某零件聚氨酯橡膠彎曲模設(shè)計(jì)

宋明強(qiáng) 蘇 波 吳蓉昆

（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)公司，遼寧 沈陽 110043）

某零件形狀較簡單，成型有較大回彈，材料為高溫合金；本文通過對彎曲模具的設(shè)計(jì)，使毛坯各處均勻受力，提高材料的塑性變形程度，便于控制回彈量，保證成型精度；由于凸模和凹模中一方硬，一方軟，不存在配合間隙，修模很方便。同時，容框通過更換聚氨酯橡膠墊可一模多用。

1 工藝分析及聚氨酯橡膠彎曲模設(shè)計(jì)

1.1 工藝分析

根據(jù)零件形狀，可一次彎曲成型，但因材料彈性模量較大，如采用鋼模，則回彈較大，勢必增加修模量；采用聚氨酯橡膠彎曲模，可大大減少修模量，但因零件弧形較大，彎曲圓角較小，故需要較大彎曲力。

1.2 聚氨酯橡膠彎曲模設(shè)計(jì)

1.2.1 模具結(jié)構(gòu)

聚氨酯橡膠彎曲模，可具有不同的結(jié)構(gòu)形式。容框可以是敞開式，也可是封閉式。聚氨酯橡膠墊對上面兩種形式來說，有平面型、平面加成形棒型和型槽加成形棒型。容框敞開式結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于V型、弧形、小型變曲率及圓底U型零件等。容框封閉式結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于U型、帶凸緣U型、閉斜角U型、環(huán)形、大型變曲率及曲率中心異側(cè)零件等。本零件模具宜采用封閉結(jié)構(gòu)以獲得較大彎曲力，聚氨酯橡膠墊宜采用型槽加成形棒型，具體結(jié)構(gòu)見圖二。

模具合模前，聚氨酯橡膠墊與容框上表面齊平，零件毛坯以定位板定位；合模后，為保證成型精度，凸模應(yīng)壓入容框。

1.2.2 彎曲力的計(jì)算

彎曲力的理論計(jì)算比較復(fù)雜，通常根據(jù)彎曲件寬度、系數(shù)及機(jī)械性能按照經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算：

式中：K—系數(shù)；σb—抗拉強(qiáng)度（N/mm2）；B—彎曲線長度（mm）。

對照數(shù)據(jù)表查得K=0.18；零件材料為高溫合金，經(jīng)查材料手冊，σb≈ 725N/mm2；B=78mm；故求得：

彎曲力：

根據(jù)計(jì)算及考慮容框使用安全性，設(shè)備宜選50T液壓機(jī)。

1.2.3 凸模的設(shè)計(jì)

凸模設(shè)計(jì)時，應(yīng)用求回彈計(jì)算法重新計(jì)算凸模圓角半徑及圓角半徑所對弧長的中心角，同時，為成型及取件方便，將彎曲直邊偏轉(zhuǎn)一定角度，使直角彎曲轉(zhuǎn)為V形彎曲，計(jì)算后尺寸見圖三。

1.2.4 聚氨酯橡膠墊的設(shè)計(jì)

聚氨酯橡膠墊的結(jié)構(gòu)為型槽形，型槽尺寸與凸模工作型面尺寸一致，自由尺寸公差即可。其外形尺寸與容框內(nèi)形尺寸一致，它與容框內(nèi)腔成過盈壓緊配合，其單邊過盈量一般取0.2～0.5mm；其上表面與容框上平面齊平，厚度應(yīng)大于25mm，厚度太小時，會引起沖壓時單位壓力增大的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致設(shè)備能量損耗或使容框損壞；本零件設(shè)計(jì)厚度為50mm，邵氏硬度為HS70～80A。

1.2.5 容框的設(shè)計(jì)

圖1

圖2

容框內(nèi)有聚氨酯橡膠墊根據(jù)受力情況及通用性，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為矩形整體封閉形式，為避免應(yīng)力集中使容框破裂，容框內(nèi)轉(zhuǎn)角處要留較大的圓角。容框工作型腔的深度取25～35mm。容框壁主要承受拉力，材料要選綜合力學(xué)性能較好的結(jié)構(gòu)鋼。本零件根據(jù)受力情況，材料選取40Cr，熱處理為HRC28～32。容框的壁厚，當(dāng)零件厚度小于0.5mm，且單位壓力不太大時，壁厚可取35～45mm 。對單位壓力很大的容框要加預(yù)應(yīng)力圈。本零件根據(jù)公式，設(shè)計(jì)壁厚為60mm。

本容框?yàn)橥ㄓ迷O(shè)計(jì)，通過更換聚氨酯橡膠墊，便可擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

[1]蔣俠民，田苗，張仲元.聚氨酯橡膠在沖壓技術(shù)中的應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，1989.

[2]第四機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所.冷壓沖模設(shè)計(jì)[M].1981（03）.