封裝蓋卷口零件連續模設計調整與維護

余喚春，高宏廷，何學勇，李海濤

1. 設計簡介

小型電子元器件組件普遍外形尺寸小，外觀質量及精度要求嚴，產量極大，封裝蓋就屬于此類品種，針對上述特點開發高精密、一出三連續模進行生產較為適合，一來可以提高材料利用率，二來可充分發揮機床效能，提高生產效率。但這種組件材料選用厚度為0.25mm不銹鋼帶，為使產品具備良好的強度及抗變形能力，同時便于后序組裝，特意將其口部設計成向內翻卷成形，如圖1所示。

連續模沖壓生產當中工序件要依靠條料作為載體進行傳遞，通常在最后一個工位才安排將零件切離條料。而封裝蓋口部要向內翻卷成形就必須先沿著法蘭根部半斷開，但拉深件又只能靠法蘭（余料環）充當載體與條料連接，這就意味著零件從落料復位一直到出件都要牢牢卡緊在余料環中逐步進行傳遞。沖壓時任何一個制件脫離載體掉落，都會造成模具損害，這樣模具對設計、加工、調整、維護都帶來了新的挑戰，尤其是在設計和調整上，有待克服問題較多，我廠付出了很大代價才完成了研發任務，現將我們的經驗總結出來與廣大模具同仁共享，希望今后能為大家提供一些幫助。

圖 1

2. 國內研發現狀

此種模具只在國內個別企業中研發成功，但僅能夠做到一出一，由于考慮到一致性（互換性）要求將使模具加工難度進一步加大，無法錯開位置逐排實現光電檢測等一系列困難，所以放棄了一出三工藝排樣方案，甚至連一出二方案也不采用，而其沖壓速度最快可提高到200次/mi n（實際沖壓速度為180次/min），與我廠模具生產效率相比低很多（我廠一出三連續模按規定沖速不低于100次/mi n，交驗時曾經做過提速測試，已經超過130次/mi n，由于裝配鉗工不愿再用昂貴模具冒著巨大風險來做試驗，驗收方也不支持故提速測試沒繼續下去，到底還有多大提速空間也就不得而知。

3. 研發過程

（1）試驗與調研 按預想方案先設計加工一副試驗性質01#、02#封裝蓋連續模進行多次試沖驗證，再根據具體情況進行局部調整修改，逐步摸索出有用的數據，優化提煉出一些好的方案，最后推廣應用到類似的幾副模具上。具體設計方案排樣如圖2所示，模具裝配如圖3所示。

6副模具（兩種）增加產值188萬元，保守估計5年內產生社會效益至少擴大10倍以上，如果模具維護良好，總壽命可達10年。

（2）論證過程 卷口成形時余料環可否充當載體？論證的主要內容：①論證依據：假如是過盈配合就一定能卡緊。②理論依據：只要控制好殼體零件沖切圓尺寸，以適當方式擠壓余料環使其內孔產生收縮變形。另外，至少保持零件卷口成形時，外徑不發生收縮就可以做到兩者過盈配合。③實踐依據：從試模情況來看，夾持力大小取決于壓邊凸筋高低寬窄、凹模內腔形狀及表面粗糙度、切口大小、半斷開深度及零件大外圓變形量。總之，壓邊凸筋越高、凹模內腔越大、底部R越小、表面粗糙度越低、切口圓直徑越小、半斷開深度越淺零件就卡得越緊，相反則越松弛。

圖 2

圖 3

（3）主要問題及解決 第一，最大難題就是零件脫落，由于材料厚度僅0.25mm，產品最大外圓高度尺寸為0.2mm，扁平制件要在條料上卡緊并運送，一旦掉落，將會對模具造成比返廢料更為嚴重的危害。解決措施分兩步：其一，卷口成形始終不脫離條料，在卸料板鑲套或凹模型腔外周邊設置一圈0.1mm高凸筋，同步擠壓環形余料使其內孔收縮卡緊產品，保證產品隨條料振蕩運行而不至于脫落。當然，卡緊力要調整適當，太小產品會被頂落或振落，過大又會阻礙材料下行流動，增大卷口變形阻力，影響外圓尺寸，并且產品表面會留下印痕，破壞外觀。其二是安全措施，即設置下死點檢知器，一旦出現產品脫落的情況，機床可立即制動避免二次疊料。

第二，反拉深零件底部卷口前如果徹底切離法蘭邊就無法復位運送至下道工位，解決辦法為：先留0.05mm厚度不完全切斷，送到卷邊工位后，順裂口強制挫斷并繼續下壓內翻卷口，但始終不脫離余料圈。

第三，產品與環形余料刮蹭會產生絲狀廢屑影響表面質量，尤其是初次卷口工位。解決辦法是在法蘭環根部R盡量小的前提下合理設置沖裁間隙避免產生虛毛刺，同時加設吹氣裝置。

第四，排氣孔位置調整。因排氣孔是拉深過程中由預孔自然變形形成，預孔位置決定了氣孔中心位置是否正確，不可能一次定準確，試模時需要進行調整，但要盡量避免板件報廢。最佳方案是模具采用鑲件式結構，留有余地，便于今后修改。

第五，兩頭漏料孔最大距離超過機床板孔300mm長，解決辦法為：下模座底面加設滑板，將沖孔廢料導入臺板大孔排出。

第六，卷口凹模，導向套型腔很小，尺寸、形狀精度要求極高，材質均為硬質合金YG20C，不能切削加工，受磨頭制約坐標磨床無能為力，考慮到強度因素也不宜拼合，只能采用電火花加工，而電火花機床加工精度滿足不了技術要求，我們經過反復研討制定出如下工藝路線。第一步投毛坯，內孔、外圓、端面粗磨見光，把外形加工周正。第二步電火花拉直搞平找正中心粗、精打型腔。第三步鉗工修光型腔。第四步坐標磨以型腔搞正磨中孔。第五步精車研磨頭。第六步鉗工拋光研磨頭并配心軸插進凹模中孔導正修研、拋光凹模型腔，保證同軸度、平行度、尺寸精度等要求。第七步穿心棒磨外圓，同軸度誤差小于0.005mm，第八步以外圓和型腔為基準磨兩端面，保證型腔深度尺寸，總高尺寸及垂直度要求。第九步以外形為基準曲線磨磨凸筋。第十步鉗工孔口倒R并拋光。總之，以科學合理的常規手段彌補了設備的不足，達到了互換性條件。

第七，沖預孔廢料堵塞。排氣預孔直徑約0.7mm，沙粒般大小，根據以往的經驗，這種細小的圓形廢料最容易堵塞背口，加上條料上涂滿了拉深油，更容易粘接成團，即使把背口開大也不管用。解決措施只能加高壓空氣吹，使凹模背口產生負壓，廢料就無法存留堆積，有效防止了細長凸模遭鐓壓而折斷。

（4）模具使用與維護重要守則 模具閉合高度要始終保持一致，并做好記錄以此作為調整的基準。限位柱高度不能隨意變動。

以下關鍵模具零件高度尺寸應保持不變，開刃、磨削后用淬火墊片墊回到原來高度：①一次拉深凸凹模鑲件。②二次拉深凸凹模鑲件。③整形凸凹模鑲件及頂桿。④半切斷凸凹模鑲件（很重要）。⑤一卷凸凹模及卸料板鑲套。⑥二卷凸凹模及卸料板鑲套。⑦半切斷凹模刃口每次倒鈍時R大小要與以前修研一致。

安全第一，下死點檢知器靈敏度調至5～6mm，嚴禁關停。吹氣管保持接通。拉深油供應量控制在每4～5沖次一滴，嚴禁干沖。

4. 結語

模具設計要靈活應變，針對不同情況應當采取不同措施給予解決。事先將整個運行過程，包括模具動作控制、材料受力變形狀況等考慮清楚，再開始實施設計，即使是過去從來沒有搞過試驗性質的試制模具，只要不違反設計原則，成功機會很大。