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U U 型接触片高速冲压多工位级进模设计与制造
王可胜1,2
，董定福 1
，李文胜 2 （1.合肥工业大学，安徽合肥 230009；2.深圳怡景五金制品厂有限公司，广东深圳 518103）
[摘要]针对 U 型接触片的技术要求,确定了合理的冲压工艺方案,阐述了该多工位级进模设计要点,产品质量达到设计要求。同时,还介绍了楔块装置及磷铜薄片整形的微调装置。
关键词: U 型接触片
级进模
弯曲 整形 High- - speed pressing and multi-position progressive die design for U type contact plate WANG Ke-sheng1,2 ，DONG Ding-fu 1 ，LI wen-sheng 1
(1.Hefei University of Technology，Anhui，Hefei 230009，China； 2. Yu King Industrial Limited，Guangdong，Shenzhen 518103，China)
Abstract: The fine stamping process scheme was determined and t he corresponding multi- - position progressive die design was stated according to the technical request. The quality of the part met the requirements of design. And meanwhile, introduced wedge device and sizing device for phosphor bronze thin plate.
Key word s: U type contact plate ；
progressive die ； bending ； sizing
一 零件工艺分析 Fig.1 所示的 U 型接触片是一种复杂的充电器接触弹片,材质为磷青铜,牌号为C5210-1/2H,料厚为 0.2mm.未注尺寸公差为±0.1mm.该工件形状复杂,通过详细分析,存在的问题及难点有: 1）冲废料冲头窄小，易断 2）触头部位成形难，尺寸 R3±0.1 难保证 3）U 形部位窄小且该处还有向内凹成形，尺寸 1.6±0.1，0.11±0.1 较难保证。
该工件是大批量生产,质量要求高,若采用单工序模不仅工艺繁琐,无法满足客户按时交货要求，而且质量也很难保证.因此采用高速冲压多工位级进模. 二 排样图设计 通过与客户多次协商及各种排样方式的比较，最后得到一种较理想的排样图（如
Fig.2）该排样料宽 32mm;步距 12mm,共设计 21 个工位（不含 11 个空步）。其工位分别为: （1）
冲导正孔（2）冲孔 （3）
切边料及冲孔（4）切边料 （5）冲触头包（6）切边料（7）向上成形 90。（8）
向下成形 90。
（9）
向上成形 90 。
（10）
触头位向上成形 90。（11）楔块成形 90。
（12）
整形（13）
楔块向内成形 5 。
（14）
向上成形 70。
（15）弯曲整形 （16）
切边料（17）
向下成形 30。（18）
向下成形 2.5。（19）
切边料（20）
向上成形 90。
（21）
落料 在第一工位冲完导正孔后,以后每步都采用浮升导正销导正，同时，采用非常精确的数控自动送料装置，其送料误差为 0.01mm。目的是提高定位精度和送料精度。
三 模具设计特点 1．模具结构设计及制造 1.1 对高速冲压模具而言，模具的导向精度要求非常高。如 Fig.3，该模具采用可拆式、三板式四导柱精密模架，这样设计不但方便模板加工，而且更主要的原因是考虑到在高速冲压条件下导柱、导套通常较易磨损，便与及时更换。同时，凹模板和卸料板采用 8个小导柱、8 个耐高温铜合金导套导向,这
样设计确保模具精密导向。
1.2 如 Fig.3（10、14），采用 4 个Φ42 上、下限位柱装置。这样设计可以确保模具的冲裁 深度始终保持不变；维持上、下模板的平衡性，保证卸料板同上、下模座的平行度；保护设备及模具不被损坏。
1.3 为了保证精度要求和便于维修、快换，模板的设计、制造及装配如下：
（1）
凹模与卸料板采取完全镶拼式，镶件通过 M4 螺钉固定,其上设起拔螺孔,便于拆卸更换及调模。所有凸模、凹模、镶件均采用进口慢走丝线切割加工，再用光学磨床研磨至图纸尺寸。
（2）
对于弹簧的固定，设计了卸料螺钉及弹簧垫片锁紧弹簧装置，可以保证卸料力均匀，防止弹簧变形倾斜，保护导向装置。同时，可通过调节卸料螺钉的高度来调节弹簧的预压力。
（3）
采用了分离式等高套筒结构（如 Fig.3 ,13）。它具有强度高，互换性好等特点，与上模座采用间隙配合，能使上模座与卸料板保持平行，从而提高导向精度。
（4）
凸模采用浮动固定方式，同固定板的双边间隙 0.01~0.02mm。其圆形冲头采用顶杆及两个基米螺丝固定，异形冲头挂钩装置，自下向上用 M4 螺钉固定在上垫板上。这样的快换结构较大地节约更换凸模时间。
（5）
凸模与卸料板采用双面 0.005~0.01mm 间隙配合。
（6）
镶件与拼合后型腔采用 0~0.003mm 过盈轻压入配合。
2. 模具设计要点 1) 异性冲头的优化设计 （1）
将异性冲头非工作部位加粗至适当尺寸（如 Fig.4），尽可能降低该冲头工作部位的自由长度，防止受压失稳而折断。
（2）
在设计排样图时，采用了分段切除废料，这样设计降低了凸模的冲裁周长，从而降低了冲裁力。分段切除顺序的确定方法如下：根据 K=W/P 其中 W 为抗弯截面模量，反映了凸模的尺寸
因素大小。P 为冲裁力。在其它因素相同的条件下，K 值越大凸模越不易折断，确定了分段切除的工位后，按 K 值大小依次切除。
2）弯曲整形的微调装置 (1) 触头部位成形难，尺寸 R3±0.1 难保证。为此，做了三次实验，决定采用工位 5、工位 10、工位 14、工位 15 的工艺流程。此流程工位 14、15 是关键，因此采用了微调滑快装置（如 Fig.5,Fig.6）, 此装置能使触头部位成形变得容易、尺寸 R3±0.1 稳定，而且调模方便。
(2) 磷铜薄片回弹角较大，为了保证 1.6±0.1，设计了工位 7、8、9、11、12。考虑到每批来料硬度不同，为了方便调模、快速调模，其中工位 7、8、9、12 都设计了微调装置（如 Fig.9）。以工位12 为例给出详细图(见 Fig.7),实践证明此结构节约了较多的调模时间，提高了生产效率。
(3) 经过综合论证，决定在 U 型成
形后采用楔块及微调装置来保证 0.11±0.1（如 Fig.8），此结构具有侧向成形精度高及微调两种功能，同时方便、快速调模。
四 结束语 该模具出口法国后，经过大批量生产，产品达到图纸要求，生产效率较高，受到客户好评。模具结构新颖，导向精度高，为今后类似产品的模具设计与制造积累了经验。
参考文献：
[1]
邱永成.多工位级进模设计[M].北京：国防工业出版社，1997. [2]
万胜狄.金属塑性成形原理[M].北京：机械工业出版社，1995. [3]
吴诗淳.冲压工艺及模具设计[M].西安：西北工业大学出版社，2002. 作者简介：
王可胜（1971－ ），男，安徽合肥人，在读硕士研究生，高级工程师，主要从事模具 CAD/CAE/CAM以及表面工程方面的研究，地址：深圳市宝安区福永镇怀德怡景厂，邮编：518103，电话：（0755）27392872-221, E_mail：kswong@yuking.com.cn