聚氨酯橡膠沖裁模在生產中的應用

黃傳友（貴州盤江煤電多種經營開發有限公司，貴州　盤縣　553500）

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聚氨酯橡膠沖裁模在生產中的應用

黃傳友（貴州盤江煤電多種經營開發有限公司，貴州盤縣553500）

模具生產與加工是機械行業的核心技術，利用模具固定生產加工平臺可實現工藝的最優化，保證機械零件加工精度系數。隨著機械模具技術不斷革新，聚氨酯橡膠沖裁模成為生產中的新技術，用其取代傳統鋼質沖裁模具有多方面優勢。結合沖裁模生產工藝特點，本文介紹了聚氨酯橡膠沖裁模在實際生產中的應用情況，介紹了配件加工工藝及仿真方法。

聚氨酯橡膠；沖裁模；生產；應用方法

我國機械工業科技研發項目日趨拓寬，沖裁模技術在機械自動化中得到普及，為機械化生產創造了有利條件。另一方面，數控技術用于配合件加工范圍更加廣泛，將數控技術與沖裁模技術相互融合，構建了更加先進的模具生產與制造方案。因此，生產企業要結合不同技術的應用特點，為聚氨酯橡膠沖裁模技術使用創造有利條件。

1　沖裁模工藝特點

沖裁模是現代沖壓生產技術的主要設備，也是整套生產流程的核心工藝流程，對產品加工質量具有決定性作用。隨著機械數控技術不斷發展，沖裁模逐漸實現了規模化發展，將其作為模具加工與改良技術，可以實現工藝方案的最優化升級，發揮模具在零配件產品加工中的應用優勢。一般來說，沖壓零件質量高低、精度系數、成品率等，均是有沖裁模質量、精度決定的，設計沖裁模時必須考慮模具本身的質量標準，進而對生產與操作流程提供科學的指導。對于聚氨酯橡膠沖裁模來說，其主要控制零配件的形狀、尺寸、精度、工藝等要素，是實現現代機械工業高效生產的技術保障。

2　聚氨酯橡膠沖裁模在生產中的應用

聚氨酯沖裁模選用了聚氨酯橡膠作為模具材料，代替了早期鋼質沖裁模作為新型模具，為機械數控生產創造了有利條件。從實際應用情況看，聚氨酯橡膠沖裁模特別適用于沖裁厚度在0.05～0.3mm之間的沖壓件，可擺脫常規沖裁模結構的不足，從模具結構、生產工藝、成本耗資、機械壽命等方面，為零件生產加工提供高精度模具，成為現代機械化生產不可缺少的模具之一。

2.1指標控制

在生產中采用聚氨酯沖裁模沖制厚度在0.05～0.2的圓形調整墊，凸凹模、壓邊圈等可以快換，使模具具有一定的通用性，不僅解決了長期存在的質量問題，且取得較好的經濟效果。

2.2模具結構

我們根據8種零件的特點：外徑在φ22～30，內孔在φ8～16，厚度在0.05～0.02mm，均為調整間隙用，對尺寸精度要求不高，主要要求沒有毛刺。通過實驗質量可以保證，因此重點從模具的通用性考慮，設計制造一副組合沖裁模（見圖1）。通過更換凸凹模7、頂芯4、壓料圈5，聚氨酯橡膠2等零件，滿足上述零件的沖裁要求。本模具采用倒裝式，以便于取件，凸凹模外徑與聚氨酯橡膠容框內徑單邊間隙1.0～1.5，壓料圈外徑與容框外徑相同，裝模時外徑上下對準替代導柱和導套。

圖1　

2.3鋼質凸凹模刃口尺寸計算

刃口尺寸的計算和普通鋼模相反.即D凸=（Dmax-xΔ）+δ凸，d凹=（dmin+xΔ）+δ凹，Dmax為落料件最大尺寸，Dmin為沖孔件最小尺寸，Δ為工件公差，系數取0.5～0.7，D凸為落料凸模尺寸，d凹為沖孔凹模尺寸。

2.4聚氨酯橡膠墊的選擇

代替鋼質凸凹模的聚氨酯墊采用8395澆注型，它具有較高的硬度，能產生較高的單位壓力與剪切力；機械強度高，耐磨、抗撕裂、耐沖擊，具有較高的使用壽命。壓料和頂料用8280型，它流動性大，在壓縮應變較大的情況下仍能產生一定的壓力，適用于作為壓料和彈頂的零件。

2.5壓邊圈與頂芯

壓邊圈和頂芯的作用不僅是壓料和卸料，更重要的是控制聚氨酯橡膠的變性程度，延長橡膠的使用壽命，保證刃口處受力情況合理，造成最有利的沖裁條件。他們工作部分的幾何形狀對沖裁和零件質量有重要作用。

頂芯端頭帶有倒角，沖裁時橡膠將材料按照其端頭的形狀成型（圖2），防止材料滑移，并可控制橡膠的變形量和壓入深度，使其朝著有利于沖裁的方向轉移，頂芯和壓料圈均高出凸凹模斷面1.0～2.0mm，α與h的大小在試模時根據孔徑的大小略作修正。

圖2　

聚氨酯橡膠墊以單邊0.25mm的過盈量壓入容框內，容框采用2～3°的斜度，沖裁時可避免反膠現象（圖3）。

圖3　

3　數控模具加工中零件工藝規程設計

現代機械加工行業主張采用數控技術，用人工智能技術取代手工操作，按照工藝編程及加工方案進行設計，確保零件產品加工質量符合標準。數控編程是基于計算機的程序編寫方式，主要是把零件的相關參數進行智能設定，如：加工順序、刀具軌跡、尺寸大小、工藝流程等加工信息，按照計算機語言方式進行編寫、輸入，再啟動數控機床進入操作程序。

3.1數控編程的分類

（1）手工編程。操作人員根據工程師提供程序及圖紙，手動輸入程序至數控設備數據庫。整個操作過程中，要求操作人員具備專業的數控知識、程序代碼知識，且熟悉待加工零件的工藝流程，對裝夾位置、幾何形狀等相對熟悉，以免手工編程造成的程序錯誤。

（2）自動編程。由計算機全程執行編程操作，按照CAD零件圖紙自動生成程序方案。主要是把自然語言轉換為數控機床語言，再進入自動加工程序階段，由計算機完全實現自主編程操作。

3.2加工順序的安排

機械零件加工有其工藝性特點，每一道工藝均要符合機械設備性能要求，同時考慮各道工序之間的連貫性，如：切削加工、熱處理、輔助工序等，所設定工藝流程要符合零件結構組合要求。切削加工工序的安排原則：

（1）基準先行。選為精基準的表面，應先進行價格，以便為后續工序提供可靠的精基準。初始工序加工階段，要綜合考慮零件切削處理要求，對軸零件中心孔、齒輪內孔等，均在初始階段完成加工。

（2）先粗后精。切削加工表面處理過程中，堅持“粗加工→半精加工→精加工”等順序，不斷提升加工表面的精度系數，以免過于粗糙而影響配合性。

（3）先主后次。首先加工主表面，再加工次表面，次工序安排促使零件表面的協調性，在切削加工過程中實現了精度系數的最優化。如：定位基面加工中，若基面定位精準，可保證鍵槽的配合度，提升了精加工系數。

3.3夾具以及裝夾方式具的選擇

數控工藝中，對夾具選用有著明確的要求，主要是精度、剛度、定位基準等三要素，必須符合工藝處理標準。選用夾具時，通常考慮以下幾點：①夾具的通用性，選用靈活性較大的夾具設備，以可調式夾具、組合式夾具，減少加工前期的調整時間；②夾具的專用性，批量生產過程中，由于產量較大，以專用夾具為主，盡可能簡化夾具結構形式；③夾具的精度性，夾具決定著零件的加工精度，夾具安裝位置必須符合精度要求，確保加工軌跡的精準性。

3.4制訂工藝路線

一般來說，生產綱領對工藝路線要求給予了明確規定，每一種規格的零件模型均有其特殊性，工藝路線也存在著較大的差異性。實際工藝路線可按照機床操控性能，對零件生產與處理實施必要的調整，如：數控機床+專用夾具等，進一步優化零件生產模式與工藝流程。

4　結論

總之，聚氨酯橡膠沖裁模零件加工工藝設計是后期生產的主要參考，工藝路線要以實際零件為準，按照零件相關的參數進行設定，才能獲得更為精準的工藝參數。例如，零件的幾何形狀、尺寸大小、位置精度等，這些都是生產加工中的技術參數，對零件產品質量有著保障性作用。

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黃傳友（1980-），男，漢族，貴州盤縣人，工程師，本科，材料化學專業。

TG385.2

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2095-2066（2016）12-0231-02

2016-4-2