U形接触片多工位级进模设计与制造

作者：信息来源:168.160.52.10 2006-2-15

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王可胜董定福李文胜摘要：针对U形接触片的技术要求，确定了合理的冲压工艺方案，阐述了该多工位级进模设计要点，产品质量达到设计要求。2mm，未注尺寸公差为。1mm。触头部位成形难，尺寸R3±0。...

王可胜董定福李文胜　　摘要：针对U形接触片的技术要求，确定了合理的冲压工艺方案，阐述了该多工位级进模设计要点，产品质量达到设计要求。同时，还介绍了楔块装置及磷铜薄片整形的微调装置。　　关键词：U形接触片；级进模；弯曲；整形　　1 零件工艺分析 　　U形接触片

一种复杂充电器的接触弹片，材质为磷青铜C5210-1/2H，料厚为0.2mm，未注尺寸公差为±0.1mm。该工件形状复杂，通过详细分析，存在的问题及难点有：冲废料凸模窄小、易断；触头部位成形难，尺寸R3±0.1mm难保证；U形部位窄小且该处还有向内凹成形，尺寸1.6±0.1mm、0.11±0.1mm较难保证。该工件是大批量生产，质量要求高，若采用单工序模不仅工艺繁琐，无法满足客户按时交货要求，而且质量也很难保证，因此采用高速冲压多工位级进模。　　2 排样方案设计 　　通过与客户多次协商及各种排样方式的比较，最后设计了一种较理想的排样图。该排样料宽32mm，步距12mm，共设计21个工位（不含11个空步），分别为：　　（1）冲导正孔；　　（2）冲孔；　　（3）切边料及冲孔；　　（4）切边料；　　（5）冲触头包；　　（6）切边料；　　（7）向上成形90^o；　　（8）向下成形90^o；　　（9）向上成形90^o；　　（10）触头位向上成形90^o；　　（11）楔块成形90^o；　　（12）整形；　　（13）楔块向内成形5^o；　　（14）向上成形70^o；　　（15）弯曲整形；　　（16）切边料；　　（17）向下成形30_^{^o}；　　（18）向下成形2.5^o；　　（19）切边料；　　（20）向上成形90^o；　　（21）落料。　　在第1工位冲完导正孔后，以后每步都采用浮动导正销导正，同时采用非常精确的数控自动送料装置，其送料误差为0.01mm，目的是提高定位精度和送料精度。　　3 模具设计特点 　　3.1 模具结构设计及制造　　对高速冲模而言，模具的导向精度要求非常高，该模具采用可拆式、三板四导柱精密模架，

样设计不但方便模板加工，而且更主要的原因是考虑到在高速冲压条件下导柱、导套通常较易磨损，便于及时更换。同时，凹模板和卸料板采用8个小导柱、8个耐高温铜合金导套导向，这样设计确保了模具精密导向。　　模具结构，采用4个ф42mm上、下限位柱装置。这样设计可以确保模具的冲裁深度始终保持不变，维持上、下模板的平衡性，保证卸料板与上、下模座的平行度，保护设备及模具不被损坏。　　为了保证精度要求和便于维修、快换，模板的设计、制造及装配如下：　　（1）凹模与卸料板采取完全镶拼式，镶件通过M4mm螺钉固定，其上设起拔螺孔，便于拆卸更换及调模。所有凸模、凹模、镶件均采用进口慢走丝线切割机加工，再用光学磨床研磨至图纸尺寸。　　（2）对于弹簧的固定，设计了卸料螺钉及弹簧垫片锁紧弹簧装置，可以保证卸料力均匀，防止弹簧变形倾斜，保护导向装置。同时，可通过调节卸料螺钉的高度来调节弹簧的预压力。　　（3）采用了分离式等高套筒结构，它具有强度高、互换性好等特点，与上模座采用间隙配合，能使上模座与卸料板保持平行，从而提高导向精度。　　（4）凸模采用浮动固定方式，同固定板的双面间隙取0.01mm～0.02mm。其圆形凸模采用顶杆及2个螺钉固定，异形凸模采用挂钩装置自下向上用M4mm螺钉固定在上垫板上，这种快换结构较大地节约了更换凸模的时间。　　（5）凸模与卸料板采用双面0.005mm～0.01mm间隙配合。　　（6）镶件与拼合后型腔采用0～0.003mm过盈量轻压入配合。　　3.2 模具设计要点　　（1）异形凸模的优化设计。将异形凸模非工作部位加粗至适当尺寸，尽可能降低该凸模工作部位的自由

度，防止受压失稳而折断。在设计排样图时，采用了分段切除废料，这样设计降低了凸模的冲裁周长，从而降低了冲裁力。分段切除顺序的确定方法如下：根据K=W/P，其中W为抗弯截面模量，反映了凸模的尺寸因素大小，P为冲裁力。在其它因素相同的条件下，K值越大凸模越不易折断，确定了分段切除的工位后，按K值大小依次切除。　　（2）弯曲整形的微调装置。触头部位成形困难，特别是尺寸R3±0.1mm难保证，为此做了3次实验，决定采用工位5、工位10、工位14、工位15的工艺流程。此流程中，工位14、15是关键，因此采用了微调滑块装置（如图5、6所示），此装置能使触头部位成形变得容易，尺寸R3±0.1mm稳定，而且调模方便。由于磷铜薄片回弹较大，为了保证尺寸1.6±0.1mm，设计了工位7、8、9、11、12。考虑到每批来料硬度不同，为了方便快速调模，每个工位都设计了微调装置，以工位12为例给出详细图。实践证明，此结构节约了较多的调模时间，提高了生产效率。经过综合论证，决定在U形成形后采用楔块及微调装置来保证尺寸0.11±0.1mm，此结构具有侧向成形精度高及微调2种功能，同时方便、快速调模。　　4 结束语 　　该模具出口法

后，经过大批量生产，产品达到图纸要求，生产效率较高，受到客户好评。模具结构新颖，导向精度高，为今后类似产品的模具设计与制造积累了经验。　　考文献： 　　[1] 邱永成.多工位级进模设计[M].北京：国防工业出版社，1997. 　　[2] 万胜狄.金属塑性成形原理[M].北京：机械工业出版社，1995. 　　[3] 吴诗淳.冲压工艺及模具设计[M].西安：西北工业大学出版社，2002.

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