圖1所示為某電熱元件,其材質(zhì)為鋼,料厚δ=0.05mm,零件連接寬度1.5mm,間隔寬度1.3mm。原來采用疊加方法線切割加工,但生產(chǎn)效率較低。由于年產(chǎn)量的增加,使得線切割加工已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求,因此我們考慮采用沖裁的方式生產(chǎn)。
1.工藝分析
對0.2mm以下厚度的超薄材料的沖裁,依靠傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)中凸、凹模的精密配合進(jìn)行快速沖裁,剪切面質(zhì)量較差,而且廢品率很高。零件越薄,外形越復(fù)雜,效果越不好。另外,對于型腔復(fù)雜的模具,制造周期長,模具壽命短,制造成本也高。對圖1所示零件,其材質(zhì)厚度僅為0.05mm,形狀也比較復(fù)雜,考慮到該種材料強(qiáng)度不大,所以擬采用聚氨酯橡膠沖模,即以聚氨酯橡膠代替普通沖裁模中的凹模,這樣可以免去復(fù)雜凹模型腔的加工。
聚氨酯橡膠是不可壓縮的彈性體,它在一個方向受壓,在其他方向就呈膨脹的狀態(tài),與液體相似,具有良好的各向流動特性,能傳遞壓力。下表所示為國產(chǎn)澆注型聚氨酯橡膠的性能,從表中數(shù)據(jù)來分析,聚氨酯橡膠具有硬度適用范圍大、耐磨以及優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度和抗切口撕裂強(qiáng)度。據(jù)資料顯示,應(yīng)用聚氨酯橡膠沖裁模成形,零件精度能達(dá)到it9-5級,斷面無毛刺,平面平整,零件質(zhì)量好且穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高。零件越薄,外形越復(fù)雜,效果越好。
2.模具設(shè)計
筆者設(shè)計的模具如圖2所示。上模板通過模柄與機(jī)床的上工作臺固定,下模座用壓板固定在下工作臺上。該模具采用凹模在上的下凸模方式,凸模采用疊片式結(jié)構(gòu),凹模采用容框內(nèi)放置聚氨酯橡膠的復(fù)合結(jié)構(gòu)。該模具設(shè)計時考慮在800kn沖床上使用,因沖床下工作臺本身帶有圓形氣墊,所以卸料通過沖床的氣墊來實現(xiàn)。
3.結(jié)語
圖3所示為利用筆者設(shè)計的聚氨酯橡膠沖模生產(chǎn)的電熱元件實物圖,從該實物可以看出:工件的剪切面非常光潔,無毛刺,符合圖樣要求,且滿足生產(chǎn)廠家的效率要求。從以上介紹來看,不僅模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、制造成本低,而且制模和修模都很容易。通過大量的生產(chǎn)實踐表明,這種超薄零件通過聚氨酯橡膠沖模進(jìn)行生產(chǎn)是可行的。