冲裁模CAD系统软件排样模块设计(5)
图 3.1 毛坯排样模块结构层次图
4.2 冲裁模优化排样分析
在冲压零件的成本中，材料费用约占60%。因此，提高材料利用率，节约原材料是降低冲压生产成本的一项重要措施，而材料的利用率的高低又主要取决于冲裁时的排样情况。排样是指冲裁零件在材料(板料、条料或带料)上的布置方式。传统的排样是根据经验将冲裁件按不同形状进行归类，并从常用的排样类型中确定与之相对应的经济排样类型，制成零件形状与经济排样类型表，通过查表决定排样的类型。由于冲裁件图形千变万化，不可能将每一冲裁件都归为表中的某一类，排样很难达到最佳程度。排样优化是要从冲裁件在材料上布置的所有方案中找出最优方案。显然，优化冲裁件排样，能大量节约金属，显著提高经济效益。本章论述冲裁件排样优化模型的建立及优化排样方法。
4.2.1 毛坯排样概述
根据排样时是否产生废料，毛坯排样可以分为有废料排样和无(少)废料排样。冲裁时的废料可以分为工艺废料和设计废料。工艺废料是指工件和工件之间的搭边材料、定位孔和不可避免的料头和料尾所产生的废料。设计废料是指由于产品结构形状的需要，如孔的存在而产生的废料。无(少)废料排样由于无搭边或少搭边，材料利用率高，但要注意:
(1)存在有侧向力，影响模具精度和寿命。
(2)前后产品的毛刺方向不一致。
(3)相邻产品的临接线是共用的，若定位不准确，容易产生偏移。
4.2.2 毛坯排样基本参数
1、搭边
搭边是指排样时毛坯外形与条料侧边及相邻毛坯外形之间设置的工艺余(图3一2)。搭边的作用是保证毛坯从条料上分离，补偿由于定位误差使条料在送进过程中产生的偏移所需的工艺废料。搭边分为侧搭边和中心搭边。搭边的基本要求是要有足够的强度，而搭边的强度主要由搭边的宽度决定。
搭边宽度是排样时重要的工艺参数，从提高材料利用率的角度看，希望毛坯排列紧密、搭边值小。但搭边值必须与产品的加工方法和加工内容一致。搭边值过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，增大冲裁件的毛刺，当板料较薄时，还有可能被拉人凸模、凹模之间的间隙中，损坏模具刃口，降低模具寿命。因此，搭边宽度应设置合理。表3.1是不同类型搭边宽度的经验值。
表3.1搭边尺寸 mm
料宽 年搭边 搭边最小值
小于25 21.0t 0.8
25到75 21.25t 1.2
75到150 21.5t 2.5
2、步距
步距是指冲压过程中条料每次向前送进的距离。其值为排样时沿送进方向相邻毛坯之间的最小距离值。
3、材料利用率
排样的定义是冲裁件在板料或条料上的布置方法。排样的结果如果不合理就会造成材料的浪费，材料利用率是衡量排样经济性的标准，也就是工件所占的实际面积B0与所用材料的面积B 的比值，即
（3.1）
B = B0+B1+B2 (3.2)
式中 η ——材料的利用率（％）；
B0——零件所用的真实面积（mm2）；
B ——所用材料的面积（mm2），包括零件所用的真实面积（B0）和废料所用面积（工艺废料B1和结构废料B2）。如图3.2所示。
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