁力 變 化 曲線 ， 圖 中 AB段是 沖 裁 的 彈 性 變形階 段， BC段是塑性 變形階 段， B點(diǎn)為沖 裁力的最大值，在此 點(diǎn) 材料 開(kāi)始被 剪裂， CD段 為斷裂分離 階 段， CD段是凸?？朔c材料 間 的摩擦和 將 材料 從 凹模 內(nèi) 推出所需的 壓力 。通常， 沖 裁力是 沖 裁 過(guò) 程中的最大值（即 圖 中 B點(diǎn)壓力 maxF ） 沖裁力凸模行程 圖 18 沖裁的三個(gè)階段 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 工序 1:（落料 沖 孔復(fù)合）。采用 圖 （ 圖 13）模具 結(jié) 構(gòu)形式， 則 沖 裁力 2b F = L t =1 0 360 =1 695 6( N )?? ? ? ?孔 F = F + F = 14 47 20 + 16 95 6= 16 16 76 ( N )孔落 式中 ： F ─ 沖 裁力， N； 12L,L ─ 沖件 周 邊長(zhǎng) 度， mm； t ─ 材料厚度， mm； b? ─材料抗拉 強(qiáng) 度， MPa； b? ? 。 卸料力 XX F =K F =0 .05 161 676 =8 083 ( N )? 推料力 TTF =n K F =5 161 676 =4 446 0( N )?? 頂 件力 DDF = K F =0 .06 161 676 =9 700?（ N） 沖壓總 力 XTF = F + F + F = 1 6 1 6 7 6 + 8 0 8 3 + 4 4 4 6 0? ? 214KN 式中 Kx 、 KT 、 KD ─分 別為 卸料力系 數(shù) 、推料力系 數(shù) 和 頂 料力系 數(shù) 。 壓力 機(jī)公 稱壓力 的確定 應(yīng) 大于或等于 沖 裁 時(shí)總壓力 的 ~ 倍，即 P (~) F?? ? 278KN 對(duì) 于落料沖孔工序， 壓力 機(jī)的公 稱壓力 機(jī) 為 J2340 壓力 機(jī)。 （ 2） 彎 曲力的 計(jì) 算 彎 曲力是 設(shè)計(jì)彎 曲模和 選擇壓力 機(jī)的重要依據(jù)之 一，特 別 是 彎 曲坯料較厚、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 彎曲線 校 長(zhǎng) 、相 對(duì)彎 曲半 徑較 小、材料 強(qiáng) 度 較 大的 彎 曲件 時(shí) ，必 須對(duì)彎 曲力 進(jìn) 行計(jì) 算。 圖 19所 示為 各 彎 曲 階 段 彎 曲力 F隨凸 模行程 S的 變 化 關(guān) 系。由 圖 可知 F校FF自彈性彎曲階段；2 自由彎曲階段； 3 校正彎曲階段 圖 19 彎曲三個(gè)階段 各 彎 曲 階 段的 彎 曲力是不同的； 彈 性 階 段 彎 曲 力較 小，可以略去不 計(jì) ；自由 彎 曲階 段的 彎 曲力基本不 隨凸 模行程的 變 化而 變 化；校正 彎 曲力 隨 行程急 劇 增加。 彎曲力 不僅 與 彎曲變形過(guò) 程有 關(guān)，還 與坯料尺寸、材料性能、零件形 狀 、 彎 曲方式、模具 結(jié) 構(gòu)等多種因素有 關(guān)， 因此用 理論 公式 來(lái)計(jì) 算 彎 曲力不但 計(jì) 算復(fù) 雜，而且 精確度不高。 實(shí)際 生 產(chǎn) 中常用 經(jīng)驗(yàn) 公式 進(jìn) 行概略 計(jì) 算。 工序 2:（ 彎兩 角