继电器簧片成形工艺及模具设计

作者：信息来源:模具 2008-6-12

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[摘要]分析了继电器簧片原工艺方案存在的问题，提出了解决该问题的新方案，并设计了新模具结构。关键词簧片工艺方案弯曲模卷圆模 The problem of the original process technology plan of relay springs was analyzed。Key wordsspring, technology plan, ...

[摘要]　分析了继电器簧片原工艺方案存在的问题，提出了解决该问题的新方案，并设计了新模具结构。
关键词　簧片工艺方案弯曲模卷圆模

　The problem of the original process technology plan of relay springs was analyzed. A new processing technology was put forward for solving the problem. And a new structure of the die was designed.
Key words　spring, technology plan, bending die, curling die

1 引言

　　继电器中簧片零件导接线路的关键零件，簧片的精度和质量直接影响产品的装配性能。图1为继电器中簧片类零件的常见结构，此零件的加工包括了冲凸、压弯、卷圆等工序。零件尺寸精度较高，结构较紧凑，成形困难，给模具的设计与制造带来一定的难度。

图1 继电器簧片

2 零件工艺性分析

2.1 原工艺方案
　　按我厂传统的加工方法，加工工艺为冲凸落料、卷圆、压弯。卷圆采用专用手工卷圆模制造，生产中存在生产率低、质量不稳定等诸多问题。具体缺陷有：①展开度超差，如展开尺寸过长，出现卷圆部位过长，为长圆孔，展开尺寸过短，圆孔就会合不拢；②卷圆孔径为φ1.5mm，材料厚度为0.5mm，相对弯曲半径较小，板料较厚，卷圆芯子强度较薄弱，造成卷圆部位上大下小；③由于此零件结构较紧凑，最后压弯时，凸模工作部位很薄，凸模经常断裂，且零件冲凸处易被划伤。
2.2 改进后工艺方案
　　此零件弯曲部分的内圆角较小，为R=0.5mm，弯曲后的零件直壁高度不够，卷圆处的内径及中心距尺寸精度要求较高。
　　针对上述原因，经多次试验和分析研究，从工艺方法和模具结构上采取了以下措施:
　　(1)卷圆部位采用直立式冲压卷圆。根据卷圆应遵循的原则：当R/t=0.5～2.2时，为避免一次卷圆发生失稳，由预弯和卷圆2道工序完成。
　　(2)2个零件对称加工，最后切断。样，不仅可节约材料,提高材料的利用率，且大大提高了生产率。对称加工，冲凸时模具受力平衡，有利于冲凸的成形，弯曲时弯曲力互相平衡，减小弯曲时毛坯移动。
　　(3)零件中间设置定位孔，使各工序定位基准一致，保证零件质量的一致性。
最后确定此零件的工艺方案为：冲凸、落料→预弯→弯曲→卷圆→切断。工序安排如图2所示。

图2 工序安排

3 展开尺寸的计算

　弯曲部分按中性层弧长展开长度计算：

L=[πα(r＋kt)]/180

　　其中k值按表1查得。

表1 弯曲部分的k值

R/t11.11.21.31.41.51.61.82.02.5345k0.410.420.4240.4290.4330.4360.4390.4450.4490.4580.4640.4720.477

　　卷圆部分在卷圆过程中，材料受压应力较大，材料不是变薄而是变厚，即中性层由材料厚度中间向弯曲外层移动，因此中性层位置系数k0>0.5，如表2所示。

表2 卷圆部分的k₀值

R/t>0.5～0.6>0.6～0.8>0.8～1.0>1.0～1.2>1.2～1.5>1.5～1.8>1.8～2.0>2.0～2.2k₀0.760.730.70.670.640.610.580.54

　　由于材料差异，受材料厚度偏差、弯曲角的大小、弯曲方式以及模具结构的影响，即使处于同一R/t的比值，系数k还不是一个定值，因此对于精度要求高的弯曲零件，最后还得通过试弯求得其精确的展开尺寸。

4 模具结构及其设计要点

4.1 冲凸、落料模特点
　　(1)该模具采用弹压卸料弹顶推出工件，使工件平整、毛刺小，便于后工序成形时装配。
　　(2)冲凸凸模对称装于卸料板上，使冲凸过程受力平衡，有利于凸包的成形，并用压块压紧，便于维修。
　　(3)零件中部冲制φ1.2mm工艺孔，便于后工序定位用。
　　(4)冲凸包时，材料受力状态是双向拉伸，中部易造成破裂，因此，将冲孔凸模镶入凹模，且表面抛光，使拉伸时应变均匀，避免了凸包中部的破裂，且保证了凸包的表面粗糙度值及高度要求。
4.2 预弯模
　　预弯模结构如图3所示。由于预弯工序中，端部75°部分的圆弧不易成形，故将凹模的圆弧中心向里偏移l，使局部挤压成形，便于卷圆成形。

图3 预弯模结构

4.3 弯曲模
　　弯曲模结构如图4所示。凸、凹模的单边间隙应略大于料厚，弯曲后由于回弹略有扩张，将有利于卷圆时使零件外侧紧贴卷圆凸模，零件在凸模下行时受到推压而卷圆。

图4 弯曲模结构

4.4 卷圆模
　　卷圆模结构如图5所示。由于零件圆孔的尺寸精度要求较高，在卷圆过程中，材料受压应力，卷圆壁厚略有增厚，使得内径尺寸减小，因此，卷圆凸模的圆弧半径需取一个较精确的值。经过多次试验，确定卷圆凸模圆弧半径为R1.38mm。影响卷圆质量的另一关键因素为2次预弯后的形状与卷圆凸模圆弧是否吻合，因此除了需要保证2次预弯凸、凹模各对应尺寸的一致，凸、凹模均需线切割加工，经研磨后才能装配。

图5 卷圆模结构

5 结束语

　　改进后工艺与原工艺比较有以下优点：
　　(1)2个零件对称加工，提高了生产率，也利于冲凸、弯曲成形。
　　(2)所有工序定位基准均为中间工艺孔，后工序加工定位基准不再转换，保证了定位的可靠性，使零件质量较为稳定。
　　(3)卷圆部位φ1.5mm孔径及中心距尺寸能够满足图纸要求。经过2年多的生产运行，证明改进后工艺效果甚佳。

赵艳兰（航天工业总公司3412厂贵州凯山 563123）
李愫颖（航天工业总公司3412厂贵州凯山 563123）

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