第三章(3.6)冲裁工件的排样

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冲裁工艺及冲裁模具(1)

冲裁工艺及冲裁模具(1)

第三章 冲裁工艺及冲裁模具
模具刃口状态对断面质量的影响
第三章 冲裁工艺及冲裁模具
3.2.2 冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁凸、凹模之间工作部分的尺 寸之差, Z =D凹- D凸 ,(如图3-4)。
图3-4
冲裁间隙
第三章 冲裁工艺及冲裁模具
间隙对模具寿命的影响
模具寿命
总寿命 刃口寿命
间隙过小-----加剧
第三章 冲裁工艺及冲裁模具
普通冲裁板料分离过程 1.弹性变形阶段 凸模与板料接触并压下板料,板 料产生上翘,下拱。但板料内部 应力小于屈服极限。在板料与凸 模、凹模接触处出现微痕为止。 卸载后,板料能恢复原状。 2.塑性变形阶段 板料内部应力达到并超过屈服极 限,此时凸模挤入材料。材料挤 入凹模洞口。直到应力达到强度 极限,板料与凸、凹模接触处出 现微裂为止。 3.断裂分离阶段 板料内部应力大于强度极限后,第 二阶段产生的微裂逐渐扩大,上、 下裂纹重合,板料产生分离。
第三章 冲裁工艺及冲裁模具
0.12 由公差表查得: 2 60 mm 查表3.6,取x = 0.75;
360 0.62 mm 查表3.6 ,取x = 0.5;
设凸、凹模制造公差查表3-5,则δp =-0.02, δd =+0.02
0 0 0 冲孔: dt d min x (6 0.75 0.12) 0.02 mm 6.09 0.02 mm
p
da dt Zmin 0
d
0.02 0.02 (6.09 0.04)0 mm 6.130 mm
校核: ≤ Z Z p d max min
0.02 + 0.02

0.06 - 0.04
(不满足间隙公差条件)

冲裁排样设计

冲裁排样设计

0.5
1
5
8
1~2
0.5
1
1
5
8
2~3
0.511源自5810冲裁排样设计
垫圈旳生产过程
剪板机 冲床
冲床 落料
1
排样:冲裁件在条料、带料或板料上旳布置措施。
不同旳排样方式不但影响材料利用率(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
圆形零件旳排样法:
虽然多排材料利用率很高,但模具尺寸大,构造要复杂旳多, 模具成本也就要高诸多。
3
垫圈落料旳单排排样
材料厚度t
>0.5~1 0.08 0.10 0.15
>1~2 0.10 0.15 0.20
9
表2.5.5 导料板与条料之间旳最小间隙Cmin
材料厚度t
无侧压装置
有侧压装置
条料宽度B
条料宽度B
100 100~200 200~300 100 100以上
下列
下列
~0.5
0.5
0.5
1
5
8
0.5~1
0.5
B——料宽;待计算; S——步距:条料每次送进旳距离。待计算; a,a1——搭边:排样时冲裁件之间及冲裁件与条料
侧边之间留下旳工艺废料。查表()
4
板料旳送料方式 无侧压装置旳送料方式 :
板料宽度B-Δ=(Dmax+2a+C)-Δ 式中Δ——条料宽度旳单向偏差,查。
C——导料板与条料之间旳间隙,查教材表2.5.5 。
5
板料旳送料方式 有侧压装置旳送料方式 :
板料宽度B-Δ=(Dmax+2a)-Δ 式中Δ——条料宽度旳单向偏差,查教材表2.5.4 。

冲裁件的排样

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

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

冲裁工艺分析及排样设计

冲裁工艺分析及排样设计

各种排样方法特点比较
排 样 方 法
有 废 料 少 废 料 无 废 料
特点比较
概念 沿冲件全部外 形都有搭边
材料利用 率
冲件 质量
模具 寿命
应用
最低


形状复杂、 尺寸精度较高
沿冲件部分外 形有搭边
较高
较好
较高
某些尺寸精度 不高
无搭边废料 高
不易 保证
最低
结构形状有要 求,应用受限。
42
采用少废料或无废料排样时,材料利用率高,冲 裁力小,制品精度不高。
39
46.76
图(f )材料利用率90%
3.1.2 排样分类 按照材料的利用率,排样可分为有废料排样、少 废料排样和无废料排样三种。
废料是指冲裁中除零件以外的材料,包括工艺废 料和结构废料。搭边属工艺废料,冲孔废料属结构 废料。
40
有废料排样是指在冲裁件与冲裁件之间、冲裁件 与条料侧边之间均有工艺废料,冲裁是沿冲裁件的封 闭轮廓进行的。 少废料排样是指只在冲裁件之间或只在冲裁件与 条料侧边之间留有搭边,冲裁只沿冲裁件的部分轮 廓进行。 无废料排样是指在冲裁件之间、冲裁件与条料侧 边之间均无搭边存在,冲裁件实际上是直接由切断条 料获得的 。 41
纵排步距大,操作不方便。
斜排材料利用率高,定位不 方便。
37
3
同一工件的不同排 样方式,其材料利用率 不同。 图(a)材料利用率39% 图(b)材料利用率51% 图(c)材料利用率61% 图(d)材料利用率72%
1.5
20.4
1.5
5
19
22
1.5
8 9.5
1.5
7.9
( a)
1 .5

冲裁件的排样

冲裁件的排样

冲裁件的排样录入: 151zqh 来源: 日期: 2007-12-7,12:26材料的利用率在冲压零件的成本中,材料费用约占 60%以上,因此材料的经济利用具有非常重要的意义。

冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。

不合理的排样会浪费材料,衡量排样经济性的指标是材料的利用率。

可用下式计算:一个进距内的材料利用率:η=A/A0×100%=nA/hB×100% (2—20)式中η——材料利用率;F——工件的实际面积;A0——所用材料面积,包括工件面积与废料面积;h——送料进距 (相邻两个制件对应点的距离);B——条料宽度。

n----一个进距内冲件数目。

从上式可看出,若能减少废料面积,则材料利用率高。

废料可分为工艺废料与结构废料两种(图1)。

搭边和余料属工艺废料,这是与排样形式及冲压方式有关的废料;结构废料由工件的形状特点决定,一般不能改变。

所以只有设计合理的排样方案,减少工艺废料,才能提高材料利用率。

1-结构废料; 2-工艺废料图 1 废料分类排样合理与否不但影响材料的经济利用,还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。

因此,排样时应考虑如下原则:1.提高材料利用率 (不影响制件使用性能前提下,还可适当改变制件形状)。

2.排样方法使应操作方便,劳动强度小且安全。

3.模具结构简单、寿命高。

4.保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。

排样方法根据材料经济利用程度,排样方法可分为有废料、少废料和无废料排样三种,根据制件在条料上的布置形式,排样又可分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多种形式。

图 2 排样1.有废料排样法:如图 2a)所示,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。

因留有搭边,所以制件质量和模具寿命较高,但材料利用率降低。

2.少废料排样法:如图 2b)所示。

沿制件的部分外形轮廓切断或冲裁,只在制件之间(或制件与条料侧边之间 )留有搭边,材料利用率有所提高。

冲裁排样

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。

冲压工艺及模具设计试题1答案一、...

冲压工艺及模具设计试题1答案一、填空题50分冷冲模是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其变形或分离,从而获得冲件的一种压力加工方法。

(4)冲压加工获得的零件一般无需进行(机械)加工,因而是一种节省原材料、节省能耗的少、无(废料)的加工方法。

2性变形的物体体积保持不变,其表达式可写成ε1+ε2+ε30。

2材料的冲压成形性能包括(形状冻结性)和(贴模性)两部分内容。

25、材料的应力状态中,压应力的成分(愈大),拉应力的成分(愈小),愈有利于材料塑性的发挥。

2用的金属材料在冷塑性变形时,随变形程度的增加,所有强度指标均(提高),硬度也(提高),塑性指标(降低),这种现象称为加工硬化。

3件的切断面由(圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺区)四个部分组成。

4裁变形过程大致可分为(弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段)的三个阶段。

310、在设计模具时,对尺寸精度、断面垂直度要求高的工件,应选用(较小)的间隙值;对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的工件,以提高模具寿命为主,应选用(较大)的间隙值。

2孔时,因工件的小端尺寸与凸模尺寸一致,应先确定凸模尺寸,即以凸模尺寸为基础,为保证凸模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件,故从孔凸模基本尺寸应取(在制件的最大极限尺寸附近),而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸(加上最小初始双面间隙)。

2凸、凹模分别加工的优点是凸、凹模具有(互换性),制造周期(短),便于(维修)。

其缺点是(制造公差)小,凸、凹模的制造公差应符合( δp+δd≤△Z)的条件。

(5)搭边是一种(工艺)废料,但它可以补偿(定位)误差和(板料宽度)误差,确保制件合格;搭边还可(提高条料的刚性),提高生产率;此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被(拉入模具间隙),从而提高模具寿命。

5为了实现小设备冲裁大工件或使冲裁过程平稳以减少压力机的震动,常用(阶梯凸模冲裁)法、(斜刃冲裁)和(加热冲裁)法来降低冲裁力。

3 导料销导正定位多用于(单工序模)和(复合模)中,而导正销通常与(侧刃),也可与(挡料销)配合使用。

第三章 冲 裁

模具刃口 制造精度 0.5 IT6~IT7 IT7~IT8 IT9 8 - - 0.8 8 9 - 1.0 9 10 - 1.5 10 10 12 2 10 12 12
板 料 厚 度
3 - 12 12 4 - 12 12 5 - - 12 6 - - 14 8 - - 14 10 - - 14 12 - - 14
第三章 冲裁
湖南工程学院
一、凸、凹模刃口尺寸计算的依据和原则
设计计算依据如图 1)冲裁件断面都带有锥度: 光亮带是有效面,落料件的光亮带处于大端尺寸,冲 孔件的光亮带处于小端尺寸;且落料件的大端(光面)尺 寸等于凹模尺寸,冲孔件的小端(光面)尺寸等于凸模尺寸。 2)凸模轮廓越磨越小,凹模轮廓越磨越大,结果使间隙 越用越大。 3)为了保证能冲出合格的零件,模具的公差应高出制件 公差2~3级以上。
第三章 冲裁 3)确定模具公差值:
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公差高出制件三级以上,一般取/4,不需要效核; 4)确定名义,落料计算凹模尺寸: (1)凹模磨损后尺寸变大 :A凹=(A工max-x)+ /4 (2)凹模磨损后尺寸变小:B凹=(B工min+x)- /4 例如:落料、冲孔 (3)凹模磨损后尺寸不变:凹模名义尺寸取工件中值: 工件尺寸标注为 C ±/2 工件尺寸标注为 C + 工件尺寸标注为 C - Cd=C± /8 Cd=(C+0.5 )±/8 Cd=(C-0.5 )± /8
第三章 冲裁
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第三节 冲裁模间隙
冲裁模间隙值( 如图)对冲裁件的质 量、 模具寿命有很大的影响;对冲裁力也 有一些影响。间隙是一个非常重要的参数。
一、间隙对冲裁件质量的影响
1.间隙对断面质量的影响
料厚 的均匀程度越高冲裁件断面质量越好。 <0.3

09冲裁3.3-3.5,6,7冲压力、工艺、排样


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

冲裁工艺与排样设计


2.冲裁件断面特征—四个特征区
(1)塌角(圆角)区
①板料弯曲、拉伸作 用形成; ②冲孔、落料工序中, 塌角区分别位于孔
断面的小端和工件
断面的大端;
③板料塑性越好,凸、
凹模间的间隙越大, 形成的塌角区越大。
(2)光亮带
①因剪切变形而形成,光
亮带垂直于板料平面;
②冲孔、落料工序中,
光亮带分别位于孔断 面的小端和工件断面
(5)材料利用率计算

S1
100%
S1
100%
S0 AB mm 2 式中: s1—一个进距内冲裁件实际面积,
s0—一个距内所需毛坯面积, 2 mm
A—送料进距,mm B—条料宽度,mm。
提高材料利用率的有力措施是: 选择合适的板料规格和合理的裁板法; 利用废料作小零件;
设计合理的排样方案,例如:
⑵ 改善操作性 排样应使操作方便、安全、劳动强度低。具体
地,应尽量减少条料翻动次数,利用率相近时应选
用条料宽度和进距小的排样方式。
⑶ 使模具结构简单合理,使用寿命高。
⑷ 保证冲裁件质量。 有废料排样
3.排样的类型
少废料排样
无废料排样 (1)有废料排样 冲裁件与冲裁件之间、
冲裁件与条料侧边之间均有
工艺废料,冲裁是沿冲裁件 的封闭轮廓进行的。
经验确定的低碳钢冲裁时常用最小搭边值/mm
⑵ 条料进距 模具每冲裁一次,条料在模具上前进的距离。 当单个进距内只冲裁一个零件时,送料进距的
大小等于条料上两个零件对应点之间的距离。
A D a1
式中:
A —送料进距,mm; D —平行于送料方向的冲裁件宽度,mm; a1—冲裁件之间的搭边值,mm。
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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
四、送料步距与条料宽度计算
1、送料步距A
概念:送料步距也简称步距或进距,它是指条料 在模具上每次送进的距离。每个步距可以冲出一 个零件,也可以冲出几个零件。 A=D+a
D — 平行于送料方向的最大冲裁件宽度 a — 冲裁件之间的搭边值
2、条料宽度B
1)当导料板之间有侧压装置时
B=(D+2a1 +Δ )-Δ
2)少废料排样:指制件与制件之间或制件与 条料边缘之间存在有工艺余料。这种方法冲裁 只沿冲裁件的部分外轮廓进行。如图所示。 特点:材料利用率较高,但由于冲裁时凸模单 边受力,易于遭到破坏。 2)无废料排样:指制件与制件之间或制件与 条料边缘之间不存在工艺余料。这种排样方法 的冲裁件实际上是直接由切断条料获得。 2、按排列形式分 直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多 行排和裁搭边等。见书P56表3-9
L — 条料(或板料)的长度;
B — 条料(或板料)的宽度;
S2 — 零件实际面积
五、排样图 排样图要求: 1、应标注条料宽度及其公差、送料步距及搭边值; 2、采用斜排方法排样时,还应注明倾斜角度大小; 3、对有纤维方向要求的排样图,则应用箭头表示条
纹方向。
3)计算条料宽度及送料步距;
4)计算材料利用率;
二、排样方法
5)绘出排样图;
1、按有无废料分 1)有废料排样:指排样时,制件与制件之间、 制件与条料边缘之间均有工艺余料存在。冲裁是 沿冲裁件的封闭轮廓进行。如图所示 特点:冲裁件质量易于得到保证,模具寿命较高, 但材料利用率低。
电机定子有废料排样
电机定子少废料排样
直排:42次,43条, 每条64件,共2752 件
斜对排:46次,46条,每 条62件,共2852件 直对排:72次,72条, 每条44件,共冲3168件
直对排:91次,91条, 每条35件,共冲3185件 直排:42次,43条,每 条85件,共冲3655件
3、排样工作内容
1)选择S1 100% 100% S0 A B
A — 送料步距(mm); B — 条料宽度(mm); S1 — 一个步距内零件的实际面积(mm2); S0 — 一个步距所需毛坯的面积(mm2); 总利用率:
n S2 0 100 % LB
n — 条料(或整个板料上)实际冲裁的零件数;
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