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.