冲裁件的排样

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.

＼ 冲 形 件 状
方形 梯形 三角形 圆
半圆及 椭圆及
山字形 盘行
十字形 Ｔ 形 角尺行 字
排样类型 ＼
直 口 排 ＿ 单直 行排
多行直排
¨ ｖ △ 取 △
材 料 ：０ 料 厚 ：．ｒ ２Ｆ ０３ｎ ｍ 排样工艺分析 ： 当一 冲裁件在进行 多工位 级进 冲压时 ， 孔到边缘的距离 比较小 ， 若 而孑 的精 度又比较高时 ， Ｌ 排样应考虑先冲外形 ， 再在导正销导正的情况 下 冲孔 ， 以避免先 冲孔 ， 落料 时 ， 后 造成孔 的变形 ， 达不 到孔的精 度要 求。 当所 冲的孔与孔之 间或孔与外形 之间有形位公 差要求时 ， 般应 一 考虑在 同一工位 中成 形。对 一些细长孔 ， 可采用增加工位数 ， 分次裁切 出细长孔 ， 这样有利于排除废料和增加凸模强度。 若采 用对带料边缘 的裁切工艺 ， 由于凸模 断面的几何形状 比较简 单， 且废料没有被 型孔完全包容 ， 时 ， 此 可能造 成随着模 具的开启 ， 废料 将随凸模带 出型孔 。废 料的回升将会对正 常的冲压造成障碍。因此在 设计型孔 形状 时 ， 可考虑在周边有 意做一些小 的凸起 和凹陷， 防止废料 的窜动 。
浅析 如何合理 安排 冲裁 件的排柱方案
天 津塘 沽 华 洋阀 门有 限公 司 韩 盈
［ 摘 要］ 样方案对材料利 用率 、 排 冲裁件质量 、 生产率、 生产成本和模具结构形式都有重要 影响 。在 不影响零件性能的前提 下 ， 应合
理设计零件外形及排样 ， 高材料利用率。 提 ［ 关键词 ］ 排样 中裁件 方案 合 理
斜牌
对排 头 直
对头斜排
曾 ＂ Ｔ ● 上Ｌ Ｔ１
直 排 图
对 于形状复杂的 冲件 ， 剪 ３～５ 可 个纸样 ， 然后摆 出各种方案 ， 最后 确定合理方案 。 ３确定排样方案的原则 ． 主要原则 ： 耗材最低 ， 生产率最高条件下 ， 能满足技术要求 。 次要原则 ： 作方便 ， 操 模具结 构简单 ， 寿命 长 ， 生产条 件 ， 原材料供

（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。

工件间a1
侧面a
工件间a1
侧面a
0.25以下
0.25～0.5 0.5～0.8 0.8～1.2
8
1.8
1.2 1.0 0.8
2.0
1.5 1.2 1.0
2.2
1.8 1.5 1.2
2.5
2.0 1.8 1.5
2.8
2.2 1.8 1.5
3.0
2.5 2.0 1.8
表2.5.4 条料宽度偏差Δ
材料厚度t 条料宽度B ～0.5 ～20 ＞20～30 ＞30～50 0.05 0.08 0.10 ＞0.5～1 0.08 0.10 0.15 ＞1～2 0.10 0.15 0.20
冲裁排样设计
垫圈的生产过程
剪板机
冲床
冲床
落料
1
排样：冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。
不同的排样方式不仅影响材料利用率（直接影响零件成本）， 而且还对工件质量、模具寿命等有直接影响。
2
圆形零件的排样法：
虽然多排材料利用率很高，但模具尺寸大，结构要复杂的多， 模具成本也就要高很多。
3
垫圈落料的单排排样
5
板料的送料方式
有侧压装置的送料方式 ：
板料宽度B-Δ=（Dmax+2a）-Δ 式中Δ——条料宽度的单向偏差，查教材表2.5.4 。
6
结
束
7
表2.5.2 最小搭边值
材料厚度 圆形或圆角r＞2t的工 t 件 矩形件边长L＜ 50mm 矩形件边长L≥50mm 或圆角2.5.5 导料板与条料之间的最小间隙Cmin
材料厚度t 无侧压装置 有侧压装置
条料宽度B
100以下 ～0.5 0.5 100～200 0.5 200～300 1

冲压过程同时存在卸料力、推件力、顶件力，则 总冲压力为：
冲 F总＝F + F卸 + F推 + F顶 压 力 采用弹性卸料装置和下出料方式时： 及 F总＝F + F卸 + F推 压 F推 力 采用弹性卸料装置 中 和上出料方式时： 心 F总＝F + F卸 + F顶 F顶 计 算4 采用刚性卸料装置和下出料方式时：
冲 裁 件 的 排 样 7
B [ Dmax 2(a ) Z ]
0
导料板之间距离A:
A BZ
3. 模 具 有 侧 刃
条料宽度B: B ( Dmax 2a 2b) 0 导料板之间距离A: 之
'
A BZ
A ( Dmax 2a ) y
废料的分类
冲 裁 件 的 工 艺 性 3
2.冲裁件内形及外形的转角处，避 免尖角，应采用圆弧过渡。
3. 在弯曲件或拉深件上
冲孔时，孔边与制件直壁
应保持一定的距离。
3.6.2冲裁件的结构形状和尺寸精度（续）
4.冲裁件的孔间距与孔边距不能太小。 冲 裁 件 的 工 艺 性 4
5. 冲裁件上应避 免有凸出的悬臂 和凹槽。
3.影响搭边值的因素有哪些？
思 4.确定条料宽度有几种情况？它们分别时 考 什么？ 题
5.提高材料利用率的有什么方法？ 6.什么是步距？ 7.一张完整的排样图应表达哪些信息？
冲裁时冲压设备的选择
冲 压 力 及 压 力 中 心 计 算4
压力机的公称压力必须大于或等于冲裁工 F 艺力的总和 F总 ： F 压力机≥ F总
冲裁
一般情况：F 压力机＝ 1.3F总
如果冲裁过程同时存在
F推

1）直排法：适用于外形为方、矩形制件。
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。
三、搭边
1、概念 搭边：指冲裁时制件与制件之间、制件与条料 边缘之间的工艺余料。 2）作用 （1）能够补偿条料的剪裁误差、送料步距误差 以及条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪 斜误差的作用。 （2）使凸凹模刃口受力均匀，能起到保护模具 的作用。 （3）能保持条料具有一定的刚性，便于送料。
2、搭边数值 合理的搭边数值就是保证冲裁件质量、保证 模具较长寿命，保证自动送料时不被拉弯拉断条 件下允许的最小值。 搭边值见书P60、61，表3-10
D— 冲裁件垂直于送料方向
的最大尺寸；
a1 — 冲裁件与条料侧边的搭边值； Δ ——条料的宽度公差；
2）当导料板之间无侧压装置时
B=(D+2a1+2Δ +b0 )-Δ b0 — 条料与导料板之间间隙， 见表3-12 3）采用侧刃 B=(D+1.5a1+nF) –Δ n — 侧刃数； F — 侧刃裁切宽度； 3、材料利用率
第六节
一、排样原则
冲裁工件的排样
本节主要内容：掌握排样方法
1、排样：指冲裁件在板料、带料或条料上的布 置方式。与零件形状有关。 2、排样原则 1）提高材料利用率；（材料费用通常会占冲件 总成本的60%） 2）使工人操作安全，减轻工人的劳动强度；
3）使模具结构简单，模具寿命较高；
4）排样应保证冲裁件质量。对于弯曲件的落料， 在排样时还应考虑到材料的纤维方向。 工件图 板料规程： 1420mm×710mm

济 效 益 也 相 当 可 观 ． 此 ， 料 的 经 济 利 用 是 冲 压 生 因 材 产 中 的 一 个 重 要 问题 。
两 个 阶段 ： 件 图 形 多 边 形 化 和零 件 图 形 放 大 技 术 零 （ ） 件 图形 多边 形化 １零 任 何 一 个 二 维 零 件 图
形 都 是 由 封 闭 轮 廓 组 成 ， 一 个 封 闭 的 轮 廓 可 能 是 每 圆 ． 可 能 由 直 线 和 圆 弧 组 成 （ 然 ， 可 能 包 含 高 也 当 也 次 曲 线 ， 们 将 高 次 曲 线 用 直 线 或 圆 、 弧 来 拟 合 ）． 我 圆 ． 因 此 ． 件 图 形 多 边 形 化 就 是 把 零 件 图 形 的 任 意 外 零 轮廓进行 离散 化后用 多 边形来 拟合 。 （ ） 件 图形 放 走 ２零 在 冲 压 零 件 排 样 优 化 设 计
料 浪 费 最 少
一
过程 中， 了考虑 工件 间搭边 ， 为 目前 各 排 样 系 统 都 将 原 始 零 件 图 形 沿 外 方 向 等 距 放 大 半 个 工 件 问 搭 边
值 。
假 定 采 用 的 零 件 图 形 都 是 预 处 理 好 的 零 件 图
、
优化排样
形 。 形 多 边 形 化 后 ， 需 要 计 算 不 同 角 度 时 多 边 形 图 仅 顶 点 处 的 宽 度 ， 可 求 得 排 样 步 距 。 压 生 产 一 般 以 即 冲
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ａｇ ｒｔｍ ｆ ｐ ｉ ｌＬｙ ｕ ｆｓ ｇｅ—ｓ ａ ｅ Ｌｋ ｎ ａ ｅ ｄ ｗ ｒ ｅ ． ｓｒ ｃ ： ｈ ｌｏ ｉ ｈ ｏ ｔ ｏ ｍａ ａ ｏ ｔ ｉ ｌ ０ ｎ ｈ ｐ ｄ ｂ ａ ｉ ｇ ｈ ｓ ｂ ｅ ｏ ｋ ｄ

普通冲裁件的断面情况：
普通冲裁变形所得到的冲裁件端面常带有一定的锥度，并且 都有明显的区域特征，不同的是各区域的大小占整个断面的比例 不一样。 光亮带 产生于塑性变 圆角带
发生在弹性变形后 期和塑性变形初期， 由金属的弯曲和拉伸 而形成。其大小与材 质有关。
形阶段，断面主 要受剪应力和压 应力作用。断面 平整、光滑。通 常占整个区域的 1/2~1/3，与材质 有关。
第二章 冲裁工艺及冲裁模设计
普通冲裁原理

冲裁间隙 冲裁模刃口尺寸的计算（重点） 冲裁件的排样（重点） 冲压工艺力（重点） 压力中心的计算（重点） 冲裁件的工艺性 冲裁模的基本形式及特点 冲裁模主要零、部件结构和设计（重点） 冷冲模的设计程序（重点）
2.1 普通冲裁的基本原理
冲模刃口尺寸、制造公差的大小主要取决于 冲裁件的形状和精度。
刃口尺寸的计算方法
冲模刃口 尺寸公差带 分析图
1. 凸、凹模分开加工时的刃口计算
δd＋δp≤Zmax－Zmin 运用该方法必须使模具的制造公差与间隙满足 或 δp＝ 0.4（Zmax－Zmin） δd＝ 0.6（Zmax－Zmin）
根据刃口尺寸的计算原则，分开加工时凸、凹模刃口尺寸 的计算公式如下：
推件力Pd： Pd = KdP
冲压工艺力的计算：
（它是选取压力机吨位的主要依据，具体计算要考虑模具的结构型式） 采用刚性卸料自然漏料方式：Pz≥P+Pt = P +nKtP 采用刚性打料、弹性卸料的倒装结构方式：Pz≥P + Px = P + KxP 采用弹性卸料和弹性顶料方式：Pz≥P + Px + Pd = P + KxP + KdP 采用弹性卸料自然漏料方式：Pz≥P + Px + Pd = P + KxP + nKdP （选择压力机时，压力机的公称压力N必须大于或等于Px）

每条条料的长度为1420，可冲出工件数目为：（1420－2）÷42＝33（件），余
34mm的料尾。
所以：钢板整体材料利用率为： NA 100% 14 331257 100% 57.6%
BS
1420 710
3、废料多少的排样方式
根据材料的利用情况，排样方式分为： 有废排样、少废排样、无废排样。
故条料宽度： B0 (D 2a)0
D ——制件尺寸 a ——条料搭边 △——裁板误差
导料板内不带侧压装置
B0 (D 2a e)0
导料板之间的距离为： A B e
冲压工艺与模具设计
冲压工艺与模具设计
条料宽度的单向极限偏差Δ
条料与导料板间隙ｅ（单位：mm）
冲压工艺与模具设计
（2）侧刃定位时条料宽度 侧刃一般用于级进冲压，常与导正销配合使用。
B0 (L 2a'nb)0 (L 1.5a nb)0
a' 0.75a
冲压工艺与模具设计
10、排样图的绘制
一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸、步距S、工件间搭边和侧搭边。 排样图通常画在总装配图右上角 。一般使用二维CAD或三维软件绘制。
单工序冲压排样图 复合冲压排样图
级进冲压排样图
冲压工艺与模具设计
有时可用下式简便估算冲裁力： F Lt b
冲压工艺与模具设计
例题2：冲制如图所示工件，已知材料为Q235，抗剪切强度为310MPa，板料厚度为
2mm。采用平刃口模具冲裁，试分别计算两种排样方式下所需的冲裁力。
解：1）有废料排样时，沿工件的整体轮廓进行冲裁。
L 40 20 2 (40 20) (35 20) 10 161.4mm
冲压工艺与模具设计
6、减少排样废料，提高材料利用率的方法