【正文】 能提供一種固定不變的合理排樣方案。在沖裁件的成本中材料費(fèi)用一般占60％以上，可見材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。要提高材料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種。沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在有搭邊廢料。少廢料排樣 。因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。另外，當(dāng)送進(jìn)步距為兩倍零件寬度時(shí)，一次切斷便能獲得兩個(gè)沖件，有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。為此，排樣時(shí)必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。 有廢料排樣和少、無廢料排樣主要形式的分類對(duì)于形狀復(fù)雜的沖件，通常用紙片剪成3～5個(gè)樣件，然后擺出各種不同的排樣方法，經(jīng)過分析和計(jì)算，決定出合理的排樣方案。 搭邊值排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。搭邊值對(duì)沖裁過程及沖裁件質(zhì)量有很大的影響，因此一定要合理確定搭邊數(shù)值。根據(jù)生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)，正常搭邊比無搭邊沖裁時(shí)的模具壽命高50％以上。 (2）材料厚度：材料越厚，搭邊值也越大。 (4）送料及擋料方式：用手工送料，有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些；用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。 最小搭邊值 零件毛坯尺寸計(jì)算，確定搭邊值：兩工件間的搭邊值：a1=工件邊緣的搭邊值：a=步距為：S=條料寬度：= = =式中——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a ——側(cè)搭邊值，；△——條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，； (mm)條料寬度B/mm材料厚度t/mm～11～22～33～5～5050～100100～150150～220220～300 (mm)條料寬度B/mm材料厚度t/mm～﹥～1﹥1～2～20﹥20～30﹥30～50 材料利用率的計(jì)算： 排樣圖查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選取8501500mm的軋制薄鋼板，厚度允許偏差為。在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化的。雖然由于凸模擠入材料使承受沖裁力的材料面積減小，但只要材料加工硬化的影響超過受剪面積減小的影響，沖裁力就繼續(xù)上升，當(dāng)兩者達(dá)到相等影響的瞬間，沖裁力達(dá)最大值，即圖中的 B點(diǎn)。 凸模繼續(xù)下壓，材料內(nèi)部的微裂紋迅速擴(kuò)張，沖裁力急劇下降，如圖BC段所示，此為沖裁的斷裂階段。通常所說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的需求。 部分常用材料的力學(xué)性能當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度時(shí)，可用抗拉強(qiáng)度代替，而取K＝1的近似計(jì)算法計(jì)算。當(dāng)上模完成一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性收縮而緊箍在凸模上。從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力；從凹模內(nèi)向下推出制件或廢料所需的力，稱為推料力；從凹模內(nèi)向上頂出制件需的力，稱為頂件力 ()。在實(shí)際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 卸料力 （23）推料力 （24）頂件力 （25）式中 F——沖裁力(N)； ——卸料力系數(shù)， (薄料取大值，厚料取小值)； ——推料力系數(shù)， (薄料取大值，厚料取小值)； ——頂件力系數(shù)， (薄料取大值，厚料取小值)； n——梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(n＝h/t)。卸料力和頂件力還是設(shè)計(jì)卸料裝置和彈頂裝置中彈性元件的依據(jù)。由于該沖裁件是落料、沖孔倒裝復(fù)合模，只受沖裁力、卸料力、推件力，其沖裁力由公式（21）計(jì)算。 壓力機(jī)公稱壓力的選取 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)采用的是彈壓卸料裝置和下出件的模具，所以根據(jù)公式（26）計(jì)算壓力機(jī)的公稱壓力：壓力機(jī)的公稱壓力 壓力中心的確定 沖壓力合力的作用點(diǎn)稱謂模具壓力中心。否則，會(huì)使沖裁模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 ，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。另外還可以用作圖法、懸掛法等。求出合力作用點(diǎn)的座標(biāo)位置O0(x0,y0)，即為所求模具的壓力中心()。 b）多凸模沖壓壓力中心計(jì)算公式為： (29)因沖裁力與沖裁周邊長(zhǎng)度成正比，所以式中的各沖裁力 P１、P２、P３……Pn，可分別用各沖裁周邊長(zhǎng)度 L１、L２、L３……Ln代替，即： (210)由于該零件x方向?qū)ΨQ，如圖 ，根據(jù)公式(210)計(jì)算，故壓力中心x0= 式中:L1=24mm Y1=12mmL2=60mm Y2=0mmL3=24mm Y3=12mmL4= Y4=12mmL5= Y5=L6= Y6=24mmL7= Y7=12mmL8= Y8=12mm計(jì)算時(shí)，忽略邊緣4。 沖裁件的壓力中心一般情況下。壓力機(jī)主要參數(shù)：壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格：J23—63公稱壓力：630KN滑塊行程：120mm滑塊行程及次數(shù)：70次/分最大閉合高度：360mm閉合高度調(diào)節(jié)量：90mm工作臺(tái)尺寸(前后左右)：480mm710mm此壓力機(jī)規(guī)定完全符合本模具所要求條件、故選用此壓力機(jī)。為了能得到平整的工件，落料時(shí)斜刃做在凸模上。在沖壓高強(qiáng)度材料、厚料和大尺寸沖壓件時(shí)，需要的沖裁力較大，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)壓力機(jī)的噸位不足時(shí)，為不影響生產(chǎn)，可采用一些有效措施降低沖裁力。當(dāng)凸模直徑有較大差異時(shí)，一般把小直徑凸模做短一些，高度差H=(～1 )t。 斜刃沖裁（a）、（b）落料凹模為斜刃；（c）、（d）、（e）沖孔凸模為斜刃；（f）用于切口或切斷的單邊斜刃（）斜刃是將沖孔凸?；蚵淞习寄５墓ぷ魅锌谧鞒尚比?，沖裁時(shí)刃口不是全部同時(shí)切入，而是逐步地將材料分離，能顯著降低沖裁力，但斜刃刃口制造和刃磨都比較困難，刃口容易磨損，沖件也不夠平整。另外，加熱沖裁使金屬抗剪強(qiáng)度降低，也能降低沖裁力。 模具零件的分類和標(biāo)準(zhǔn)化 按模具零件的不同作用，可將其分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩大類。模具標(biāo)準(zhǔn)化還可促使模具工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)技術(shù)交流，簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)，縮短生產(chǎn)周期。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)模具類型、導(dǎo)向方式、送料方向、凹模形狀等不同，規(guī)定了十四種典型組合形式。這樣在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，僅設(shè)計(jì)直接與沖壓件有關(guān)的部分，其余都可從標(biāo)準(zhǔn)中選取。  (一)凸模的結(jié)構(gòu)形式 整體式凸模圖 鑲拼式凸模圖凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類。整體式中，根據(jù)加工方法的不同，又分為直通式 ()和臺(tái)階式(、b)。臺(tái)階式凸模一般采用機(jī)械加工，當(dāng)形狀復(fù)雜時(shí)，成形部分常采用成型磨削。設(shè)計(jì)時(shí)可按國標(biāo)選擇。若采用固定卸料板和導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)時(shí)，凸模的長(zhǎng)度應(yīng)該為： L＝h1＋h2＋h3（15～20）mm（3—1) 式中：hhh3分別為凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板的厚度。 (三)凸模材料 模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。形狀簡(jiǎn)單且模具壽命要求不高的凸?？蛇x用 T8A、T10A等材料；形狀復(fù)雜且模具有較高壽命要求的凸模應(yīng)選 Cr1Cr12MoV、CrWMn等制造，HRC取58～62，要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質(zhì)合金材料。但是，對(duì)細(xì)長(zhǎng)的凸模，或凸模斷面尺寸較小而毛坯厚度又比較大的情況下，必須進(jìn)行承壓能力和抗縱向彎曲能力兩方面的校驗(yàn)。 圖 凸模的自由長(zhǎng)度a)無導(dǎo)向裝置的凸模、b)有導(dǎo)向裝置的直通式凸模 、c)有導(dǎo)向裝置的階梯式凸模2．凸?？箯澞芰π：送鼓_裁時(shí)穩(wěn)定性校驗(yàn)采用桿件受軸向壓力的歐拉公式。對(duì)無導(dǎo)向裝置的凸模，其受力情況相當(dāng)于一端固定另一端自由的壓桿，其縱向的抗彎能力可用下列公式校驗(yàn)：對(duì)圓形凸模 （3—4) 對(duì)非圓形凸模 （3—5)有導(dǎo)向裝置的凸模，其不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的凸模最大長(zhǎng)度為： 對(duì)圓形凸模 (3—6) 對(duì)非圓形凸模 (3—7)以上各式中， J為凸模最小截面的慣性距(mm)；F為凸模的沖裁力(N)；d為凸模最小直徑(mm)。同時(shí)還受到模具精度、刃口鋒利程度、制造過程、熱處理等影響。 (五)凸模的護(hù)套圖 、b是兩種簡(jiǎn)單的圓形凸模護(hù)套。圖b所示護(hù)套 1采用臺(tái)肩固定，凸模2很短，上端有一個(gè)錐形臺(tái)，以防卸料時(shí)拔出凸模，沖裁時(shí)，凸模依靠芯軸 3承受壓力。工作時(shí)護(hù)套1始終在上模導(dǎo)板5內(nèi)滑動(dòng)而不脫離(起小導(dǎo)柱作用，以防卸料板在水平方向擺動(dòng) )。此結(jié)構(gòu)有效地避免了卸料板的擺動(dòng)和凸模工作端的彎曲，可沖厚度大于直徑兩倍的小孔。但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造比較困難。其二，上模處于下止點(diǎn)位置時(shí)，護(hù)套1的上端不能受到碰撞。中、小型凸模多采用臺(tái)肩、吊裝或鉚接固定()。對(duì)于大型沖模中沖小孔的易損凸模，可以采用快換凸模的固定方法，以便于修理與更換，如圖 。b)低熔點(diǎn)合金固定。其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作部分尺寸不變。但因廢料 (或制件)的聚集而增大了推件力和凹模的漲裂力，給凸、凹模的強(qiáng)度都帶來了不利的影響。d)、e)型是錐筒式刃口，在凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小。時(shí)，)?！?176。圖 凹模洞口的類型圖 凹模外形尺寸(二)凹模的外形尺寸 凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的如圖 。 (三)凹模的固定方法和主要技術(shù)要求 凹模一般采用螺釘和銷釘固定。位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要作適當(dāng)調(diào)整。 凹模洞孔軸線應(yīng)與凹模頂面保持垂直，上下平面應(yīng)保持平行。凹模材料選擇與凸模一樣，但熱處理后的硬度應(yīng)略高于凸模。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配作。將凹模板作成薄型形式并加空心墊板后實(shí)取為：12512514(mm)。沖孔凸模長(zhǎng)度凸模長(zhǎng)度： 其中：——凸模固定板厚度； ——空心墊板厚度； ——凹模板厚度；凸模強(qiáng)度校核：該凸模不屬于細(xì)長(zhǎng)桿，強(qiáng)度足夠。 定位零件的設(shè)計(jì)為保證出外形完整的合格零件。定位應(yīng)符合六點(diǎn)定位原則。由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)不同，所以定位零件的種類很多。定位包含控制送料進(jìn)距的擋料和垂直方向的導(dǎo)料等?？刂茥l料的送進(jìn)步距，采用擋料銷定距。從凹模強(qiáng)度考慮，采用彈頂式導(dǎo)料銷。擋料銷選用固定擋料銷，將其設(shè)置在凹模型孔出料一側(cè)，利于落料以后的廢料孔進(jìn)行擋料，控制送料進(jìn)距。固定擋料銷 ()活動(dòng)擋料銷()和始用擋料銷()。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。常用的有圓形和鉤形擋料銷。始用擋料銷用于級(jí)進(jìn)模中開始定位 固定擋料銷 活動(dòng)擋料銷1—簧片(或彈簧) 2—始用檔塊 3—導(dǎo)料板 4—固定卸料板圖  導(dǎo)料銷通常與擋料銷配合使用在級(jí)進(jìn)模中，以減小定位誤差，保證孔與外形的相對(duì)位置尺寸要求。按其固定方法可分為如圖 。為了便于裝卸，對(duì)小的導(dǎo)料銷也可采用圖 f所示的結(jié)構(gòu)，其更換十分方便。此時(shí)，導(dǎo)料銷固定在凸模固定板上或彈壓卸料板上，圖 。如按圖 a)所示方式定位，其擋料銷的位置尺寸可按下式計(jì)算：L = A DP/2 + D/2 + = A (DP D)/2 + 如按圖 b)所示方式定位，其擋料銷的位置尺寸可按下式計(jì)算：L`= A + DP/2 D/2 = A + (DP D)/2 式中A——步距(mm)；Dp——落料凸模直徑(mm)；D——擋料銷頭部直徑(mm)；L、L`——擋料銷軸心與落料凸模軸心距(mm)。圖 )所示為毛坯外輪廓定位，)所示為毛坯內(nèi)孔定位。標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)見國標(biāo) (－81)。導(dǎo)料銷的結(jié)構(gòu)與擋料銷相同。圖 。彈簧壓塊式和彈簧板式用于側(cè)壓力較大的場(chǎng)合?；善胶蛷椈蓧簤K式使用時(shí)，一般設(shè)置 2—3個(gè)。因?yàn)楸灸＞呤堑寡b模具，工件所用條料厚度為2mm，相對(duì)較薄，卸料力較小，故采用彈壓卸料裝置，逆出件的方