Z形落料冲孔件的排样和模具设计

■湖北随州市齐星模具公司 （441300） 柳 强 张

Z形落料冲孔件的排样和模具设计

■湖北随州市齐星模具公司 （441300） 柳 强 张

摘要：本文以实例列举了冲孔落料件的排样方法和选择原则，并对细长凸凹模采取分块拼合方法，以解决其强度差维修难的问题，希望对初学者有所帮助。

1. Z形件特点

该Z形件为东风井关机械上的平板件，零件长170mm、宽22mm，2个5mm宽的长臂，分别在25mm×22mm的中心块左上和右下角向两侧伸出，中心块上的孔φ6.0mm，按基准孔考虑，即φ6.0+0.1+0mm，料厚1.2mm, 零件形状如图1所示，零件加工适用于落料冲孔工艺。

图1　Z形件

2. 排样方法

平板件落料，最重要的问题是提高材料利用率，利用率的高低主要决定于零件的形状和排样方法，零件形状是产品设计人员按功能需求设计的，对合理性负责。而排样方法是由模具工艺设计人员确定的，通常要排出几个方案，然后根据条件择优选取，该件排样有4种。

（1）横向直排（见图2），搭边4m m、步距26m m、料宽1 7 8 m m、零件的有效面积为1 270mm2，所需材料为178× 26=4 628（mm2）, 材料利用率为1 270/4 628=27%。

（2）纵向单列直排如图3所示，搭边5mm、步距102mm、料宽32mm，材料利用率为39%。

图2　横向直排

图3　纵向单列直排

（3）纵向双列直排如图4 所示, 搭边5mm、步距102mm、料宽59mm，材料利用率为42%。

图4　纵向双列直排

（4）斜向直排如图5所示,搭边4m m、步距30m m、料宽

78mm，材料利用率为54%。

图5　斜向直排

4种排样各有优缺点，具体如附表所示。

由附表可见，4种排样方法的材料利用率差别很大。与第1种排样比较后，3种分别提高12%、15%和27%，尤其是第4种利用率增加1倍，但是选择哪种方案还要根据生产批量和现场条件来决定。由于现场没有大型自动送料设备，如果选择第4种方案使用条料手工送料，则每条料的两头都有很大一块三角区成为废料，使得其利用率大大降低，因此选取第3种排样更适合些，这种方法既可以手工送料，也可以根据批量变化改为自动送料。

4种排样优缺点对比表

3. 模具结构设计

按纵向双列直排方案，模具结构既可采用级进模结构，也可采用复合模结构。考虑冲孔的最小边距为8mm，复合模的凸凹模强度足够，又考虑该方案步距较大为102mm，级进模送料误差会加大，而复合模容易保证内外形同心，所以决定采用复合模结构。如果用自动送料机送料，一般都是左右方向，因此模具用后导柱导向工作更开敞，模具结构如图6所示，冲孔凸模16和落料凹模5安装在上模，模具闭合时冲裁制件被夹在两者之间，开模时由退件板14退出，退料器形状与制件相同，为了布置聚氨酯，其上部要局部加宽，落料凹模刃口空刀局部也要加大，凸凹模13装在下模，当条料套在凸凹模四周时，由卸料板6顶出，冲孔废料则从凸凹模内孔中落下，掉入工作台下的废料孔中排出。

模具设计时需要注意的是凸凹模13，如果采用整体结构,零件细长，加工困难，热处理容易变形，维修也不方便，我们把它分为3块拼合后，装到一块固定板之中（见图7）。3块都可以线切割加工（包括挂台），每一块崩刃或磨损后，都可单独更换，维修十分方便。

图6

图7　凸凹模分3块结构

4. 结语

对于冲孔落料，排样是降低生产成本的重要方法之一，一定要认真仔细，且不可马虎从事。排样既要考虑材料利用率，也要根据现场条件，排样时一定要多考虑几个方案，然后择优选择。

参考文献：

[1] 王孝培.冲压手册[M]. 北京：机械工业出版社，2005.

收稿日期：（20141124）