冲裁排样

2、按冲裁件在材料上的布置方式分： ①直排法、 ②斜排法、 ③对排法、 ④混合排法、 ⑤多排法、 ⑥冲裁搭边法 常见的排样形式见书46页表2-16. （三）排样原则 1、有效地提高材料的利用率。 2、操作安全、方便，尽可能降低操作人员 的劳动强度。 3、排样时，对于弯曲件的落料，应考虑板 料的纤维方向。 4、在排样过程中，应考虑使模具结构简单， 寿命长等因素。
板（或带料、条料）上总的材料利用率为：
η总=(NA／BL) ×100%
式中: η总：为一张板（或带料、条料）上总的材料 利用率； A：为一个冲裁件的实际面积，mm L：为板料长度，mm； B：为板料宽度，mm； N：为一张板（或带料、条料）上能冲裁的 产品个数，见图2-1-25
外用板料剪成条料还有料边的损耗。
综合分析得：
1、在排样方式上采用有废料的直排比较合适； 2、搭边值：见书48页查表2-17可知： 工件间搭边：a1=1.5mm， 侧面搭边；a=1.8mm， 步距： S＝D＋a1 ＝15+1.5=16.5mm， ／＋2a) 0-△ 条料宽度：B0-△＝(Dmax
=(45+1.8×2) 0-△= 48.6 0-△mm， 3、条料剪板时的公差 查表可得：Δ=0.5mm。 4、一个步距内的材料利用率: η =(A／BS) ×100%＝(30×15+3.14×7.52－ 2×3.14×52) ／(48.6×16.5) × 100%＝ 58.56%
（二）排样方式
1、根据材料利用程度分 ①有废料排样、②少废料排样、③无废料排 样三种。如图2-15所示。(书本44页)
（a）有废料排样
（b）少废料排样
( c)无废料排样
图2-15排样方法
①有废料排样：冲裁时沿着冲裁件的封闭轮廓进行， 在冲裁件与冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间均有工 艺余料（搭边）。冲裁件质量较高，模具受力均匀，寿 命长。
一个步距可以冲出一个零件，也可以冲出几 个零件。送料步距的大小应为条料上两个对应冲 裁件的对应点之间的距离，每次只冲一个零件的 步距S的计算公式为： S＝D＋a1 D：为平行于送料方向的冲裁件宽度， a1：为冲裁件之间的搭边值， 三、材料利用率 材料利用率：冲裁件的实际面积占所用板料 面积的百分比；它是衡量合理利用材料的经济指 标。在冲裁件的生产成本中，材料费用占60%以 上，因此必须提高材料的利用率，才能有效地降 低冲压件的生产成本。
2）经验法： 对于其它材料应按下列系数将 表2-17中数据适当修正。 中碳钢 0.9 高碳钢 0.8 硬黄铜 1～1.1 硬铝 1～1.2 软黄铜、紫铜 1.2 铝 1.3～1.4 非金属（皮革、纸、纤维板等） 1.5～2 （三）条料宽度和送料步距的计算 在确定了排样方式和搭边值之后，尚需计算 送料步距和条料宽度，这样才能画出排样图。
图2-1-25 一张板的材料利用率
η 总比一个步距内的材料利用率η 要低，其原因是条料和 带料有料头和料尾的损耗，此外用板料剪成条料还有料边 的损耗。
3） 提高材料利用率的方法 一类：是由冲裁件的形状特点所产生的结构废 料； 一类：是由于冲裁件之间以及冲裁件与条料侧 边之间的搭边，以及料头、料尾和边角余料所 产生的工艺废料。 提高材料的利用率，主要从减少工艺废料着 手。 减少工艺废料的主要措施有： ①设计合理的排样方案， ②选择合适的板料规格和合理的剪板法（减 少料头、料尾及边余料）， ③利用料头、料尾和边角余料冲裁一些材料 性能和料厚均相同的小件。
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
排样图如下图所示。
连接片排样图
作业：
书本109页一题；（3） 书本110页（5） 书本110页（三）画出排样图。
同学们：
再见！
图2-1-27 排样图
五、知识总结与运用 排样是冲压模具设计的基础，它决定了凹模刃口在 凹模面上的摆放方式，合理的排样将有利于提高材料 的利用率和产品质量，优化模具结构，便于安全操作， 提高生产效率。 如图2-1-28所示的连接片，材料为20钢，料厚 t=1.2mm,中批量生产。
图2-1-28 连接片
第十一讲
冲裁的排样
重点：1、排样的概念 2、排样方式 3、排样原则 4、搭边概念 5、搭边值的确定 6、送料步距和条料宽度的计算 7、材料利用率 8、排样图
一、排样
（一）排样的概念 排样：是指冲裁件在条料或带料上的布置方 式。 其内容主要包括： 1、冲裁件在条料或带料上的布置方法 ； 2、搭边值的确定； 3、计算条料宽度和送料步距； 4、核算材料利用率； 5、画出排样图。 排样是否合理将直接影响材料的利用率、模 具的结构与寿命、冲裁的生产效率、精度；操作 方便与安全等。
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
Dmax：为工件垂直于送进方向的最大距离， a：为侧搭边值， Δ：为条料宽度单向（负向）公差， Z：为冲切前条料与导料板之间的间隙， n：为侧刃数； b1：为侧刃冲切的条料宽度， y:为冲切后条料宽度与导料板之间的间隙， 2、送料步距S 送料步距：条料在模具上每次送进的距离称 为送料步距（简称步距或进距）。
（a）改进前 （不好） （b）改进后（好） 图2-1-26提高材料利用率的方法
四、排样图 排样图是排样设计最终的表达形式，通常应绘制在 冲压工艺规程卡片上和冲裁模总装图的右上角。排样图 的内容包括排样方式、冲件的冲裁方式、用侧刃定距时 侧刃的形状与位置、材料利用率等。 在排样图上应标注条料宽度B 、条料长度L、板料厚 度t、端距l、步距s、工件间搭边 a1和侧搭边a、侧刃定 距时侧刃的位置及断面尺寸等。 如图2-1-27所示。在排样图上剖面线表示冲裁工位上 的工序零件形状（即凸模或凹模的截面形状），以便能 从排样图上看出是单工序冲裁:见图（a）还是级进冲裁 见图（b）或复合冲裁:见图（c）。此外，采用斜排时， 还应注明倾斜角度的大小。必要时，还可以用双点划线 画出送料时定位元件的位置。如果对于纤维方向有要求 的排样图，还应用箭头标识。
1、条料宽度和导料板宽度的确定 ①条料的宽度确定的具体原则是： 最小条料宽度要保证冲裁时冲裁件周 边有足够的搭边值； 最大条料宽度能在冲裁时顺利地在 导料板之间送进条料，并有一定间隙。 ②根据冲裁模有无侧压装置，条料宽度 尺寸的计算方法如下： 1）有侧压装置时条料的宽度与导料板 宽度的确定
（a）有侧压装置
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。
采用少、无废料排样法，材料利用率高，不仅有利 于一模获得多个冲压件，而且可以简化模具结构，降低 冲裁力。但是条料本身的宽度公差及条料导向与定位所 产生的误差会直接影响制件的尺寸精度。模具因单面受 力加快磨损，降低模具寿命，影响制件的断面质量，因 此排样时要全面考虑。
二、搭边
（一）搭边概念 1、搭边：是排样时冲裁件之间及冲裁件与条料或带 料侧边之间留下的工艺废料。 2、搭边的作用如下： ①补偿定位误差和剪板误差。 ②增加条料刚性，方便条料送进，提高生产效率。 ③使凸、凹模刃口受力均匀，避免冲裁时条料边 缘的毛刺被拉入模具间隙，提高模具寿命。
（二）搭边值的确定 1、影响搭边值的因素 ①材料的力学性能
（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。
1、材料利用率的计算 1）一个步距内的材料利用率（见图2-1-24）可 表示为：η =(A／BS) ×100%
式中：η：为材料利用率； A：为一个冲裁件的实际面积，mm； S：为送料步距，mm； B：为条料宽度，mm。
图2-1-24 一个步距内的材料利用率
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2） 若考虑到料头、料尾和边角余料的损耗，则一张
对一定形状的冲裁件，结构废料是不可避免的，但充分利用结 构废料是可能的。当两个冲裁件的材料和厚度相同时，较小尺寸 的冲裁件可以在较大冲裁件的废料中冲裁出来。这样，就使结构 废料得到了充分利用。另外，在满足冲裁件使用要求的前提下， 当取得冲裁件设计单位同意后，可通过改变冲裁件的结构形状来 提高材料的利用率，如图2-1-26所示。