螺紋卡子成形工藝分析與立體折彎模設(shè)計

摘 要：通過學(xué)習(xí)借鑒相似彎曲零件的模具設(shè)計經(jīng)驗，分析了螺紋卡子彎曲成型工藝特點，設(shè)計一次成形模具結(jié)構(gòu)，指出模具設(shè)計要點，可為同類產(chǎn)品模具設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：螺紋卡子；折彎；成型；模具

1 概述

圖1所示為高鐵線路中某電氣化產(chǎn)品的螺紋卡子。材料為直徑Φ3.7mm的QSi-3銅料。該材料具有良好的彈性及抗疲勞性，對彎曲成型后精度要求較高，由于批量非常大，故對其尺寸穩(wěn)定性及快速生產(chǎn)要求較高，因此模具設(shè)計及制造難度大。

2 工藝分析

根據(jù)產(chǎn)品形狀及尺寸要求，可確定需要四步成形工序：

第一步：將直徑Φ3.7的QSi-3銅線圈料，經(jīng)校直后下料長度尺寸為132.5±0.2，再由搓絲機(jī)保證兩端M4■■；第二步：成形U形，保證成型尺寸Φ14■■；第三步：兩側(cè)擠壓成形，保證成型尺寸Φ13.5■■及R5.5；第四步：最后折彎成形，保證成型尺寸Φ14.5■■及R4。如圖2所示：

3 模具設(shè)計

3.1 根據(jù)以上工藝分析，設(shè)計了立體折彎模，模具總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.2 模具工作原理

（1）放置毛胚。將經(jīng)過校直、切斷、搓絲工序后的半成品件，放置于圖3主視圖中件號18定位塊處，該定位塊為活動定位，可根據(jù)成型后產(chǎn)品零件端面時候平齊，做相應(yīng)調(diào)整。

（2）前后U形折彎。模具開始合模，首先件15前斜契斜面與件16前成型滑塊斜面接觸，隨著件15前斜契不斷下降，在側(cè)向力作用下，件16前成型滑塊往前移動，并帶動安裝在上面的件14前成型凸模與半成品零件擠。當(dāng)件15前斜契斜面與件16前成型滑塊斜面接觸結(jié)束，變?yōu)榧?5前斜契直面與件16前成型滑塊末端直面接觸時，件16前成型滑塊及件14前成型凸模前進(jìn)到位。此時，半成品零件在件8左右成型凸模和件13成型凹模反作用力下，以擠壓為U形狀態(tài)如圖2。

（3）左右兩側(cè)折彎。模具繼續(xù)向下合模，此時件15前斜契向下運動，其直面與件16前成型滑塊末端直面繼續(xù)接觸，但不在產(chǎn)生向前繼續(xù)推力，因此，件16前成型滑塊及件14前成型凸模不在向前移動。當(dāng)件15前斜契向下運動10mm后（安全空隙，避免動作干涉），件7左右斜契斜面與件9左右成型滑塊斜面接觸，在側(cè)向力作用下，件9左右成型滑塊往前移動，并帶動安裝在上面的件8左右成型凸模與U形半成品零件擠。當(dāng)7左右斜契斜面與件9左右成型滑塊斜面接觸結(jié)束，變?yōu)?左右斜契直面與9左右成型滑塊末端直面接觸時，件9左右成型滑塊及件8左右成型凸模前進(jìn)到位。此時，U形半成品零件在件8左右成型凸模和件14前成型凸模作用力下，已完成二次成型如圖2。

（4）上下V形折彎。模具繼續(xù)向下合模，此時件15前斜契及7左右斜契繼續(xù)向下運動，但因為直面接觸關(guān)系，滑塊和凸模均保持靜止?fàn)顟B(tài)。在兩斜契下降10mm后（安全空隙，避免動作干涉），12成型上凸模與產(chǎn)品接觸，并向下擠壓折彎完成V形折彎如圖2。

（5）取出產(chǎn)品。直到產(chǎn)品成型后，模具向下行程結(jié)束并開始向上升，進(jìn)行分模動作。圖中所有斜契脫離模具（亦上下模分模），在件10彈簧和件17復(fù)位拉桿作用力下，所有滑塊復(fù)位到原始狀態(tài)，凸模與產(chǎn)品分離，在14前成型凸?；匚贿^程中，拉動產(chǎn)品，并從模具中的開孔中掉落，模具完成全程動作。

4 模具主要特點

（1）模具采用三個斜契與滑塊、模板自動定位，取消額外的導(dǎo)柱導(dǎo)套定位。

（2）主要材料及要求。件1下模板、件6上模板、5上固定板均采用45#鋼，調(diào)制后硬度為HRC28～32；件2下墊板采用45#鋼，主要為增加上下行程空間。件3中墊板件、4下固定板、7左右斜契、15前斜契采用T8A鋼，淬火硬度為HRC58～62。

件9左右成型滑塊、16前成型滑塊采用T10A鋼，淬火硬度為HRC60～64；件8左右成型凸模、12成型上凸模、13成型凹模、14前成型凸模采用Cr12MoV鋼，淬火硬度為HRC60～64。

（3）為便于制造時的調(diào)整和維修，模具的折彎部分均采用鑲件形式，當(dāng)需要或損害時，滑塊不必報廢，只需更換鑲件即可。

5 結(jié)束語

此模具將產(chǎn)品的一次性成形，保證了產(chǎn)品的一致性，生產(chǎn)效率顯著提高，且減少人工成本及設(shè)備占用，完全滿足大批量使用要求。

參考文獻(xiàn)

[1]沖模設(shè)計手冊編寫組.沖模設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

[2]王孝培.沖壓手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[3]李碩本.沖壓工藝學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1983.

[4]吳詩 .沖壓工藝及模具設(shè)計[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2002：70-71.