電子觸點(diǎn)彈簧雙向送料級(jí)進(jìn)沖壓模具設(shè)計(jì)

朱林肯，馬哲偉，左國(guó)磊，王 蕾

（臺(tái)州學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

電子觸點(diǎn)彈簧雙向送料級(jí)進(jìn)沖壓模具設(shè)計(jì)

朱林肯，馬哲偉，左國(guó)磊，王 蕾

（臺(tái)州學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

本設(shè)計(jì)為電子觸點(diǎn)彈簧的雙向送料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中考慮零件特性和沖壓工藝特點(diǎn)，采用兩種不同的送料機(jī)構(gòu)進(jìn)料，在兩個(gè)方向上完成加工后再模內(nèi)裝配，即雙向送料。同時(shí)考慮到工序較多，模具精密度無法保證，因此在多個(gè)工序之間設(shè)計(jì)了多重定位。本文設(shè)計(jì)降低了模具成本，顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，一定程度上可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

沖壓工藝；級(jí)進(jìn)模；模具設(shè)計(jì)；電子觸點(diǎn)彈簧；雙向送料

如圖1所示，零件材料為銅和鈹銅合金，鈹銅厚度0.25mm，銅厚度0.81mm。零件形狀左右對(duì)稱，主體部分有一個(gè)覬1.4mm的孔，一個(gè)覬1.52mm的孔，兩個(gè)壓形凹孔，頭部較主體略薄，并伴有一定錐度，外形有不同程度的倒角，同時(shí)主體部分還存在一個(gè)先破孔后翻孔的工藝。條料部分有兩個(gè)小孔覬1.36mm、覬2.46mm。查相關(guān)資料知，外形與內(nèi)孔尺寸公差為IT12-13。查表得該沖裁件最小圓角半徑為R0.08mm，沖孔最小尺寸符合要求。通過上述查表所獲得的精度水平和零件本身所要求的尺寸公差相比，該零件可以通過精密多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)得到。同時(shí)由于此工件包括沖孔落料等工序，所以初步采用落料沖孔及折彎復(fù)合的多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工。本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于工序多，定位精度難以保證，設(shè)計(jì)中采用兩種不同的送料機(jī)構(gòu)進(jìn)料，在兩個(gè)方向上完成加工后再模內(nèi)裝配，在多個(gè)工序之間設(shè)計(jì)了多重定位。

圖1 電子觸點(diǎn)彈簧零件圖

1 成形工藝設(shè)計(jì)

1.1 成形方案比較

針對(duì)該工件設(shè)計(jì)了以下幾種沖裁方案：①每一個(gè)工序一套模具，采用單工序模生產(chǎn)；②采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，在兩套模具內(nèi)加工完成后在外部人工裝配；③采用雙向送料級(jí)進(jìn)模，同時(shí)在模具內(nèi)部完成裝配。

方案①模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但因該零件工序多，需要多套模具，模具成本過高，多套模具還需支付多余的勞動(dòng)力成本。同時(shí)在不同模具中加工不同工序會(huì)導(dǎo)致零件精度無法得到保障，故而不選此方案。

方案②級(jí)進(jìn)模模具尺寸一般較大，制造過程較麻煩，兩套模具加工出來的零件無法保證精度，人工裝配又需要提供額外的人力資源，故也排除此方案。

方案③在同一套模具內(nèi)完成兩部分加工后既保證零件精度，又大大節(jié)省成本。

綜合分析比較，選擇方案③雙向送料級(jí)進(jìn)模進(jìn)行該零件的加工。

1.2 沖裁件的排樣

根據(jù)零件工藝分析可知，排樣時(shí)既要考慮采用少?gòu)U料排樣，也要考慮到雙向送料（A方向、B方向）后的裝配方向。因此初步采用單排直排方式排樣。

（1）A方向

方案①：相鄰排樣。同一次沖壓的兩工件位置相鄰，間距為工件長(zhǎng)度加上搭邊值，為31.5mm。

方案②：相間排樣。同一次沖壓的兩工件位置相間，間距為工件長(zhǎng)度加上搭邊值，為11mm。

（2）B方向

方案①：同一次沖壓的兩工件位置相鄰，間距為工件長(zhǎng)度加上搭邊值，為30.3mm。

方案②：同一次沖壓的兩工件位置相間，間距為工件長(zhǎng)度加上搭邊值，為5.6mm。

綜合比較后，采用A方向方案②排樣，B方向方案①排樣，便于兩部分零件分別加工完成后在模具內(nèi)部完成裝配。同時(shí)為了保證條料在送料過程中的精度及強(qiáng)度，在主體部分選擇帶導(dǎo)正孔的單邊載體。因此主體部分選擇厚度為0.81mm的毛坯，條料部分選擇厚度為0.25mm的毛坯。

綜上所述，進(jìn)行合理的工位設(shè)計(jì)后，畫出排樣圖，如圖2所示。

圖2 排樣圖

A向總工序?yàn)椋?沖導(dǎo)正孔-2空-3空-4空-5沖類“凸”形孔-6空-7打薄-8空-9打薄-10空-11打薄-12空-13沖載體導(dǎo)正孔-14頭部切形-15空-16切T形-17空-18切兩個(gè)小口-19空-20空-21頭部壓形-22頭部壓形-23沖孔-24壓形-25沖孔-26空-27切邊-28空-29主體折彎-30沖孔-31翻孔-32空-33折彎-34空-35空-36組裝-37空-38空-39組裝-40折彎-41折彎-42折彎-43折彎-44折彎-45折彎-46折彎-47折彎-48折彎-49空-50空-51落料從載體分離。

B向總工序?yàn)椋?2沖導(dǎo)正孔-53沖兩個(gè)圓孔-54切斷-55組裝。

1.3 成形難點(diǎn)

（1）定位精度。在多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中，定位精度是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中首先需要解決的問題，在條料向前輸送的過程中，由于磨損和制造誤差等的原因，定位精度逐漸下降，降低模具使用壽命。因此要將定位零件進(jìn)行熱處理，提高定位零件的硬度以降低磨損程度。

（2）彎曲成形缺陷。在彎曲工藝中，回彈和偏移是彎曲過程中需要重點(diǎn)解決的問題，回彈使得彎曲半徑最大，彎曲件角度最大；偏移使得長(zhǎng)度方向產(chǎn)生移動(dòng)，工件兩邊不符合圖樣的要求。因此，要合理計(jì)算相對(duì)彎曲半徑和模具間隙，從工藝上采取措施，用校正彎曲代替自由彎曲。對(duì)于克服偏移的措施，利用毛坯上的孔或者設(shè)計(jì)工藝孔、定位銷插入孔內(nèi)再?gòu)澢敲鳠o法移動(dòng)，或者采用壓料裝置，使得毛坯在壓緊狀態(tài)下逐漸彎曲成形，從而防止毛坯的移動(dòng)，而得到較為平整的工件。

（3）裝配工序是本次雙向送料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，原理是通過將沖有小孔的條料經(jīng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)套入翻邊工序后翻起的小孔內(nèi)，經(jīng)如圖3所示下模鉚合整形電極的作用將兩部分鉚合在一起。圖4為裝配過程。

圖3 下模鉚合電極

（4）折彎部分設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)中涉及到兩部分折彎均為V形折彎，主體部分r/t=0.675，條帶部分r/t= 0.5/0.25=2。對(duì)于每一步折彎，選擇相應(yīng)的凸凹模圓角半徑后作出相應(yīng)折彎成形。零件設(shè)計(jì)如下：

①圖5為主體第一次折彎示意圖，凸模圓角半徑選0.5mm，凹模選1.3mm，彎曲角度45°，彎曲程度不大，可以一次彎曲成形。

②圖6為主體第二次折彎，凸模圓角半徑取0.25mm，凹模圓角半徑取1.05mm，彎曲角度為90°。

③圖7為條料第一次折彎，凸模圓角半徑為1.05mm，凹模圓角半徑為1.35mm，彎曲角度48.73°。

④圖8為條料第二次折彎，凸模圓角半徑取0.75mm，凹模圓角半徑取1.05mm，彎曲角度37.68°。

圖4 裝配過程

⑤圖9為條料第三次折彎，凸模圓角半徑取0.75mm，凹模圓角半徑取1.05mm，彎曲角度55.48°。

⑥圖10為條料第四次折彎，凸模圓角半徑選取0.2mm，凹模圓角半徑取0.45mm，彎曲角度27.66°。

⑦圖11為條料第五次折彎，凸模圓角半徑取0.75mm，凹模圓角半徑取1.05mm，彎曲角度66°。

⑧圖12為條料第六次折彎，凸模圓角半徑取0.45mm，凹模圓角半徑取1.15mm。

圖5 主體第一次折彎

圖6 主體第二次折彎

圖7 條料第一次折彎

圖8 條料第二次折彎

圖9 條料第三次折彎

圖10 條料第四次折彎

圖11 條料第五次折彎

圖12 條料第六次折彎

⑨圖13為條料第七次折彎，凸模圓角半徑取0.75mm，凹模圓角半徑取1.05mm，彎曲角度63.59°。

⑩圖14為條料第八次折彎，凸模圓角半徑取0.75mm，凹模圓角半徑取1.05mm，彎曲角度36.33°。

輥輯訛圖15為條料第九次折彎，凸模圓角半徑0.75mm，凹模圓角半徑1.05mm，彎曲角度為71.07°。

（5）送料裝置設(shè)計(jì)

模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)生活中的經(jīng)濟(jì)利益相掛鉤，因此應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率。本設(shè)計(jì)是雙向送料級(jí)進(jìn)模，需對(duì)兩個(gè)方向上的自動(dòng)送料裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證在模內(nèi)完成裝配的準(zhǔn)確性。A方向由普通的自動(dòng)送料機(jī)經(jīng)過松料后送入模具內(nèi)部。而對(duì)于B方向上的條料來看，寬度較小，厚度更是只有0.25mm，需要經(jīng)過松料、矯形和拉直。

圖13 條料第七次折彎

圖14 條料第八次折彎

圖15 條料第九次折彎

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選用獨(dú)立活動(dòng)式導(dǎo)正銷，方便拆裝更換。尤其是在單邊載體一側(cè)沖工藝孔，一直對(duì)條料送進(jìn)距離進(jìn)行定位；級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中一般在折彎等立體成形的工序后要設(shè)置帶料浮升機(jī)構(gòu)，才能保證條料的連續(xù)送進(jìn)。浮升機(jī)構(gòu)有很多種，本設(shè)計(jì)選擇浮升銷和浮升塊；卸料機(jī)構(gòu)有固定式、彈壓式等幾種，固定式多適用于沖裁工位不多、厚度較大的級(jí)進(jìn)模中；彈壓式卸料方式一方面能夠起到常規(guī)的卸料作用，另一方面又能提供一定的壓料作用，使沖出的零件質(zhì)量較好，避免了固定式卸料裝置封閉，看不到擋料銷等缺點(diǎn)。綜合考慮，選用彈壓式卸料方式。由于該模具工位較多，總長(zhǎng)度較長(zhǎng)，使用導(dǎo)料板的效果會(huì)比導(dǎo)料銷更好。條料兩側(cè)靠導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)面約束才能正確向前進(jìn)。導(dǎo)料板之間的距離要比條料寬0.2mm～1mm。比較后，選擇分離式導(dǎo)料板進(jìn)行導(dǎo)料。模具結(jié)構(gòu)如圖16所示。

圖16 模具裝配圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)通過雙向送料模具生產(chǎn)電子觸點(diǎn)彈簧開關(guān)，可有效降低模具成本，顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，一定程度上可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。本文工藝技術(shù)對(duì)于新型電子元件的開發(fā)生產(chǎn)具有啟發(fā)、指導(dǎo)意義，可為同類零件設(shè)計(jì)提供有益參考。

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Design of two-way feeding progressive die for the electronic contact spring

ZHU Linken,MA Zhewei,ZUO Guolei,WANG Lei
（School of Mechanical Engineering,Taizhou University,Taizhou 318000,Zhejiang China）

In the design process of two-way feeding progressive die for the electronic contact spring,by considering the specific conditions of the parts and the actual characteristics of stamping procedure,two different kinds of transfer feeder have been adopted.It is assembled in the die after being processed in two different directions,which is two-way feeding.Simultaneously,multiple positioning has been designed between multiple processes because the precision of die can't be guaranteed caused by too many procedures. By adopting this process,the cost of the electronic contact spring switch has been reduced significantly and the product quality&efficiency have been improved dramatically;the automatic production has already been realized in some sense.

Electronic contact spring;Two-way feeding;Progressive die

TG386.2；TG385.2

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.02.029

1672-0121（2016）02-0107-04

2015-10-15；

2015-12-06

浙江省臺(tái)州市科技局資助項(xiàng)目（1401ky15）

王 蕾（1978-），女，講師，從事材料成形工藝及模具設(shè)計(jì)研究。E-mail：wanglei@tzc.edu.cn