接线端子数字化模具设计

2022-01-17武艳军张志豪魏介东

锻压装备与制造技术 2021年6期

武艳军，唐妍，袁赛，张志豪，王龙，魏介东

（南京交通职业技术学院，江苏南京 211188）

接线端子是一种实现电气连接的配件，广泛用于电力工程控制、机器设备控制、自动化控制、仪表设备等行业。级进模是压力机的一次行程过程中，在不同工位完成数道工序的冲压加工方法，具有生产效率高、加工精度高、机械化自动化程度高等优点[1]，接线端子金属制件常采用级进模冲压生产。

UG 具有三维设计、装配、仿真等功能，是模具数字化技术常用的软件之一[2]。其中，UG 专用模块PDW（Progressive Die Wizard），是一种专业的级进模3D 设计模块[3]，通过钣金建模、带料排样、压力计算、模架选用、冲裁镶块、成型镶块等一系列步骤，可以快速实现模具设计，使复杂的级进模设计流程变得简便易实现，是模具企业选择的一种级进模数字化设计模式。

1 端子冲压工艺性分析

接线端子材料为无氧铜，料厚0.8mm，大批量生产。通过UG 中的钣金模块，对端子进行3D 建模，产品2D、3D 示意图如图1 所示。

图1 端子产品图

端子外形相对复杂、结构对称，孔边距符合冲压工艺性要求，制件精度无特别说明，取经济精度等级IT14，冲压加工工艺性优良。

2 工艺设计

PDW 提供了毛坯生成器，可以对已创建的钣金件进行毛坯生成，如图2 所示为端子毛坯展开图。坯料采用直排结构，如图3 所示。

图2 端子毛坯展开图

图3 端子坯料布局

端子坯料轮廓外形通过冲废料而获得，即中间轮廓通过2 次冲裁废料而得，底部外形轮廓通过冲边料废料而得；冲孔废料随即成为导正销孔。如图4所示为废料设计图。材料利用率为53%。

图4 端子废料设计图

PDW 提供条料排样设计，可以把坯料布局和中间工部工艺合理结合起来，快速形成排样图，如图5所示。共设有17 个工位，第1 工位冲ø10 和ø6 导正孔，第2 工位冲中间部分废料，第3 工位空工位，第4工位冲中间剩余部分废料，第5 工位空工位，第6 工位冲底部外边缘轮廓废料，第7 工位空工位，第8 工位底部外角预弯45°成形，第9 工位空工位，第10工位底部外角弯曲90°成形，第11 工位空工位，第12 工位底部内角预弯45°成形，第13 工位中间部位预弯45°成形，第14 工位空工位，第15 工位中间和底部内角弯曲90°成形，第16 工位空工位，第17工位落料。为了便于安装各个冲裁、成形凸模镶块，本条料排样设置了多个空工位。同时条料采用双边不等宽载体，前6 工位采用导正销加导向浮料销导向送料，后面工位均采用浮料销抬料装置。

图5 端子排样设计

3 模具结构设计

接线端子采用正装级进模结构，各个冲裁凸模及弯曲成形凸模位于上模，用凸模固定板固定，相应的各个冲裁凹模及弯曲成形凹模采用镶块结构，固定在下模的凹模板上。模具采用弹性卸料装置以便卸下箍在凸模外的边料。前6 工位模具采用导料板、导向导料销导向条料，7～17 工位采用浮料销抬料，以便顺利送进条料。模具采用导正销实现精定距。上下模的开合模导向运动采用12 对滚动导柱导套实现。PDW 有强大的标准件库，模架及标准紧固件可从重用库中选用。图6 为模具总装配3D 图。本模具中的冲孔凸模、凹模从PDW 系统中选用标准结构件，冲裁废料凸、凹模采用PDW 用户自定义中创建，各弯曲成形凸、凹模借助PDW 系统成形镶块设计中创建，各弯曲成形零件采用直通式结构，安装时采用铆接安装在固定板上，如图7 所示为各成形工序凸、凹模结构及位置示意图。