2.6冲裁排样与搭边
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冲裁件的排样
Ⅰ—冲方孔；Ⅱ—冲圆孔；Ⅲ— 1—后侧刃； 2—后侧刃挡块； 3—前侧刃挡块； 4—前侧刃
有定距侧刃时条料宽度的确定
1.3 材料利用率计算
冲裁件的排样
一个步距内材料的利用率η为
nA 100%
BS
一张板料上总的材料利用率η总为
总
NA LW
100%
1.4 排样图
冲裁件的排样
电机定子落料排样图
冲压工艺与模具设计
工件之间的搭边用a1表示，工件与条料侧 边之间的搭边用a表示。
搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证 冲出合格的工件。搭边还可以保持条料有一定 的刚度，便于送料。
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
（1）有侧压装置时条料的宽度
B
(D
2a)
0
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
有侧压装置时条料宽度的确定 1—导料板； 2—凹模
冲压工艺与模具设计
1.1 冲裁件排样的设计
冲裁件的排样
根据材料的经济利用程度，排样方法可分 为： 有废料、少废料和无废料排样三种。
根据工件在条料上的布置形式，可分为：
直排、斜排、对排、混合排、多行排等形式。
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
排样时工件之间以及工件与条料侧边之间 留下的工艺余பைடு நூலகம்称为搭边。
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
（2）无侧压装置时条料的宽度
B
[D
2(a
c)]
0
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
无侧压装置时条料宽度的确定 1—导料板； 2—
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
有定距侧刃时条料宽度的确定
1.3 材料利用率计算
冲裁件的排样
一个步距内材料的利用率η为
nA 100%
BS
一张板料上总的材料利用率η总为
总
NA LW
100%
1.4 排样图
冲裁件的排样
电机定子落料排样图
冲压工艺与模具设计
工件之间的搭边用a1表示，工件与条料侧 边之间的搭边用a表示。
搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证 冲出合格的工件。搭边还可以保持条料有一定 的刚度，便于送料。
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
（1）有侧压装置时条料的宽度
B
(D
2a)
0
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
有侧压装置时条料宽度的确定 1—导料板； 2—凹模
冲压工艺与模具设计
1.1 冲裁件排样的设计
冲裁件的排样
根据材料的经济利用程度，排样方法可分 为： 有废料、少废料和无废料排样三种。
根据工件在条料上的布置形式，可分为：
直排、斜排、对排、混合排、多行排等形式。
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
排样时工件之间以及工件与条料侧边之间 留下的工艺余பைடு நூலகம்称为搭边。
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
（2）无侧压装置时条料的宽度
B
[D
2(a
c)]
0
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
无侧压装置时条料宽度的确定 1—导料板； 2—
冲裁件的排样
1.2 搭边和条料宽度的确定
《冷冲模工艺与设计》课件——课题十二：排样和搭边
有废料排样
少废料及无废料排样
冲压工艺与模具结构
课题十二：排样和搭边（1）
知识目标： 1、熟悉材料利用率的计算方法和提高利用率的途径； 2、掌握排样的方法。
能力目标： 1、能够正确排出最优的排样方案。
2.5 排样与搭边 冲裁件在板料(条料或带料)上的布置方法，称为冲裁工件
的排样法，简称排样。排样的正确与否将影响到材料的合理利 用、冲裁件质量、生产率、模具结构与寿命。排样决定凹模孔 口和定位零件的位置，因此在设计模具时，应首先设计好冲裁 件的排样。
总数目； 2.提高材料利用率的方法 废料的分类：1）结构废料 2）工艺废料 方法：设计合理排样，选择合适的板料规格和合理的裁板方法 （减少料头、料尾和边余料）。
ห้องสมุดไป่ตู้
三种排样法的材料利用 率依次为50%、70%、80%（第三 种是变更了产品结构的排样）
2.5.2排样方法 排样方法：(1)有废料排样法（如图2-29a）
2.5.1 材料的合理利用 1.材料利用率
定义：指冲裁件的实际面积与所用 的板料面积的百分比，是具体衡量 排样合理性的指标。（图2-28排样） 图2-28 一个步距内的材料利用率
表达式：
式中：A――一个步距内冲裁件的实际面积(mm2)； B――条料宽度(mm)； S――步距(mm)； L——板料（或带料、条料）长度(mm)； n——一张板料（或带料、条料）上冲裁件的
(2)少废料排样法（如图2-29b） (3)无废料排样法（如图2-29c、d） 排样时除考虑提高材料利用率外，同时也要对生产操作， 生产率和模具结构、寿命等方面作适当的考虑 。（表2-2 排 样形式分类表）
图2-29 排样方法分类
排样形式 直排 斜排 对排 混合排样 多排 冲裁搭边法
冲裁排样
（b）无侧压装置
（c）侧刃定距
条料宽度的计算
图（a）所示为有侧压装置的模具，故应按下 式计算： 条料宽度：B0-△＝(Dmax＋2a) 0-△ 导料板间距:B0＝B＋Z＝ Dmax＋ 2a＋Z Dmax：为工件垂直于送进方向的最大距离， mm； a：为侧搭边值，mm；见书48页表2-17 ； Δ：为条料宽度单向（负向）公差，mm， Z：为条料与导料板之间的间隙，mm， 此种情况也适用于用导料销导料的冲裁模， 这时条料是由人工紧靠导料销的一侧送进。
硬材料搭边值可少一些，软材料、脆材料搭 边值应大一些。 ②冲裁件的形状与尺寸 形状复杂或尺寸大时，搭边值应大一些，反 之可少一些。 ③材料厚度 厚材料的搭边值应大一些。 ④送料及挡料方式 手工送料或有侧压装置时，搭边值少一些；用 侧刃定距比用挡料销定距的搭边值要少一些。 ⑤卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边值要少一些。 2、搭边值的确定 ①查表法、②经验法
2）无侧压装置时条料宽度与导料板宽度的确定 图（b）所示为无侧压装置的模具，应按下式计算：
条料宽度： B0-△＝(Dmax＋2a＋Z) 0-△ 导料板间距离: B0＝B＋Z＝ Dmax＋ 2a＋2Z
3）采用侧刃定距时条料宽度与导料板宽度的确定 图（c）所示，采用侧刃定距时，按下式计算：
条料宽度： B0-△＝(Dmax＋2a＋nb1) 0-△ 导料板间距离: Bˊ＝B＋Z＝ Dmax＋ 2a＋ nb1 ＋Z B1ˊ＝B＋Z＝ Dmax＋ 2a＋ y
②少废料排样：只在冲裁件之间或冲裁件与条料侧 边之间留有余料，沿冲裁件的部分外形轮廓进行冲裁或 切断，冲裁材料利用率较高，模具结构较简单。
③无废料排样：冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与 条料侧边之间没有工艺余料，制件直接由切断条料获得。
冲裁排样设计
（3）无废料排样
冲裁件之间、冲裁件与条料侧边之间均无工艺废料，冲裁实际上变成了切断。材料利用 率可达85%～90%。冲件的质量和模具寿命更差一些，但材料利用率最高。另外，当送进步距 为两倍零件宽度时，一次切断便能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。
1.2.按排列形式
头
1）直排法：适用于外形为方、矩形制件。
条料宽度：
B 0(D ma x 2aC )0
导料板间距离：
A B ZD m a2 x a 2 C
条料与导料板之间的间隙 Δ—条料下料时的下偏差值
3.2.3.用侧刃定距时条料的宽度与导料板间距离
条料宽度：
B 0 ( L m 2 a a x n 1 ) 0 b ( L m 1 a . 5 a x n 1 ) 0 b
经验确定的低碳钢冲裁时常最小搭边值/mm
三. 计算计算条料宽度、导料板间距及进距 3.1.几个基本概念 条料的下料公差规定为负偏差，以保证送料顺利，不因条料过宽而发生卡死现象。
导料装置：条料送进时，引导前进的基准。 侧压装置：条料在送进过程中，在条料侧边作用
一横向力，使条料紧贴导料板一侧送 进的装置。
2）斜排法：适用于椭圆形、T形、L形、S形制件。
3）直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、T形、Ш形、Ц形制件。
4）混合排法：适用于材料、厚度相同的两种以上不同形状制件的套排。
5）多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方形、矩形等制件。
二：确定搭边值 2.1.定义：冲裁件与冲裁件之间、冲裁件与条料侧边之间留下的工艺余料。
① 纵裁：
条料在下料时，沿板料的长度方向剪裁。
注意：纵裁剪板次数少，可减少冲裁时的换料次 数，提高生产效率，尽可能采用。 若纵裁后条料太长太重，或不能满足弯 曲件坯料对轧制方向要求时应考虑横裁。
冲裁及冲裁模设计
16
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件的质量：断面质量、尺寸精度 a 间隙对断面质量的影响 小间隙、合理间隙、大间隙情况下的剪切过程 断面特征值与间隙的关系图。
17
第 2 章 冲裁
2-2 冲裁模间隙
间隙对断面质量的影响
18
第 2 章 力、变形和冲裁件正常的断面状况 a）冲孔件 b）落料件
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
间隙的概念 模具凸凹模刃口缝隙间的距离。 单边间隙c、双边间隙z。 间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力都有很大 的影响，是冲裁工艺和模具设计中的最重要的工艺参数。 2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 2.2.2 间隙对冲裁力的影响 2.2.3 间隙对模具寿命的影响 2.2.4 间隙的确定
12
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.5 断面特征
1）圆角带：冲裁过程中，纤维的弯曲与拉伸形成， 软材料圆角大。 2）光亮带：塑剪变形时，由于相对移动，凸凹模侧 压力将毛料压平形成的光亮垂直断面。
3）断裂带：刃口微裂纹受拉应力不断扩展形成的撕 裂面，导致断面粗糙并有斜度。 4）毛刺：由微裂纹位置与冲裁间隙等引起，是金属 拉断而形成的金属刺残留在冲裁件上
板 坯
F v 1
F v 2
F h 2
F h 2
F v 2
凹 模
板坯受力简图 Diagram of sheet metal under load
10
第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.3 裂纹的形成与发展 裂纹产生的条件：当变形区的应变达到极限塑性应变值时， 就产生微裂纹 裂纹扩展的方向：沿着最大剪切应变速度的方向扩展 裂纹的成长过程：裂纹首先在低应力区产生，由于变形过 程中最大剪切应变的速度方向发生变化，使得新的裂纹不断产 生，旧裂纹的扩展不断停止，然后在旧裂纹的前端附近重新产 生新的裂纹，不断产生的微裂纹的根部汇成了一条主裂纹 极限塑性应变值除和材质外，还和应力状态、变形历史（损 伤程度）有关。
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件的质量：断面质量、尺寸精度 a 间隙对断面质量的影响 小间隙、合理间隙、大间隙情况下的剪切过程 断面特征值与间隙的关系图。
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第 2 章 冲裁
2-2 冲裁模间隙
间隙对断面质量的影响
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第 2 章 力、变形和冲裁件正常的断面状况 a）冲孔件 b）落料件
第 2 章 冲裁
2 -2 冲裁模具间隙
间隙的概念 模具凸凹模刃口缝隙间的距离。 单边间隙c、双边间隙z。 间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力都有很大 的影响，是冲裁工艺和模具设计中的最重要的工艺参数。 2.2.1 间隙对冲裁件质量的影响 2.2.2 间隙对冲裁力的影响 2.2.3 间隙对模具寿命的影响 2.2.4 间隙的确定
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第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.5 断面特征
1）圆角带：冲裁过程中，纤维的弯曲与拉伸形成， 软材料圆角大。 2）光亮带：塑剪变形时，由于相对移动，凸凹模侧 压力将毛料压平形成的光亮垂直断面。
3）断裂带：刃口微裂纹受拉应力不断扩展形成的撕 裂面，导致断面粗糙并有斜度。 4）毛刺：由微裂纹位置与冲裁间隙等引起，是金属 拉断而形成的金属刺残留在冲裁件上
板 坯
F v 1
F v 2
F h 2
F h 2
F v 2
凹 模
板坯受力简图 Diagram of sheet metal under load
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第 2 章 冲裁
2-1 冲裁变形机理
2.1.3 裂纹的形成与发展 裂纹产生的条件：当变形区的应变达到极限塑性应变值时， 就产生微裂纹 裂纹扩展的方向：沿着最大剪切应变速度的方向扩展 裂纹的成长过程：裂纹首先在低应力区产生，由于变形过 程中最大剪切应变的速度方向发生变化，使得新的裂纹不断产 生，旧裂纹的扩展不断停止，然后在旧裂纹的前端附近重新产 生新的裂纹，不断产生的微裂纹的根部汇成了一条主裂纹 极限塑性应变值除和材质外，还和应力状态、变形历史（损 伤程度）有关。
2.6冲裁排样与搭边
6
2
2.5
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7
注:沖非金屬材料(皮革,紙板,石棉等)時搭邊值應乖1.5~2搭邊值的大小與下列因素有關.
a.材料機械性能的影響:硬材料的搭邊值可以取小些,軟材料,脆性材料的搭邊值要取大些.
搭邊值的大小與下列因素有關:
(1).材料機械性能的影響:硬材料的搭邊值可以取小些.軟材料,脆性材料的搭邊值要取大些.
(2).工件形狀與大小的影響:工件尺寸大或是有尖突的復雜形狀時,搭邊值可取大些.
(3).材料厚度的影響:板料較厚時應取大值.
(4.)送進方式及擋料方式的影響:用手工送料有側壓裝置的.搭邊值可以取小些.自動送料邊應)取大些.
有廢料排樣方法: 排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間都有搭邊存在.如圖(a)所示,沖裁時刃口沿工件的封閉外形輪廓沖裁.
少廢料排樣方法: 排樣時工件與工件之間有搭邊,而工件與條料邊緣之間沒有搭邊存在.如圖(b)所示,沖裁時刃口只沿工件的部分輪廓沖裁.
無廢料排樣: 排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間均無搭邊存在Байду номын сангаас如圖(c)所示,沖裁時沖模刃口沿條料順次沖下,直接獲得工件.
(2). 在不影響工件使用要求的前提下,改變工件的結構形狀也可收到良好的節料效果.如下圖所示,當采用圖(a)的排樣方法,材料的利用率為50%;采用斜排圖(b)和雙頭排圖(c)的排樣方式,材料的利用率為70%,但沖裁時材料需要調頭,較為麻煩.若將工件的形狀修改成圖B所示的形狀,采用圖(d)直排排樣方式,則材料的利用率可提高到80%,而且再不需要調頭沖裁,使操作簡單化.
2
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3.5
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注:沖非金屬材料(皮革,紙板,石棉等)時搭邊值應乖1.5~2搭邊值的大小與下列因素有關.
a.材料機械性能的影響:硬材料的搭邊值可以取小些,軟材料,脆性材料的搭邊值要取大些.
搭邊值的大小與下列因素有關:
(1).材料機械性能的影響:硬材料的搭邊值可以取小些.軟材料,脆性材料的搭邊值要取大些.
(2).工件形狀與大小的影響:工件尺寸大或是有尖突的復雜形狀時,搭邊值可取大些.
(3).材料厚度的影響:板料較厚時應取大值.
(4.)送進方式及擋料方式的影響:用手工送料有側壓裝置的.搭邊值可以取小些.自動送料邊應)取大些.
有廢料排樣方法: 排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間都有搭邊存在.如圖(a)所示,沖裁時刃口沿工件的封閉外形輪廓沖裁.
少廢料排樣方法: 排樣時工件與工件之間有搭邊,而工件與條料邊緣之間沒有搭邊存在.如圖(b)所示,沖裁時刃口只沿工件的部分輪廓沖裁.
無廢料排樣: 排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間均無搭邊存在Байду номын сангаас如圖(c)所示,沖裁時沖模刃口沿條料順次沖下,直接獲得工件.
(2). 在不影響工件使用要求的前提下,改變工件的結構形狀也可收到良好的節料效果.如下圖所示,當采用圖(a)的排樣方法,材料的利用率為50%;采用斜排圖(b)和雙頭排圖(c)的排樣方式,材料的利用率為70%,但沖裁時材料需要調頭,較為麻煩.若將工件的形狀修改成圖B所示的形狀,采用圖(d)直排排樣方式,則材料的利用率可提高到80%,而且再不需要調頭沖裁,使操作簡單化.
2.6冲裁件的工艺性
2)冲裁件尺寸基准
冲裁件尺寸的基准应尽可能 与其冲压时定位 基准重合 ，并选
择在冲裁过程中基本上下 不变动
的面或线上。
二、冲裁工艺方案的确定
1．冲裁工序的组合 （1）根据生产批量来确定 （2）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 （3）根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 （4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定
复习上次课内容
1.提高材料利用率的方法
2.条料排样方法的分类 3.什么是搭边？其作用有哪些？影响搭边值的因素有哪些？ 4.一张完整的排样图应表达哪些信息？
2.6冲裁件的工艺性
冲裁工艺设计包括:冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案确定。
一、冲裁件的工艺性分析
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。
良好的冲裁工艺性应保证材料利用率高、工序数目少、模具简 单且寿命长、产品质量稳定等。 对冲裁件工艺性影响最大的因素：精度要求 几何形状及尺寸
（ 2 ） 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、 刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料 时，其断面粗糙度Ra一般可达12.5～3.2μ m。
2．冲裁件的结构工艺性
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结 构、形状、尺寸及公差等技术要求是否符合冲裁加工的工艺要求。 主要是形状尺寸和基准两个方面。 1）冲裁件的形状和尺寸
例2.6.1 图示连接板冲裁零件，
材料为 10 钢，厚度为 2mm ，
该零件年产量20万件，冲 压设备初选为 250kN 开式 压力机，要求制定冲压工 艺方案。
一、冲裁件的工艺性分析
1．冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度 冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。 （1） 冲裁件的精度一般可达IT10~IT12级，高精度可达 IT8~IT10，一般要求落料件公差等级最好低于 IT10级，冲孔件 最好低于IT9级（冲孔比落料高约一级）。
冲压冲裁搭边
影响搭边大小因素有：1）材料的力学性能。
硬度高、强度大的材料搭边可小些，脆性材料及塑性好的材料（软材料）搭边要大些。
2）冲件的形状和尺寸。
冲件尺寸大、外形复杂（特别带有尖突的复杂形零件）以及圆角半径小的冲件搭边要大些。
3）材料厚度。
材料越厚，搭边越大。
4）排样方式。
对排的搭边要大于直排的搭边。
5）送料及挡料方式。
手工送料、有侧压装置的搭边可以小些。
定距侧刃比用挡料销定距的搭边要小。
6）卸料方式。
弹性卸料要比刚性卸料的搭边要小。
搭边大小选取的基本条件是：送料正确，并且不产生诸如在冲裁坯料上切凹口，以及发生显著变形等不适宜的情况。
其搭边值的大小与材料的性质、板料的厚度、工件的形状和尺寸、排样方法及送料、卸料、坯料的定位方式等都有一定的关系采用弹压卸料板式冲模时冲件的搭边值板料厚度（t）1.8~2.6＞0.5~1.00.811 1.2 1.5~2.5 1.8~2.6＞0.25~0.50.811 1.2 1.2~2.2 1.5~2.5≤0.251 1.2 1.2 1.5 1.5~2.5搭边定义：排样时相邻两个冲件之间以及冲件与板料侧边之间留下的余料称为搭边圆形或类似圆形冲件矩形或类似矩形冲件 长≤50mm 矩形或类似矩形冲件 长＞50mm a a1a a1a a1a及a12.2~3.22.0~3.01.5~2.51.8~2.82.0~3.02.2~3.22.5~3.52.8~3.8＞3.0~3.5 2.0 2.2 2.5 2.8＞2.5~3.01.82.0 2.2 2.5＞2.0~2.51.5 1.8 1.82.2＞1.5~2.01.22.8 1.8 2.0＞1.0~1.51.0 1.2 1.2 1.8＞0.5~1.00.8 1.0 1.2 1.5＞0.25~0.51.0 1.2 1.52.0≤0.251.2 1.5 1.82.2板料厚度（t）圆形或类似圆形冲件矩形或类似矩形冲件 长≤50mm 矩形或类似矩形冲件 长＞50mm a a1a a1（0.8~1）t采用固定卸料板式冲模时冲件的搭边值＞4.5~5.00.5t 0.6t 0.6t 0.7t （0.7~0.9）t 3.5~4.5＞4.0~4.52.5333.5 3.5~4.5 4.0~5.0＞3.5~4.02.2 2.7 2.533.0~4.0 3.0~4.0＞3.0~3.52 2.5 2.2 2.7 2.8~3.8 3.3~4.3＞2.5~3.01.82.22 2.4 2.5~3.5 2.4~3.4＞2.0~2.51.5 1.9 1.82.2 2.2~3.2 2.7~3.7＞1.5~2.01.2 1.5 1.5 1.82.0~3.0＞1.0~1.51 1.3 1.2 1.5 1.8~2.8 2.2~3.2。
2.5排样与搭边详解
排 样 方 案
不同排样方式材料消耗对比
2、利用结构废料的措施有：
当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的冲 件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。 在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材料 利用率。
二、排样方法
根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种： 1.有废料排样 3.无废料排样
Lmax 1.5a y B1
五、排样图
0 一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸 B
、条料长度L、板 料厚度t 、端距l、步距S、工件间搭边和侧搭边a。并习惯以剖面 线表示冲压位置。
2．搭边值的确定
四、条料宽度与导料板间距离的计算
1．有侧压装置时条料的宽度与导料板间距离 条料宽度：
0 0 B ( D 2 a ) max
导料板间距离：
A B 板间距离 条料宽度：
0 0 B ( D 2 a C ) max
排样原则： ﹡提高材料利用率 ﹡保证零件质量 ﹡简化模具结构 ﹡生产率高
2.少废料排样
少、无废料排样： 优点： 简化模具结构 ；提高材料的利用率。 缺点： 刃口单边磨损；模具寿命低；零件精度低。
﹡操作方便
三、搭边
搭边：
排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的
工艺废料。
作用： 1、补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；
一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率
总
nA1 100 % LB
板料的裁剪方法：
2．提高材料利用率的方法 冲裁所产生的废料：一类是结构废料；另一类是工艺废料。
1、减少工艺废料的有力措施是：
►设计合理的排样方案； ►选择合适的板料规格和合理的裁板法:减少料头、料尾和边余料； ►利用废料作小零件。
冲裁排样设计
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
第六节 冲裁排样设计
三、搭边
搭边：
排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。
搭边的作用：
一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件； 二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率； 搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙，从而 提高模具寿命。
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
第六节 冲裁排样设计
一、材料的合理利用（续）
2．提高材料利用率的方法（续）
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
一、材料的合理利用（续）
2．提高材料利用率的方法(续）
减少工艺废料的有力措施是：
设计合理的排样方案； 选择合适的板料规格和合理的裁板法 （减少料头、料尾和边余料）； 利用废料作小零件（如混合排样）等。
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
第六节 冲裁排样设计
五、排样图
在确定条料宽度之后，还要选择板料规格，并确定裁板 方法(纵向剪裁或横向剪裁)。值得注意的是，在选择板料规 格和确定裁板法时，还应综合考虑材料利用率、纤维方向 (对弯曲件)、操作方便和材料供应情况等。当条料长度确定 后，就可以绘出排样图。
作业布置：
P69：习题2-6排样。
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
零件形状不同材料利用情况的对比 《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
第六节 冲裁排样设计
三、搭边
搭边：
排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。
搭边的作用：
一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件； 二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率； 搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙，从而 提高模具寿命。
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
第六节 冲裁排样设计
一、材料的合理利用（续）
2．提高材料利用率的方法（续）
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
一、材料的合理利用（续）
2．提高材料利用率的方法(续）
减少工艺废料的有力措施是：
设计合理的排样方案； 选择合适的板料规格和合理的裁板法 （减少料头、料尾和边余料）； 利用废料作小零件（如混合排样）等。
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
第六节 冲裁排样设计
五、排样图
在确定条料宽度之后，还要选择板料规格，并确定裁板 方法(纵向剪裁或横向剪裁)。值得注意的是，在选择板料规 格和确定裁板法时，还应综合考虑材料利用率、纤维方向 (对弯曲件)、操作方便和材料供应情况等。当条料长度确定 后，就可以绘出排样图。
作业布置：
P69：习题2-6排样。
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
零件形状不同材料利用情况的对比 《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
《冷冲压工艺与模具设计》
第五次课 冲裁工艺与冲裁模设计（三）
《冷冲压工艺与模具设计》
五金模排样与搭边
排样与搭边冲裁件在条料上的布置方法叫排样！排样的原则是：使模具结构简单，材料利用率高，工件质量好，效率高，操作方便。
排样一般的形式有；直排（一般形状简单的），斜排（L型或其他复杂形状的工件），直对排（T型或凹型工件），斜对排（T型工件），混合排（两种工件，材料和厚度要一致）多行排（用在小工件上），裁搭边（大批量，小而窄的工件）。
另外要注意的事项：1、注意片纹方向（一般扎制方向要垂直于纤维方向）以防止工件的弯曲开列2、如果材料的宽度就是工件尺寸时，那下料尺寸精度就是工件所能达到的尺寸精度（剪板精度）3、如手工送料，那长度不要超过1.5M，（一般是板料宽度）4、如果有废料，则尽量保留完整的废料搭边：在条料上冲裁时，工件之间或工件与材料边上的余料叫搭边（连续模可以1.25（主要用来补偿送料误差）一般1.5—3MM，—1.5倍料厚）工序件的携带方式：连续模一般采用先冲孔再落料的排序方式，落料前工件四周和料带是相连的1、成型件的连接有压合连接，实体连接，和通过连接桥连接三种2、工序安排的原则是，把保证工件质量和模具的使用寿命两个要素放在首位3、尽量采用简单的凸、凹模或机构。
哪怕适当增加模具步数3、尽量使压力中心处于模板的中部，（各冲裁与成型步骤要合理，尽量对称）4、对于纯冲裁的排样，要先冲孔，后切边，最后分离。
对于有冲裁和弯曲的，要先冲孔，再切掉弯曲部位的废料，最后再弯曲。
对于有拉深和弯曲的排样，要先拉深后修边，最后弯曲。
以避免材料流动引起的变形5、弯曲件在每个工序的变形程度不要太大，（可以分几次弯）对于不对称的弯曲部分要加防滑装置（尽量避免这种情况）6、有成型的要先成型，相对位置尺寸要求严的要在一个工位一次冲出，废料如果到最后是相连的，要做切废料刀把废料切断排样一旦确定：1、模具的工位数及各工位的作业内容就确定了，冲制顺序也定了2、工件排列的样式和方位就定了，材料利用率也定了3、模具的步距、精度及定距方式也定了，模具的精度就确定了4、条料宽度，供料方式，条料纤维方式，及送料方式就定了，模具的自动化程度就定了5、确定了模具的基本结构，整个模具的复杂程度也定了所以画展开图和排样是设计五金模具的关键。
冲裁工艺与模具设计-冲裁排样设计
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
第五节 冲裁排样设计
三、搭边
1．影响搭边值的因素
（1）材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆 材料的搭边值要大一些。 （2）材料厚度 材料越厚，搭边值也越大。 （3）冲裁件的形状与尺寸 零件外形越复杂，圆角半径越小， 搭边值取大些。 （4）送料及挡料方式 用手工送料，有侧压装置的搭边值可以 小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。 （5）卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。
第五节 冲裁排样设计
一、材料的合理利用（续）
2．提高材料利用率的方法
冲裁所产生的废料：一类是结构废料；另一类是工艺废料。
结构废料，是由冲件的形状特点产生的； 工艺废料，是由于冲件之间和冲件与条料侧边之间的搭边， 以及料头、料尾和边余料而产生的。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
一、材料的合理利用（续）
2．提高材料利用率的方法(续）
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
在冲压生产实际中，由于零件的形状、尺寸、精度要求、批 量大小和原材料供应等方面的不同，不可能提供一种固定不 变的合理排样方案。但在决定排样方案时应遵循的原则是： 保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符 合技术条件要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结 构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况等，总 之要从各方面权衡利弊，以选择出较为合理的排样方案。
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
零件形状不同材料利用情况的对比
第二章 冲裁工艺与冲裁模计
第五节 冲裁排样设计
二、排样方法
根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种：
1.有废料排样（a）
沿制件的全部外形轮廓冲裁，在制件之间及 制件与条料侧边之间 ，都有工艺余料 (称搭 边)存在。 冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高， 模具寿命也高，但材料利用率低。
冲裁件的排样
NA BL
100%
式中 N—一张板料上冲件总数 L—板材长度(mm)。
总的利用率ηΣ比一个进距内的材料利用 率η要低。
原因：条料和带料有料头和料尾的影响， 另外用板材剪成条料还有料边的影响。
冲裁过程中所产生的废料分为两种情况： 1结构废料 由于工件结构形状的需要，如工件 内孔的存在而产生的废料，称为结构废料
搭边的最小宽度大约取为毛坯的厚度。
影响搭边值大小的因素主要有：
1 材料的力学性能
塑性好的材料，搭边值要大一些，硬度高与强 度大的材料，搭边值可小一些。
2 材料的厚度
材料越厚，搭边值也越大。
3 工件的形状和尺寸
工件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值越大。
4 送料及挡料方式
手工送料，有侧压板导向的搭边值可小一些。
2 条料宽度的确定
确定原则：最小条料宽度要保证冲裁时工件
周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲 裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之 间有一定的间隙。
无侧压装置的导料板之间送料时，条料宽度计 算： B0 [D 2(a1 ) b0]0
式中B—条料标称宽度(mm)； D—工件垂直于送料方向的最大尺寸(mm)； a1—侧搭边（mm）； △—条料宽度的公差（mm），查表； b0—条料与导料板间的间隙（mm），查表。
0.10~0.20 mm
进距：条料在模具上每次送进的距离。进距
的计算与排样方式有关。
每次冲一个零件的进距 A的计算公式为：
A=B+α
式中B—平行于送料方向工件的宽度； α—冲件之间的搭边值
2工艺废料 工件之间和工件与条料边缘之间存 在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔，不 可避免的料头和料尾废料，称为工艺废料．
排样与搭边课件
吉林科技职业技术学院 机电工程系
第2章 冲裁工艺与模具设计
开始 学习
第2章 冲裁工艺与模具设计
教学目标 重点与难点 复习提问 教学内容 总结 作业
教目 学标
知识目标
理解和掌握排样、搭边、送料步距、 条料宽度的概念，掌握排样原则、方法 以及材料利用率的计算。
能力目标
培养自己设计排样并绘制排样图的能力。
汽 车 覆 盖 件
飞 机 蒙 皮
第2章 冲裁工艺与模具设计
世界各国给模具的称谓： 日本：进入富裕社会的原动力。 德国：金属加工业中的帝王。 罗马尼亚：模具就是黄金。 欧美：磁力工业。
模具设计与制造专业人才 是制造业紧缺人才。
第2章 冲裁工艺与模具设计
冲压工艺编制与模具设计
第六节 工件的排样与搭边
2.搭边的作用： 1）避免因送料误差发生零件缺角、缺边或尺寸超差； 2）使凸凹模刃口受力均衡，提高模具使用寿命及冲 裁件断面质量； 3）实现模具的自动送料。
第2章 冲裁工艺与模具设计
3.影响搭边值的因素 （1）
（2）
（3）
（4）
（5）
第2章 冲裁工艺与模具设计
4．搭边值的确定 表2-9为最小搭边值的经验值，供设计时参考。
面积的百分率来表示。它是衡量合理利用材料
的指标。
一个步距内的材料利用率
A 100%
BS
第2章 冲裁工艺与模具设计
一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率 总
总
nA1 LB
100%
第2章 冲裁工艺与模具设计
七、排样图
一张完整的排样图应标注条、料条宽料度长尺度寸L、板B0料厚度t 、端距l、步 距S、工件间搭边和侧搭边a。并习惯以剖面线表示冲压位置。
第2章 冲裁工艺与模具设计
开始 学习
第2章 冲裁工艺与模具设计
教学目标 重点与难点 复习提问 教学内容 总结 作业
教目 学标
知识目标
理解和掌握排样、搭边、送料步距、 条料宽度的概念，掌握排样原则、方法 以及材料利用率的计算。
能力目标
培养自己设计排样并绘制排样图的能力。
汽 车 覆 盖 件
飞 机 蒙 皮
第2章 冲裁工艺与模具设计
世界各国给模具的称谓： 日本：进入富裕社会的原动力。 德国：金属加工业中的帝王。 罗马尼亚：模具就是黄金。 欧美：磁力工业。
模具设计与制造专业人才 是制造业紧缺人才。
第2章 冲裁工艺与模具设计
冲压工艺编制与模具设计
第六节 工件的排样与搭边
2.搭边的作用： 1）避免因送料误差发生零件缺角、缺边或尺寸超差； 2）使凸凹模刃口受力均衡，提高模具使用寿命及冲 裁件断面质量； 3）实现模具的自动送料。
第2章 冲裁工艺与模具设计
3.影响搭边值的因素 （1）
（2）
（3）
（4）
（5）
第2章 冲裁工艺与模具设计
4．搭边值的确定 表2-9为最小搭边值的经验值，供设计时参考。
面积的百分率来表示。它是衡量合理利用材料
的指标。
一个步距内的材料利用率
A 100%
BS
第2章 冲裁工艺与模具设计
一张板料(或带料、条料)上总的材料利用率 总
总
nA1 LB
100%
第2章 冲裁工艺与模具设计
七、排样图
一张完整的排样图应标注条、料条宽料度长尺度寸L、板B0料厚度t 、端距l、步 距S、工件间搭边和侧搭边a。并习惯以剖面线表示冲压位置。
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c.材料厚度的影響:板料較厚時應取大值.
d.送進方式及擋料方式的影響:用手工送料,有側壓裝置的.搭邊值可以取小些.自動送料搭邊值應取大些.
總之,合理搭邊值的選擇應在保証工件質量的前提下,越小越省料,表3為由經驗確定的最小搭邊數值,供設計時參考.
7.條料寬度的確定.
在排樣方式和搭邊值確定之后就可以確定條料的寬度.條料寬度與排樣方式有關.其計算公式如下:
表2零件形狀與經濟排樣方式
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅶ
Ⅷ
方形
梯形
三角形
圓形及多邊形
半圓及出字形
橢圓及盤形
十字形
丁字形
角尺形
直排
單行直排
多行直排
斜排
對頭直排
對關斜排
6.搭邊
排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間留下的餘料叫搭邊.
搭邊雖然在沖裁過程中最后形成廢料,但在工藝上卻有很大作用.沖裁時,搭邊可以補償定位誤差,保証沖裁精度;搭邊還可以使沖裁后的條料具有一定的剛度.便於條料送進.搭邊值要合理確定,搭邊過大,使材料利用率低,卸料力增加;搭邊過小,在沖裁過程中可能被拉斷,使工件毛刺增大.嚴重時還會被拉入凸凹模間隙中損壞沖模刃口.
由上述比較可知,節省材料的途徑不僅要解決工件在條料上的合理布置問題,必要時可以與產品設計部門聯系,提出修改工件形狀及結構的方案和意見.
沖裁零件外形的分類
沖裁零件按其外形可分成方形,梯形,三角形,圓及多邊形,半圓及山字形,橢圓及盤形,十字形,丁字形及角尺形等九種.
5.排樣方法
沖裁件的排樣方法主要有三種:
搭邊值的大小與下列因素有關:
(1).材料機械性能的影響:硬材料的搭邊值可以取小些.軟材料,脆性材料的搭邊值要取大些.
(2).工件形狀與大小的影響:工件尺寸大或是有尖突的復雜形狀時,搭邊值可取大些.
(3).材料厚度的影響:板料較厚時應取大值.
(4.)送進方式及擋料方式的影響:用手工送料有側壓裝置的.搭邊值可以取小些.自動送料邊應)取大些.
a------工件與條料邊緣間搭邊值(mm)
△-----條料寬度偏差,數值見表4
表4條料寬度偏差△
條料寬度B(mm)
材料厚度t(mm)
~1
1~2
2~3
3~5
~50
-0.4
-0.5
-0.7
-0.9
50~10
-0.5
-0.6
-0.8
-1.0
100~150
-0.6
-0.7
-0.9
-1.1
150~220
-0.7
二.沖裁----------沖裁排樣與搭邊
1.排樣的定義
沖裁件在條料,帶料或板料上的布置方法叫排樣.
目前,在我國沖壓生產中,沖裁件的坯料形狀多數是條料或帶料,而條料又多數是由大張板料裁剪而成的.合理的排樣對提高材料的利用率,降低材料的消耗,提高沖裁件的精度和沖壓模具的壽命有著極大的影響.
2.排樣工作的內容及材料的利用率
總之,合理搭邊值的選擇應在保証工件質量的前提下,越小越省料,表3為由經驗確定的最小搭邊數值.供設計時參考.
表3搭邊數值(mm)
料厚
手送料
自動送料
圓形
半圓形
往復送料
a
b
a
b
a
b
a
b
~1
大於1~2
大於2~3
大於3~4
大於4~5
大於5~6
大於6~8
8以上
1.5
2
2.5
3
4
5
6
7
1.5
1.5
2
2.5
3
4
5
6
由於工件的形狀千變萬化,想得出一個萬能的理想的排樣方法是困難的,現在生產廠在確定不規則形狀工件的排樣方式時,多采用試排法.即用硬紙板或塑料薄板剪成3~5個沖裁工件的輪廓樣板,在條料上按各種方式進行排列布置,從中選出最佳方案,作為這種工件的排樣方式.常見形狀的零件排料可按表2進行選取.
為了更有效地提高材料的利用率,必須十分重視邊角餘料的再利用問題,特別是沖裁大型工件時,從大張的板料裁成條料就得開始統籌安排,合理計算,珍惜每一塊餘料的綜合利用.
(1).排樣工作的內容:
a.選擇恰當的排樣方式,解決工件在條料上的合理布置,並確定條料的寬度與長度;
b.根據條料的尺寸,決定在一定規格的板料上的裁板方法;
c.確定沖裁后廢料的綜合利用方法.
(2).材料的利用率:
在沖裁工作中,材料的利用率主要取決于排樣工作的合理性.通常用沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比作為衡量排樣的經濟性與合理性,一直稱為材料的利用率.可用下面公式表示:
有廢料排樣方法:排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間都有搭邊存在.如圖(a)所示,沖裁時刃口沿工件的封閉外形輪廓沖裁.
少廢料排樣方法:排樣時工件與工件之間有搭邊,而工件與條料邊緣之間沒有搭邊存在.如圖(b)所示,沖裁時刃口只沿工件的部分輪廓沖裁.
無廢料排樣:排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間均無搭邊存在.如圖(c)所示,沖裁時沖模刃口沿條料順次沖下,直接獲得工件.
工件排樣形式的確定
無論是廢料、少廢料或無廢料方法,工件在條料上的布置形式均分為下列幾路類型、直排、斜排、對排混合排、多行排等.
表1排樣形式分類表
排樣形式
有廢料排樣
少廢料及無廢料排樣
直排
斜排
對排
混合排樣
多排
沖裁搭邊
必須指出,采用無廢料或少廢料排樣方法,其材料利用率比有廢料排樣法高得多,但是,必須在工件具備一定的形狀特征時才可以采用.同時用無廢料少廢料排樣沖裁的工件質量較差,沖模使用壽命較低.
K=na/A*100%
式中K--------材料利用率
n---------每一條料生產的工件數
a----------每個工件的面積(m㎡)
A----------每一條料的面積(m㎡)
由以上公式可知:K值越大,說明廢料越少,材料的利用率就高.
3.廢料的種類
沖裁的廢料分為兩種(見下圖)一種是由于工件加各種內孔而產生的廢料,稱為設計廢料,它決定于工件的形狀;另一種是由于工件之間,工件與條料邊緣之間有搭邊存在,以及不可避免的料頭,料尾而產生的廢料,統稱為工藝廢料.工藝廢料的多少主要取決于沖壓工藝方法和排樣方式.
(2).在不影響工件使用要求的前提下,改變工件的結構形狀也可收到良好的節料效果.如下圖所示,當采用圖(a)的排樣方法,材料的利用率為50%;采用斜排圖(b)和雙頭排圖(c)的排樣方式,材料的利用率為70%,但沖裁時材料需要調頭,較為麻煩.若將工件的形狀修改成圖B所示的形狀,采用圖(d)直排排樣方式,則材料的利用率可提高到80%,而且再不需要調頭沖裁,使操作簡單化.
4.提高材料利用的途徑
(1).要提高材料的利用率,就要千方百計減少工藝廢料.因為設計廢料的產生是不可避免的,而工藝廢料則直接與排樣有關,合理排樣可以減少工藝廢料.下面分析幾種不同排樣方式的材料利用率.
在沖制圓形工件時,若采用圖(a)單排排樣方式,則材料利用率為71%;若采用圖(b)雙排平行排樣方式,則材料的利用率為72%;若采用圖(d)雙排交叉排樣時,材料利用率為77%;若采用三排交叉排樣方式如圖(c),則材料利用率為80.1%.可見雖然是同一個工件,由于采用了不同的排樣方式,節料效果大不一樣.
在考慮采用哪一種方法時,首先要根據大張板料的規格及條料寬度尺寸來排樣,盡可能減小料頭.提高材料利用率.同時應考慮生產效率.如果剪床寬度允許的話,采用縱裁法比橫裁法效率更高.在裁彎曲零件用的條料時,除了要注節料外;還要特別注意條料的金屬縴維的碾壓方向,最好使金屬縴維碾壓方向與彎曲工件的彎曲線相垂直,使其具有良好的彎曲性能.減少工件在彎曲部位的開裂.
2
2.5
3
3.5
5
6
7
8
1.5
2
2.5
3
4
5
6
7
3
3.5
4
5
6
7
8
9
2
2.5
3.5
4
5
6
7
8
3
4
5
6
7
8
2
3
4
5
6
7
注:沖非金屬材料(皮革,紙板,石棉等)時搭邊值應乖1.5~2搭邊值的大小與下列因素有關.
a.材料機械性能的影響:硬材料的搭邊值可以取小些,軟材料,脆性材料的搭邊值要取大些.
b.工件形狀與大小的影響:工件尺寸大或是有尖突的復雜形狀時,搭邊值可取大一些
圓形平行排樣時:B=﹝(n-1)(D+b)+D+2a﹞-△
圓形交叉排樣時: B=﹝(n-1)(D+b)√3/2+D+2a﹞-△
條料寬度偏差. B= (D+2a)-△
式中B------條料寬度尺寸(mm)
n------工件排數
D------工件在條料寬度方向尺寸(mm)
b------Hale Waihona Puke 件間最小搭邊值(mm)-0.8
-1.0
-1.2
220~300
-0.8
-0.9
-1.1
-1.3
8.裁板方法
沖裁時所用的條料,一般都是由一定規格的大張板料裁剪而成的.在條料寬度確定之后,就考慮怎樣在板料上剪裁條料的問題.裁板方法一般有縱裁法.即沿著板料長度方同(碾壓方向)剪裁.另一種為橫裁法.:即沿著板料的寬度方向(垂越碾壓方向)剪裁.如圖2-31
d.送進方式及擋料方式的影響:用手工送料,有側壓裝置的.搭邊值可以取小些.自動送料搭邊值應取大些.
總之,合理搭邊值的選擇應在保証工件質量的前提下,越小越省料,表3為由經驗確定的最小搭邊數值,供設計時參考.
7.條料寬度的確定.
在排樣方式和搭邊值確定之后就可以確定條料的寬度.條料寬度與排樣方式有關.其計算公式如下:
表2零件形狀與經濟排樣方式
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅶ
Ⅷ
方形
梯形
三角形
圓形及多邊形
半圓及出字形
橢圓及盤形
十字形
丁字形
角尺形
直排
單行直排
多行直排
斜排
對頭直排
對關斜排
6.搭邊
排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間留下的餘料叫搭邊.
搭邊雖然在沖裁過程中最后形成廢料,但在工藝上卻有很大作用.沖裁時,搭邊可以補償定位誤差,保証沖裁精度;搭邊還可以使沖裁后的條料具有一定的剛度.便於條料送進.搭邊值要合理確定,搭邊過大,使材料利用率低,卸料力增加;搭邊過小,在沖裁過程中可能被拉斷,使工件毛刺增大.嚴重時還會被拉入凸凹模間隙中損壞沖模刃口.
由上述比較可知,節省材料的途徑不僅要解決工件在條料上的合理布置問題,必要時可以與產品設計部門聯系,提出修改工件形狀及結構的方案和意見.
沖裁零件外形的分類
沖裁零件按其外形可分成方形,梯形,三角形,圓及多邊形,半圓及山字形,橢圓及盤形,十字形,丁字形及角尺形等九種.
5.排樣方法
沖裁件的排樣方法主要有三種:
搭邊值的大小與下列因素有關:
(1).材料機械性能的影響:硬材料的搭邊值可以取小些.軟材料,脆性材料的搭邊值要取大些.
(2).工件形狀與大小的影響:工件尺寸大或是有尖突的復雜形狀時,搭邊值可取大些.
(3).材料厚度的影響:板料較厚時應取大值.
(4.)送進方式及擋料方式的影響:用手工送料有側壓裝置的.搭邊值可以取小些.自動送料邊應)取大些.
a------工件與條料邊緣間搭邊值(mm)
△-----條料寬度偏差,數值見表4
表4條料寬度偏差△
條料寬度B(mm)
材料厚度t(mm)
~1
1~2
2~3
3~5
~50
-0.4
-0.5
-0.7
-0.9
50~10
-0.5
-0.6
-0.8
-1.0
100~150
-0.6
-0.7
-0.9
-1.1
150~220
-0.7
二.沖裁----------沖裁排樣與搭邊
1.排樣的定義
沖裁件在條料,帶料或板料上的布置方法叫排樣.
目前,在我國沖壓生產中,沖裁件的坯料形狀多數是條料或帶料,而條料又多數是由大張板料裁剪而成的.合理的排樣對提高材料的利用率,降低材料的消耗,提高沖裁件的精度和沖壓模具的壽命有著極大的影響.
2.排樣工作的內容及材料的利用率
總之,合理搭邊值的選擇應在保証工件質量的前提下,越小越省料,表3為由經驗確定的最小搭邊數值.供設計時參考.
表3搭邊數值(mm)
料厚
手送料
自動送料
圓形
半圓形
往復送料
a
b
a
b
a
b
a
b
~1
大於1~2
大於2~3
大於3~4
大於4~5
大於5~6
大於6~8
8以上
1.5
2
2.5
3
4
5
6
7
1.5
1.5
2
2.5
3
4
5
6
由於工件的形狀千變萬化,想得出一個萬能的理想的排樣方法是困難的,現在生產廠在確定不規則形狀工件的排樣方式時,多采用試排法.即用硬紙板或塑料薄板剪成3~5個沖裁工件的輪廓樣板,在條料上按各種方式進行排列布置,從中選出最佳方案,作為這種工件的排樣方式.常見形狀的零件排料可按表2進行選取.
為了更有效地提高材料的利用率,必須十分重視邊角餘料的再利用問題,特別是沖裁大型工件時,從大張的板料裁成條料就得開始統籌安排,合理計算,珍惜每一塊餘料的綜合利用.
(1).排樣工作的內容:
a.選擇恰當的排樣方式,解決工件在條料上的合理布置,並確定條料的寬度與長度;
b.根據條料的尺寸,決定在一定規格的板料上的裁板方法;
c.確定沖裁后廢料的綜合利用方法.
(2).材料的利用率:
在沖裁工作中,材料的利用率主要取決于排樣工作的合理性.通常用沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比作為衡量排樣的經濟性與合理性,一直稱為材料的利用率.可用下面公式表示:
有廢料排樣方法:排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間都有搭邊存在.如圖(a)所示,沖裁時刃口沿工件的封閉外形輪廓沖裁.
少廢料排樣方法:排樣時工件與工件之間有搭邊,而工件與條料邊緣之間沒有搭邊存在.如圖(b)所示,沖裁時刃口只沿工件的部分輪廓沖裁.
無廢料排樣:排樣時工件與工件之間,工件與條料邊緣之間均無搭邊存在.如圖(c)所示,沖裁時沖模刃口沿條料順次沖下,直接獲得工件.
工件排樣形式的確定
無論是廢料、少廢料或無廢料方法,工件在條料上的布置形式均分為下列幾路類型、直排、斜排、對排混合排、多行排等.
表1排樣形式分類表
排樣形式
有廢料排樣
少廢料及無廢料排樣
直排
斜排
對排
混合排樣
多排
沖裁搭邊
必須指出,采用無廢料或少廢料排樣方法,其材料利用率比有廢料排樣法高得多,但是,必須在工件具備一定的形狀特征時才可以采用.同時用無廢料少廢料排樣沖裁的工件質量較差,沖模使用壽命較低.
K=na/A*100%
式中K--------材料利用率
n---------每一條料生產的工件數
a----------每個工件的面積(m㎡)
A----------每一條料的面積(m㎡)
由以上公式可知:K值越大,說明廢料越少,材料的利用率就高.
3.廢料的種類
沖裁的廢料分為兩種(見下圖)一種是由于工件加各種內孔而產生的廢料,稱為設計廢料,它決定于工件的形狀;另一種是由于工件之間,工件與條料邊緣之間有搭邊存在,以及不可避免的料頭,料尾而產生的廢料,統稱為工藝廢料.工藝廢料的多少主要取決于沖壓工藝方法和排樣方式.
(2).在不影響工件使用要求的前提下,改變工件的結構形狀也可收到良好的節料效果.如下圖所示,當采用圖(a)的排樣方法,材料的利用率為50%;采用斜排圖(b)和雙頭排圖(c)的排樣方式,材料的利用率為70%,但沖裁時材料需要調頭,較為麻煩.若將工件的形狀修改成圖B所示的形狀,采用圖(d)直排排樣方式,則材料的利用率可提高到80%,而且再不需要調頭沖裁,使操作簡單化.
4.提高材料利用的途徑
(1).要提高材料的利用率,就要千方百計減少工藝廢料.因為設計廢料的產生是不可避免的,而工藝廢料則直接與排樣有關,合理排樣可以減少工藝廢料.下面分析幾種不同排樣方式的材料利用率.
在沖制圓形工件時,若采用圖(a)單排排樣方式,則材料利用率為71%;若采用圖(b)雙排平行排樣方式,則材料的利用率為72%;若采用圖(d)雙排交叉排樣時,材料利用率為77%;若采用三排交叉排樣方式如圖(c),則材料利用率為80.1%.可見雖然是同一個工件,由于采用了不同的排樣方式,節料效果大不一樣.
在考慮采用哪一種方法時,首先要根據大張板料的規格及條料寬度尺寸來排樣,盡可能減小料頭.提高材料利用率.同時應考慮生產效率.如果剪床寬度允許的話,采用縱裁法比橫裁法效率更高.在裁彎曲零件用的條料時,除了要注節料外;還要特別注意條料的金屬縴維的碾壓方向,最好使金屬縴維碾壓方向與彎曲工件的彎曲線相垂直,使其具有良好的彎曲性能.減少工件在彎曲部位的開裂.
2
2.5
3
3.5
5
6
7
8
1.5
2
2.5
3
4
5
6
7
3
3.5
4
5
6
7
8
9
2
2.5
3.5
4
5
6
7
8
3
4
5
6
7
8
2
3
4
5
6
7
注:沖非金屬材料(皮革,紙板,石棉等)時搭邊值應乖1.5~2搭邊值的大小與下列因素有關.
a.材料機械性能的影響:硬材料的搭邊值可以取小些,軟材料,脆性材料的搭邊值要取大些.
b.工件形狀與大小的影響:工件尺寸大或是有尖突的復雜形狀時,搭邊值可取大一些
圓形平行排樣時:B=﹝(n-1)(D+b)+D+2a﹞-△
圓形交叉排樣時: B=﹝(n-1)(D+b)√3/2+D+2a﹞-△
條料寬度偏差. B= (D+2a)-△
式中B------條料寬度尺寸(mm)
n------工件排數
D------工件在條料寬度方向尺寸(mm)
b------Hale Waihona Puke 件間最小搭邊值(mm)-0.8
-1.0
-1.2
220~300
-0.8
-0.9
-1.1
-1.3
8.裁板方法
沖裁時所用的條料,一般都是由一定規格的大張板料裁剪而成的.在條料寬度確定之后,就考慮怎樣在板料上剪裁條料的問題.裁板方法一般有縱裁法.即沿著板料長度方同(碾壓方向)剪裁.另一種為橫裁法.:即沿著板料的寬度方向(垂越碾壓方向)剪裁.如圖2-31