| U形接触片多工位级进模设计与制造 |
| |
|
1 零件工艺分析
U形接触片是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90o；
（8）向下成形90o；
（9）向上成形90o；
（10）触头位向上成形90o；
（11）楔块成形90o；
（12）整形；
（13）楔块向内成形5o；
（14）向上成形70o；
（15）弯曲整形；
（16）切边料；
（17）向下成形30o；
（18）向下成形2.5o；
（19）切边料；
（20）向上成形90o；
（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，这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长度，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，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
该模具出口法国后，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。
.
|
|
|
上一篇文章： 我国模具工业的现状和发展分析
下一篇文章： 我国冲压模具的现状与发展 |
