接線端子數字化模具設計

武艷軍，唐 妍，袁 賽，張志豪，王 龍，魏介東

（南京交通職業技術學院，江蘇 南京 211188）

接線端子是一種實現電氣連接的配件，廣泛用于電力工程控制、機器設備控制、自動化控制、儀表設備等行業。級進模是壓力機的一次行程過程中，在不同工位完成數道工序的沖壓加工方法，具有生產效率高、加工精度高、機械化自動化程度高等優點[1]，接線端子金屬制件常采用級進模沖壓生產。

UG 具有三維設計、裝配、仿真等功能，是模具數字化技術常用的軟件之一[2]。其中，UG 專用模塊PDW（Progressive Die Wizard），是一種專業的級進模3D 設計模塊[3]，通過鈑金建模、帶料排樣、壓力計算、模架選用、沖裁鑲塊、成型鑲塊等一系列步驟，可以快速實現模具設計，使復雜的級進模設計流程變得簡便易實現，是模具企業選擇的一種級進模數字化設計模式。

1 端子沖壓工藝性分析

接線端子材料為無氧銅，料厚0.8mm，大批量生產。通過UG 中的鈑金模塊，對端子進行3D 建模，產品2D、3D 示意圖如圖1 所示。

圖1 端子產品圖

端子外形相對復雜、結構對稱，孔邊距符合沖壓工藝性要求，制件精度無特別說明，取經濟精度等級IT14，沖壓加工工藝性優良。

2 工藝設計

PDW 提供了毛坯生成器，可以對已創建的鈑金件進行毛坯生成，如圖2 所示為端子毛坯展開圖。坯料采用直排結構，如圖3 所示。

圖2 端子毛坯展開圖

圖3 端子坯料布局

端子坯料輪廓外形通過沖廢料而獲得，即中間輪廓通過2 次沖裁廢料而得，底部外形輪廓通過沖邊料廢料而得；沖孔廢料隨即成為導正銷孔。如圖4所示為廢料設計圖。材料利用率為53%。

圖4 端子廢料設計圖

PDW 提供條料排樣設計，可以把坯料布局和中間工部工藝合理結合起來，快速形成排樣圖，如圖5所示。共設有17 個工位，第1 工位沖?10 和?6 導正孔，第2 工位沖中間部分廢料，第3 工位空工位，第4工位沖中間剩余部分廢料，第5 工位空工位，第6 工位沖底部外邊緣輪廓廢料，第7 工位空工位，第8 工位底部外角預彎45°成形，第9 工位空工位，第10工位底部外角彎曲90°成形，第11 工位空工位，第12 工位底部內角預彎45°成形，第13 工位中間部位預彎45°成形，第14 工位空工位，第15 工位中間和底部內角彎曲90°成形，第16 工位空工位，第17工位落料。為了便于安裝各個沖裁、成形凸模鑲塊，本條料排樣設置了多個空工位。同時條料采用雙邊不等寬載體，前6 工位采用導正銷加導向浮料銷導向送料，后面工位均采用浮料銷抬料裝置。

圖5 端子排樣設計

3 模具結構設計

接線端子采用正裝級進模結構，各個沖裁凸模及彎曲成形凸模位于上模，用凸模固定板固定，相應的各個沖裁凹模及彎曲成形凹模采用鑲塊結構，固定在下模的凹模板上。模具采用彈性卸料裝置以便卸下箍在凸模外的邊料。前6 工位模具采用導料板、導向導料銷導向條料，7～17 工位采用浮料銷抬料，以便順利送進條料。模具采用導正銷實現精定距。上下模的開合模導向運動采用12 對滾動導柱導套實現。PDW 有強大的標準件庫，模架及標準緊固件可從重用庫中選用。圖6 為模具總裝配3D 圖。本模具中的沖孔凸模、凹模從PDW 系統中選用標準結構件，沖裁廢料凸、凹模采用PDW 用戶自定義中創建，各彎曲成形凸、凹模借助PDW 系統成形鑲塊設計中創建，各彎曲成形零件采用直通式結構，安裝時采用鉚接安裝在固定板上，如圖7 所示為各成形工序凸、凹模結構及位置示意圖。

圖6 模具總裝3D 圖

圖7 端子條料定位零件及各成形工序凸、凹模設計

通過UG 中制圖模塊，把端子三維圖轉換為二維工程圖，圖8 即為端子2D 總裝圖。同時借助軟件可以生成模具零件清單，即BOM表。

圖8 端子2D 總裝圖

4 結論

運用UG 中的PDW 功能模塊對端子進行級進模數字化設計，從零件建模、坯料生成、條料排樣設計、廢料設計、成形鑲塊設計、模架調用、標準緊固件等調用這一系列流程，快速實現復雜制件的模具結構設計，并能對其進行數字化仿真，直觀明了，大大提高模具設計效率，增強模具企業競爭力。