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        表帶觸指加工工藝的研究與分析

        2018-12-28 05:48:36武涇元王宇馳任東峰王光明
        科技視界 2018年29期
        關(guān)鍵詞:觸指導(dǎo)柱表帶

        武涇元 張 健 王宇馳 任東峰 王光明

        (西安西電高壓開關(guān)有限公司,陜西 西安 710018)

        0 引言

        表帶觸指在高壓電器產(chǎn)品中使用廣泛, 根據(jù)表帶觸指的使用要求, 表帶觸指要符合高導(dǎo)電率和高彈性,選擇合適的材料、加工及熱處理工藝、鍍銀工藝。通常材料選用0.2mm 厚鈹青銅板, 加工采用沖壓成形。 表帶觸指加工關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一套多工序復(fù)合級(jí)進(jìn)模具,模具模柄采用浮動(dòng)模柄,由模柄接頭、活動(dòng)模柄、球形墊片連接而成, 導(dǎo)向主要靠三級(jí)導(dǎo)向, 導(dǎo)向精度高,送料定位、及沖孔、沖齒、沖扭的合理布置,卸料采用彈性卸料。

        1 研究目的

        表帶觸指是高壓SF6 產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件, 由于表帶觸指體積小, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 不需要壓緊彈簧; 接觸點(diǎn)多,導(dǎo)電能力強(qiáng),電動(dòng)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性高;既可用于GIS 母線連接, 也可用作主導(dǎo)電回路中的直動(dòng)式滑動(dòng)觸頭等特點(diǎn), 在高壓電氣產(chǎn)品中被廣泛使用, 該零件形狀復(fù)雜,精度要求高,生產(chǎn)高壓SF6 產(chǎn)品初期,表帶觸指從日本進(jìn)口, 到二十世紀(jì)末, 國(guó)內(nèi)就具備加工表帶觸指的能力, 加工方法處于保密狀態(tài), 各自有自己的加工優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn), 筆者把表帶觸指加工工藝與大家分享,為了探尋一種經(jīng)濟(jì)性、工藝性更好的加工工藝,提高表帶觸指的加工效率和質(zhì)量。

        2 材料的選用

        根據(jù)表帶觸指的使用要求, 表帶觸指的材料同時(shí)要滿足高導(dǎo)電率和高彈性, 同時(shí), 也要滿足沖壓成形和熱處理工藝的要求,綜合考慮材料選用0.2mm 厚鈹青銅板,QBe2:Be 2.1%,Ti0.01%.Ni0.32%,其余為Cu;也可選用C17200 鈹銅,該材料稱為“有色金屬?gòu)椥灾酢?,具有高機(jī)械強(qiáng)度、高硬度、高彈性、高耐磨性、高導(dǎo)熱及導(dǎo)電性, 化學(xué)成分為:Be1.90-2.15%,Ni0.20-0.25%.Co0.35—0.65%, 其余為Cu, C17200 鈹銅價(jià)格較貴。

        3 沖壓成形

        3.1 選用沖壓設(shè)備

        根據(jù)表帶觸指的外形特點(diǎn)和沖裁力, 選6.3 噸雙柱底傳動(dòng)精密壓力機(jī), 根據(jù)設(shè)備和加工需要, 設(shè)計(jì)一套技術(shù)先進(jìn)、 工藝合理的多工序復(fù)合級(jí)進(jìn)精沖模具,是解決表帶觸指加工的關(guān)鍵。

        3.2 模具的設(shè)計(jì)

        由于表帶觸指的精度要求高,形狀復(fù)雜,模具凸凹模間隙要求為(0.005-0.01),模具設(shè)計(jì)需要解決的技術(shù)問題是模具材料的選用、模具的導(dǎo)向、送料定位、及沖孔、沖齒、沖扭的合理布置等。

        模具設(shè)計(jì)時(shí),模具材料的選用也是一項(xiàng)重要事情,由于模具間隙小, 凸凹模選用DT 合金材料, DT 合金材料耐磨性好,選用DT 合金材料,主要是考慮模具的使用壽命,若選用高Cr 合金或硬質(zhì)合金作為精沖模具材料,模具壽命比選用DT 合金要短。 經(jīng)過實(shí)踐證明,凸凹模選用DT 合金材料,加工600 條表帶觸指需要開模,加工12000 條表帶觸指模具報(bào)廢;凸凹模選用高Cr合金,加工100 條表帶觸指需要開模,加工2000 條表帶觸指模具報(bào)廢。

        模柄采用浮動(dòng)模柄,由模柄接頭、活動(dòng)模柄、球形墊片連接而成, 模柄與壓力機(jī)連接。 導(dǎo)向主要靠三級(jí)導(dǎo)向,導(dǎo)向精度高,保證沖壓工作不啃模,延長(zhǎng)模具壽命。

        模具的導(dǎo)向采用三級(jí)導(dǎo)向, 第一級(jí)是滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)向,該導(dǎo)向裝置是一種無間隙導(dǎo)向,精度高,壽命長(zhǎng),適于精密沖裁模的沖壓; 導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間有銅套,滾珠鑲嵌在銅套里,滾珠精度取IT5,滾珠排列對(duì)稱,分布均勻,與中心線成5°度角,是每個(gè)滾珠在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)都有各自的滾道。第二級(jí)采用小導(dǎo)柱導(dǎo)向,小導(dǎo)柱選用材料是Cr12,外徑尺寸是¢12,公差為(0,-0.008),與導(dǎo)板成H6/f6 配合。 第三級(jí)采用沖頭與導(dǎo)向板的導(dǎo)向,沖頭與導(dǎo)板成H6/f6 配合。

        選用導(dǎo)料板導(dǎo)向、定位,兩塊導(dǎo)料板用銷、釘固定在凹模上,用凸出的臺(tái)階做送料定位,搭邊緊靠側(cè)邊,定位精度要求達(dá)到0.01mm。

        卸料采用彈性卸料, 彈性卸料板裝在上模, 沖壓時(shí), 彈性卸料板始終壓住板料, 保證沖壓成形后的表帶觸指較平整。

        3.3 附圖說明模具結(jié)構(gòu)

        圖1 模具的正視圖

        沖裁模具包括上座(8)、導(dǎo)柱導(dǎo)套(7)、模柄(9)、上模(10)、導(dǎo)向板(12)、下模(13)、下座(5)、定位銷(6)、滾珠(7)、上座(8)、模柄(9)、沖模(10)、連接螺釘(11)、導(dǎo)料板(12)、下模(13)、上模(14)。

        圖2 為模具下模的俯視圖

        其 中:1 為 彎 齒 模;2 為 沖 孔 模;3 為 沖 扭 模;4 為沖齒模;

        模柄采用浮動(dòng)模柄(9),由模柄接頭、活動(dòng)模柄、球形墊片連接而成,壓力機(jī)的壓力垂直的傳給上模。

        表帶觸指沖裁模具的導(dǎo)向,采用三級(jí)導(dǎo)向,第一級(jí)是滾珠導(dǎo)柱(7)導(dǎo)向,該導(dǎo)向裝置是一種無間隙導(dǎo)向,精度高,壽命長(zhǎng),適于精密沖裁模的沖壓;滾珠精度取IT5,滾珠排列對(duì)稱,分布均勻,與中心線成5°度角,是每個(gè)滾珠在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)都有各自的滾道。 第二級(jí)采用小導(dǎo)柱(11)導(dǎo)向,小導(dǎo)柱選用材料是Cr12,外徑尺寸是¢12,公差為(0,-0.008),與導(dǎo)向板(14)成H6/f6 配合。 第三級(jí)采用沖頭(10)與導(dǎo)向板(14)的導(dǎo)向,沖頭與導(dǎo)板成H6/f6 配合。

        選用導(dǎo)料板(12)導(dǎo)向、定位,兩塊導(dǎo)料板用銷、釘固定在凹模上, 用凸出的臺(tái)階做送料定位, 搭邊緊靠側(cè)邊,定位精度達(dá)到0.01mm。

        表帶觸指沖裁模具5 塊沖頭的合理布置, 凸模由5 塊組成,前端兩側(cè)兩塊沖齒,沖齒模(4),中間1 塊沖孔,沖孔模(3),接著1 塊是扭曲成形,沖扭模(2),最后1 塊彎齒形,彎齒模(1),如圖2 所示,工序間布局合理。

        4 熱處理工藝

        表帶觸指熱處理的主要目的是提高表帶觸指的彈力,增加接觸壓力,降低接觸電阻。

        熱處理工藝為: 固溶處理——氨爐中加熱780-790oC(保溫9 小時(shí))水淬(晶粒0.015-0.025mm),時(shí)效處理——320oC 保溫3 小時(shí)-空氣中冷卻,硬度達(dá)到380HV。

        5 表面處理

        表帶觸指表面要求鍍銀處理, 靜接觸的表帶觸指鍍銀12um,滑動(dòng)接觸的表帶觸指鍍銀24um,要求操作5000 次不漏銅。

        圖1 模具正視圖

        圖2 凹模俯視圖

        6 結(jié)語

        本文闡述了表帶觸指的加工工藝, 著重闡述了精密沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 提供了一種加工表帶觸指的加工方法。

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