異形觸點(diǎn)鉚接級進(jìn)模設(shè)計(jì)

0 引 言

隨著市場對觸點(diǎn)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(shí)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(diǎn)元件作為電路的基本組成單元之一，由觸橋和觸點(diǎn)組成，觸橋材料一般為銅材質(zhì)，觸點(diǎn)材料大多為銀合金

。觸橋形狀多樣，觸點(diǎn)一般為片材或鉚釘形狀，觸橋與觸點(diǎn)連接方式采取焊接或鉚接。此外為了提高觸點(diǎn)的電性能

，除了研發(fā)新材料外還常將觸點(diǎn)端面加工成各種形狀。以往生產(chǎn)觸點(diǎn)元件的常用工藝是用級進(jìn)模成形外形、沖孔、彎曲后再?zèng)_切，再由人工將觸點(diǎn)和觸橋鉚接或焊接，并將觸點(diǎn)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(diǎn)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(shí)采用誤送檢測和漏鉚檢測等機(jī)構(gòu)與沖床聯(lián)動(dòng)，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(shí)例對某觸點(diǎn)頭部存在凸點(diǎn)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(diǎn)鉚接和整形工藝。

1 工藝分析

圖1所示為某觸點(diǎn)元件，由觸橋和觸點(diǎn)組成，觸點(diǎn)為鉚釘形狀，通過鉚接的方式與觸橋連接，觸點(diǎn)頭部為異形（有小凸點(diǎn)），要求采用級進(jìn)模完成整個(gè)元件的成形，成形工序涉及沖切、刺破、去毛刺、彎曲、鉚接、觸點(diǎn)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(diǎn)在于鉚接和觸點(diǎn)頭部凸點(diǎn)的成形，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)分析，有以下2種工藝方案成形鉚接和觸點(diǎn)頭部凸點(diǎn)。

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(diǎn)（不帶凸點(diǎn)），然后由振動(dòng)盤送入級進(jìn)模內(nèi)鉚接后再成形頭部凸點(diǎn)。該方案可以降低成形觸點(diǎn)的難度，同時(shí)觸點(diǎn)在送入模具預(yù)鉚以及在模內(nèi)鉚接過程中可降低觸點(diǎn)傾斜等導(dǎo)致送鉚和鉚接異常的風(fēng)險(xiǎn)，但由于觸點(diǎn)頭部凸點(diǎn)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(xiǎn)。

對方以禮相見，秦鐵崖不免要客套：“幸會(huì)，幸會(huì)！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(diǎn)時(shí)，在觸點(diǎn)頭部預(yù)成形凸點(diǎn)，由振動(dòng)盤將觸點(diǎn)送入級進(jìn)模內(nèi)鉚接，鉚接后再由整形工序成形凸點(diǎn)到技術(shù)要求。該方案存在以下風(fēng)險(xiǎn)：①由于觸點(diǎn)頭部存在凸點(diǎn)，振動(dòng)盤送料時(shí)觸點(diǎn)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(huì)增加凹模的加工難度和加工成本；③觸點(diǎn)頭部凸點(diǎn)在預(yù)鉚和精鉚的過程中有被壓傷的風(fēng)險(xiǎn)。

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(jì)排樣時(shí)可考慮同時(shí)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(diǎn)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。

2 排樣設(shè)計(jì)

圖4所示是壓鉚浮升機(jī)構(gòu)。模具工作時(shí)，觸點(diǎn)被振動(dòng)盤送入直軌，在直軌內(nèi)由壓縮空氣吹送至預(yù)鉚機(jī)構(gòu)，定位叉8叉住觸點(diǎn)腳部，與預(yù)鉚機(jī)構(gòu)一起確保觸點(diǎn)位置正確且觸點(diǎn)倒立不傾斜，斜楔1下移，推動(dòng)定位叉固定塊2帶動(dòng)定位叉8后退，斜楔1繼續(xù)下移，推動(dòng)滑塊3前行，帶動(dòng)浮升塊和預(yù)鉚機(jī)構(gòu)升起，觸點(diǎn)腳部穿入料帶上的鉚接孔，同時(shí)隨著預(yù)鉚凸模9下行完成預(yù)鉚。

3 模具結(jié)構(gòu)

經(jīng)分析，該元件的成形難點(diǎn)在于觸點(diǎn)頭部凸點(diǎn)，實(shí)際模具調(diào)試過程中，采用方案1時(shí)，由于鉚接機(jī)構(gòu)的凸點(diǎn)凹模尺寸小且為反向擠壓，材料流入凹模無法在觸點(diǎn)頭部成形凸點(diǎn)，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(diǎn)與錐體的過渡圓弧，便于材料流動(dòng)；②在凸點(diǎn)凹模底部增加排氣孔，減少材料流動(dòng)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(diǎn)形狀，且壓力增大到一定程度時(shí)，鉚接機(jī)構(gòu)被壓裂，凸點(diǎn)仍然無法成形。

讓學(xué)生課前準(zhǔn)備一個(gè)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(dòng)摩擦力的方向，與拉力方向相反。

模具鉚接機(jī)構(gòu)主要由振動(dòng)盤1、振動(dòng)盤托架2、直軌4、漏鉚檢測裝置5和壓鉚浮升機(jī)構(gòu)6組成。漏鉚檢測裝置與沖床聯(lián)動(dòng)，其作用是檢測觸點(diǎn)是否已可靠鉚接到觸橋上，若有漏鉚，會(huì)將信號反饋到?jīng)_床，沖床停止沖壓動(dòng)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(jì)的排樣如圖2所示，成形工序?yàn)椋孩贈(zèng)_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(dòng)盤將觸點(diǎn)送入模具并預(yù)鉚；[15]漏鉚檢測；[16]、[17] 精 鉚 ；[18]觸 點(diǎn) 整 形 成 形 頭 部 形狀 ；[19] 空步 ；[20] 預(yù)切 ；[21]落料。

4 凸點(diǎn)成形工藝比較

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(jī)導(dǎo)軌架系統(tǒng)進(jìn)行菜單界面設(shè)計(jì)，在stratup文件中創(chuàng)建caidanlan.men，結(jié)合施工升降機(jī)導(dǎo)軌架實(shí)例設(shè)計(jì)菜單腳本程序，得到施工升降機(jī)導(dǎo)軌架系統(tǒng)菜單界面如圖3。

（1）成形觸點(diǎn)時(shí)，在觸點(diǎn)頭部預(yù)成形一個(gè)凸點(diǎn)，如圖6所示，凸點(diǎn)直徑

0.55 mm，比技術(shù)要求直徑小0.05 mm，凸點(diǎn)高度0.07 mm，略大于技術(shù)要求的凸點(diǎn)高度。

（2）圖7所示為觸點(diǎn)在直軌中的截面，由于觸點(diǎn)頭部存在凸點(diǎn)，與頭部為平面或球面的觸點(diǎn)相比，其在直軌中移動(dòng)時(shí)更容易傾斜，造成卡滯現(xiàn)象，相比于平面或球面形觸點(diǎn)，其在直軌內(nèi)的間隙需要適當(dāng)減小，觸點(diǎn)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(shí)需要適當(dāng)增加壓縮空氣出氣量，使觸點(diǎn)在直軌中受到的推力增加，保證將觸點(diǎn)推入預(yù)鉚機(jī)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(diǎn)腳部插入鉚接孔并由凸模對觸點(diǎn)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(diǎn)隨著料帶進(jìn)入下一工序時(shí)脫落，與精鉚工序相比，預(yù)鉚工序觸點(diǎn)受到的壓力較小。精鉚工序確保觸點(diǎn)鉚接強(qiáng)度達(dá)到技術(shù)要求，并對觸點(diǎn)的凸點(diǎn)進(jìn)行預(yù)整形。整形工序?qū)⒂|點(diǎn)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(shí)際觸點(diǎn)。

5 結(jié)束語

經(jīng)過多次試模，采用預(yù)成形觸點(diǎn)頭部凸點(diǎn)、送鉚、鉚接后再整形觸點(diǎn)及凸點(diǎn)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(jī)構(gòu)運(yùn)行正常，生產(chǎn)穩(wěn)定。

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