图1所示为发动机连接器接触件部分,在发动机中起着连接和信号传输的作用。 零件材料为C5210磷青铜,材料厚度为030mm,硬度高,抗疲劳性好,耐腐蚀,弹性好。 零件的折弯焦点控制尺寸公差为 003mm,角度公差为1°,零件与发动机底座不能磨损、变形,需要满足弹性要求,相对位置无偏差。 零件生产批量1000万件,冲床速度200倍,模具使用寿命2000万次,零件形状复杂,精度要求高,生产批量大,要求凸凹模镶件易于拆卸,在模具制造中具有良好的互换性。
零件的右端为“M”形卡槽,中间形成凸壳,便于夹紧销钉,因此需要材料弹性。 零件可自由弹出嘴,组装后口部贴合有弹性。 零件形状复杂,关键控制尺寸公差要求高,表面需要清洁,不应有划痕和磨损,弯曲处不应有裂纹和皱纹。 由于零件的弯曲高度较高,起升高度也很高,并且冲模速度控制在200倍,为了保证零件的成型质量和生产效率,决定采用级进模进行生产。 (1)图2为零件的局部形状,左右弯脚受到干扰,因此对折弯成型的顺序有要求,需要提前成型“U”形,但“U”形是提前完全到位的,在进行最终折弯时会导致模具强度下降, 因此,在最终成型时,只能使用无冲头刀片进行折弯。
2)图3所示零件局部形状成型的难点在于支脚弯曲高度高,导致模具提升高度高,模具弯曲和抽芯较多,抽芯行程较长。
为了提高材料利用率,首先选择倾斜布置方式,将待成型的零件旋转10°30°,在零件拉芯时考虑工位的布置。 载体的位置选择在平坦区域不弯曲,需要保证载体有足够的强度,以保证模具生产的稳定性,局部套料方案如图4所示。
零件的整体套料如图5所示,待成型零件倾斜20°,成形工艺包括落料、下弯、抽芯向下弯曲、杠杆向上弯曲、成型、抽芯成型、侧弯成型等。 为了保证载体的强度,使载体的连接面积最大化,还采用了“框架”结构,使载体形成一个封闭的框架,以保证升降、送料和成型的可靠性。 由于零件的成型步距较大,因此设置了成型工位,以校正钉子进行校正; 为了保证关键弯曲尺寸,在零件重要尺寸的成型工位处设置了微调机构。 零件的主要成型工艺如图6和图7所示。
1)向下弯曲:在中腿和中腿上形成“U”形弯曲。(2)摆式弯曲:采用摆动弯曲结构,通过两个作用向下成型87°。 (3)抽芯弯曲:向下弯曲模具采用可动结构,由于成型后零件缠绕在模具外侧,为了实现开模后的提升和送料,模具设计为移动结构。 (4)杠杆弯曲:弯曲是向上弯曲,先压紧剥离器,利用卸料行程传递到杠杆,实现向上弯曲。 (5)弯曲:向下形成“M”卡槽和脚的中间侧。 (6)向下弯曲:在“M”卡槽中向下形成内腿。 (7)铁芯弯曲:向下弯曲模具采用可动结构,便于提升和送料。 模具结构如图8所示,导柱采用滚珠导柱,为了实现凸凹模的快速更换,冲头采用压板结构,卸料弹簧安装在上支撑板上,剥离板可直接拆卸更换冲头,无需取卸料弹簧。 用侧导轨向下压压模具嵌件,取下相应的侧导轨后,从背面敲击孔即可取下模具嵌件。 由于零件弯曲较多,公差要求高,因此零件在弯曲后具有微调结构,便于尺寸调整。 当模具合模时,将带材校正并附着在凹形模板上后,楔块随上模向下移动,推动滑块上的抽芯模将其放置到位,上模继续向下驱动成型冲头完成折弯。 之后,弯曲冲头后退,楔块后退,滑块在复位弹簧的作用下带动模具镶件退出,物料被提升并进料。 为了缩短出模行程,先用压棒将带材校正压在模具表面,楔块推动滑块带动拉芯模具嵌件就位,剥线板压紧带材开始弯曲。 铁芯拉力和压杆结构如图9所示。 当弯曲处有短腿,弯曲角度小于90°时,常规结构无法一次形成,因此采用摆杆机构,如图10所示。
成型步骤分解如下:第一步摆动冲头在剥线机的引导下实现待成型零件的弯曲; 第二步冲头继续向下移动,在模具镶件斜面接触下实现摆动弯曲,结构简单,调整方便可靠。 模具板材质为SKD11,固定板、剥离板和凹模板型孔采用慢线加工,导柱和导套孔采用坐标磨床加工,精度为0002mm。模具内的冲孔成型件采用进口粉末高速钢,经慢走丝、成型磨削和光学曲线磨削加工而成,精度为0002mm。如图11所示,折弯冲头采用粉末冶金高速钢,具有材料硬度高、颗粒细小等优点。 采用线切割、成型磨削和光学曲线磨削,成型场所的粗糙度值为Ra01m,经过研磨抛光后,由钳工研磨抛光,再涂上DLC涂层(类金刚石涂层),可延长折弯冲头的使用寿命,减少折弯磨损,提高零件的成型质量。
零件是连接器的典型代表零件,模具结构得到了改进和优化,解决了弯脚高、扬程高、卸料行程大的问题。 经生产实践验证:模具生产稳定,动作可靠,对同类零件的成型有一定的参考作用。 原作者:尤健、朱勋、侯毅。
作者单位: Chengdu Hongming Shuangxin Technology Co., Ltd. ***