表帶觸指加工工藝的研究與分析

武涇元 張 健 王宇馳 任東峰 王光明

（西安西電高壓開關有限公司，陜西 西安 710018）

0 引言

表帶觸指在高壓電器產品中使用廣泛， 根據表帶觸指的使用要求， 表帶觸指要符合高導電率和高彈性，選擇合適的材料、加工及熱處理工藝、鍍銀工藝。通常材料選用0.2mm 厚鈹青銅板， 加工采用沖壓成形。 表帶觸指加工關鍵是設計一套多工序復合級進模具，模具模柄采用浮動模柄，由模柄接頭、活動模柄、球形墊片連接而成， 導向主要靠三級導向， 導向精度高，送料定位、及沖孔、沖齒、沖扭的合理布置，卸料采用彈性卸料。

1 研究目的

表帶觸指是高壓SF6 產品中的關鍵零件， 由于表帶觸指體積小， 結構簡單， 不需要壓緊彈簧； 接觸點多，導電能力強，電動穩定性及熱穩定性高；既可用于GIS 母線連接， 也可用作主導電回路中的直動式滑動觸頭等特點， 在高壓電氣產品中被廣泛使用， 該零件形狀復雜，精度要求高，生產高壓SF6 產品初期，表帶觸指從日本進口， 到二十世紀末， 國內就具備加工表帶觸指的能力， 加工方法處于保密狀態， 各自有自己的加工優勢和特點， 筆者把表帶觸指加工工藝與大家分享，為了探尋一種經濟性、工藝性更好的加工工藝，提高表帶觸指的加工效率和質量。

2 材料的選用

根據表帶觸指的使用要求， 表帶觸指的材料同時要滿足高導電率和高彈性， 同時， 也要滿足沖壓成形和熱處理工藝的要求，綜合考慮材料選用0.2mm 厚鈹青銅板，QBe2:Be 2.1%,Ti0.01%.Ni0.32%,其余為Cu；也可選用C17200 鈹銅，該材料稱為“有色金屬彈性之王”，具有高機械強度、高硬度、高彈性、高耐磨性、高導熱及導電性， 化學成分為：Be1.90-2.15%,Ni0.20-0.25%.Co0.35—0.65%, 其余為Cu, C17200 鈹銅價格較貴。

3 沖壓成形

3.1 選用沖壓設備

根據表帶觸指的外形特點和沖裁力， 選6.3 噸雙柱底傳動精密壓力機， 根據設備和加工需要， 設計一套技術先進、 工藝合理的多工序復合級進精沖模具，是解決表帶觸指加工的關鍵。

3.2 模具的設計

由于表帶觸指的精度要求高，形狀復雜，模具凸凹模間隙要求為（0.005-0.01），模具設計需要解決的技術問題是模具材料的選用、模具的導向、送料定位、及沖孔、沖齒、沖扭的合理布置等。

模具設計時，模具材料的選用也是一項重要事情，由于模具間隙小， 凸凹模選用DT 合金材料， DT 合金材料耐磨性好，選用DT 合金材料，主要是考慮模具的使用壽命，若選用高Cr 合金或硬質合金作為精沖模具材料，模具壽命比選用DT 合金要短。 經過實踐證明，凸凹模選用DT 合金材料，加工600 條表帶觸指需要開模，加工12000 條表帶觸指模具報廢；凸凹模選用高Cr合金，加工100 條表帶觸指需要開模，加工2000 條表帶觸指模具報廢。

模柄采用浮動模柄，由模柄接頭、活動模柄、球形墊片連接而成， 模柄與壓力機連接。 導向主要靠三級導向，導向精度高，保證沖壓工作不啃模，延長模具壽命。

模具的導向采用三級導向， 第一級是滾珠導柱導向，該導向裝置是一種無間隙導向，精度高，壽命長，適于精密沖裁模的沖壓； 導柱和導套之間有銅套，滾珠鑲嵌在銅套里，滾珠精度取IT5，滾珠排列對稱，分布均勻，與中心線成5°度角，是每個滾珠在上下運動時都有各自的滾道。第二級采用小導柱導向,小導柱選用材料是Cr12，外徑尺寸是￠12，公差為（0，-0.008），與導板成H6/f6 配合。 第三級采用沖頭與導向板的導向，沖頭與導板成H6/f6 配合。

選用導料板導向、定位，兩塊導料板用銷、釘固定在凹模上，用凸出的臺階做送料定位，搭邊緊靠側邊，定位精度要求達到0.01mm。

卸料采用彈性卸料， 彈性卸料板裝在上模， 沖壓時， 彈性卸料板始終壓住板料， 保證沖壓成形后的表帶觸指較平整。

3.3 附圖說明模具結構

圖1 模具的正視圖

沖裁模具包括上座（8）、導柱導套（7）、模柄（9）、上模（10）、導向板（12）、下模（13）、下座（5）、定位銷（6）、滾珠（7）、上座（8）、模柄（9）、沖模（10）、連接螺釘（11）、導料板（12）、下模（13）、上模（14）。

圖2 為模具下模的俯視圖

其 中：1 為 彎 齒 模；2 為 沖 孔 模；3 為 沖 扭 模；4 為沖齒模；

模柄采用浮動模柄（9），由模柄接頭、活動模柄、球形墊片連接而成，壓力機的壓力垂直的傳給上模。

表帶觸指沖裁模具的導向，采用三級導向，第一級是滾珠導柱（7）導向，該導向裝置是一種無間隙導向，精度高，壽命長，適于精密沖裁模的沖壓；滾珠精度取IT5，滾珠排列對稱，分布均勻，與中心線成5°度角，是每個滾珠在上下運動時都有各自的滾道。 第二級采用小導柱（11）導向,小導柱選用材料是Cr12，外徑尺寸是￠12，公差為（0，-0.008），與導向板（14）成H6/f6 配合。 第三級采用沖頭（10）與導向板（14）的導向，沖頭與導板成H6/f6 配合。

選用導料板（12）導向、定位，兩塊導料板用銷、釘固定在凹模上， 用凸出的臺階做送料定位， 搭邊緊靠側邊，定位精度達到0.01mm。

表帶觸指沖裁模具5 塊沖頭的合理布置， 凸模由5 塊組成，前端兩側兩塊沖齒，沖齒模（4），中間1 塊沖孔，沖孔模（3），接著1 塊是扭曲成形，沖扭模（2），最后1 塊彎齒形，彎齒模（1），如圖2 所示，工序間布局合理。

4 熱處理工藝

表帶觸指熱處理的主要目的是提高表帶觸指的彈力，增加接觸壓力，降低接觸電阻。

熱處理工藝為： 固溶處理——氨爐中加熱780-790oC(保溫9 小時)水淬(晶粒0.015-0.025mm)，時效處理——320oC 保溫3 小時-空氣中冷卻，硬度達到380HV。

5 表面處理

表帶觸指表面要求鍍銀處理， 靜接觸的表帶觸指鍍銀12um，滑動接觸的表帶觸指鍍銀24um，要求操作5000 次不漏銅。

圖1 模具正視圖

圖2 凹模俯視圖

6 結語

本文闡述了表帶觸指的加工工藝， 著重闡述了精密沖壓模具的結構設計， 提供了一種加工表帶觸指的加工方法。