多孔連接母排工藝分析及模具設(shè)計(jì)

文/魏軍偉，馬躍勛·豫西工業(yè)集團(tuán)河南江河機(jī)械有限責(zé)任公司

多孔連接母排工藝分析及模具設(shè)計(jì)

文/魏軍偉，馬躍勛·豫西工業(yè)集團(tuán)河南江河機(jī)械有限責(zé)任公司

本文分析了多孔連接母排產(chǎn)品的工藝方案，巧妙利用后定位級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)，提高了生產(chǎn)效率；闡述了多孔連接母排產(chǎn)品的工藝方案制定及沖壓級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)。通過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證，該模具滿足生產(chǎn)需要，降低了生產(chǎn)成本。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)電器行業(yè)的銅材產(chǎn)品需求量不斷增加，電器制造廠家對(duì)銅材產(chǎn)品的用量也在不斷增加。與此同時(shí)，電力開(kāi)關(guān)行業(yè)中高、低壓開(kāi)關(guān)柜銅件產(chǎn)品也向著低成本、環(huán)保型、小型化（輕便型）、更長(zhǎng)的預(yù)期使用壽命發(fā)展趨勢(shì)快速發(fā)展。

多孔連接母排產(chǎn)品是配電柜中的一個(gè)元件，該元器件具有優(yōu)良的綜合性能、以及良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，如圖1所示。該類產(chǎn)品材料為T2，該產(chǎn)品具有幾何形狀上下對(duì)稱，長(zhǎng)度、厚度不等、方孔尺寸結(jié)構(gòu)一致的特點(diǎn)。

產(chǎn)品工藝分析

工藝方案一

材料準(zhǔn)備→連續(xù)擠壓→拉拔→校直→聯(lián)合沖剪，由于本產(chǎn)品厚度不等，特別是12mm厚度以上的產(chǎn)品，超出聯(lián)合沖剪一體機(jī)的沖剪范圍，另外，沖剪時(shí)還有8mm的剪斷料邊（切斷刀厚度為8mm），聯(lián)合沖剪時(shí)為一個(gè)一個(gè)方孔沖剪，最后切斷，生產(chǎn)效率低，為此，綜合考慮，必須改善加工工藝，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，結(jié)合公司現(xiàn)有設(shè)備現(xiàn)狀，采用沖壓工藝一次完成。

工藝方案二

設(shè)計(jì)沖模為5個(gè)方孔一起沖壓成形，工件前移，把后邊的兩個(gè)方孔放置在凹模的定位銷內(nèi)，這樣，前邊的工件沖剪完成單一成品，后邊持續(xù)送料，以達(dá)到連續(xù)沖壓；不足之處是工件在放入定位銷時(shí)及抬起取出工件前移的過(guò)程中，效率太低且不方便操作。

工藝方案三

圖1 方孔銅排產(chǎn)品

由于產(chǎn)品厚度尺寸5mm（8mm、12mm），寬度尺寸100mm，為了提高生產(chǎn)效率，結(jié)合我公司設(shè)備情況，采用5mm（8mm、12mm）×100mm全圓邊銅排一次沖壓成形；考慮到產(chǎn)品對(duì)稱性，采用后定位沖壓模具一次沖壓成形。

綜上分析，采用加工工藝方案三進(jìn)行產(chǎn)品加工，既能降低生產(chǎn)成本，又能提高生產(chǎn)效率，同時(shí)易于操作及批量化生產(chǎn)。

排樣圖設(shè)計(jì)

圖2為直排無(wú)廢料排樣圖，每個(gè)步距可以沖出一個(gè)零件，材料利用率高；改進(jìn)后的排樣方式能使操作方便、安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模具壽命較高。

圖2 直排無(wú)廢料排樣圖

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)產(chǎn)品工藝分析，結(jié)合我公司設(shè)備的情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套在63t沖床上安裝使用的模具，如圖3示。

模具工作過(guò)程

加工該件產(chǎn)品時(shí)，選用我公司63t沖床加工。工作時(shí)，將100mm×5mm（8mm、12mm）銅排水平放在凹模上與導(dǎo)料板之間；當(dāng)上模座向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)料方向方形凸模沖出五個(gè)方孔；上模座返回，移動(dòng)工件至后方定位塊間，上模座下移，前邊方形凸模沖孔，同時(shí)后端切斷凸模切斷，成品工件從后邊頂料托處落下，依次級(jí)進(jìn)完成工件沖形。

圖3 模具裝配簡(jiǎn)圖

圖4 凹模簡(jiǎn)圖

凹模材料為Cr12MoV，熱處理硬度為58～62 HRC（亦可采用T10A材料，主要沖切部位鑲嵌Cr12MoV材質(zhì)的模套）。根據(jù)產(chǎn)品先沖五個(gè)方孔，工件前移，這樣后邊沖孔，前邊頂料托（下部有兩個(gè)彈簧）處切斷。凹模簡(jiǎn)圖如圖4所示。

結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合多孔連接母排產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)制定多孔連接母排產(chǎn)品及級(jí)進(jìn)模具的工藝方案，利用后定位的級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)，提高了生產(chǎn)效率。通過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證，采用一次沖壓成形后，產(chǎn)品一致性好。運(yùn)用后定位塊定位沖壓成形，方便快捷。該模具采用級(jí)進(jìn)模具實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，滿足生產(chǎn)需要，適宜批量化生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本。具有一定的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，為同類產(chǎn)品的沖壓模具設(shè)計(jì)提供了借鑒和參考。

魏軍偉，銅材制品技術(shù)主管，主要從事銅材制品的工藝工裝、非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)等工作，主持完成的多個(gè)銅制品研究項(xiàng)目獲國(guó)防系統(tǒng)三等獎(jiǎng)，擁有7項(xiàng)專利、6項(xiàng)專有技術(shù)。