三角狀插座端子的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

孟玉喜

（南通市廣播電視大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南通 226006）

1 產(chǎn)品的工藝性分析

該產(chǎn)品為一汽車接插件中的圓柱式插座端子，材料為0.3mm厚的青銅QSn6.5-0.1，材料薄，外形復(fù)雜；為保證產(chǎn)品與接觸插頭端子的可靠接觸，檢測(cè)時(shí)用?2.0的圓柱進(jìn)行插拔，要求該插座的首次插入力不大于25N，經(jīng)五次插拔后，拔出力不小于5N。對(duì)沖壓生產(chǎn)而言，單工位模具結(jié)構(gòu)單一，生產(chǎn)效率低，而且鈑金零件不能過(guò)于復(fù)雜，否則就需要多副單工位模具才能實(shí)現(xiàn)，零件精度無(wú)法保證。圖1為該零件的產(chǎn)品圖，產(chǎn)品具有沖腰圓孔、打印、切邊、倒角、打字、打凸、折U彎、成形、整形等工序。在D-D放大圖中可見，R1.4、R5、R0.7三段圓弧R形兩兩相切，直接影響到產(chǎn)品的插拔力要求，R形設(shè)計(jì)是該產(chǎn)品成形時(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為保證零件精度及一致性，在對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制造了多工位級(jí)進(jìn)模。

2 級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)

排樣設(shè)計(jì)是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的核心關(guān)鍵所在，其設(shè)計(jì)的合理性直接決定了產(chǎn)品的成本、質(zhì)量、生產(chǎn)效率甚至于安全性，由于產(chǎn)品的三角形狀部位是關(guān)鍵，所以其成形是排樣設(shè)計(jì)時(shí)必須優(yōu)先考慮的，按先孔后型的排樣設(shè)計(jì)原則，常規(guī)的設(shè)計(jì)是先切邊再打凸和圓弧R，后再折彎豎起成形，初定的排樣方案及其先后工位順序如圖2所示。共需15個(gè)工位，其中有效工位12個(gè)，空工位3個(gè)。

圖1 插座端子零件圖

但產(chǎn)品在R5處有腰圓通孔，如果根據(jù)先孔后形的常規(guī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，在已經(jīng)沖出的腰圓孔部成形凸臺(tái)，勢(shì)必會(huì)造成產(chǎn)品展開外形的變形，同時(shí)也會(huì)因加工應(yīng)力的存在使得產(chǎn)品最終成形時(shí)產(chǎn)生對(duì)接不緊密的現(xiàn)象（圖1中C-C和D-D的頂部），嚴(yán)重影響產(chǎn)品的插拔功能，給汽車線路留下隱患，因此凸臺(tái)的成形應(yīng)放在切邊前進(jìn)行。同時(shí)，可以把切邊分為兩步進(jìn)行，這樣一來(lái)，在打R形（R1.4與R5）時(shí)保證與帶料連接部位的面積盡可能的多，增加帶料剛性提高送料穩(wěn)定性，利于R形的沖出，根據(jù)以上幾個(gè)方面的綜合考慮，經(jīng)修正調(diào)整最終確定的排樣方案及沖壓工位順序如圖3所示。帶料的寬度尺寸23.8mm，步距13.5mm。

圖2 產(chǎn)品排樣方案一

圖3 產(chǎn)品排樣方案二

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具的總裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示。

3.1 限位塊與壓塊的設(shè)計(jì)

圖4 模具的總裝配圖

為確保產(chǎn)品插拔功能，使得產(chǎn)品三角形狀（圖1中的C-C與D-D圖）的順利實(shí)現(xiàn)，除了在排樣時(shí)充分考慮工序前后順序的安排，成形部位與搭邊的連接外，在該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還著重設(shè)計(jì)了帶料的彈壓形式，通過(guò)固定在卸料板上的限位塊、壓塊與凹模中各自對(duì)應(yīng)彈塊的配合作用，使成形R處（排樣方案二中的7）的定位更準(zhǔn)確，整形工序（排樣方案二中的13、14、15）更可靠，具體見圖5。圖5a限位塊固定在卸料板中，頭部的三個(gè)寬1.4mm×3.0mm的凸出部分工作時(shí)對(duì)帶料起限位作用，這也是該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一，工作時(shí)其與帶料的關(guān)系見圖5b；在排樣方案二中的12工位折彎成型時(shí)，產(chǎn)品的U形狀一起打出（圖1產(chǎn)品圖中的A-A，B-B部位），在其后的13、14、15工位整形時(shí)，利用圖5c所示的壓塊壓住已成形的U形部位，起到定位夾緊作用，利于整形順利實(shí)現(xiàn)。

圖5 限位塊與壓塊

3.2 打R形鑲塊的設(shè)計(jì)

按排樣圖的設(shè)計(jì)，打R形工序安排在打凸臺(tái)之后切邊二之前，設(shè)計(jì)鑲塊時(shí)要考慮凸臺(tái)的讓位，同時(shí)為達(dá)到先壓料后成形R的目的，將其設(shè)計(jì)固定在卸料板上，詳細(xì)設(shè)計(jì)見圖6所示。裝配時(shí)打R上模二裝在打R上模一中，打R下模二裝在打R下模一中。

3.3 整形鑲塊的設(shè)計(jì)

圖6 打R形鑲塊的設(shè)計(jì)

共設(shè)計(jì)了三個(gè)整形工序，整形一作粗整形，因產(chǎn)品頭部三角狀的高度不是一條直線，而是中間低沉下去0.4mm，故設(shè)計(jì)整形一時(shí)要分為三部分進(jìn)行整形，具體可見圖7中的a、b、c鑲塊圖，需要注意的是三鑲塊的斜度要一致；整形二進(jìn)行精確整形，同樣，整形二也由三部分組成，此步主要是要達(dá)到尺寸符合、形狀精準(zhǔn)兩個(gè)目的，如圖7中的d、e、f圖；整形三暫備用，如果整形二達(dá)不到理想效果時(shí)，可安排進(jìn)行再一次整形。

圖7 整形鑲塊的設(shè)計(jì)

4 結(jié)束語(yǔ)

近幾年，汽車工業(yè)的發(fā)展極大地推動(dòng)了模具行業(yè)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)多工位級(jí)進(jìn)模的應(yīng)用，采用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行大批量生產(chǎn)，可以減少設(shè)備和模具數(shù)量，確保產(chǎn)品質(zhì)量，有效提高零件精度和生產(chǎn)效率，這已成為今后沖壓模具的發(fā)展趨向和主流。該模具投入生產(chǎn)實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)合理可靠，產(chǎn)品尺寸合格形狀精準(zhǔn)，符合圖紙要求，每分鐘沖次可達(dá)450次，可滿足大批量自動(dòng)化加工的需求。

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