聚氨酯橡胶模设计及应用

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聚氨酯橡胶是一种人工合成的以氨基甲酸酯为主链的具有髙弹性的高分子材料。聚氨酯橡胶模是用聚氨酯橡胶代替冲模中的凸模或凹模，模具结构如图2-154所示。聚氨酯橡胶模可用来完成冲裁、弯曲、拉深、起伏成形、胀形等多种冲压工序。用聚氨酯橡胶冲裁模冲裁的材料厚度在0.3 mm以下时效果最佳，当被加工材料为黑色金属，如碳钢、不锈钢、合金钢等时，最大冲裁料厚一般不大于

1.5mm,弯曲不大于3mm,成形不大于1. 5mm;加工有色金属，如铜、黄铜、铝、铝合金等时，最大冲裁料厚一般不大于2. 5mm,弯曲不大于4mm，成形不大于3. 5mm;冲裁非金属材料、塑料薄膜最大料厚约为2mm。冲裁时，条料搭边应较大，一般以3〜5mm为宜。压力机吨位宜选得大一些，最好选用速度较慢的液压机或摩擦压力机。

(1)聚氨酯橡胶模的特点

用聚氨酯橡胶模进行冲裁时只需要一个钢质的凸模或凹模。落料时用橡胶模垫作凹模， 冲孔时用橡胶模垫作凸模。橡胶模垫应放在容框内，以使橡胶不向外挤出来，并能产生较大 的单位压力。

利用聚氨酯橡胶模进行冲裁，不需要比较贵重的滚珠导柱模架，制造成本低廉，解决了 钢制普通冲模中冲薄料模具制造困难的问题。模具结构简单、制模周期短、安装方便，且模 具的通用性较强，一副模具可以冲裁不同厚度的制品零件。但模具的使用寿命有限，仅用于 零件的小批量试制性生产或多品种少量生产。

(2)聚氨酯橡胶模的设计

聚氨酯橡胶模的设计程序与普通冲模基本相同，主要包括聚氨酯橡胶模垫、容框、压料 板及顶杆等的设计。

①聚氨酯橡胶模垫设计。用作冲裁的聚氨酯橡胶硬度以取邵氏硬度（90〜95)A为宜， 它具有较好的综合力学性能，金属凸模或凹模的刃口应锋利。橡胶的厚度一般以取12〜 20mm为宜。橡胶的变形量一般在30%以下。同一种橡胶，在压缩量相等的情况下，厚度 愈大，则所产生的单位压力愈小，这对冲裁不利。聚氨酯橡胶的形状与压料板内腔应基本一 致，其外形尺寸取与容框的过盈量0.3〜0.5mm。

②容框设计。容框的型腔应与凸模的外形相仿，其单边间隙一般为0. 5〜1.5mm。间 隙太大，搭边量增加，造成材料浪费，并且易使橡胶产生割损和脱圈现象。间隙太小，则因 橡胶不易突入缝隙，对材料产生的剪切力小，不利于材料分离。容框一般采用45钢制造。

③压料板的设计。压料板一般采用45钢制造，并淬火至40〜45HRC使用。压料板除 起卸料和压平毛料作用外，还起到增加刃口处剪切力的作用。其形式基本有平板式和台阶式 两种，其中平板式多用于薄板冲裁，台阶式多用于冲裁料较硬及较厚的板料。

台阶式压料板的凸台髙度H约取3/ U为冲裁板材的厚度），具体数值可经过试验确定。 此外，在设计台阶式压料板时，还应保证其有效压料宽度台阶宽度B = 6+c (c为容 框与凸模的单面间隙）。

压料板与凸模外形按间隙配合H8/h7选取。

④顶杆的设计。顶杆一般选用45钢，并淬火至40〜45HRC使用。顶杆不仅起顶出零 件的作用，而且还能控制聚氨酯橡胶的变形程度，提高其模垫的使用寿命，以保证刃口处受 力合理造成最有利的冲裁条件。

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