排样图上搭边值设计是否合理,直接影响到原材料的利用率和模具制造的难易程度。总是采用最小许用搭边值[amin]、[a1min]往往人为地提高了模具的制造难度,而在通常情况下却并不能提高原材料的利用率。以一条长1000mm的料条为例,若对图2所示的垫圈冲压件以[amin]=0.8mm进行排样,可排(1000-0.8)/(34+0.8)=28.7个,实际为28个;若以a=1.5mm进行排样,则可排(1000-1.5)/(34+1.5)=28.1个。可见每个步距上省下0.7mm长的料,最终整张条料上并不能多排一个工件,两者的利用率是完全相同的。除使用卷料进行冲压外,一般搭边值均应在[amin]的基础上圆整(料宽尺寸也须圆整),以降低模具制造难度。
图2 垫圈冲压件及冲裁排样图
在保证产品尺寸公差等级的前提下,应尽量简化模具结构复杂程度,降低模具制造费用,这是设计模具的铁则。图2所示的垫圈冲压件,因外形比较简单,且壁厚较大,所以采用复合模冲裁排样方案就比采用级进模冲裁的方案好。
倒装复合模的结构比顺装复合模简单,所以应优先考虑采用倒装复合模。最终能否采用复合模冲裁方案以及采用何种复合模结构的关键是验算冲压件的最小壁厚。经验算垫圈冲压件的最小壁厚,可用倒装复合模冲裁方案。
2.2 选择压力机及确定压力中心示范
根据图2复合模冲裁排样图,经计算模具工艺总力P∑=10.32(tf),可初步选择J23-16F压力机。记录有关技术参数供今后校核用。最大封闭高度:205mm;封闭高度调节量:45mm;工作台尺寸前后:300mm、左右:450mm;垫板尺寸厚度:40mm;孔径:Φ210mm;模柄孔尺寸直径:Φ40mm;模柄孔深度:60mm。
计算压力中心的方法教材上已有详尽的介绍。要计算出压力中心的精确位置既繁锁又无必要。除了少数几种情况,例如:精密冲裁模具、多工位自动级进模和一些造价昂贵的模具为保险起见需要精确计算外,一般情况下,可以根据对称原理把压力中心大致定在条料宽向的中心线和送料方向上最远的两个凸模(有侧刃时,侧刃也算作凸模)距离的中线的交合点”O”上,只要这个0点与实际压力中心之间的偏距小于模柄半径(已知模柄直径为Φ40mm),就能达到模具平稳工作要求;而一旦0点与实际压力中心之间的偏距超出模柄半径的范围,就要调整各凹模洞口在凹模板上的位置,使实际压力中心进入模柄半径范围内。
2.3 冷冲模国家标准的使用
根据图2复合模冲裁排样图,结合模具制造工艺,圆形模板比矩形模板加工简便,因此本模具就采用圆形模板。首先要计算圆形凹模板的轮廓尺寸:厚度H=K·b1=0.4×38=15.2mm;直径D=L1+2l1=34+2×22=78mm。查阅GB2858.4-81,根据”就近就高”的原则初定凹模周界:H×D=16×Φ80。
1. 确定模具的主要结构要素
根据垫圈产品图排样方案论证结果,已确定本模具采用倒装式复合模结构。在此基础上,尚须确定如下结构要素。
(1) 确定送料方式
模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式,还是采用从右往左的横向送料方式,这主要取决于凹模的周界尺寸。如L(送料方向的凹模长度)<B(垂直于送料方向的凹模宽度)时,采用纵向送料方式;L>B时,则采用横向送料方式;L=B时,纵向或横向均可。就本例的圆形凹模板而言,其送料方式应采用纵向送料。另外采用何种送料方式,还得考虑压力机本身是开式还是闭式而定。
(2) 确定卸料形式
模具是采用弹压卸料板,还是采用固定卸料板,取决于卸料力的大小,其中材料料厚是主要考虑因素。由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便,操作者可以看见条料在模具中的送进动作,且弹压卸料板卸料时对条料施加的是柔性力,不会损伤工件表面,因此实际设计中尽量采弹压卸料板,而只有在弹压卸料板卸料力不足时,才改用固定卸料板。随着模具用弹性元件弹力的增强(如采用矩形弹簧),弹压卸料板的卸料力大大增强。根据目前情况,当材料料厚约在2mm以下时采用弹压卸料板,大于2mm时采用固定卸料板较为贴近实际。本模具所冲材料的料厚为1mm,因此可采用弹压卸料板。


