冲压中材料的利用

有效的利用板料使浪费降低到最低限度是模具设计中一个很重要的因素，虽然工件制图能够经常给模具设计者带来困难，甚至导致花费大量的时间在计算上来寻求最佳的加工余量，这些都是值的的。
     很多工件在被弯曲时要通过已经被轧制的方向，这应该在工件图上用显著的箭头表示出来。这种做法可以消除可能的压裂以及在很多场合我们不得不采用这种程序来防止这种情况的发生，即使他需要使用更多的材料。为了说明这个观点，图46用颗粒的方位表示一个简单的零件，这个轧制的方向经常指使用这种方式——-在经过材料的转角处。浪费是很显然的，但是我们必须这样做，因为后面的弯曲操作要求颗粒按照这个方向移动从而避免破裂的危险。一般说来，是颗粒的运动弯曲到30度已经足够来克服断裂，同时这有时候有利于节省材料。
 我们必须加上一些尺寸来表示板料的宽度和每个加工余量所需要的材料区域，这些后面的数据很重要因为它给出了不同特殊工件设计图案之间的比较，因此在B板料中留下的加工余量是更加经济的，决定颗粒的箭头是一个决定性的因素。挤压相互之间的片料是一种节省材料的特殊方法，这两个例子展示了这是怎样完成的。如果有可能采用B 中的布置图案方式，那么就可以利用三角形部分，使之不浪费，这样可以避免6%的材料被浪费。当板料从一个方向通过刀具后来翻转过来让第二个通过时，我们应该注意到第一个加工余量的细节部分，所以允许图中所显示的空白部分。
 图46C显示了同样的加工余量，它们是被紧挨着布置的。同时这意味着在板料宽度和斜度中加工余量之间的调整。留下这个部分的方式与B中所展示的一样，但并不是右角边的颗粒和在那个例子中所说的每个加工余量的草绘图一样。如果A 中角的设定是不必要的以及那个部分在后面的操作中不需要弯曲，这些意味着颗粒的方位不需要考虑，那么在每个工序中这个区域的观察表示最好的排样方法和从这个因素讲设计加工余量的刀具也被确定了。当从外面买相关设备时，绘制图形应该表示出模具中冲头的位置、导向材料的宽度和考虑材料顺序的一些信息。
 图47 展示了一系列被各自布置在板料中部件，在试图去设计一个加工余量的刀具之前，每个部分的排样是必须的。有一种观点是值得注意的。尽管处理这样的材料显然很容易，但是用箭头标出工件的长度方向很少被认为是做这项工作的经济方法。所以假如这个部分在后面的工序中没有被弯曲，留下的部分穿过板料是可取的。为了用图来表示它，图中展示了被安排在两个方向的同样的部件。如果B只有一半的板料是从同样半径的卷料中获得的，需要两倍的改变来获得同样数量的组件。让设计图案横过板料意味着斜度会更加小。最终当金属弯曲时任然要考虑到破裂，如果最初遇到这种困难，对特殊材料的修改经常能够克服这种困难，同时不同程度的实验能够证明这一点。
 板料之间的加工余量的距离随着加工材料的厚度和表1中所给出的与材料厚度相关的搭边值而改变。这些数据适用于半硬或硬质轧制板料，而不适合于加工余量较大而且较软的材料，因为相连的边易于被扭曲。我们建议将板料的侧边增加50%。在由狭长的搭边导致的地方，当材料有向模具边缘移动的趋势时，需要一个增加值。如果刀具不够锋利，这种情况也会发生。
 有时侯，尽管试图减小斜度或将两个加工余量之间的搭边值减到最小，条料的浪费率也是比较高的。一个典型的例子就是图47，条料G，但是将圆形的部分放在离薄板较近的位置要求更宽的条料随之也产生了浪费。
 当留出一部分空域后，我们再回到弯曲问题，有些部件可能要求两次或更多次数的弯曲，这使单靠布置转角处材料的颗粒来掩盖所有的情况变的不可能。当这些情况出现时，明显的方法就是将零件放在最易通过颗粒移动而弯曲的地方或接近它。另一方面，转角处微小的改变可能使转角发生最严重的两种破坏，所以要避免零件破裂。当零件留下了加工余量并进行弯曲时，退火有助于提高其性能，但是如果弯曲后在留加工余量，那是不可能的。
 从上面我们可以推断出,板料中部件的排列可以分为三类:1.如图46中的转角布置2.单独一块板料,逆向运动3. 单独一块板料,直线运动.4.双倍宽度, 逆向运动.
 最终我们可以从下面的公式中计算出每个区域的加工余量:
 面积=板料宽度×板料的加工余量
 所以A处的面积=72×49=3528
 当逆向运动如D所示
 面积=106×53÷2=2809
 他们中间的两个到三个是经常这样被加工的，同时他们各自的面积也被决定了。一般的选择要求每个加工余量提供足够的满足板料宽度的材料，这是可行的。
 加工余量也是很重要的一个因素，为了连接留有加工余量的工件图排布，在设计工作进行之前我们必需考虑它。为了确定这种观点，在很多场合下，当冲裁带有加工余量的小零件时，计算是必须的。因为压力机能够提供足够大的压力而不必担心它会停止工作.,然而具有复杂侧面的条料以及有十几个孔或孔半径有25mm或孔径更大的条料,需要一个压边力,当然压力可能会超出一点,在吨位大一点的压力机上是可行的.下面我们给出了计算公式:
 英文公式
 材料的压边力(吨)=切割的长度 材料的厚度 每平方所需剪切力
 图48 以英寸和毫米展示了一个部分的尺度,,用上面的公式,我们可以得到;
 加工余量的周长=2.5+.75+1+3.35+1.25+.25+2.25+3.125=14.75 mm
 孔的周长=2（∏×1）+（∏×1.5）=2×22×17÷7+22×3÷14=11 mm
 所有加工余量的表面总长度=14.75=11=25.75 mm
     使用上面的公式
     压力=剪切长度  厚度  每吨剪切系数
         =25.75 × 0.125 × 17.5  =56.35吨
这是去刃口比较锋利时去除加工余量所需的压力, 但是只要操作继续进行,这些数字将会很快的增加..
然而，并不是所有的刀具剪切，假如图48 就是这样的工件，这时适合冲裁的刀具不易装在50吨的压力机上工作。如果它们经常处于锋利状态，在75吨的压力机上，它们会产生很好的效果，但是，大多数使用者将它们安装在100吨的压力机上。表格给出了在各种材料上剪裁1英寸板料所需压力机的吨位。
    米制公式
 当遇到米制尺寸时，同样用这个公式
 所需压力=剪切长度 材料厚度 剪切系数
 图8 中显示的加工余量长度是
     63+19+25+92+33+7+57+80=376 mm
 孔的周长=2（∏×25）+（∏×38）=2×22×25+22×38=1100÷7+836÷7=276
     需要切除的加工余量的总长度=376+276=652 mm
 用公式
 压力=剪切长度× 厚度× 剪切系数
 因此，把它转变成吨/米；52.858× 0.001= 53吨
 或者把它转换为英制吨位；53 ×0.984=52.1吨
 这个图中有一个小小的矛盾，它引用于英制尺寸但是这已经被说明了，因为在转换时
 为了说明圆角尺寸，最近的毫米英制单位已经给出了，从而避免了十进制毫米单位。
 当计算这种类型的数据时，表格中这些与加工和测量相关的具体数据经常被用到
他们已经在上面的两个例子中得到了运用。

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