接線端子數(shù)字化模具設(shè)計(jì)

武艷軍，唐 妍，袁 賽，張志豪，王 龍，魏介東

（南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211188）

接線端子是一種實(shí)現(xiàn)電氣連接的配件，廣泛用于電力工程控制、機(jī)器設(shè)備控制、自動(dòng)化控制、儀表設(shè)備等行業(yè)。級(jí)進(jìn)模是壓力機(jī)的一次行程過程中，在不同工位完成數(shù)道工序的沖壓加工方法，具有生產(chǎn)效率高、加工精度高、機(jī)械化自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)[1]，接線端子金屬制件常采用級(jí)進(jìn)模沖壓生產(chǎn)。

UG 具有三維設(shè)計(jì)、裝配、仿真等功能，是模具數(shù)字化技術(shù)常用的軟件之一[2]。其中，UG 專用模塊PDW（Progressive Die Wizard），是一種專業(yè)的級(jí)進(jìn)模3D 設(shè)計(jì)模塊[3]，通過鈑金建模、帶料排樣、壓力計(jì)算、模架選用、沖裁鑲塊、成型鑲塊等一系列步驟，可以快速實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)，使復(fù)雜的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)流程變得簡(jiǎn)便易實(shí)現(xiàn)，是模具企業(yè)選擇的一種級(jí)進(jìn)模數(shù)字化設(shè)計(jì)模式。

1 端子沖壓工藝性分析

接線端子材料為無氧銅，料厚0.8mm，大批量生產(chǎn)。通過UG 中的鈑金模塊，對(duì)端子進(jìn)行3D 建模，產(chǎn)品2D、3D 示意圖如圖1 所示。

圖1 端子產(chǎn)品圖

端子外形相對(duì)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)對(duì)稱，孔邊距符合沖壓工藝性要求，制件精度無特別說明，取經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)IT14，沖壓加工工藝性優(yōu)良。

2 工藝設(shè)計(jì)

PDW 提供了毛坯生成器，可以對(duì)已創(chuàng)建的鈑金件進(jìn)行毛坯生成，如圖2 所示為端子毛坯展開圖。坯料采用直排結(jié)構(gòu)，如圖3 所示。

圖2 端子毛坯展開圖

圖3 端子坯料布局

端子坯料輪廓外形通過沖廢料而獲得，即中間輪廓通過2 次沖裁廢料而得，底部外形輪廓通過沖邊料廢料而得；沖孔廢料隨即成為導(dǎo)正銷孔。如圖4所示為廢料設(shè)計(jì)圖。材料利用率為53%。

圖4 端子廢料設(shè)計(jì)圖

PDW 提供條料排樣設(shè)計(jì)，可以把坯料布局和中間工部工藝合理結(jié)合起來，快速形成排樣圖，如圖5所示。共設(shè)有17 個(gè)工位，第1 工位沖?10 和?6 導(dǎo)正孔，第2 工位沖中間部分廢料，第3 工位空工位，第4工位沖中間剩余部分廢料，第5 工位空工位，第6 工位沖底部外邊緣輪廓廢料，第7 工位空工位，第8 工位底部外角預(yù)彎45°成形，第9 工位空工位，第10工位底部外角彎曲90°成形，第11 工位空工位，第12 工位底部?jī)?nèi)角預(yù)彎45°成形，第13 工位中間部位預(yù)彎45°成形，第14 工位空工位，第15 工位中間和底部?jī)?nèi)角彎曲90°成形，第16 工位空工位，第17工位落料。為了便于安裝各個(gè)沖裁、成形凸模鑲塊，本條料排樣設(shè)置了多個(gè)空工位。同時(shí)條料采用雙邊不等寬載體，前6 工位采用導(dǎo)正銷加導(dǎo)向浮料銷導(dǎo)向送料，后面工位均采用浮料銷抬料裝置。

圖5 端子排樣設(shè)計(jì)

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

接線端子采用正裝級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)，各個(gè)沖裁凸模及彎曲成形凸模位于上模，用凸模固定板固定，相應(yīng)的各個(gè)沖裁凹模及彎曲成形凹模采用鑲塊結(jié)構(gòu)，固定在下模的凹模板上。模具采用彈性卸料裝置以便卸下箍在凸模外的邊料。前6 工位模具采用導(dǎo)料板、導(dǎo)向?qū)Я箱N導(dǎo)向條料，7～17 工位采用浮料銷抬料，以便順利送進(jìn)條料。模具采用導(dǎo)正銷實(shí)現(xiàn)精定距。上下模的開合模導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)采用12 對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)。PDW 有強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)件庫，模架及標(biāo)準(zhǔn)緊固件可從重用庫中選用。圖6 為模具總裝配3D 圖。本模具中的沖孔凸模、凹模從PDW 系統(tǒng)中選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件，沖裁廢料凸、凹模采用PDW 用戶自定義中創(chuàng)建，各彎曲成形凸、凹模借助PDW 系統(tǒng)成形鑲塊設(shè)計(jì)中創(chuàng)建，各彎曲成形零件采用直通式結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)采用鉚接安裝在固定板上，如圖7 所示為各成形工序凸、凹模結(jié)構(gòu)及位置示意圖。

圖6 模具總裝3D 圖

圖7 端子條料定位零件及各成形工序凸、凹模設(shè)計(jì)

通過UG 中制圖模塊，把端子三維圖轉(zhuǎn)換為二維工程圖，圖8 即為端子2D 總裝圖。同時(shí)借助軟件可以生成模具零件清單，即BOM表。

圖8 端子2D 總裝圖

4 結(jié)論

運(yùn)用UG 中的PDW 功能模塊對(duì)端子進(jìn)行級(jí)進(jìn)模數(shù)字化設(shè)計(jì)，從零件建模、坯料生成、條料排樣設(shè)計(jì)、廢料設(shè)計(jì)、成形鑲塊設(shè)計(jì)、模架調(diào)用、標(biāo)準(zhǔn)緊固件等調(diào)用這一系列流程，快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜制件的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并能對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化仿真，直觀明了，大大提高模具設(shè)計(jì)效率，增強(qiáng)模具企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。