继电器衔铁零件的工艺探讨

2013-03-05孔昭雍史学飞

机电元件 2013年6期

孔昭雍，史学飞

(陕西群力电工有限责任公司陕西宝鸡721300)

1 引言

该继电器产品属于微型高可靠射频密封直流电磁继电器，外形尺寸为 Φ9.53mm ×8.51mm，由16个零部件组成。其继电器机构的各个零件，形状较复杂，尺寸都非常小，尺寸精度要求高。衔铁零件作为继电器零部件中的一个关键件，是继电器实现其切换功能的重要零件。根据零件尺寸及结构特点，拟采用冲压分工序方式进行生产。本文通过分析零件的结构特点及冲槽成形工艺难点，介绍此类零件冲压成形工艺方案及模具结构的可行性。

2 零件结构特点

该继电器衔铁选用的零件材料为电工纯铁板DT4E，其电磁性能优良，具有良好的延展性，是目前电磁继电器最常用的磁性材料，如图1所示。零件材料厚度为0.30mm，形状左右对称，两侧0.25mm宽凹槽成形比较困难。冲压零件工艺性要求，零件凸出或凹入部分的宽度和深度，一般情况下，应不小于1.5倍的材料厚度，同时应避免有窄长的切口和过窄的切槽，而该零件两槽长 0.25mm、宽0.25mm、深0.4mm，属于典型的冲压工艺性较差工件。零件未注线性及角度尺寸公差按GB1804－m级，尺寸精度要求较高。

图1 零件图

3 零件成形工艺方案拟定及分析对比

3.1 成形工艺方案拟定

方案一:冲苞落料(一模两件)→冲槽(向上冲槽“∩”);

方案二:复合落料→压苞→冲槽(向下冲槽“∪”);

方案三:复合落料(冲槽+落料)→压苞。

3.2 成形工艺方案分析

方案一试验结果:零件外形尺寸一致性差，平面度差，冲槽尺寸形状不稳定。

原因分析:零件尺寸较小，采用弹压式冲苞落料级进模结构，零件在普通压力机生产，落料成形一模两件生产效率高，零件平面度差。零件在精密压力机上向上冲槽时，因为一模两件尺寸一致性差，模具定位部分无法保证零件尺寸精度要求，凸模易损坏，零件尺寸和形状很不稳定，导致零件生产困难。

方案二试验结果:零件尺寸一致性高，平面度好，生产效率低。

原因分析:根据零件尺寸形状，落料和压苞不能合并在一付复合模具上生产，因此采用复合模落料一模一件，在精密压力机上生产，解决了零件尺寸一致性问题，平面度好，在精密压力机上压苞、冲槽定位能满足要求;但向下冲槽时模具成形部位仍易损坏且加工困难，零件合格率有所提高，但生产效率较低。

方案三试验结果:零件尺寸一致性高，平面度好，生产效率高。

原因分析:通过对比、改进，确定将零件原材料进行退火处理以便于冲裁，提高冲槽成形部分寿命，落料和冲槽(向下冲槽“∪”)合并为一付模具，在精密压力机上复合落料后再压苞，这样就解决了零件尺寸、形状及生产效率等问题。

3.3 成形工艺方案对比

成形工艺方案一和方案二，主要考虑到冲槽成形工艺性差，为了模具制造、维修和使用方便，一般情况下将冲槽单独作为一道工序，但其实并没有从根本上解决冲槽所存在的问题，零件生产效率很低。而方案三把零件冲槽和落料合并在一起，并且将原材料进行退火处理，既保证了零件尺寸精度要求，而且零件冲槽成形难度减小，模具寿命提高，生产效率大大提升。

3.4 零件工艺过程方案确定

以下为最终确定零件工艺过程方案，分十二道工序完成此零件的加工。

原材料裁条→检验→去油→退火→复合落料→压苞→光饰去刺→检验→去油→磁性处理→镀涂→表面检验。

4 模具设计方案拟定

模具结构方案主要探讨冲槽落料复合模，压苞模为通用弹压式单工序模具结构，在此不作叙述。

4.1 导向装置

针对零件冲槽精度要求高的特点，采用中间导柱钢式滚珠模架，以保证成形时对间隙精度的要求。使用双柱底传动精密压力机生产零件，而模柄配合采用浮动式模柄，便于模具在精密压力机上装夹时的精度要求。

4.2 模具设计

冲槽落料复合模采用通用倒装复合模结构。为解决在制造和生产过程中出现的加工和使用问题，对凸模进行了相应的改进。主要成形部分顶出器、更改前后凸模形状及尺寸如图2所示。

4.3 模具制造及改进

冲槽落料复合模凸模、凹模、顶出器等主要成形部分均使用进口慢走丝机加工，加工公差均按±0.002mm保证，零件凹槽成形后内壁光洁度高。在加工过程中，更改前凸模0.54×0.7两个凹槽使用电火花腐蚀加工，加工困难，尺寸精度差，模具配件互换性差，与顶出器配合间隙很难保证，极易导致零件两槽侧壁裂。

图2 模具图

通过反复试验，将零件两个凹槽由压槽改为引深，槽底部形状完全由顶出器凸出部分成形，更改后凸模将凹槽变为直通式，直接用慢走丝加工，加工简单，尺寸精度高，模具配件互换性高，彻底解决模具间隙的配合问题，零件尺寸及形状完全达到设计图纸要求。模具改进后，零件的一致性很高，在产品装配过程中的校正合格率大幅提升，产品合格率也随之提高。