江蘇遠宇電子集團公司 （常州 213016） 蔡偉榮

常州機電職業(yè)技術(shù)學院 （江蘇 213016） 徐 登

此橡膠墊是某型號電聲器件的防振保護裝置，圖1所示為橡膠墊的2D圖，材料選用以聚硅氧烷為主要原料的50度硅膠，由生硅膠在成型壓力機上高溫硫化而成，橡膠成型模設計產(chǎn)品數(shù)量為一模72腔。此橡膠墊的特點是批量大、外形小，考慮到成型壓力機的生產(chǎn)效率，高溫硫化后所有工件需一次性從成型壓力機上取下，各工件間需有0.05mm左右的料帶相互連接（若單個工件粘留在模具型腔內(nèi)，由于模具溫度較高，只能用氣槍將其吹掉，造成浪費）。圖2所示為整張橡膠墊的3D圖，此產(chǎn)品原來的篩選加工是由人工將圖2所示的整張橡膠墊采摘成圖1所示的產(chǎn)品，由于人工采摘存在質(zhì)量不穩(wěn)定（毛刺不均勻），而且外形部分和兩個內(nèi)孔均有廢料需去除，效率很低。為提高加工效率及產(chǎn)品質(zhì)量，降低人工成本，此橡膠墊的篩選加工由原來的人工采摘改為由沖切模沖切制成。

圖1 橡膠墊（2D圖）

圖2 整張橡膠墊（3D圖）

1. 沖切模分析

此橡膠墊沖切模原理是利用模具對橡膠進行裁剪，使產(chǎn)品從整個橡膠料上分離，從而獲得合格產(chǎn)品。由于橡膠墊要求沖切后無毛刺，模具的設計精度較高，沖切模的凹凸模尺寸及兩者之間間隙的合理設計是保證模具正常工作、保證工件質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，理想的間隙是橡膠料沖裁斷裂時，凸模和凹模刃口邊所產(chǎn)生的裂紋在一條直線上，否則橡膠零件邊緣將產(chǎn)生不均勻的毛刺。此橡膠模的凸模、凹模如圖3、圖4所示，設計尺寸由公式計算得到

式中，dp為凸模尺寸；δp為凸模制造公差；d為橡膠件基本尺寸；x為磨損系數(shù)；Δ為橡膠件公差；dd為凹模尺寸；δd為凹模制造公差；Zmin為最小初始單面間隙。

圖3 凸模

圖4 凹模

橡膠墊中間圓孔基本尺寸d=2.00mm，由于橡膠料硬度遠比沖切模具的凹凸模軟，凹凸模的磨損可忽略不計，設計選取磨損系數(shù)x=0，凸模制造公差δp=0.01mm，由式（1）得凸模1的尺寸dp=，最小初始單面間隙為Zmin=0.005mm，凹模制造公差δd=0.01mm，由式（2）得凹模尺寸，同理，根據(jù)橡膠墊異形孔的基本尺寸，可分別得到異形孔凹凸模的尺寸。

決定模具設計是否成功的另一因素是沖切模的各孔中心距和圖2所示的整張橡膠墊各零件中心距一致（兩者中心距不一致造成沖切后橡膠件單邊毛刺），圖2所示的各零件中心距由橡膠成型模的中心距利用公式計算得到

所以

式中，Scp為橡膠平均硫化收縮率；D模為模具型腔尺寸；D制為橡膠制品尺寸。

橡膠成型模具x方向設計中心距13.6mm，橡膠平均硫化收縮率2.5%，由式（5）計算得到制品x方向中心距13.26mm，成型模具y方向設計中心距8.2mm，同理可得制品y方向中心距8.00mm，由此可得沖切模的零件中心距x＝13.26mm，y＝8.00mm。

2. 沖切模設計

通過以上工藝分析，設計了一套沖切模具如圖5所示，裝配時首先將上模組件由上模座通過模柄固定在SQY–20A型號的氣動壓力機上方，下模組件放置在壓力機工作臺上，調(diào)試必須保證上模導柱在下模導套內(nèi)滑動順暢，調(diào)試正常后固定下模組件。沖切時首先將圖2所示的整張橡膠件放置在下模板型腔內(nèi)，在整張橡膠件上的零件都進入模具型腔后開始沖切，過程是上模組件沿沖床導柱向下運動，先由上模導柱進入下模導套，然后卸料板壓住橡膠件邊緣，最后由凸模進入凹模，對橡膠件的兩孔形成剪切，使兩孔內(nèi)廢料與整個橡膠件分離完成沖切。沖切完成后，當上模組件上移時，卸料板在彈簧力的作用下仍將整張橡膠件壓緊，兩凸模首先從橡膠件中抽出，然后上模組件上移完成整個工作循環(huán)。完成橡膠墊兩孔沖切后，再由另一副沖切模具對橡膠墊外形進行沖切，由橡膠墊外形的基本尺寸和式（1）、式（2），可分別設計凹凸模尺寸，模具中心距仍為x＝13.26mm，y＝8.00mm，模具結(jié)構(gòu)和第一副沖切模相同，沖切時首先將沖完兩孔的整張橡膠件放置在下模型腔內(nèi)，其操作過程和第一副沖切模具相同。

圖5 模具結(jié)構(gòu)

3. 工藝改進

由于SQY–20A型號的壓力機行程較短，橡膠墊非常細小，橡膠件在下模板上的放置情況觀察不清楚，成品率達不到要求，雖然廢品不多，但挑選困難，現(xiàn)增加滑動限位裝置，如圖6所示，首先將裝配好的下模襯板推入到滑動限位裝置限位槽內(nèi)，位置調(diào)試正確后固定在機床工作臺上，工作時將下模襯板從滑動限位裝置限位槽抽出，將整張橡膠件全部放入下模型腔后，將下模襯板推入下?；瑒酉尬谎b

置限位槽，下模襯板沿限位槽往y正方向移動，下模襯板碰到限位塊后停止，彈簧球頂裝置中的定位球在彈簧力的作用下被頂出，和下模板上的凹球面貼緊，實現(xiàn)下模組件精確定位。此橡膠沖切模經(jīng)改進后使用，成品率提高，避免了廢品挑選。

圖6 滑動限位裝置

4. 結(jié)語

此兩副橡膠沖切模結(jié)構(gòu)合理，操作方便，沖切后產(chǎn)品輪廓清晰，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率大幅提高。