MC350A公插針制造與檢測工藝設(shè)計研究

閩南理工學院 秦立慶 顏文煅

MC350A公插針是在重載連接器中起重要作用的連接原件。重型連接器一般是指電氣連接器，即連接兩個斷開的有源器件的連接器件，它們傳輸信號、電流，使兩個獨立的非連接電路建立通信通道，使電路之間的電流相互流動，使電路達到所需的具體功能。MC350A公插針在重載連接器中起電流或信號的傳導，承載著大電流電壓的傳導，工作時相當于橋梁一般將兩個孤立不通的電路連接起來。插針式的結(jié)構(gòu)使連接器做到即插即用，使用方便的同時節(jié)省設(shè)備現(xiàn)場人工安裝的成本，避免了現(xiàn)場接線縮短了維修時間，讓設(shè)備實現(xiàn)了彈性的運輸和維護[1-2]。

1 MC350A公插針分析

結(jié)構(gòu)分析。MC350A公插針表面面積5229 mm2，重量70.2g，總長57mm，零件結(jié)構(gòu)為頭部挖槽、底部鉆孔、側(cè)邊面銑后打孔（圖1）。插針底部孔深27.5mm，底部內(nèi)倒角為60°、外倒角為90°。上端中心挖槽左右偏差小于0.02mm，槽深22mm，槽寬3mm，插針上端外表面為工作接觸面需要的0.8或更小的表面粗糙度。零件結(jié)構(gòu)材料為T2紫銅，切削加工系統(tǒng)性能具有較好，無熱處理和硬度要求。

圖1 MC350A公插針結(jié)構(gòu)圖

精度分析。該公插針的主要加工表面有圓柱面、外圓、端面、孔和倒圓角、倒斜角。其中多個直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度要求。其中孔既是裝配基準又是設(shè)計基準，插針加工精度和表面粗糙度要求較高，內(nèi)外圓之間的同軸度及端面與孔的垂直度有一定的技術(shù)要求。原料符合RoHS環(huán)保標準，該產(chǎn)品的外觀不良主要體現(xiàn)在表面劃傷，擦傷等的部分。未注尺寸進行公差按CB/T1804-2000中等級標準，未注形狀位置公差按GB/T1184-1996標準。未注圓角半徑R0.3，未注倒角均為45°，銳角倒鈍未標粗糙度Ra1.6，銅材硬度為85HV-115HV。絞線標準依據(jù)1EC60228-5。加工的尺寸為重點檢驗尺寸。

2 MC350A公插針制造工藝過程設(shè)計

2.1 制造材料的選擇

由于MC350A公插針式重載連接器主要應用于風力發(fā)電、高鐵交通等行業(yè)，工作時需要承載大電流電壓、抗腐蝕、耐高溫等要求，所以MC350A公插針制造原材料選用RT10007,Φ22.5mm紫銅圓棒，Y態(tài)，T2紫銅（COPPER）。紫銅的導電性能好、導熱率高、熔點高，僅次于銀，無磁性，作為連接器元件更具有優(yōu)勢，其相對密度為8.9。同樣的體積條件下，銅的質(zhì)量比普通鋼輕85%。紫銅塑性好，易于冷壓加工和熱壓加工。

2.2 MC350A公插針制造工藝設(shè)計

MC350A公插針制造工藝的擬定根據(jù)MC350A公插針相關(guān)的加工要求及現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件確定，選出最合理的生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計出合理的加工工藝，能大限度的將誤差減少，提高生產(chǎn)效率。

MC350A公插針加工工設(shè)計。由于插針的復雜形式多樣，零件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)以及材料要求也各有不相同，在制定具體插針件的加工方案時，需充分全面合理的分析相關(guān)工藝，靈活設(shè)計工藝。只有制定出最合理的MC350A公插針工藝設(shè)計，編譯出合理的數(shù)控機床加工程序，才能使數(shù)控機床加工出所需的合格產(chǎn)品。該插針采用的是棒料進行加工，具體工藝是：由右至左粗加工Φ14.5毫米圓柱形部分，Φ22毫米粗加工圓柱形部分，精加工圓柱形部分；由右至左倒角，粗加工Φ16.5毫米圓柱形部分，粗加工22毫米圓柱形部分，精加工各圓柱部，鉆孔Φ11.5，倒角，內(nèi)孔精車；手動換面，自右向左三次面銑，鉆側(cè)面小孔（表1）。

表1 工藝流程圖

3 加工誤差分析及解決方案

誤差分析：MC350A公插針在生產(chǎn)和檢測過程中經(jīng)常出現(xiàn)誤差，主要由于：機臺使用年限過長和在使用過程中操作不當?shù)膯栴}，導致機臺的靈敏度存在一定的失真；機臺的每次開進再啟動都會有數(shù)據(jù)變動，生產(chǎn)過程中刀具會隨著生產(chǎn)的進行產(chǎn)生不斷地磨損，定位也會出現(xiàn)變動，導致產(chǎn)品的生產(chǎn)穩(wěn)定性下降；棒料過長或不直導致原料在轉(zhuǎn)速過高時棒料中間會不斷震動，雖有卡盤夾緊但后端原料震動還是會影響機床精度，使產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)尺寸偏差；在生產(chǎn)中，由于產(chǎn)品使用的切削為油性切削且檢測時無法對每個產(chǎn)品都進行清洗，導致測量設(shè)備表面存在油污影響檢測結(jié)果。這些問題的存在導致MC350A公插針的生產(chǎn)報廢率過高。

解決方案：為提高公插針存在的加工不良率，經(jīng)過大量實踐驗證，提出如下解決方案：每次停機再開機后都要進行試切；原料銅棒縮短或采購時對銅棒形變進行嚴格要求；操作過程中操作員對每個產(chǎn)品都進行適當?shù)淖詸z；當機床定位數(shù)據(jù)變動時，在超出誤差范圍之前就進行刀補；多對測量工具進行清潔，保持測量工具及環(huán)境的整潔。

4 結(jié)語

重載連接器產(chǎn)品應用廣泛，主要應用于鐵路軌道、機器人、電力傳輸、風力發(fā)電、機械機床、特種車輛、建筑機械、紡織、醫(yī)療器械等行業(yè)，產(chǎn)品應用廣泛，在國內(nèi)制造業(yè)起重要的地位。根據(jù)插針元件結(jié)構(gòu)的分析和對公司制造設(shè)備及條件對MC350A公插針的生產(chǎn)工藝和制造進行了合理的規(guī)范和研究，在生產(chǎn)制造工藝上進行合理的設(shè)計安排，對生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)誤差和存在的問題進行分析、并制定了合理的解決方案，有效的提高了產(chǎn)品的合格率。