某零件聚氨酯橡膠彎曲模設計

宋明強 蘇 波 吳蓉昆

（中航工業沈陽黎明航空發動機集團公司，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計，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計

1.1 工藝分析

根據零件形狀，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計

1.2.1 模具結構

聚氨酯橡膠彎曲模，可具有不同的結構形式。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。容框敞開式結構主要應用于V型、弧形、小型變曲率及圓底U型零件等。容框封閉式結構主要應用于U型、帶凸緣U型、閉斜角U型、環形、大型變曲率及曲率中心異側零件等。本零件模具宜采用封閉結構以獲得較大彎曲力，聚氨酯橡膠墊宜采用型槽加成形棒型，具體結構見圖二。

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，凸模應壓入容框。

1.2.2 彎曲力的計算

彎曲力的理論計算比較復雜，通常根據彎曲件寬度、系數及機械性能按照經驗公式來計算：

式中：K—系數；σb—抗拉強度（N/mm2）；B—彎曲線長度（mm）。

對照數據表查得K=0.18；零件材料為高溫合金，經查材料手冊，σb≈ 725N/mm2；B=78mm；故求得：

彎曲力：

根據計算及考慮容框使用安全性，設備宜選50T液壓機。

1.2.3 凸模的設計

凸模設計時，應用求回彈計算法重新計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，將彎曲直邊偏轉一定角度，使直角彎曲轉為V形彎曲，計算后尺寸見圖三。

1.2.4 聚氨酯橡膠墊的設計

聚氨酯橡膠墊的結構為型槽形，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形尺寸一致，它與容框內腔成過盈壓緊配合，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，厚度應大于25mm，厚度太小時，會引起沖壓時單位壓力增大的現象，從而導致設備能量損耗或使容框損壞；本零件設計厚度為50mm，邵氏硬度為HS70～80A。

1.2.5 容框的設計

圖1

圖2

容框內有聚氨酯橡膠墊根據受力情況及通用性，設計結構為矩形整體封閉形式，為避免應力集中使容框破裂，容框內轉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，材料要選綜合力學性能較好的結構鋼。本零件根據受力情況，材料選取40Cr，熱處理為HRC28～32。容框的壁厚，當零件厚度小于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應力圈。本零件根據公式，設計壁厚為60mm。

本容框為通用設計，通過更換聚氨酯橡膠墊，便可擴大應用范圍。

[1]蔣俠民，田苗，張仲元.聚氨酯橡膠在沖壓技術中的應用[M].北京：國防工業出版社，1989.

[2]第四機械工業部標準化研究所.冷壓沖模設計[M].1981（03）.