隨著市場對觸點元件的需求與日俱增,企業(yè)對模具沖壓生產(chǎn)效率的要求也越來越高。同時隨著模具開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步和模具零件加工精度的提升,級進(jìn)模的應(yīng)用也越來越廣泛,模具的集成度也越來越高
。在低壓開關(guān)電器領(lǐng)域,觸點元件作為電路的基本組成單元之一,由觸橋和觸點組成,觸橋材料一般為銅材質(zhì),觸點材料大多為銀合金
。觸橋形狀多樣,觸點一般為片材或鉚釘形狀,觸橋與觸點連接方式采取焊接或鉚接。此外為了提高觸點的電性能
,除了研發(fā)新材料外還常將觸點端面加工成各種形狀。以往生產(chǎn)觸點元件的常用工藝是用級進(jìn)模成形外形、沖孔、彎曲后再沖切,再由人工將觸點和觸橋鉚接或焊接,并將觸點整形到需要的形狀,該工藝在鉚接、焊接和整形工序需人工操作,生產(chǎn)量30件/min左右,效率低。隨著模具技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)已將鉚接和觸點整形工序整合在級進(jìn)模中,生產(chǎn)量可達(dá)90件/min以上,同時采用誤送檢測和漏鉚檢測等機構(gòu)與沖床聯(lián)動,可避免產(chǎn)生廢品,提高了生產(chǎn)效率,也降低了制造成本?,F(xiàn)通過實例對某觸點頭部存在凸點的零件在級進(jìn)模內(nèi)鉚接和整形的技術(shù)進(jìn)行介紹,探討異形觸點鉚接和整形工藝。
圖1所示為某觸點元件,由觸橋和觸點組成,觸點為鉚釘形狀,通過鉚接的方式與觸橋連接,觸點頭部為異形(有小凸點),要求采用級進(jìn)模完成整個元件的成形,成形工序涉及沖切、刺破、去毛刺、彎曲、鉚接、觸點頭部整形及落料等。成形工序中沖切、刺破、去毛刺、彎曲、落料技術(shù)應(yīng)用較成熟,難點在于鉚接和觸點頭部凸點的成形,結(jié)合實際生產(chǎn)分析,有以下2種工藝方案成形鉚接和觸點頭部凸點。
為了掌握西安市公共圖書館服務(wù)能力的現(xiàn)狀,筆者對西安市各公共圖書館進(jìn)行了調(diào)研(本次調(diào)研不包含省圖書館),相關(guān)情況如表1所示。
方案1:先成形頭部為錐面的鉚釘形觸點(不帶凸點),然后由振動盤送入級進(jìn)模內(nèi)鉚接后再成形頭部凸點。該方案可以降低成形觸點的難度,同時觸點在送入模具預(yù)鉚以及在模內(nèi)鉚接過程中可降低觸點傾斜等導(dǎo)致送鉚和鉚接異常的風(fēng)險,但由于觸點頭部凸點較小且為局部反向擠壓,也存在級進(jìn)模內(nèi)無法成形的風(fēng)險。
對方以禮相見,秦鐵崖不免要客套:“幸會,幸會!前次在居庸關(guān),未能結(jié)識賢昆仲,至今深感遺憾。今日得償心愿,幸甚至哉!”
方案2:成形觸點時,在觸點頭部預(yù)成形凸點,由振動盤將觸點送入級進(jìn)模內(nèi)鉚接,鉚接后再由整形工序成形凸點到技術(shù)要求。該方案存在以下風(fēng)險:①由于觸點頭部存在凸點,振動盤送料時觸點進(jìn)入直軌后容易出現(xiàn)送料不暢的情況;②級進(jìn)模內(nèi)預(yù)鉚和精鉚工序的凹模均需進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn),會增加凹模的加工難度和加工成本;③觸點頭部凸點在預(yù)鉚和精鉚的過程中有被壓傷的風(fēng)險。
基于對生產(chǎn)穩(wěn)定性和降低生產(chǎn)成本方面的考慮,優(yōu)先選擇方案1,但設(shè)計排樣時可考慮同時滿足方案1和方案2的成形要求,如方案1不可行,對模具的部分零件進(jìn)行修改和調(diào)整后,即可采用方案2成形。
采用方案2進(jìn)行調(diào)試,多次試模并對觸點和模具的相關(guān)零件不斷改進(jìn)和完善,最終成形的零件符合技術(shù)要求,改進(jìn)措施如下。
圖4所示是壓鉚浮升機構(gòu)。模具工作時,觸點被振動盤送入直軌,在直軌內(nèi)由壓縮空氣吹送至預(yù)鉚機構(gòu),定位叉8叉住觸點腳部,與預(yù)鉚機構(gòu)一起確保觸點位置正確且觸點倒立不傾斜,斜楔1下移,推動定位叉固定塊2帶動定位叉8后退,斜楔1繼續(xù)下移,推動滑塊3前行,帶動浮升塊和預(yù)鉚機構(gòu)升起,觸點腳部穿入料帶上的鉚接孔,同時隨著預(yù)鉚凸模9下行完成預(yù)鉚。
經(jīng)分析,該元件的成形難點在于觸點頭部凸點,實際模具調(diào)試過程中,采用方案1時,由于鉚接機構(gòu)的凸點凹模尺寸小且為反向擠壓,材料流入凹模無法在觸點頭部成形凸點,最后成形的元件近似平面的形狀,如圖5所示。針對該情況,嘗試采取了3種解決方案:①加大凸點與錐體的過渡圓弧,便于材料流動;②在凸點凹模底部增加排氣孔,減少材料流動的阻力;③增加成形壓力。但3種方案均無法成形明顯的凸點形狀,且壓力增大到一定程度時,鉚接機構(gòu)被壓裂,凸點仍然無法成形。
讓學(xué)生課前準(zhǔn)備一個較大的毛刷,如圖2A所示,學(xué)生可以清楚地看到刷須彎曲的方向代表滑動摩擦力的方向,與拉力方向相反。
模具鉚接機構(gòu)主要由振動盤1、振動盤托架2、直軌4、漏鉚檢測裝置5和壓鉚浮升機構(gòu)6組成。漏鉚檢測裝置與沖床聯(lián)動,其作用是檢測觸點是否已可靠鉚接到觸橋上,若有漏鉚,會將信號反饋到?jīng)_床,沖床停止沖壓動作,避免產(chǎn)生廢品。
通過對成形零件沖壓工藝進(jìn)行分析,設(shè)計的排樣如圖2所示,成形工序為:①沖切導(dǎo)正孔;②沖切外形;③外形去毛刺;④沖切輪廓;⑤~⑨完成兩側(cè)定位卡扣的刺破、彎曲、整形和去毛刺;⑩沖切輪廓;[11]輪廓去毛刺;[12]沖鉚接孔;[13]鉚接孔去毛刺;[14]振動盤將觸點送入模具并預(yù)鉚;[15]漏鉚檢測;[16]、[17] 精 鉚 ;[18]觸 點 整 形 成 形 頭 部 形狀 ;[19] 空步 ;[20] 預(yù)切 ;[21]落料。
圖3所示為模具結(jié)構(gòu)簡圖,模具采用4組精密鋼珠導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向組合,由于模具外形較長,為避免模板變形,在長度方向上將模板分為2組,每組模板之間的相對位置由模座上的定位銷保證,每組模板又采用4組精密鋼珠導(dǎo)柱導(dǎo)套組合導(dǎo)向,保證模具合模的精度。
本文利用Menu Script工具對施工升降機導(dǎo)軌架系統(tǒng)進(jìn)行菜單界面設(shè)計,在stratup文件中創(chuàng)建caidanlan.men,結(jié)合施工升降機導(dǎo)軌架實例設(shè)計菜單腳本程序,得到施工升降機導(dǎo)軌架系統(tǒng)菜單界面如圖3。
(1)成形觸點時,在觸點頭部預(yù)成形一個凸點,如圖6所示,凸點直徑
0.55 mm,比技術(shù)要求直徑小0.05 mm,凸點高度0.07 mm,略大于技術(shù)要求的凸點高度。
(2)圖7所示為觸點在直軌中的截面,由于觸點頭部存在凸點,與頭部為平面或球面的觸點相比,其在直軌中移動時更容易傾斜,造成卡滯現(xiàn)象,相比于平面或球面形觸點,其在直軌內(nèi)的間隙需要適當(dāng)減小,觸點與直軌壓板之間的間隙取0.02 mm,寬度方向單邊間隙取0.01~0.02 mm,同時需要適當(dāng)增加壓縮空氣出氣量,使觸點在直軌中受到的推力增加,保證將觸點推入預(yù)鉚機構(gòu)。
(3)在預(yù)鉚、精鉚和整形工序中對凹模進(jìn)行改進(jìn),如圖8~圖10所示。預(yù)鉚工序?qū)⒂|點腳部插入鉚接孔并由凸模對觸點的腳部施加一定的壓力使其產(chǎn)生較小的變形膨脹,避免觸點隨著料帶進(jìn)入下一工序時脫落,與精鉚工序相比,預(yù)鉚工序觸點受到的壓力較小。精鉚工序確保觸點鉚接強度達(dá)到技術(shù)要求,并對觸點的凸點進(jìn)行預(yù)整形。整形工序?qū)⒂|點形狀和尺寸成形到符合技術(shù)要求。圖11所示為級進(jìn)模成形的實際觸點。
經(jīng)過多次試模,采用預(yù)成形觸點頭部凸點、送鉚、鉚接后再整形觸點及凸點的工藝方案可行,目前該模具已進(jìn)行批量成形零件,模具生產(chǎn)速度可達(dá)90件/min以上,且模具各機構(gòu)運行正常,生產(chǎn)穩(wěn)定。
[1]馬浩軍,趙喜廣,趙 震,等.模內(nèi)鉚接在級進(jìn)模上的應(yīng)用[J].模具工業(yè),2002,28(10):20-22.
[2]馬戰(zhàn)紅,陳敬超,周曉龍,等.銀基電觸頭產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報:理工版,2002,27(2):17-20.
[3]許福太,陳敬超.AgSnO2觸頭材料概述[J].材料導(dǎo)報,2008,22(S3):239-241.
[4]許福太,陳天來,盤志雄,等.大塑性變形加工工藝對銀鎳材料性能的影響[J].電工材料,2020(6):25-27.