提高材料利用率，降低冲压成本的排样方法

提高材料利用率，降低冲压成本的排样方法

排料是指将冲裁件排列在条带、带或板上的方法。

合理有效的布局是为了保证在最少的材料消耗和较高的生产率条件下获得符合设计技术要求的工件。

在冲压生产过程中，保证极低的废品率是现代冲压生产最重要的技术指标之一。

在冲压工作中，冲压件的材料消耗成本可达到总成本的60%~75%，冲压废料每减少1%，将可降低成本0.4%~0.5%。

合理使用材料是降低成本的有效措施，特别是在成批、大量生产中，冲压件年产量达数十万乃至数百万件，合理使用材料的经济效果更为突出。

1.材料利用率

材料的经济利用率直接决定于冲压件的制造方法和排样，在冲压工艺设计中，评价材料经济利用率的指标是材料利用率。

材料利用率n表示冲压工件在毛坯上排列的合理性，即材料利用的经济程度。

实用材料面积是冲压工件的有效面积，它与耗材面积的差值就是废料。

浪费分为两部分：设计浪费和工艺浪费。

设计废品是由于零件结构形状的特点而形成的废品，如零件外缘的孔、槽、沟、缺口等。一般来说，设计废品是很难避免的。

工序废品是指在冲裁过程中出现的工件与工件之间、工件与板料边之间的重叠以及料头与料尾的错位等现象。合理的排料方法可以减少工序废品所占的比例。

板材总材料利用率：

2. 材料安排及材料利用率计算

（1）采样方法

1）采样方法的选择原则

a.冲压小工件或某些工件要求窄条时，应沿板料长度方向排列试样，以满足材料规格和工艺要求。

b.冲压弯曲件时，应考虑板料的轧制方向。

c.在条带(带)上排列零件时，应考虑冲压生产率、模具耐用度、模具结构的简单性以及操作的方便性和安全性。

d.条带宽度的选择及在板料上的排布，应考虑采用条带宽度较大、间距较小的方案，可以经济地将板料切成条状，并减少冲孔时间。

有两种不同的布局方法如图2-4-25所示。

如图2-4-25所示，条带横向排列，如冲压盘状件，条带宽度为50mm，横向排列在X型片料上，可切割40条。

如图2-4-25所示，条带呈纵向排列，冲压盘状件时，条带宽度也是50mm，在x片上可以纵向切割20条条带。

以上两种排版方式，材料利用率基本相同。

但由于图2-4-25a是切割成40条，在冲件条带排列时所形成的料头损耗与浪费可能比图2-4-25b切割20条时要多，会稍微影响材料利用率。

但采用图2-4-25a主方法在剪切机上剪切带钢的次数为39次，而采用2-4-25b

方式只需19次。冲压时，更换料带材料会耗费辅助时间，图2-4-25a方式需39次，而图2-4-25b方式仅需19次，大大影响了冲压作业时间的有效利用，降低了生产率，增加了生产成本。

e.只要有可能，产品设计就要求修改产品零件的结构形状和尺寸，以减少和消除设计废料的形成，并尽可能采用少废料或无废料的布局方法。

图2-4-26显示了设计结构形状和尺寸修正后零件的布局。

图 2-4-26a

图中为山形和直形硅钢片，尺寸校正后采用混合直形排列，采用双复合模结构一次性冲出两片直形硅钢片和两片连体山形硅钢片，再冲出连体山形硅钢片，由于尺寸校正后零件可套料，可减少工序废品10%~15%。

图 2-4-26b

为了使零件的槽型尺寸、端部形状尺寸一致，采用无废料套料，使工艺废料降至零。

2）排料方式与冲孔工艺方法、搭接方式的选择有关，排料方式可分为有废料排料、少废料或无废料排料三种。

常见的排料方式有直排、斜排、对排、斜对排、混合排料，又分单排和多排，特殊情况下可采用搭边排料方式。混合排料用于两块零件材料、厚度相同，形状可嵌套或重叠。

嵌入式情况。常用的布局方法如表2-4-23所示。

图2-4-26 优化后的样品排列

a) 硅钢片混合直接排列法

b) 接触弹簧片无废料排料法