插座簧片多工位级进模设计

Ｋ向
２．５ Ａ－ Ａ ４ Ｒ１．３
Ｂ－ Ｂ ２．８
１．２－
０ ０．０５
２．９
５．９－
收稿日期： ２００６－ ０９－ ０３ 作者简介： 邹栋林（ １９７９－ ） ， 男， 硕士生， 主攻先进制造技术及精 密 模
具加工
的工位排样形式， 共 １９ 个工位： 工位 １ 冲 !１．４ 的定
位孔及 ３ｍｍ×１．４ｍｍ 的小方孔； 工位 ２ 打 直 筋 ； 工 位
４．５ ３．５ ３
０．９ ３．４
４．９
＋０．０３ ２ ０
０ ０．０５
３．４－
０ ０．１３
１．３ １．０ !０．８
２．６ １．３
７．８ ０．３ １．３ ５．２
Ｋ
３２
Ｒ０．５
０．４
１８．７－
０ ０．１４
６．５ ２
１．８ ２．９ Ｒ０．５
Ｂ
Ａ
３．５５
０．８
Ｒ０．４
１．６ ４．４
３－ ０．３
Ｂ
Ａ
图 １ 插座簧片
图 １ 所示插座簧片零件， 材料覆锡黄铜， 料厚 的生产， 不但产品质量难以保证， 而且极不经济。因
０．４ｍｍ。其结构较为复杂， 是一个具有冲裁、局部 成 此， 采用多工位级进模进行生产， 以保证零件的精度
形、多处弯曲、包方 等 多 种 成 形 工 序 的 小 尺 寸 零 件 。 及一致性。
该零件在铆接电线后， 将装配在塑料护套里面， 尺寸
部位成形至规定尺寸， 本工位是保证零件与塑料护
套配合尺寸
５．９－
０ ０．０５
的基础；
工位 １１ 也是空工位； 工
位 １２“王”字形孔处另两边向下弯 ９０°以及切除上搭
边； 工位 １３ 零件舌部向上弯 ９０°； 工位 １４ 零 件 舌 部
弯 成 ６０°； 工 位 １５ 零 件 舌 部 弯 至 规 定 尺 寸 ， 本 工 位
（ １） 模具采用专业模架制造企业生产的四导柱
用以在第 １０ 工位头部包方预成形后， 后续工位成形
滚动导向精密模架。同时， 还设计了 ４ 个 !１６ｍｍ 的
时压住带料（ 压在零件尾部铆线部分） 。采用此种结
小导柱用于凹模板、卸料板、凸模固定板的滑动导
向， 从而使模具处在复式导向下工作， 既在总体上提
凹 模 板 、固 定 板 、卸 料 板 上 各 型 孔 、小 导 柱 孔 、导 正钉孔等之间的相对位置精度十分重要， 决定了模 具所加工的零件的质量和本身的使用寿命。本模具 加工时， 是用销钉将这 ３ 块板连接起来， 一起加工各 型孔和小导柱孔； 然后卸下固定板， 加工导正钉孔； 最后卸下卸料板， 加工浮动导料钉及抬料块孔（ 凹模
４ 步 所 测 得 的 零 件 尺 寸 ， 方 便 、快 速 的 分 别 调 整 （ 如
图
８ｃ、ｄ
所示）
，
最终保证
３．４－
０ ０．０５
ｍｍ，
５．９－
０ ０．０５
ｍｍ 这
两个重要尺寸。
４
９０°
３
Ｒ２
来自百度文库
８° ６０°
２ １
（ ａ）
（ ｂ）
（ ｃ）
（ ｄ）
图 ８ 消除回弹的包方工位结构
图 ６ 包方工位 １．包 方 预 成 形 凹 模 镶 块 ２． 包 方 预成形凹模 ３． 包方预成形凸模 ４．包 方 预 成 形 凸 模 护 套 （ ７） 舌部成形也是关键工位之一， 其尺寸是否达 到要求将直接关系到零件与配套的插头簧片配合时 的插拔力。本模具设计为 ３ 步成形： 第 １ 步将舌部向 上弯成 ９０°（ 图 ７ａ） ； 第 ２ 步将舌部弯成 ３０°（ 图 ７ｂ） ， 在本步中为避免使用滑块机构， 简化模具总体结构， 将凸模的成形部位轮廓设计成 ３０°、６０°的斜面， 中间 由 Ｒ５ 的圆弧面过渡， 这种轮廓使舌部在开始成 形 时受到倾斜于 ９０°直边的成形力， 从而使 零 件 能 顺 利 成 形 ； 第 ３ 步 是 成 形 至 要 求 尺 寸 （ 图 ７ｃ） ， 这 一 步 的凸、凹模形状简单， 可方便地根据试模后测得的插
凹模 ６５， ６６．打筋凹模 ６７．小方孔冲裁凹模 ６８．导正孔冲裁凹模 ７１．打凸点凹模 ７２．圆头凸筋凸模 护套 ７３．圆头凸筋凸模 ７４“． 王”字孔上弯凸模 ７５．包方预成形凹模镶块
与抬料块抬起带料的结 构， 且在模具末端用一挡
模具结构如图 ３ 所示， 主要特点如下：
料块给带料导向， 同时， 在卸料板上装有 ８ 个压料块
块 ５１， ５２， ５３．舌部成形凹模 ３、２、１ ５５“． 王”字孔下弯凹模 ５６．上搭边冲裁凹模 ５７．包方预成形凹模 带料上搭边切除后， 采用
５８．最外侧弯曲凹模 ６０， ６１， ６９， ７０．打扁凹模 ６２．异形孔冲裁凹模 ６３“． 王”字孔冲裁凹模 ６４．打斜筋 如图 ５ 所示的浮动导料钉
（ ａ）
（ ｂ）
（ ｃ）
图 ７ 舌部成形
拔力更换。
（ ８） 考虑到黄铜的回弹量较大， 为控制每一步的
成形量， 从而减小回弹， 零件最后的头部包方成形，
在工位 １０ 已成形的基础上再分 ４ 步完成。第 １ 步是
将工位 ９ 成形的边与工位 １０ 成形的边 弯 成 ９０°（ 原
先 两 边 之 间 为 １５０°， 如 图 ８ａ 所 示 ） ； 第 ２ 步 开 始 包
４ 模具主要零件的材料、热处理及加工 凹模板和卸料板选用热处理后变形小， 内应力
小的 Ｃｒ１２ＭｏＶ 钢， 淬火至 ＨＲＣ５０～５５。凸模固定板、 模具安装板选用 ４５ 号钢调质， 硬度 ＨＲＣ２８～３２。上、 下垫板、小盖板选用 ４５ 号钢淬火， 硬度 ＨＲＣ４３～４８。 凸 模 、凹 模 镶 块 及 各 凸 模 护 套 均 选 用 Ｃｒ１２ 钢 ， 淬 火 至 ＨＲＣ５８～６４。
单， 从而简化了两板的加
６８ ６７ ６６６５ ６４ ６３ ６２ ６１ ６０ ５９ ５８ ５７ ５６ ５５ ５４ ５３ ５２ ５１ 图 ３ 多工位级进模
１．下 垫 板 ２．凹 模 板 ３．浮 动 导 料 钉 ４．小 导 柱 ５．导 正 钉 ６．小 方 孔 冲 头 护 套 ７．卸 料 板 ８．导 正 孔 冲头 ９．导正孔冲头护套 １０．小 盖 板 １１．定 距 套 １２．固 定 板 １３．上 垫 板 １４．模 具 安 装 板 １５．小 方 孔冲头 １６， １７．打筋凸模 １８．打斜筋凸模 １９“． 王”字孔冲头 ２０“． 王”字孔冲头护套 ２１．异形孔冲头
图 ４ 浮动导料图
７３
ＣＭＥＴ 锻 压 装 备 与 制 造 技 术 ２００６ 年第 ６ 期
模 具 ＤＩＥ ＆ ＭＯＵＬＤ
４ ３ ２ １
６０°
９０°
Ｒ５
３０°
３０°
１５°
图 ５ 消除“镰刀弯”结构 １．抬料块 ２．浮动导料钉 ３．挡料 块 ４．压料块 构后， 可有效消除级进模冲压时易产生的“镰刀弯”。 （ ６） 工位 １０ 零件头部包方预成形及尾部铆线部 位成形是本模具的关键工位之一， 因为该工位的成 形尺寸不但关系到零件的最终外形尺寸， 而且关系 到后续工序能否顺利成形。经分析， 如图 ６ 所示将头 部两边先弯成 ６５°， 则不但能确保最后的 外 形 尺 寸 符合要求， 且后续的舌部成形及包方成形能顺利实 现。同时， 由于零件较薄而且该工位为预成形， 对成 形尺寸的精度要求不高， 考虑到保障上模下行过程 中带料保持在同一平面， 故将成形凸模直接连同其 护套固定在卸料板上， 利用卸料弹簧力使零件成形。 在成形凹模中设计了成形镶块， 镶块下部装有直径 !１０ｍｍ 的 矩 形 弹 簧 ， 其 顶 出 力 由 螺 塞 调 节 ， 这 样 不 但能尽量减小成形的回弹量， 而且当开模时， 镶块还 可将零件顶出凹模， 便于带料的平稳送进。
模 具 ＤＩＥ ＆ ＭＯＵＬＤ
文章编号： １６７２－ ０１２１（ ２００６） ０６－ ００７２－ ０３
插座簧片多工位级进模设计
邹栋林 １， 谢黎明 １， 孟玉喜 ２ （ １．兰州理工大学， 甘肃 兰州 ７３００５０； ２．南通友星机电工业有限公司， 江苏 南通 ２２６００７）
摘要： 分析了插座簧片零件的冲压工艺， 阐述了采用多工位级进模生产的可能性， 介绍了冲压件的排样
３ 打两斜筋； 工位 ４ 冲“王”字形孔； 工位 ５ 冲异形废
料； 工位 ６ 是空工位； 工位 ７ 打扁及打凸点； 工位 ８
成 形 ４．４ｍｍ×０．８ｍｍ×０．３ｍｍ 的 两 个 圆 头 凸 筋 及“王 ”
字形孔处两边向上弯 ９０°； 工位 ９ 零件头 部 最 外 侧
预弯成形； 工位 １０ 零件头部包方预成形和尾部铆线
３．４－
０ ０．０５
，
５．９－
０ ０．０５
为其与塑料护套的配合尺寸，
并保证
装配后与护套间有 ０．２ｍｍ 的窜动量。同时， 该零 件
２ 排样设计 由于零件形状较为复杂， 为保证零件成形精度
还将与插头簧片配合以导通电流，
２＋００．０３、１．２
－
０ ０．０３
为配
合尺寸， 以保证插头簧
及条料在送进时的刚度和稳定性， 采用了图 ２ 所示
搭边冲裁凸模护套 ３５“． 王”字 孔 下 弯 凸 模 ３６，３７，３９．舌 部 成 形 凸 模 １、２、３ ３８．压 料 块 ４０，４１，４３，４４． 料两边各用一个浮动导料
包方成形凸模 １、２、３、４ ４２．小镶块 ４５．挡料块 ４６，４７，４８，４９．包方 成 形 凹 模 １、２、３、４ ５０， ５４， ５９．抬 料 钉的结构， 如图 ４ 所示。在
２８．５ ６５°
６５°
片的插入力不大于
１０Ｎ， 经 １０ 次 插 拔 后 拔
１９
出力不小于 ４Ｎ。由于零
３０°
９０°
１５０° ３０°１５°９０°
件材料比较薄， 尺寸小， 月需求量大， 故对模具 结构设计和冲压生产提
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １３ １４ １５ １６ １７ １８ １９ 图 ２ 工位排样
时， 仍然能灵活运动。
（ ３） 带料由高速冲床
１４
３８ 上的气动送料机构自动送
３９
４０ 进， 其步距精度由模具上
１３
４１ 的多个导正钉控制， 导正
１２
４２
１１
４３ 钉 间 的 中 心 距 控 制 在 １９±
１０ ９
４４
０．００２ｍｍ。
８
７
（ ４） 模具所有冲裁凸、
６
５
凹模都设计成镶块， 当刃
４
３
口磨损或需要更换时， 只
是保证零件与插头簧片配合时插拔力的关键； 工位
１６ 至 １８ 均为零件头部包方预成形； 工位 １９ 零件头
部成形至规定形状及尺寸。
３ 模具结构及特点
７２
ＣＭＥＴ 锻 压 装 备 与 制 造 技 术 ２００６ 年第 ６ 期
ＤＩＥ ＆ ＭＯＵＬＤ 模 具
１５１６１７１８ １９ ２０ ２１ ２２ ２３ ２４ ２５ ２６ ２７ ２８ ２９ ３０ ３１ ３２ ３３ ３４ ３５ ３６ ３７
高了模具的导向精度和相对位置精度， 又便于模具
的整体装配。此外， 利用安装板将模具固定在高速冲
床上， 有效保证了模具安装的平稳、可靠。
（ ２） 利用 ６ 个定距套可一起加工高度尺寸， 且能
获得较高精度的特点（ 精度可达±０．００５ｍｍ） ， 使卸料
板下平面对凹模上平面平行度较好， 保证了各凸模
在 与 卸 料 板 型 孔 或 护 套 的 配 合 间 隙 为 双 边 ０．０２ｍｍ
工， 利于保证两板上各型 孔间的相对位置尺寸。
（ ５） 在冲裁过程中， 为 了保证成形部分连同带料 的正常送进， 必须将带料
２２．异形孔冲头护套 ２３， ２４， ２５， ２６．打扁凸模 ２７．打凸点凸模 ２８．圆头凸筋凹模 ２９“． 王”字孔上弯凹 抬起悬浮于凹模表面。本
模 ３０．最外侧弯曲凸模 ３１．包方预成形凸模 护 套 ３２．包 方 预 成 形 凸 模 ３３．上 搭 边 冲 裁 凸 模 ３４．上 模具在初始阶段采用了带
２
１
需拆下局部镶块而不用拆
开整副模具， 便于模具的
６９ ７０ ７１ ７２ ７３ ７４ ７５
调整与维护， 提高了生产 效率。此外， 在固定板与卸
４５ 料板上设计了相应的凸模
４６ 护套， 这样不但能可靠保
４７ 证 冲 裁 凸 模 与 固 定 板 、卸
４８
４９ 料 板 之 间 ０．０２ｍｍ 的 配 合
５０ 间隙， 且由于护套外形简
方， 也是考虑到便于成形， 故将凸模成形部位设计为
Ｒ２ 圆弧面、６０°斜面、８°斜面逐步过渡的轮廓 （ 如 图
８ｂ 所示） ； 第 ３ 步与第 ４ 步在开始设计时凸、凹模尺
寸是一致的， 考虑到成形时回弹的不确定性， 故将第
３ 步的凸模设计成两个镶块的组合， 使这两个镶块
分 别 成 形 尺 寸 ３．４ｍｍ 与 ５．９ｍｍ， 以 便 根 据 试 模 后 第
设 计 、模 具 结 构 特 点 及 模 具 关 键 零 件 设 计 。 对 同 类 零 件 的 模 具 设 计 有 一 定 的 借 鉴 作 用 。
关键词： 机械制造； 多工位级进模； 设计； 排样
中图分类号： ＴＧ３８６．２
文献标识码： Ｂ
１ 零件成形工艺分析
出了特殊要求。显然， 如果采用单工序模具进行零件