畢耜寶

摘要：銅壓線框在電器柜的接線端子中為常用零件，市場需求量很大，按傳統(tǒng)的機加工方式效率低下，加工成本很高，通過工藝技術(shù)革新將自動化與沖壓工藝結(jié)合的加工方式加工，可很大程度上提高生產(chǎn)效率，可滿足市場需求;闡述工藝方案及與之對應的模具結(jié)構(gòu)、配套設(shè)備。

關(guān)鍵詞：銅壓線框;自動化與沖壓工藝;工藝方案;模具結(jié)構(gòu)及配套設(shè)備

1.引言

該產(chǎn)品是電器柜上用的接線端子中壓線連接裝置，其材質(zhì)為快削黃銅C3601H，原材料采用4mmx7mm型材，具體結(jié)構(gòu)如圖一所示，該產(chǎn)品工藝的難點在于2.65x3.65的方孔的加工上，生產(chǎn)效率能否提高，產(chǎn)品質(zhì)量是否穩(wěn)定很大程度上取決于此，故為此設(shè)計了機械加工自動化與沖壓模具加工相結(jié)合的加工工藝方案，具體分為自動下料工序，自動沖壓工序，自動攻絲工序。其中，在自動下料工序需要將產(chǎn)品上兩個垂直面上M3螺紋孔的底孔與過線方孔的預孔加工完成。

2.自動化加工及沖壓加工

整個工序分為自動下料工序，自動沖壓工序，自動攻絲工序，因該產(chǎn)品的工藝難點在壓線方孔的加工，所以這里將重點闡述自動化連續(xù)沖壓工藝及相應的模具結(jié)構(gòu)。

2.1下料工序半成品如圖二所示

下料工序所需設(shè)備為自動下料機（兩垂直面鉆孔及鋸斷三合一），型材送料機。

沖壓前如半成品圖所示，實現(xiàn)連續(xù)沖壓的條件是在預沖方孔前必須在自動下料工序階段完成φ2.1底孔的加工。下料工序的工作步驟是○1截面為4X7的型材卷料放置在料架上，經(jīng)過型材送料機的校直后，同時向指定方向送進?！?當型材送到自動下料機指定位置時，感應信號就會傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)就會按照先加工φ2.5孔再加工φ2.1孔貫穿，然后精確鋸斷下料。

2.2自動連續(xù)沖壓工序

下料工序的半成品完成后，就進入到自動沖壓工序，具體工藝為預沖孔1，預沖孔2，預沖孔3，沖孔4，共計4道工序完成2.65x3.65壓線方孔的沖壓加工，如圖三所示，

本道工序的順利完成需要JB04-2T臺式?jīng)_床一臺，專用沖孔模具一副，振動盤自動送料系統(tǒng)一套，聯(lián)動控制系統(tǒng)一套。

大致工作過程包括：下料工序的半成品被添加到振動盤的料斗中，被定向有序排列后，逐步送到連接模具的橫向?qū)Я喜蹆?nèi)，排隊等待進入橫內(nèi)指定位，為了確保待加工零件能夠到達指定位，特意增加氣缸外力打入輔助機構(gòu)，其控制動作應與模具的沖壓開合動作協(xié)調(diào)一致。故由聯(lián)動控制系統(tǒng)統(tǒng)一發(fā)出信號，即在沖床行程由下死點上升模具上、下模分開后至行程升到上死點過程中氣缸必須完成在橫向?qū)Я喜蹆?nèi)送料動作，以保證行程下行合模后，由模具內(nèi)置機構(gòu)完成沿模具工位軸線方向的縱向送料，近而保證各沖孔工序依次有序按指令完成。

2.3模具結(jié)構(gòu)

該產(chǎn)品能夠采用沖壓方式完成壓線方孔的關(guān)鍵取決于沖孔模具的結(jié)構(gòu)，為了滿足工藝要求及產(chǎn)線的設(shè)計指標，本套模具采用了振動盤排料輸入加氣缸橫向送進導料槽，模具內(nèi)部滑塊精確縱向送料，側(cè)面彈壓精確定位的方案及模具結(jié)構(gòu)。如圖四所示，整個模具由導料板下模板，斜滑塊進給機構(gòu)，其中，導料板上裝有側(cè)面彈壓機構(gòu)，充分利用導料板的厚度空間，在其內(nèi)部特定位加工成4個彈壓機構(gòu)位置，為送進工作位置的待加工零件精準定位。從圖上可見導料板上的送料槽分為相互垂直的兩個方向，一個是橫向，一個是縱向，橫向是將振動盤有序定向排列的物料送入模具內(nèi)，縱向是將進入模具內(nèi)的待加工物料按既定方向，逐步移到加工工位，并按序加工后，最終移出模具，具體動作過程見圖中所注動作序號。

其動作過程為：

1）隨沖床滑塊升到上死點，模具處于打開狀態(tài)。

2）振動盤有序排料輸入。

3）當物料到達指定位置時，氣缸接收到信號，按指令向前動作，完成一次橫向送料。

4）沖床滑塊下行，模具在閉合的同時有內(nèi)置斜滑塊完成縱向精確送料。

5）模具繼續(xù)下行，完成沖孔動作，同時橫向送料氣缸回程。

6）模具隨沖床滑塊上升后，上、下模分離，斜滑塊復位，導料槽內(nèi)留出一個的物料存儲空間等待橫向送入。

以上6個動作循環(huán)進行，模具按照開、合、開的順序執(zhí)行。

模具中的輔助彈壓定位裝置及斜滑塊結(jié)構(gòu)為重點結(jié)構(gòu)， 為了減少每個預沖孔工位的送料誤差，每個工位上都設(shè)置輔助彈壓定位裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示，由球頭頂針，彈簧，導料板組成，工作原理為空位時球頭頂針在彈簧的彈力下處于釋放狀態(tài)，當通過模具內(nèi)斜滑塊剛性送料至沖孔工位時，球頭頂針的頭部就會頂入產(chǎn)品的M3螺紋孔的底孔位置，在彈簧的壓力下將加工零件牢牢鎖住在工作位置，以保證沖孔的位置精度。

斜滑塊送料機構(gòu)是由主動滑塊，從動滑塊，復位彈簧，后擋板等零件組成，如圖五所示，該內(nèi)置滑塊結(jié)構(gòu)，同常規(guī)結(jié)構(gòu)稍有不同，主、從滑塊接觸斜角分別是30°，60°，但從動滑塊的復位彈簧采用內(nèi)置式，主要考慮到節(jié)省模具空間，充分利用了滑塊工作行程短的特點，為保證整套滑塊機械動作的穩(wěn)定性，在從動滑塊底部開有儲油槽，可以使滑塊得到持久的潤滑，工作過程中推進、復位靈活，無卡滯現(xiàn)象，進而保證縱向送料的有效性，主動、從動滑塊的加工工藝采用線割加工外形留余量，磨床加工到尺寸，充分保證工作面的光潔度，盡而減少摩擦阻力，滑塊的材料采用Cr12MoV，淬火HRC55～60，主要考慮到該機械動作頻繁，磨損程度大，故采用硬度高而磨性好的模具鋼。

考慮為保證滑塊移動尺寸的精準度，該機構(gòu)在主動滑塊同從動滑塊接觸時，增加后擋板，抵消反作用力，保證主滑塊的位置精度。

其工作原理，當模具下行至指定位置時，從動滑塊在主動滑塊的推動下，將氣缸推入在橫向?qū)Я喜蹆?nèi)半成品完成縱向剛性送料至工作位置，并在整個沖壓過程中處于對送進半成品的止鎖保持狀態(tài)，當模具完成沖孔工序回程時，主動滑塊與從動滑塊逐漸脫離，從動滑在復位彈簧的作用下復位，等待下一個工作循環(huán)。

2.4整套模具按JB04-2T臺式?jīng)_床配置設(shè)計，由模柄，上模座，上墊板，凸模固定板，半開式導料板，凹模板，下墊板，下模座組成【1】，如圖六所示。

整副沖孔模，采用內(nèi)置導柱導向，呈對角布置，并且模具缷料方式為剛性脫料，導料板的工作面采用“7”字形，當沖孔完成模具上升時，起到將產(chǎn)品從沖孔凸模上刮下的作用。因此，本套模具的導料板不同于以往常規(guī)設(shè)計，材料采用Cr12MoV，并進行熱處理淬火，硬度HRC55～60，待加工零件接觸的工作面要求磨加工表面粗度Ra=0.8，目的是保證導料板具有足夠的硬度及耐磨性，并能夠讓產(chǎn)品在兩塊導料板形成的半封閉空間內(nèi)效滑動，以保證待加工零件每步送進的有效性，不發(fā)生因阻塞現(xiàn)象而導致故障停機。另每沖孔工位的沖孔凸模，因其截面尺寸限制，設(shè)計時考慮增加沖孔凸模的剛性，盡量避免折斷現(xiàn)象，重點從以下兩個方面著手：一是，根據(jù)模具行程盡量控制凸模的長度在45mm ～ 50mm之間，避免因縱向失穩(wěn)而發(fā)生折斷;二是，方形沖孔凸模的四個沖切工作面應保證光潔度，盡量減少沖裁時的摩擦生熱，上墊板材料為Cr12，熱處理淬火后硬度HRC50～55，對沖孔凸模起到足夠的支撐作用。

沖孔工位的凹模部分采用鑲件方式，便于更換維修，節(jié)省成本，考慮地該產(chǎn)品生產(chǎn)量很大，鑲件材料采用SKD11，刃口加工采用中走絲線切割方式，同時，為保證凹模鑲件有足夠的支撐強度，下墊板要求采用Cr12材料，熱處理淬火硬度HRC50～55，上下模座材料為45#鋼。

3.結(jié)束語

通過本次對銅壓線框的加工工藝方案改進及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，很好地將自動化與傳統(tǒng)沖壓加工結(jié)合在一起，本次實現(xiàn)了對傳統(tǒng)沖壓的工藝的更新，同當前的工業(yè)智能化緊密相連，為后續(xù)的產(chǎn)品加工藝革新積累了經(jīng)驗，同時達到了預期的設(shè)計目的，提高了生產(chǎn)效率，解決了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的加工難點，為類似產(chǎn)品的加工方式提供了新的思路，為進一步探索智能化生產(chǎn)在傳統(tǒng)加工行業(yè)的應用方面提供一定的借鑒。

參考文獻

[1]王孝培.模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計.實用沖壓技術(shù)手冊，2001.3：216—297