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繼電器銜鐵零件的工藝探討

2013-03-05 07:49:12孔昭雍史學(xué)飛
機電元件 2013年6期
關(guān)鍵詞:落料壓力機繼電器

孔昭雍,史學(xué)飛

(陜西群力電工有限責(zé)任公司陜西寶雞721300)

1 引言

該繼電器產(chǎn)品屬于微型高可靠射頻密封直流電磁繼電器,外形尺寸為 Φ9.53mm ×8.51mm,由16個零部件組成。其繼電器機構(gòu)的各個零件,形狀較復(fù)雜,尺寸都非常小,尺寸精度要求高。銜鐵零件作為繼電器零部件中的一個關(guān)鍵件,是繼電器實現(xiàn)其切換功能的重要零件。根據(jù)零件尺寸及結(jié)構(gòu)特點,擬采用沖壓分工序方式進行生產(chǎn)。本文通過分析零件的結(jié)構(gòu)特點及沖槽成形工藝難點,介紹此類零件沖壓成形工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的可行性。

2 零件結(jié)構(gòu)特點

該繼電器銜鐵選用的零件材料為電工純鐵板DT4E,其電磁性能優(yōu)良,具有良好的延展性,是目前電磁繼電器最常用的磁性材料,如圖1所示。零件材料厚度為0.30mm,形狀左右對稱,兩側(cè)0.25mm寬凹槽成形比較困難。沖壓零件工藝性要求,零件凸出或凹入部分的寬度和深度,一般情況下,應(yīng)不小于1.5倍的材料厚度,同時應(yīng)避免有窄長的切口和過窄的切槽,而該零件兩槽長 0.25mm、寬0.25mm、深0.4mm,屬于典型的沖壓工藝性較差工件。零件未注線性及角度尺寸公差按GB1804-m級,尺寸精度要求較高。

圖1 零件圖

3 零件成形工藝方案擬定及分析對比

3.1 成形工藝方案擬定

方案一:沖苞落料(一模兩件)→沖槽(向上沖槽“∩”);

方案二:復(fù)合落料→壓苞→沖槽(向下沖槽“∪”);

方案三:復(fù)合落料(沖槽+落料)→壓苞。

3.2 成形工藝方案分析

方案一試驗結(jié)果:零件外形尺寸一致性差,平面度差,沖槽尺寸形狀不穩(wěn)定。

原因分析:零件尺寸較小,采用彈壓式?jīng)_苞落料級進模結(jié)構(gòu),零件在普通壓力機生產(chǎn),落料成形一模兩件生產(chǎn)效率高,零件平面度差。零件在精密壓力機上向上沖槽時,因為一模兩件尺寸一致性差,模具定位部分無法保證零件尺寸精度要求,凸模易損壞,零件尺寸和形狀很不穩(wěn)定,導(dǎo)致零件生產(chǎn)困難。

方案二試驗結(jié)果:零件尺寸一致性高,平面度好,生產(chǎn)效率低。

原因分析:根據(jù)零件尺寸形狀,落料和壓苞不能合并在一付復(fù)合模具上生產(chǎn),因此采用復(fù)合模落料一模一件,在精密壓力機上生產(chǎn),解決了零件尺寸一致性問題,平面度好,在精密壓力機上壓苞、沖槽定位能滿足要求;但向下沖槽時模具成形部位仍易損壞且加工困難,零件合格率有所提高,但生產(chǎn)效率較低。

方案三試驗結(jié)果:零件尺寸一致性高,平面度好,生產(chǎn)效率高。

原因分析:通過對比、改進,確定將零件原材料進行退火處理以便于沖裁,提高沖槽成形部分壽命,落料和沖槽(向下沖槽“∪”)合并為一付模具,在精密壓力機上復(fù)合落料后再壓苞,這樣就解決了零件尺寸、形狀及生產(chǎn)效率等問題。

3.3 成形工藝方案對比

成形工藝方案一和方案二,主要考慮到?jīng)_槽成形工藝性差,為了模具制造、維修和使用方便,一般情況下將沖槽單獨作為一道工序,但其實并沒有從根本上解決沖槽所存在的問題,零件生產(chǎn)效率很低。而方案三把零件沖槽和落料合并在一起,并且將原材料進行退火處理,既保證了零件尺寸精度要求,而且零件沖槽成形難度減小,模具壽命提高,生產(chǎn)效率大大提升。

3.4 零件工藝過程方案確定

以下為最終確定零件工藝過程方案,分十二道工序完成此零件的加工。

原材料裁條→檢驗→去油→退火→復(fù)合落料→壓苞→光飾去刺→檢驗→去油→磁性處理→鍍涂→表面檢驗。

4 模具設(shè)計方案擬定

模具結(jié)構(gòu)方案主要探討沖槽落料復(fù)合模,壓苞模為通用彈壓式單工序模具結(jié)構(gòu),在此不作敘述。

4.1 導(dǎo)向裝置

針對零件沖槽精度要求高的特點,采用中間導(dǎo)柱鋼式滾珠模架,以保證成形時對間隙精度的要求。使用雙柱底傳動精密壓力機生產(chǎn)零件,而模柄配合采用浮動式模柄,便于模具在精密壓力機上裝夾時的精度要求。

4.2 模具設(shè)計

沖槽落料復(fù)合模采用通用倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)。為解決在制造和生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的加工和使用問題,對凸模進行了相應(yīng)的改進。主要成形部分頂出器、更改前后凸模形狀及尺寸如圖2所示。

4.3 模具制造及改進

沖槽落料復(fù)合模凸模、凹模、頂出器等主要成形部分均使用進口慢走絲機加工,加工公差均按±0.002mm保證,零件凹槽成形后內(nèi)壁光潔度高。在加工過程中,更改前凸模0.54×0.7兩個凹槽使用電火花腐蝕加工,加工困難,尺寸精度差,模具配件互換性差,與頂出器配合間隙很難保證,極易導(dǎo)致零件兩槽側(cè)壁裂。

圖2 模具圖

通過反復(fù)試驗,將零件兩個凹槽由壓槽改為引深,槽底部形狀完全由頂出器凸出部分成形,更改后凸模將凹槽變?yōu)橹蓖ㄊ?,直接用慢走絲加工,加工簡單,尺寸精度高,模具配件互換性高,徹底解決模具間隙的配合問題,零件尺寸及形狀完全達(dá)到設(shè)計圖紙要求。模具改進后,零件的一致性很高,在產(chǎn)品裝配過程中的校正合格率大幅提升,產(chǎn)品合格率也隨之提高。

4.4 模具材料選用

模具凸模、凹模、頂出器等成形部分材料初期均使用Cr12MoV,除頂出器易損壞外,其余均能滿足零件批量生產(chǎn)使用要求。經(jīng)過試驗,頂出器材料更換為高速鋼如SKH9、粉末鋼如V-10等,模具壽命提高3~5倍,生產(chǎn)效率也隨之提升,可完全滿足批量生產(chǎn)需求。

5 結(jié)束語

通過對所確定工藝方案進行對比分析,按方案三對零件進行試生產(chǎn),證明工藝方案正確,模具設(shè)計合理。使用雙柱底傳動精密壓力機生產(chǎn),零件尺寸穩(wěn)定,一致性高,光潔度要求也完全達(dá)到圖紙要求。

本文通過對此類銜鐵零件的成形工藝方案分析及模具方案改進介紹,希望對此類零件的工藝制定和模具設(shè)計具有一定的參考價值。

[1] 王孝培.沖壓手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.

[2] 第四機械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所.冷壓沖模設(shè)計[M].1981.

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