介绍了程控交换机用插头簧片精密多工位级进模的结构及制造工艺,该模具包括冲裁、弯曲、整形、打凸、压印等多种工序,可供类似零件的成形提供参考。

1 簧片零件结构工艺分析 

图1 所示簧片零件是属于包容型零件, 空间立体成形, 多处弯曲, 包容部分尺寸精度高, 弹性好。材料选用QSn6. 5- 0. 1Y , 该材料具有良好的弹性和抗疲劳性。通过对簧片零件的工艺分析和计算, 决定设计制造150 冲次/ min 、尺寸精度为0. 01mm、步距精度为0. 006mm 的高精度多工位级进模。

2 绘制簧片零件的展开图和排样图 

展开尺寸以产品图为根据, 运用弯曲时中性层不变原理和几何学原理计算各部分尺寸。展开尺寸要求非常准确, 它要保证材料在多次弯曲后达到产品图纸要求的尺寸。条料送进方向最宽轮廓尺寸加上适当的工艺搭边确定了模具的步距, 零件展开后沿送料方向上的最宽轮廓尺寸为5. 75mm , 工艺搭边为2. 25mm , 确定步距为8mm。步距和展开图共同决定各冲废料凸模尺寸。

图2 为模具的排样图, 它对模具设计起着至关重要的作用,是整副模具成功的关键。由图2 可知,模具的空工位为16 个, 有效工位22 个, 总工位为38 个。有效工位如下: ①冲侧刃冲定位孔。在同一个工位中冲, 保证定位精度, 冲侧刃为粗定位, 冲定位孔为精定位; ②导正; ③冲废料A ; ④导正; ⑤冲废料B ; ⑥冲废料C ; ⑦冲废料D 及导正; ⑧压头部喇叭口、压倒刺; ⑨头道弯及导正; ⑩弯倒刺及导正; 11二道弯及导正; 12三道弯及导正; 13头部整形及导正;14压凸; 15冲废料E ; 16四道弯及导正; 17五道弯及导正; 18五道弯整形及导正; 19六道弯及导正; 20七道弯及导正; 21尾部整形及导正; 22尾部压印及导正。

3 模具主要零件设计 

(1) 模架采用四导柱滚珠模架, 上、下模板采用45 钢,调质硬度26～30HRC。模架的加工精度采用Ⅰ级精度, 上模板厚度为40mm , 下模板厚度为45mm。

(2) 所有模板的平行度控制在300 : 0. 02 以内,垂直度在0. 015mm 以内, 表面粗糙度为Ra =0. 4μm。

(3) 凸模设计。大凸模采用直通式,小凸模采用镶套固定保护, 以增加其强度和刚度, 材料选用Cr12 钢,淬火硬度55～58HRC ,凸模采用小压板固定。

(4) 凹模采用分块镶入凹模板中, 其优点是: ①易保证各工位型孔坐标尺寸高精度的要求; ②解决了热处理变形问题; ③各型孔镶件单独加工,便于制造、调整和维修,不致于因某一型孔损坏而使整块凹模板报废; ④提高整副模具使用寿命; ⑤分成小块镶件,便于用精密小型机床、专用机床加工。

凹模镶件与凹模板配合公差取±0. 01mm。装入、取出方便, 保证精度, 各型孔凹模镶块由导板压住。

冲切型孔凹模镶件采用优质合金钢6CrNiMnSiMoV , 简称GD 钢, 热处理硬度58～63HRC。

(5) 卸料板采用弹压卸料板。其优点为: ①弹压卸料板不但起卸料作用,冲裁时还可以将条料压住,防止条料在冲压过程中产生翻转和扭曲; ②由于高速、精密冲裁,弹压卸料板采用CrWMn 钢,淬火硬度50～55HRC , 为了增加卸料板的稳定性, 采用4 个小导柱导向,小导柱与导套间隙为0. 005～0. 01mm ; ③卸料弹簧采用耐疲劳的强力矩形弹簧, 确保卸料板的卸料力大而且运动平稳; ④冲废料凸模用卸料板镶套保护, 其间隙为0. 005～0. 01mm ,小于凸模和凹模的冲裁间隙, 可以大大提高模具寿命。卸料板镶套用螺钉吊在垫板31 上,防止镶套的窜动。

卸料板在弯曲成形部分的上面铣空让位, 确保条料在送进过程中畅通。

(6) 弯曲成形部分的设计。弯曲成形时三道弯和整形凸模、五道弯整形凸模、尾部整形凸模装在凸模固定板上, 其余弯曲成形凸模全部装在卸料板上, 用螺钉吊在垫板31 上, 弯曲成形凹模内加弹顶装置,防止簧片卡在凹模内。

(7) 模具保护系统的设计: ①如果带料发生误送等异常现象, 安全销不能正常导正, 通过行程开关, 紧急停机, 从而保护模具; ②由于多工位级进模凸模较多, 形状各异, 长短不一, 为防止模具损坏,在上、下模板之间以及上模固定板和垫板31 之间设置限位柱和限位套。试模时,以上、下限位柱刚好接触为准,此时为模具的闭合高度及模具的下死点,模具可以正常工作。在模具不工作时, 在上下限位柱中间加一垫块,保证凸、凹模脱开,避免刃口损坏。图3 为模具结构图。

模具在350kN 、ATDA 冲床上工作, 其闭合高度为150～200mm ,模具闭合高度为185mm。