冲裁工艺中对材料的充分利用及搭边值的优化

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边 之 间 留下 的工 艺 废 料 称 为 搭 边 。搭 边 的作 用 一
0 5— 8 . 0. 0 8— . . 12
假设 冲裁件 为厚度 l mm、直 径 10 0 mm的圆片 。 选用规格 为8 0 0 mm×10 mm的板料进 行冲裁 。 50 查表 1 侧边 最小搭 边值 a 1 mm。 得 =. 0
关键词 :冲裁工 艺;材料利用率 ;搭边值 ;优化 中图分类号 :T 3 6 G 8 文献标识码 :B 文章编号 :1 0 - 14 2 1 ) 2上 ) 0 4 -0 9 0 ( 0 1 1 ( - 04 3 0 3
Do: .9 9 Jis .0 9 1 4 2 1 .2 上 ) 1 i 1 3 6 / . n 1 0-0 3 .0 1 1 ( .4 0 s
强 度 和 刚 度 不 足 , 冲裁 时容 易翘 曲 或被 拉 断 , 不
仅 会 增 大 冲 裁 件 毛 刺 ,有 时 甚 至 单 边 拉 入 模 具 问

采 用 纵 剪 时共 可剪 出7 1 0 × 1 2 条 料 , 条 50 0 的
余料 面积 为 1 0 ×8 = 2 0 0 5 0 6 1 9 0 ,材 料利 用率 为 :
工 件间 a ’
28 .
22 . 1 8 . 15 .
侧边 a
30 .
2 5 . 20 . 18 .
宽 度及 吨位 等 。
0.5 下 2以
0.5 0 5 2— .
3 搭边与材料利用率的关系
制件在条料 或带料上的排列方式称为排样 , 排 样 时 制 件 与制 件 之 间 以及 制 件 与条 ( )料 侧 带
( 茂名职业技术学院 ,茂名 5 5 0 ) 2 2 0

要 :在冲压零件的制造成本中 ,材料费用 占较大的 比例 ,因而提 高材料利用率对降低生产成本具有 重要意义 。冲裁的搭边虽然是废料 ,但它对冲裁工艺、冲裁件 质量及模 具寿命有很大 的影 响。 本文针对板料的不 同裁剪方法简要说明了如何充分利用材料以及如何优化搭边值的问题 。
对 于 一 块 矩 形 的板 料 ,其 剪 板 的 方 式通 常 有 横剪 、纵 剪和 混合 剪三种 ,如 图1 图3 示 : 一 所
1 冲压材料及材料规格
冲 压 生 产 中最 常 用 的材 料 是 金 属材 料( 包括 黑
色 金 属 和有 色 金 属) ,其 中黑 色 金 属主 要 有 普通 碳 素 结 构 钢 、 优 质 碳 素 结构 钢 、合 金 结 构 钢 、碳 素 工 具 钢 、不 锈 钢 、 电 工硅 钢 等 ;有 色 金 属 主 要 有 纯 铜 、黄 铜 、 青 铜 、 铝 等 ; 非金 属材 料 如 纸 板 、 层 压 板 、橡 胶 板 、 塑料 板 、纤 维 板 和 云 母 等 也 可
图3混合剪
作者简介:赖辉 (9 9一 16 ),男,广东茂名人 ,讲师 ,工学学士 ,主要从事模具及数控技术的教学工作 。 【4 第3 卷 4】 3 第1 期 2 21- 2上 ) 011(
I 勺 化 矽
假 设选 用 的板 料 的规 格 为8 0 0 mm×1 0 mm, 50
图 1 横 剪 图 2 纵 剪
适 应 不 同工 业 部 门工 业 化 生 产 各 类 金 属 或机 械 产 品 的 需 要而 生 产 的一 种 窄 而 长 的 板 料 , 有 各种 规
格 的宽 度 ,一般 在 1 0 mm以内 ,长 度根 据每 卷 的 30
大 小 略 有 不 同 , 展开 长 度 可 达 几十 米 ,通 常 成 卷
在 条 料 上 工 件 间 的搭 边 值 依 靠 挡 料 销 与 落 料
考虑剪板公差,取条料宽度B 17 m。 = 0m 此时 侧搭 边值 为 : a ( - )2 (0- 0 )2 35 =B D / = 17 10/ = . 剪板 所 得 的 条数 仍 为 1 条 , 但 侧搭 边 值 可 以 4 增加 到35 . mm。经 过这 样 的优化 ,冲裁件 质量 和 模 具寿 命都 大大 提高 。
1 “ u : 80 0 _0
X 1 00 5
提 高生 产效 率 。 大 多 数 的 冲 压 生产 都 是 采 用 有 废 料 的 排 样 ,
冲 压 废 料 和 余 料 很 难 避 免 。搭 边 是 废 料 ,搭 边 过
×10 9 2 0 %: 5 %

大 时 , 材 料 的 利 用 率 低 , 搭 边 过 小 时 , 搭 边 的
5 0 0 4 2 0 4 8 = 3 0 ,材 料利 用 率为9 .%。 X 6 4
a —— 侧 搭边 值 ,可参 考表 1 。
表1最 小搭边值( mm)
圆形 或圆 角 r t >2 的工 件 矩 形件边 长 1 5 r ≤0m a 矩形 件边 长 1 0 r 2 >5 或 《 t
l ,2 《t

工 件间 a
l 8
12 . 10 . 0. 8
1 1 - _ I \ l
Jk
侧边 a
25 .
20 . 18 . 15 .
侧边a
20
15 . 12 . 10 .
工件 间 a
22
18 . l 5 I2 .
有不 同的 材料 利用 率 。
力 ,使其 产 生 分 离或 变 形 ,从 而 获 得 一 定 形状 、
尺 寸 和 性 能 的 制件 的加 工 方 法 。冲 压 是 一 种 生 产 效 率 极 高 的 压 力加 工 手 段 ,特 别 适 用 于 在 大 规 模
的生 产加 工 中使用 。
使 用 时可 根据 需要 进 行优 化 。
且 剪 板 后会 留下一 条8 0 2 0 ×7 的余 料 。 前 面 提 到 : 搭 边 过 小 会 损坏 模具 刃 口,缩 短 模 具 寿 命 。所 以 ,在 可 能 的 条 件 下 ,应 该适 当地 加 大 搭 边值 。此 时 ,可 以考 虑 不 留 余料 ,将 板 料 平 均裁 剪成 1条条料 ,则每 条条料 宽度 为 : 4
供 应 ,适用 于大 批 量 生 产 的 自动 送 料 。材 料 厚 度
很小 时都 是做 成带 料供 应 。
2 板料裁剪方法对材料利用率的影响 及材料 的充分利用
中小 型 零 件 的 冲 压 通 常 是 用 剪 板 机 将 板 料 根
收稿 日期:2 1- 9 0 0 1 0- 6
l整 5 l 余 4 0
8 0X 1 0 0 5 0
。。
D —— 冲 裁 件 在 条料 宽 度 方 向上 的最 大 尺
寸;
显 然 ,此 处 采 用 横 剪 的材 料 利 用 率 高 于 采 用 纵 剪 的材料 利 用 率 。 为 了 进 一 步 提 高 材 料 利 用 率 , 还 可 以 采 用 混 合 剪 的 方 法 , 如 图 3 示 。 此 时 余 料 面 积 为 所
第3 卷 3 第1 期 2 1—1 ( ) [5 2 01 2上 4 1

B=l 0 /1 =1 7. 4 50 4 0 1
匐 似
对 搭 边 值 进 行 调 整 ,取 a= 35 1 .mm,用 绘 图 软 件 将 排 样 图绘 出 ,结 果 工件 问 、 工件 与条 料 侧 边 、工 件 与 条 料 前 后 边 缘 等 距 离 均较 合 理 ,最 后 确 定 工件 间搭边 值为 1 . 35 mm,如 图6 示 。 所

1r.

从 上 述 例 子 可 知 :不 同的 板 料 裁 剪 方 法 其 材
料 的 利用 率会 有差 异 。
1 - 1
IL 卜 / 、

r 、 、



1_ n T1 I _
i — 一 什 且_ U \ _ J
在 对 板 料 进 行 裁 剪 时 要 通 过 计 算 得 出不 同剪
很 明 显 ,对 比横 剪 与 纵 剪 ,此 处 应 采 用横 剪
的 方 法 剪 板 。但 此方 法所 用 的侧 搭 边 为 最小 值 ,
高 材 料 利 用 率 ,降 低 生 产 成 本 ,保 证 制 件 质 量 及 提 高 模具 寿 命具 有十 分 重要 的意 义 。 在 设 计 冲 压 模 具 和 冲裁 工 艺 时 ,一 定 要 合 理 确 定 搭 边 值 。搭 边 值 的 大 小 一 般 是 由经 验 确 定 的 。表 1 部 分 板料 最 小 搭边 值 的经 验 数 据 ,实 际 为
板 方 法下 的材 料 利 用 率 ,选 用 利 用 率最 大 的剪 板 方 法 进 行 剪 板 ,使 材 料 得 到 充 分 利 用 。 当然 ,采 用 哪 种 剪 板 方 法 还 得 考 虑 现 有 剪 板 机 的最 大 裁 剪
料t 厚
l rt > 2
f — l
rr ? _ _ 1] UU \
是 补 偿 条 料 的定 位 误 差 ,确 保 冲 出合 格 的制 件 ;
二 是 保 证 条 料 具 有 一 定 的 刚 度 ,便 于 条 料 送 进 ,
条料 宽度 为 :B D + a 10 2 . 12 = 2= 0 + X1 = 0 0
采 用 横剪 时共 可剪 出 1 条 8 0 1 2 条料 , 4 0× 0的 余料 面积 为8 0 2 5 6 0 0 ×7 = 7 0 ,材料 利用 率为 :
4 搭边值 的优 化
考 虑搭边 时 条料 的宽度要 根据 不同 的模具结 构 用不 同的公式 计算 ( 请参 看有 关资料 )。下面 以有
侧压 装置 的模 具为例 说 明搭边值 的优化 方法 。 有 侧 压 装 置 时 ,条 料 在 送 料 时 能 始 终 贴 紧 另

条料 的 宽度 要求 为 10 m 。 2m
: 1 0 5 0×8 0 × 1 0 0 一 0 %: 8 . 5 9 % 。 2
隙 ,造 成 冲 裁 力 不 均 ,损 坏 模 具 刃 口,缩 短 模 具
寿 命 , 间接 影 响 冲 压 工 艺 的经 济 性 。在 大 批 量 生
产 中 ,材 料 利 用 率 非 常 重 要 ,合 理 的搭 边 对 于 提
用 于冲压 生 产 。

冲 压 用 金 属 材 料 的 供 应 状 态 一般 是 各 种 规 格
的板 料 和 带 料 。板料 的尺 寸 较 大 ,可 用 于 大 型 零 件 的冲 压 ,也 可 将 板料 按 排样 尺 寸 剪 裁 成 条 料 后 用 于 中小 型 零件 的冲 压 ;带 料 ( 称卷 料 )是 为 了 又
采 用 横 剪 时 共 可 剪 出 1 条 8 0 10 2 0 × 2 的条 料 , 余料 面 积为 80 0 80 ,材 料 利用 率为 : 0 ×6- 00  ̄ r: 丽 丽 1 ×1 % 6 ×10 9% 0%=
侧 导 料 板 ,条 料 宽 度 ( 考虑 宽 度 公 差 )计 算 不

訇 化
冲裁工艺 中对材料的充分利用及搭边值的优化
Fuly us m at i s b anki l e eral y bl ng and opt m i aton o v l i z i f o erappi al ng v ue
赖 辉
L i Al Hu
条料 宽 度 :B D + a = 2 式中:
采 用 纵 剪 时 共 可 剪 出6 10 × 10 条 5 0 2 的条 料 , 余料 面 积为 10 ×8= 20 0 50 0 100 ,材料 利 用率 为 :
n :
公 式如 下 :
Q 2 鱼×10 9 % Q 0%: 0
0 引言
冲 压 是 利 用 冲 模 在 冲 压设 备上 对 板 料施 加 压
据 需 要 剪成 一 定宽 度 的 条 料 ,再 将 条 料 送 入模 具 进 行 冲压 。在 不 考 虑 制 件 面 积 、 废料 面积 和剪 切 条 料 宽 度公 差 的情 况 下 ,不 同 的板 料 裁 剪 方法 会
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