聚氨酯橡胶冲裁模在生产中的应用

黄传友（贵州盘江煤电多种经营开发有限公司，贵州　盘县　553500）



聚氨酯橡胶冲裁模在生产中的应用

黄传友（贵州盘江煤电多种经营开发有限公司，贵州盘县553500）

模具生产与加工是机械行业的核心技术，利用模具固定生产加工平台可实现工艺的最优化，保证机械零件加工精度系数。随着机械模具技术不断革新，聚氨酯橡胶冲裁模成为生产中的新技术，用其取代传统钢质冲裁模具有多方面优势。结合冲裁模生产工艺特点，本文介绍了聚氨酯橡胶冲裁模在实际生产中的应用情况，介绍了配件加工工艺及仿真方法。

聚氨酯橡胶；冲裁模；生产；应用方法

我国机械工业科技研发项目日趋拓宽，冲裁模技术在机械自动化中得到普及，为机械化生产创造了有利条件。另一方面，数控技术用于配合件加工范围更加广泛，将数控技术与冲裁模技术相互融合，构建了更加先进的模具生产与制造方案。因此，生产企业要结合不同技术的应用特点，为聚氨酯橡胶冲裁模技术使用创造有利条件。

1　冲裁模工艺特点

冲裁模是现代冲压生产技术的主要设备，也是整套生产流程的核心工艺流程，对产品加工质量具有决定性作用。随着机械数控技术不断发展，冲裁模逐渐实现了规模化发展，将其作为模具加工与改良技术，可以实现工艺方案的最优化升级，发挥模具在零配件产品加工中的应用优势。一般来说，冲压零件质量高低、精度系数、成品率等，均是有冲裁模质量、精度决定的，设计冲裁模时必须考虑模具本身的质量标准，进而对生产与操作流程提供科学的指导。对于聚氨酯橡胶冲裁模来说，其主要控制零配件的形状、尺寸、精度、工艺等要素，是实现现代机械工业高效生产的技术保障。

2　聚氨酯橡胶冲裁模在生产中的应用

聚氨酯冲裁模选用了聚氨酯橡胶作为模具材料，代替了早期钢质冲裁模作为新型模具，为机械数控生产创造了有利条件。从实际应用情况看，聚氨酯橡胶冲裁模特别适用于冲裁厚度在0.05～0.3mm之间的冲压件，可摆脱常规冲裁模结构的不足，从模具结构、生产工艺、成本耗资、机械寿命等方面，为零件生产加工提供高精度模具，成为现代机械化生产不可缺少的模具之一。

2.1指标控制

在生产中采用聚氨酯冲裁模冲制厚度在0.05～0.2的圆形调整垫，凸凹模、压边圈等可以快换，使模具具有一定的通用性，不仅解决了长期存在的质量问题，且取得较好的经济效果。

2.2模具结构

我们根据8种零件的特点：外径在φ22～30，内孔在φ8～16，厚度在0.05～0.02mm，均为调整间隙用，对尺寸精度要求不高，主要要求没有毛刺。通过实验质量可以保证，因此重点从模具的通用性考虑，设计制造一副组合冲裁模（见图1）。通过更换凸凹模7、顶芯4、压料圈5，聚氨酯橡胶2等零件，满足上述零件的冲裁要求。本模具采用倒装式，以便于取件，凸凹模外径与聚氨酯橡胶容框内径单边间隙1.0～1.5，压料圈外径与容框外径相同，装模时外径上下对准替代导柱和导套。

图1　

2.3钢质凸凹模刃口尺寸计算

刃口尺寸的计算和普通钢模相反.即D凸=（Dmax-xΔ）+δ凸，d凹=（dmin+xΔ）+δ凹，Dmax为落料件最大尺寸，Dmin为冲孔件最小尺寸，Δ为工件公差，系数取0.5～0.7，D凸为落料凸模尺寸，d凹为冲孔凹模尺寸。

2.4聚氨酯橡胶垫的选择

代替钢质凸凹模的聚氨酯垫采用8395浇注型，它具有较高的硬度，能产生较高的单位压力与剪切力；机械强度高，耐磨、抗撕裂、耐冲击，具有较高的使用寿命。压料和顶料用8280型，它流动性大，在压缩应变较大的情况下仍能产生一定的压力，适用于作为压料和弹顶的零件。

2.5压边圈与顶芯

压边圈和顶芯的作用不仅是压料和卸料，更重要的是控制聚氨酯橡胶的变性程度，延长橡胶的使用寿命，保证刃口处受力情况合理，造成最有利的冲裁条件。他们工作部分的几何形状对冲裁和零件质量有重要作用。

顶芯端头带有倒角，冲裁时橡胶将材料按照其端头的形状成型（图2），防止材料滑移，并可控制橡胶的变形量和压入深度，使其朝着有利于冲裁的方向转移，顶芯和压料圈均高出凸凹模断面1.0～2.0mm，α与h的大小在试模时根据孔径的大小略作修正。

图2　

聚氨酯橡胶垫以单边0.25mm的过盈量压入容框内，容框采用2～3°的斜度，冲裁时可避免反胶现象（图3）。

图3　

3　数控模具加工中零件工艺规程设计

现代机械加工行业主张采用数控技术，用人工智能技术取代手工操作，按照工艺编程及加工方案进行设计，确保零件产品加工质量符合标准。数控编程是基于计算机的程序编写方式，主要是把零件的相关参数进行智能设定，如：加工顺序、刀具轨迹、尺寸大小、工艺流程等加工信息，按照计算机语言方式进行编写、输入，再启动数控机床进入操作程序。

3.1数控编程的分类

（1）手工编程。操作人员根据工程师提供程序及图纸，手动输入程序至数控设备数据库。整个操作过程中，要求操作人员具备专业的数控知识、程序代码知识，且熟悉待加工零件的工艺流程，对装夹位置、几何形状等相对熟悉，以免手工编程造成的程序错误。

（2）自动编程。由计算机全程执行编程操作，按照CAD零件图纸自动生成程序方案。主要是把自然语言转换为数控机床语言，再进入自动加工程序阶段，由计算机完全实现自主编程操作。

3.2加工顺序的安排

机械零件加工有其工艺性特点，每一道工艺均要符合机械设备性能要求，同时考虑各道工序之间的连贯性，如：切削加工、热处理、辅助工序等，所设定工艺流程要符合零件结构组合要求。切削加工工序的安排原则：

（1）基准先行。选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。初始工序加工阶段，要综合考虑零件切削处理要求，对轴零件中心孔、齿轮内孔等，均在初始阶段完成加工。

（2）先粗后精。切削加工表面处理过程中，坚持“粗加工→半精加工→精加工”等顺序，不断提升加工表面的精度系数，以免过于粗糙而影响配合性。

（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协调性，在切削加工过程中实现了精度系数的最优化。如：定位基面加工中，若基面定位精准，可保证键槽的配合度，提升了精加工系数。

3.3夹具以及装夹方式具的选择

数控工艺中，对夹具选用有着明确的要求，主要是精度、刚度、定位基准等三要素，必须符合工艺处理标准。选用夹具时，通常考虑以下几点：①夹具的通用性，选用灵活性较大的夹具设备，以可调式夹具、组合式夹具，减少加工前期的调整时间；②夹具的专用性，批量生产过程中，由于产量较大，以专用夹具为主，尽可能简化夹具结构形式；③夹具的精度性，夹具决定着零件的加工精度，夹具安装位置必须符合精度要求，确保加工轨迹的精准性。

3.4制订工艺路线

一般来说，生产纲领对工艺路线要求给予了明确规定，每一种规格的零件模型均有其特殊性，工艺路线也存在着较大的差异性。实际工艺路线可按照机床操控性能，对零件生产与处理实施必要的调整，如：数控机床+专用夹具等，进一步优化零件生产模式与工艺流程。

4　结论

总之，聚氨酯橡胶冲裁模零件加工工艺设计是后期生产的主要参考，工艺路线要以实际零件为准，按照零件相关的参数进行设定，才能获得更为精准的工艺参数。例如，零件的几何形状、尺寸大小、位置精度等，这些都是生产加工中的技术参数，对零件产品质量有着保障性作用。

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黄传友（1980-），男，汉族，贵州盘县人，工程师，本科，材料化学专业。

TG385.2

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2095-2066（2016）12-0231-02

2016-4-2