多孔连接母排工艺分析及模具设计

文/魏军伟，马跃勋·豫西工业集团河南江河机械有限责任公司

多孔连接母排工艺分析及模具设计

文/魏军伟，马跃勋·豫西工业集团河南江河机械有限责任公司

本文分析了多孔连接母排产品的工艺方案，巧妙利用后定位级进模具设计，提高了生产效率；阐述了多孔连接母排产品的工艺方案制定及冲压级进模具的设计。通过生产验证，该模具满足生产需要，降低了生产成本。

随着国民经济的高速发展，国内电器行业的铜材产品需求量不断增加，电器制造厂家对铜材产品的用量也在不断增加。与此同时，电力开关行业中高、低压开关柜铜件产品也向着低成本、环保型、小型化（轻便型）、更长的预期使用寿命发展趋势快速发展。

多孔连接母排产品是配电柜中的一个元件，该元器件具有优良的综合性能、以及良好的导电、导热性，如图1所示。该类产品材料为T2，该产品具有几何形状上下对称，长度、厚度不等、方孔尺寸结构一致的特点。

产品工艺分析

工艺方案一

材料准备→连续挤压→拉拔→校直→联合冲剪，由于本产品厚度不等，特别是12mm厚度以上的产品，超出联合冲剪一体机的冲剪范围，另外，冲剪时还有8mm的剪断料边（切断刀厚度为8mm），联合冲剪时为一个一个方孔冲剪，最后切断，生产效率低，为此，综合考虑，必须改善加工工艺，降低生产成本，提高生产效率，结合公司现有设备现状，采用冲压工艺一次完成。

工艺方案二

设计冲模为5个方孔一起冲压成形，工件前移，把后边的两个方孔放置在凹模的定位销内，这样，前边的工件冲剪完成单一成品，后边持续送料，以达到连续冲压；不足之处是工件在放入定位销时及抬起取出工件前移的过程中，效率太低且不方便操作。

工艺方案三

图1 方孔铜排产品

由于产品厚度尺寸5mm（8mm、12mm），宽度尺寸100mm，为了提高生产效率，结合我公司设备情况，采用5mm（8mm、12mm）×100mm全圆边铜排一次冲压成形；考虑到产品对称性，采用后定位冲压模具一次冲压成形。

综上分析，采用加工工艺方案三进行产品加工，既能降低生产成本，又能提高生产效率，同时易于操作及批量化生产。

排样图设计

图2为直排无废料排样图，每个步距可以冲出一个零件，材料利用率高；改进后的排样方式能使操作方便、安全，减轻工人的劳动强度，并且使模具结构简单、模具寿命较高。

图2 直排无废料排样图

模具结构设计

根据产品工艺分析，结合我公司设备的情况，我们设计了一套在63t冲床上安装使用的模具，如图3示。

模具工作过程

加工该件产品时，选用我公司63t冲床加工。工作时，将100mm×5mm（8mm、12mm）铜排水平放在凹模上与导料板之间；当上模座向下运动时，进料方向方形凸模冲出五个方孔；上模座返回，移动工件至后方定位块间，上模座下移，前边方形凸模冲孔，同时后端切断凸模切断，成品工件从后边顶料托处落下，依次级进完成工件冲形。

图3 模具装配简图

图4 凹模简图

凹模材料为Cr12MoV，热处理硬度为58～62 HRC（亦可采用T10A材料，主要冲切部位镶嵌Cr12MoV材质的模套）。根据产品先冲五个方孔，工件前移，这样后边冲孔，前边顶料托（下部有两个弹簧）处切断。凹模简图如图4所示。

结束语

结合多孔连接母排产品的结构特点，通过制定多孔连接母排产品及级进模具的工艺方案，利用后定位的级进模具设计，提高了生产效率。通过生产验证，采用一次冲压成形后，产品一致性好。运用后定位块定位冲压成形，方便快捷。该模具采用级进模具实现连续生产，满足生产需要，适宜批量化生产，降低了生产成本。具有一定的实用价值和经济效益，为同类产品的冲压模具设计提供了借鉴和参考。

魏军伟，铜材制品技术主管，主要从事铜材制品的工艺工装、非标设备设计等工作，主持完成的多个铜制品研究项目获国防系统三等奖，拥有7项专利、6项专有技术。