接插件級進模設計研究

朱正才，劉 婷

（南京交通職業技術學院，江蘇 南京 211188）

0 前言

接插件如圖1所示，材料H62M優質黃銅，厚度0.5mm，生產批量50萬件。該制件是電子產品中重要的零件之一，也是應用較廣泛的零件。其尺寸小，形狀復雜，沖壓成形中存在著定位困難、操作不方便等缺點。為高質量地生產出該零件，需對其成形工藝做深入研究，找到最佳工藝方案，以滿足生產需求。

圖1 接插件零件圖

1 沖壓工藝性分析

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

（2）零件結構：該沖壓件需經沖裁和多次彎曲才能成形，成形有一定難度，主要是成形結構不對稱，增加了沖壓成形難度。

（3）尺寸精度：圖中零件尺寸均未標注公差，按標準取為IT12級，符合一般級進沖壓的經濟精度要求，模具精度取為IT9級即可。

（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：圖示零件包含四個彎曲部位。各彎角處的彎曲圓角半徑均為R0.5mm，根據彎曲工藝性數據知，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、沖孔和彎曲三個基本工序，可采用以下三種工藝方案：①先沖孔，后落料，再彎曲，采用單工序模生產。②沖孔—落料—彎曲復合沖壓，采用復合模生產。③沖孔—彎曲—落料連續沖壓，采用級進模生產。

（2）工藝方案分析

方案①模具結構簡單，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，工件尺寸的累計誤差大，操作不方便，不安全，生產效率較低，難以滿足零件大批量生產的需求。

方案②由于零件有四處彎曲，模具結構比較復雜，生產效率高，精度也能保證。

方案③由于采用級進沖壓，工序分散，使得模具結構相對方案②簡單，模具壽命也較長，生產效率高，零件精度也能保證，但步距控制要求嚴格。

綜合以上分析及考慮零件的尺寸、精度和生產批量，決定選擇方案③，即采用沖孔—彎曲—落料連續沖壓，采用級進模生產。

3 排樣設計

排樣圖設計是多工位級進模設計時的重要依據。排樣圖設計的好壞，對模具設計影響很大。排樣圖設計得不合理，會導致制造出來的模具無法沖制零件[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、零件的排樣方式、模具步距的公稱尺寸、條料載體的設計形式等一系列問題。在本模具中，排樣設計總的原則是先沖切廢料，然后彎曲，最后切斷，并綜合考慮模具強度、剛度及結構的合理性。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系。毛坯排樣方案對材料的利用率、工件質量、模具的結構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、對排、無廢料排樣、多排、混合排[2]。

根據該零件結構特征，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）是采用條料外側作為載體，零件是豎直對齊排列，由于載體在零件外側，因此零件四周沒有毛刺。

方案（2）是零件橫向對齊排列，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 級進模結構設計

級進模是依照排樣圖，將零件按照一定關系裝配而成的有機整體。模具的優劣很大程度上體現在模具結構上，因此級進模的結構對模具的工作性能、加工性、成本、周期、壽命等起著決定性作用。

（1）正倒裝結構：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進模沖壓，因此選用正裝式結構。

（2）導向方式：由于本零件的生產是大批量生產，為確保零件質量及穩定性，選用滑動導向模架。由于已選定采用手工送料，為便于操作，選用對角導柱式模架。

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

（4）模具結構示意圖：根據已確定的幾項結構，本零件沖壓級進模結構如圖5所示。

圖5 接插件級進模

經過加工、裝配、試沖，該模具生產出合格零件，完全滿足生產需求。

5 結論

在級進模設計中需要注意以下幾個問題：

（1）編制合理的沖壓工藝。做到理論聯系實際，具體問題具體分析。

（2）合理選擇排樣方式。排樣設計是級進模設計的關鍵，是決定模具結構、性能及經濟性的主要因素之一。

（3）選擇合理的模具整體及局部結構。模具整體及局部結構多種多樣，選擇何種結構，要結合所設計模具的優越性及經濟性來綜合考慮。

采用多工位級進模沖壓生產，是小型、復雜、大批量生產首要選擇，對保證產品質量、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[M].北京：機械工業出版社，2012.

[2]王孝培.沖壓設計資料[M]（修訂本）.北京：機械工業出版社，2012.