接觸點的工藝分析和相關模具設計

安保新　吳東明

摘要：銀接觸點有尺寸小的結構特點。由于銀為貴金屬，必須保證加工時有較高的材料利用率。使用普通車削加工時，裝夾困難且材料利用率低。通過工藝分析，確定使用模具加工，并制定了合理的工藝流程。另外，還設計了加工過程中使用的模具。

關鍵詞：接觸點；材料利用率；工藝分析；工藝流程

中圖分類號：TG385 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）002-000-01

一、引言

接觸點是我廠某產品上的零件，要求在通電后有良好的導電性，材料選用銀。純銀具有很好的延展性，其導電性和導熱性優良。許多電子設備中的大量的接觸點都是用銀制作的。在使用期間，每個接觸點要工作上百萬次，必須耐磨且性能可靠，能承受嚴格的工作要求。銀能完全滿足這些要求。根據接觸點的結構特點，有針對性地設計了相關模具。使用模具加工能充分利用銀延展性好的特點，使銀絲坯料最終成形為鉚釘狀零件。

二、工藝分析

圖1為接觸點的結構圖，材料為銀，毛坯料為φ1.2mm的銀絲，技術要求：銳邊倒圓R0.2mm。

由于接觸點外形尺寸小，高2mm，最大外徑2.5mm，采用常規車削加工時裝夾困難，使用模具加工時就沒有這一問題。由于銀為貴金屬，必須保證較高的材料利用率。

材料利用率是指合格品中包含的材料數量在材料（原材料）總消耗量中所占的比重，即已被利用的材料與實際消耗的材料之比，說明材料被有效利用的程度。材料利用率的數值越大，表明材料的有效利用程度越高。材料利用率計算公式如下：

材料利用率=（單位產品中所包含的材料凈重量/單位產品耗用材料重量）×100%

考慮到接觸點只含一種材料， 本文中上式可等效為：

材料利用率=（單位產品中所包含的材料凈體積/單位產品耗用材料體積）×100%

先計算車削加工的材料利用率。用直徑為φ2.5mm的銀絲坯料加工（假設坯料尺寸能滿足最大外徑尺寸要求）。將圖1中左端圓錐臺部分看成直徑為φ2.5mm的圓柱，估算出材料利用率約為42.3%。再計算用模具加工時的材料利用率。模具在正式投入使用前必須經過試模，試模結果可暴露出設計過程中未考慮到的問題。模具返工后還需再次試模，有時要反復試模。因試模時產生廢料較多，可用直徑為φ1.2mm的銅絲或其它塑形好且價格低廉的金屬材料代替。待試加工出的零件尺寸滿意后，再用銀絲代替。在批量生產時，僅在拉絲時因工具夾持以及去毛刺時產生少許廢料，其余過程均無廢料產生。用模具加工時，若加工20件零件，實際用料總長50mm，廢料消耗5mm，估計出材料利用率約為90%。因此，在批量加工時用模具加工更加經濟可行。

為便于在打頭工序時將銀絲段放置于打頭模凹模頂面盲孔內，銀絲段直徑應略小于φ1.2 0-0.06 mm，而銀絲毛坯料尺寸無法滿足這一要求。因此，設計了將銀絲坯料拉伸至所需尺寸的拉伸模。拉伸后用切斷模將銀絲切成小段，最后用打頭模將銀絲段擠壓成鉚釘狀外形。

工藝流程如下：

1）備料。領用直徑φ1.2mm的銀絲毛坯料。坯料長度應含廢料長度。廢料長度為估計值，應略大于實際廢料長度。

2）退火。為使后續工序銀絲能被順利拉伸，需對坯料進行軟化退火[1]。將銀絲毛坯料放置在溫度為550℃的坑式爐內，保溫30分鐘后隨爐冷卻至室溫。

3）拉伸。用工具使銀絲穿過拉伸模中心孔，將材料外徑拉伸至φ1.15 0-0.03 mm。

4）切斷。用切斷模將銀絲切成長度為L的小段，并去毛刺。此處去毛刺是便于在下道工序中銀絲裝入打頭模。根據變形前后銀材體積不變的原理計算出L的理論值，再根據試模情況，調整L值。

5）打頭。使用手壓機對打頭模凸模施加壓力，將銀絲段擠壓成鉚釘狀，保證除R0.2mm外的所有尺寸。

6）鉗。去除表面毛刺，在圖1中銳邊處倒圓R0.2mm，用酒精清洗去除表面油污。

三、模具設計

（一） 拉伸模設計

拉伸是對金屬坯料施以拉力、使之通過模孔，以獲得與模孔尺寸、形狀相同并具有一定性能、狀態制品的加工方法[1]。

拉伸模如圖2所示。由模心和模套兩個零件組成。模心材料選用Cr12MoV，外形有1°的錐度角[2]。當銀絲從圖2中左端穿過模心孔時，銀絲與模心材料的摩擦阻力的反作用力使模心只能向右移動，結果導致模心和模套配合更緊密。

（二）切斷模設計

切斷模主要有擋板、凹模、凸模和鑲套等零件。擋板位置可調，其與凹模的距離保證了裁切后銀絲段的長度。凸模上加工有半圓形內凹切刃，向下移動時將穿過凹模上鑲套內孔的銀絲切斷。

（三）打頭模設計

打頭模結構如圖3所示。圓形導套上開一處缺口。模具工作過程：在圖示開模狀態下，將銀絲段放置在凹模中心盲孔內，手壓機帶動凸模向下移動，與凹模接觸后繼續向下移動，直到凹模底面與底座接觸為止，達到合模狀態。開模時手壓機帶動凸模回到初始狀態，彈簧將凹模推回原位。因凹模上中心盲孔無拔模斜度，零件留在凹模上。凹模設計成左右兩半結構，結合面上設計有內凹淺槽，開模后，卸下導套，因凹模與墊配合間隙較大，可在淺槽處撬開凹模，取出零件。

四、結束語

通過對接觸點的工藝分析，制定出合理的工藝流程，再設計出加工過程中需要的拉伸模、切斷模和打頭模，模具經過制造、裝配和試模后加工出的接觸點滿足圖紙要求，已用于批量生產，達到了預期的效果。

參考文獻：

[1]陳錫棟，周小玉. 實用模具技術手冊[M]. 北京：機械工業出版社，2001：711-712.

[2]吳宗澤. 機械零件設計手冊[M]. 北京：機械工業出版社，2003：11.

作者簡介：安保新（1976–），男，本科，研究方向：工裝模具，天線結構、工藝。