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，外形越復雜，效果越不好。另外，對于型腔復雜的模具，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，形狀也比較復雜，考慮到該種材料強度不大，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)異的抗壓強度和抗切口撕裂強度。據(jù)資料顯示，應用聚氨酯橡膠沖裁模成形，零件精度能達到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，外形越復雜，效果越好。
2．模具設計
筆者設計的模具如圖2所示。上模板通過模柄與機床的上工作臺固定，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合結(jié)構(gòu)。該模具設計時考慮在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行生產(chǎn)是可行的。