Z形落料沖孔件的排樣和模具設計

■湖北隨州市齊星模具公司 （441300） 柳 強 張

Z形落料沖孔件的排樣和模具設計

■湖北隨州市齊星模具公司 （441300） 柳 強 張

摘要：本文以實例列舉了沖孔落料件的排樣方法和選擇原則，并對細長凸凹模采取分塊拼合方法，以解決其強度差維修難的問題，希望對初學者有所幫助。

1. Z形件特點

該Z形件為東風井關機械上的平板件，零件長170mm、寬22mm，2個5mm寬的長臂，分別在25mm×22mm的中心塊左上和右下角向兩側伸出，中心塊上的孔φ6.0mm，按基準孔考慮，即φ6.0+0.1+0mm，料厚1.2mm, 零件形狀如圖1所示，零件加工適用于落料沖孔工藝。

圖1　Z形件

2. 排樣方法

平板件落料，最重要的問題是提高材料利用率，利用率的高低主要決定于零件的形狀和排樣方法，零件形狀是產品設計人員按功能需求設計的，對合理性負責。而排樣方法是由模具工藝設計人員確定的，通常要排出幾個方案，然后根據條件擇優選取，該件排樣有4種。

（1）橫向直排（見圖2），搭邊4m m、步距26m m、料寬1 7 8 m m、零件的有效面積為1 270mm2，所需材料為178× 26=4 628（mm2）, 材料利用率為1 270/4 628=27%。

（2）縱向單列直排如圖3所示，搭邊5mm、步距102mm、料寬32mm，材料利用率為39%。

圖2　橫向直排

圖3　縱向單列直排

（3）縱向雙列直排如圖4 所示, 搭邊5mm、步距102mm、料寬59mm，材料利用率為42%。

圖4　縱向雙列直排

（4）斜向直排如圖5所示,搭邊4m m、步距30m m、料寬

78mm，材料利用率為54%。

圖5　斜向直排

4種排樣各有優缺點，具體如附表所示。

由附表可見，4種排樣方法的材料利用率差別很大。與第1種排樣比較后，3種分別提高12%、15%和27%，尤其是第4種利用率增加1倍，但是選擇哪種方案還要根據生產批量和現場條件來決定。由于現場沒有大型自動送料設備，如果選擇第4種方案使用條料手工送料，則每條料的兩頭都有很大一塊三角區成為廢料，使得其利用率大大降低，因此選取第3種排樣更適合些，這種方法既可以手工送料，也可以根據批量變化改為自動送料。

4種排樣優缺點對比表

3. 模具結構設計

按縱向雙列直排方案，模具結構既可采用級進模結構，也可采用復合模結構。考慮沖孔的最小邊距為8mm，復合模的凸凹模強度足夠，又考慮該方案步距較大為102mm，級進模送料誤差會加大，而復合模容易保證內外形同心，所以決定采用復合模結構。如果用自動送料機送料，一般都是左右方向，因此模具用后導柱導向工作更開敞，模具結構如圖6所示，沖孔凸模16和落料凹模5安裝在上模，模具閉合時沖裁制件被夾在兩者之間，開模時由退件板14退出，退料器形狀與制件相同，為了布置聚氨酯，其上部要局部加寬，落料凹模刃口空刀局部也要加大，凸凹模13裝在下模，當條料套在凸凹模四周時，由卸料板6頂出，沖孔廢料則從凸凹模內孔中落下，掉入工作臺下的廢料孔中排出。

模具設計時需要注意的是凸凹模13，如果采用整體結構,零件細長，加工困難，熱處理容易變形，維修也不方便，我們把它分為3塊拼合后，裝到一塊固定板之中（見圖7）。3塊都可以線切割加工（包括掛臺），每一塊崩刃或磨損后，都可單獨更換，維修十分方便。

圖6

圖7　凸凹模分3塊結構

4. 結語

對于沖孔落料，排樣是降低生產成本的重要方法之一，一定要認真仔細，且不可馬虎從事。排樣既要考慮材料利用率，也要根據現場條件，排樣時一定要多考慮幾個方案，然后擇優選擇。

參考文獻：

[1] 王孝培.沖壓手冊[M]. 北京：機械工業出版社，2005.

收稿日期：（20141124）