【文章內容簡介】 為有廢料排樣與少、無廢料排樣兩大類。排樣又可分直排、斜排、對排、對頭斜排、多排、混合排等。 有廢料排樣有如下幾種形式： （ 1） 直排 排樣時，應優(yōu)先選用直排，因為直排的模具最簡單。但對于三角形、角尺形等工件，采用直排會造成較大的材料浪費，可考慮選擇斜排或對排。 （ 2） 斜排 斜排將時制模工作量增大。 （ 3） 對排 選取對排省料幅度較大。比直排省料可達 30%50%。但需要注意：如果采取送料一次沖一件的方案，即用單凸模，模具結構與直排時基本相同，模具費也相差不大，但只實用于條料，不能用卷料。 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 11 （ 4） 混合排 如果 將一種零件落料后的廢料作為另一種工件的原材料，當然也可以提高材料的利用效率。但這種排樣對于小型件既不方便又不安全。而采用混合排是只有兩種零件的板厚與材質相同，并在設計人員的細心安排之下才有可能實現(xiàn)。 如下圖所示三種排樣方法： 圖 直排 、 對角排 、 斜排 綜上所述 相同個數(shù)的零件采用 直排料面積為 16200 2mm ， 對角排 17360 2mm ，斜排 17020 2mm ， 為了節(jié)省材料 并 結合零件本身的形狀，本排樣采用直排法。 搭邊值的確定 搭邊值的作用，搭邊是指排樣時零件與條料側邊這間留下的剩料。其作用是使條料定位，保證零件的質量和精度，補償定位誤差，確保沖出合格的零件，并使條料有一定的剛度，不彎曲，便于送進，并能使沖模的壽命提高。為了節(jié)約材料，應選擇合理的搭邊值，它一般與卸料板的形式，條料厚度，沖壓寬度 L 有關。 本設計采用 彈性 卸料板，條料厚度 t＝ ,沖壓寬度 L＝ 80mm50mm,查《 冷沖模 設計》 P60 知：搭邊值 工件間 a ＝ ，側面 1a ＝ [1] 。 又由于其為中碳剛類型，由經驗確定要乘以 的系數(shù)。所以實際搭邊值： 工件間 搭邊值 a ＝ ＝ ， 側面 搭邊值 1a ＝ ＝ 送料步距與條料寬度計算 條料在模具上每次送進的距離稱為 送料步距，用 A 表示。其大小為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離，對于無廢料一模出兩件，送料步距是工件寬度的兩邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 12 倍。 查《沖壓工藝與模具設計》 P63，條料寬度按公式 （ ） 計算 [2] 即 001L [ B 2a 2 b ]? ??? ? ? ? () 式中 L──條料公稱寬度 ， mm； B──垂直于送料方向的工件尺寸 ,mm； 1a ──側搭邊， mm； b ── 側刃切除的料寬， mm △ ── △為剪板機下料公差 ， △ = 條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，剪裁時的公差整帶分布規(guī)定上偏差為零，下偏差為負值條料在模具上送進時一般都有導向，當使用導料板導向而又無側壓裝置時，在寬度方向也會產生送料誤差。 另因采用 IA 型側刃每邊增加切入寬度 ， 所以 條料寬度 L =（ 80+2+2 ） ? =? mm 送料步距 A = 28+= 材料利用率 及排樣草圖 通常以一個步距內零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表示： η＝ 1S / 0S ＝ ( 1S /LB)100％ () 式中 1S── 個步距內零件的實 際面積； 0S── 個步距內所需毛坯面積； L── 送料步距； B── 條料寬度。 經計算，一個步距內 彈簧片 的實際 有效 面積 1S 約為 1760 mm2 ，一個步距內所需毛坯面積 0S 為 ＝ ， 如圖 圖 彈簧片 排樣草圖 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 13 沖裁單件材料的利用率： η %? 因此 選用卷料， 采用單排排樣，這樣的材料利用率較合宜，且操作方便 。 沖裁力、壓力機的選取及壓力中心計算 沖裁力的計算 沖裁力是選擇壓力機的主要依據(jù)，也是設計模具所必須的數(shù)據(jù)。其沖裁力 F 的計算公式為： F＝ KLtτ 其中 F 為沖裁力 N； L 為沖裁件的周長 mm； t 板料厚度 mm； τ 為材料的抗剪強度 MPa； Ｋ 為系數(shù)，常取 在一般情況下，材料的 σb≈ ，為計算方便，也可用這個式子計算 沖裁力： F＝ Ltσb () 彈簧片模具的沖裁力為 ： F＝ Ltσb＝ 1300＝ 183248N (其中 L= 4＋ 100＋ 20++28+= ) 卸料力、推件力和頂件力 從凸模上卸下板料所需的力稱為卸料力 F卸 ；從凹模內向下推出工件或廢料所需的力稱推件力 F推 ；從凹模內向上頂工件或廢料所需的力稱為頂件力 F頂 ??6 。 F卸 、 F推 與 F頂 和沖件輪廓的形狀、沖裁間隙、材料種類和厚度、潤滑情況、凹模洞口形狀因素有關。在實際生產中常用以下經驗公式計算： F K F?卸 卸 () F nK F?推 推 () F K F?頂 頂 () 式中 F── 沖裁力； K卸 ── 卸料力系數(shù)； K推 ── 推件力系數(shù)； K頂 ── 頂件力系數(shù)； n── 梗塞在凹模內的沖件數(shù)（ n＝ h/t） h── 為凹模直壁洞口的高度。 F卸 、 F推 與 F頂 可分別由表 查取。當沖裁件形狀復雜、沖裁間隙較小，潤滑較差、材料強度高時應取較大的值；反之則應取較小的值。 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 14 表 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 /mm K卸 K推 K頂 ～ ～ 取 K卸 為 、 K推 為 、 K頂 為 壓力機所需總沖壓力的計算 采用彈壓卸料裝置和下出件模具： F F F F? ? ?總 卸 推 () 采用彈壓裝置和上出件模具時： F F F F? ? ?總 頂卸 () 采用剛性卸料裝置和下出件模具時： F F F??總 頂 () 彈簧片 模具采用彈性卸料，其所需總壓力為 F F F F? ? ?總 卸 推＝ F ＝ 202072N＝ 壓力中心的計算 壓力中心的計算 模 具的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機的滑塊中心線重合，以使平穩(wěn)工作，減少導向磨損，提高模具及壓力機的壽命。 圖 壓力中心坐標系 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 15 選取如圖 所示的坐標系。 因為三個工位均是對稱分布的，所以其 Y 坐標為 0， 對于 X 坐標，三個工位的中心分別為（ 0， 0）（ ， 0）（ ， 0） 即 1X ＝ 0， 2X ＝ ， 3X ＝ ， 三個工位的對應長度是 1l ＝ ， 2l ＝ ， 3l ＝ 按《沖壓工藝及模具設計 》 P103 式 （ ） 計算壓力中心 1 1 2 2 n n0 1 2 nl x l x l xx l l l? ? ?? ? ? ? （ ） 0x ＝ 2 9 .6 6 9 .2 5 9 .2 8 7 .3 21 8 6 .7 2 6 9 .2 8 7 .3 2? ? ???= 所以連續(xù)沖裁下零件的壓力中心為： （ ， 0） 凸、凹模刃口尺寸計算 凸、凹模加工方法一般分為兩種： （ 1） 凸、凹模分開加工法，當凸、凹模分開加工時，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困難、相應地會增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于較復雜的、非圓形的模具，制造簡便，成本低廉。 （ 2） 凸、凹模配合加工法，采用配做法制模時，配做件的最后精加工要等基準件完全加工完才進行。按配做法制模的加工順序，落料時先加工凹模， 配做凸模；沖孔時先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度較低，特別是板料較薄時，基準件的公差值較大，而配做件允許的公差值要小得多。這說明基準件加工較容易，而配做件加工較難。 用單配加工法常用于生產復雜形狀及薄料沖裁件的模具。在計算復雜形狀的凸模和凹模工作部分的尺寸時，往往存在著三類不同性質的尺寸：第一類，凸?；虬寄Ｔ谀p后會增大的尺寸；第二類，凸?；虬寄Ｔ谀p后會減小的尺寸；第三類，凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸。如圖，其中尺寸 a、 b、 c 對于凸模來說屬于第二類尺寸，對于凹模來說屬于第一類尺寸；尺寸 d 對于凸模來 說屬于第一類尺寸，對于凹模來說屬于第二類尺寸；尺寸 e 對于凸模和凹模來說都是屬于第三類尺寸。 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 16 圖 復雜形狀沖裁件的尺寸分類 尺寸的計算方法： 第一類尺寸 ＝ (沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸 － x△ ) ? ?1/40? △ () 第二類尺寸 ＝ (沖裁件上該尺寸的最小極限尺寸 ＋ x△ )0(1/4)? △ () 第三類尺寸 ＝ 沖裁件上該尺寸的中間尺寸 177。(1/8)△ () 對于該工件來說， 在連續(xù)模中完成的工步是沖孔，落料 ， 該工件精度無特殊要求，根據(jù)工件公差等級取為 IT14 級，由于材料薄，模具間隙小，故凸凹模采用配做加工為宜。又根據(jù)排樣圖可知，凹模的加工比凸模的加工要困難，且級進模的所有凹模的孔均在一個模板上，因此，選用凹模為制造基準件。所以不論沖孔、落料，只計算凹模刃口的尺寸及公差。 各凸模按凹模各對應尺寸標注其基本尺寸，并注明按凹模實際刃口尺寸配雙面間隙 。 零件圖的尺寸為： 圖 零件圖 （ 1） 連續(xù)模中落料模，計算凹模刃口尺寸， 按照一定的間隙 配做凸模。按 磨損情況分類計算： 凹模磨損后增大的尺寸， 查《中國模具工程大典第 4 卷模具工程大典》 P273，按照 公式 （ ） 計算 [3] ： dd0σ( D X )D ?? ? ? （ ） 尺寸 R ? 磨損后增大 ， 查表 X = 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 17 dd0σ( D X )D ?? ? ? = 0 .5 2 / 40( 2 8 0 .5 0 .5 2 ) ??? = ? 尺寸 R ? 磨損后增大 ，查表 X = dd0σ( D X )D ?? ? ? = 0 .6 2 / 40( 4 0 0 .5 0 .6 2 ) ??? = ? 尺寸 ? 磨損后增大 ，查表 X = dd0σ( D X )D ?? ? ? = 0 .7 4 / 40(8 0 0 .5 0 .7 4 ) ??? = ? 尺寸 ? 磨損后增 大 ， 查表 X = dd0σ( D X )D ?? ? ? = 0 .3 6 / 40(1 0 0 .7 5 0 .3 6 ) ??? = ? （ 2） 沖孔時，把凸模尺寸換算到凹模的尺寸計算，由于先做凹模， 凸模是按凹模以一定的間隙配制的，所以凹模公差 δ 凹 也要比較小。 即 δ 凹 ＝ δ 凸 － △ Ｚ＝ 1/4△ － (Zmax－ Zmin)。 由 圖 中可以得到換算后凹模的基本尺寸與公差 圖 沖孔，將凸模尺寸換算到凹模的計算圖 即 d 凹 ＝ (dmin＋ x△ ＋ Zmin－ δ 凹 ) δ0?凹 （ ） 沖孔凹模、落料凸模分別按照沖孔凸模、落料凹模的實際尺寸進行配制，雙邊 由表查得 Zmax ＝ ， Zmin ＝ ， △ Z＝ Zmax－ Zmin ＝ 大批量生產、且工作精度要求不高，按大間隙可提高模具的壽命。 凹模磨損后減小的尺寸，按公式 d 凹 ＝ (dmin＋ x△ ＋ Zmin－ δ 凹 ) δ0?凹 計算 尺寸 R ? 磨損后減小 ，查表 X = δ 凹 ＝ δ 凸 － △ Ｚ＝ 1/4△ － △ Ｚ =1/4 = 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 18 d 凹 ＝ (dmin＋ x△ ＋ Zmin－ δ 凹 ) δ0?凹 ＝ （ 14+ +） ? = ? 尺寸 R ? 磨損后減小 ，查表 X = 0. 5 δ 凹 ＝ δ 凸 － △ Ｚ＝ 1/4△ － △ Ｚ =1/4 = d 凹 ＝ (dmin＋ x△ ＋ Zmin－ δ 凹 ) δ0?凹 ＝ （ 32+ +） ? = ? 尺寸 R ? 磨損后減小 ，查表 X = 0. 75 δ 凹 ＝ δ 凸 － △ Ｚ＝ 1/4△ － △ Ｚ =1/4 = d 凹 ＝ (dmin＋ x△ ＋ Zmin－ δ 凹 ) δ0?凹 ＝ （ 10+ +） ? = ? 沖孔凹模為圓形，故可按 d 凹 =(dmin＋ x△ ＋