朱正才，劉 婷

（南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211188）

0 前言

接插件如圖1所示，材料H62M優(yōu)質(zhì)黃銅，厚度0.5mm，生產(chǎn)批量50萬(wàn)件。該制件是電子產(chǎn)品中重要的零件之一，也是應(yīng)用較廣泛的零件。其尺寸小，形狀復(fù)雜，沖壓成形中存在著定位困難、操作不方便等缺點(diǎn)。為高質(zhì)量地生產(chǎn)出該零件，需對(duì)其成形工藝做深入研究，找到最佳工藝方案，以滿足生產(chǎn)需求。

圖1 接插件零件圖

1 沖壓工藝性分析

（1）沖壓材料：H62M是一種優(yōu)質(zhì)黃銅，料厚0.5mm屬薄料，具有較好的可沖壓性能。

（2）零件結(jié)構(gòu)：該沖壓件需經(jīng)沖裁和多次彎曲才能成形，成形有一定難度，主要是成形結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，增加了沖壓成形難度。

（3）尺寸精度：圖中零件尺寸均未標(biāo)注公差，按標(biāo)準(zhǔn)取為IT12級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求，模具精度取為IT9級(jí)即可。

（4）沖孔工藝性：孔徑4.2mm，最小孔邊距2.9mm，滿足一般精度的沖孔要求，可以沖孔。

（5）彎曲工藝性：圖示零件包含四個(gè)彎曲部位。各彎角處的彎曲圓角半徑均為R0.5mm，根據(jù)彎曲工藝性數(shù)據(jù)知，各彎角均可一次彎成。

綜合以上幾方面情況可知：該工件適合沖壓，沖壓工藝性良好。

2 沖壓工藝方案擬定

（1）工藝方案

該工件包括落料、沖孔和彎曲三個(gè)基本工序，可采用以下三種工藝方案：①先沖孔，后落料，再?gòu)澢?，采用單工序模生產(chǎn)。②沖孔—落料—彎曲復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。③沖孔—彎曲—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。

（2）工藝方案分析

方案①模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，工件尺寸的累計(jì)誤差大，操作不方便，不安全，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。

方案②由于零件有四處彎曲，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)效率高，精度也能保證。

方案③由于采用級(jí)進(jìn)沖壓，工序分散，使得模具結(jié)構(gòu)相對(duì)方案②簡(jiǎn)單，模具壽命也較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率高，零件精度也能保證，但步距控制要求嚴(yán)格。

綜合以上分析及考慮零件的尺寸、精度和生產(chǎn)批量，決定選擇方案③，即采用沖孔—彎曲—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。

3 排樣設(shè)計(jì)

排樣圖設(shè)計(jì)是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)的重要依據(jù)。排樣圖設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)模具設(shè)計(jì)影響很大。排樣圖設(shè)計(jì)得不合理，會(huì)導(dǎo)致制造出來的模具無(wú)法沖制零件[1]。條料排樣圖一旦確定，也就確定了被沖制零件各部分在模具中的沖制順序、模具的工位數(shù)、零件的排樣方式、模具步距的公稱尺寸、條料載體的設(shè)計(jì)形式等一系列問題。在本模具中，排樣設(shè)計(jì)總的原則是先沖切廢料，然后彎曲，最后切斷，并綜合考慮模具強(qiáng)度、剛度及結(jié)構(gòu)的合理性。如圖2所示為接插件展開圖。

圖2 接插件展開圖

毛坯排樣就是確定沖壓件毛坯外形在條料上的截取方位及與相鄰毛坯的關(guān)系。毛坯排樣方案對(duì)材料的利用率、工件質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)和壽命有著顯著的影響。

毛坯在板料上可截取的方位很多，這也就決定了毛坯排樣方案的多樣性。典型毛坯排樣有單排、斜排、對(duì)排、無(wú)廢料排樣、多排、混合排[2]。

根據(jù)該零件結(jié)構(gòu)特征，典型的排樣方案有兩種，如圖3所示。

圖3 毛坯排樣方案

方案（1）是采用條料外側(cè)作為載體，零件是豎直對(duì)齊排列，由于載體在零件外側(cè)，因此零件四周沒有毛刺。

方案（2）是零件橫向?qū)R排列，采用零件自身做為載體。

兩方案比較，方案二載體過小，對(duì)零件的送料精度較差，即零件的尺寸難以保證。最終，決定選用方案（1）。其排樣圖如圖4所示。

圖4 接插件排樣圖

材料利用率：

4 級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

級(jí)進(jìn)模是依照排樣圖，將零件按照一定關(guān)系裝配而成的有機(jī)整體。模具的優(yōu)劣很大程度上體現(xiàn)在模具結(jié)構(gòu)上，因此級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)對(duì)模具的工作性能、加工性、成本、周期、壽命等起著決定性作用。

（1）正倒裝結(jié)構(gòu)：本零件的沖壓包含沖孔、彎曲、切斷等工序。而且已確定為采用級(jí)進(jìn)模沖壓，因此選用正裝式結(jié)構(gòu)。

（2）導(dǎo)向方式：由于本零件的生產(chǎn)是大批量生產(chǎn)，為確保零件質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用滑動(dòng)導(dǎo)向模架。由于已選定采用手工送料，為便于操作，選用對(duì)角導(dǎo)柱式模架。

（3）卸料方式：本零件沖壓工序中含沖孔和切斷，所以應(yīng)有卸料機(jī)構(gòu)。又由于零件沖壓中還有彎曲工序，所以選用彈性卸料板。

（4）模具結(jié)構(gòu)示意圖：根據(jù)已確定的幾項(xiàng)結(jié)構(gòu)，本零件沖壓級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 接插件級(jí)進(jìn)模

經(jīng)過加工、裝配、試沖，該模具生產(chǎn)出合格零件，完全滿足生產(chǎn)需求。

5 結(jié)論

在級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中需要注意以下幾個(gè)問題：

（1）編制合理的沖壓工藝。做到理論聯(lián)系實(shí)際，具體問題具體分析。

（2）合理選擇排樣方式。排樣設(shè)計(jì)是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，是決定模具結(jié)構(gòu)、性能及經(jīng)濟(jì)性的主要因素之一。

（3）選擇合理的模具整體及局部結(jié)構(gòu)。模具整體及局部結(jié)構(gòu)多種多樣，選擇何種結(jié)構(gòu)，要結(jié)合所設(shè)計(jì)模具的優(yōu)越性及經(jīng)濟(jì)性來綜合考慮。

采用多工位級(jí)進(jìn)模沖壓生產(chǎn)，是小型、復(fù)雜、大批量生產(chǎn)首要選擇，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、方便操作、降低成本等方面都具有較大意義。

[1]李碩本.沖壓工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2]王孝培.沖壓設(shè)計(jì)資料[M]（修訂本）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.