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商品名称:插座冲压件
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插座外壳冲压工艺分析

1 零件分析 随着信息产业的发展, 个人电子消费品越来越 普及, 作为电子连接器USB 接口, 集充电、数据传 输、音视频采集于一体,其应用也越来越广泛。图1 所示为双层USB 插座外壳, 材料为不锈钢 SUS304-1/ 2H,料厚0. 30 mm,大批量生产。要求零件 表面光滑无毛刺, 具有良好的外观质量, 不能有刮 伤、折裂等缺陷。经对零件几何形状分析,冲压工艺 包括下料、窄缝冲裁、复杂弯曲成形和框口铆合成 形。零件形状复杂, 尺寸、位置精度要求高, 除了保 证图中尺寸公差外, 未注公差要求±0. 08 mm, 其中 两侧2. 50 mm宽的STAND OFF ,高度9. 9 ±0. 05 mm, HOOK脚的间距12. 8 ±0. 05 mm和框口内尺寸都是 装配及功能性尺寸, 需重点确保。成形后零件框口 不能变形、外凸或内凹; 铆合不能出现铆接不良; 零 件要求通过跌落试验, 从1m高度自由落体, 跌落3 次不能弹开; 中间的8 处小弹片属于窄板折弯, 内 层材料切向受压缩, 板宽增加, 外层材料切向受拉 伸, 板宽收缩, 因此内、外层表面会发生微小的翘 曲, 板宽两侧形成尖点, USB 插头在插拔时易被尖 点刮伤, 模具设计时应采取措施解决。零件本身是 中空结构的壳体,呈口字形,给模具设计带来很大的 困难,如何实现将模具的上、下运动转换成中空结构 成形并确保送料顺畅、满足量产要求是本模具设计 的核心。

2 冲压工艺分析与排样设计 经分析, USB 插座外壳折弯内径R0. 30 mm, 与 料厚的比值为1 , 满足不锈钢折弯性能要求, 不会发 生折裂现象, 不用优化处理。根据金属材料折弯前 后中性层长度不变原理, 展开零件形状如图2 所 示。展开后零件不仅有多处U形冲切下料,还有2 处 方孔下料, 多处窄缝冲裁, 模具设计时应充分考虑 凸、凹模强度进行分割设计,并做好防跳屑处理。由 于插座外壳框口正面设计有翻边, 条料连接只能设 计在对应的背面。为了提高送料稳定性, 载体与零 件之间的连接强度应尽可能做大, 但过长的连接在 冲预断(V-CUT) 时,容易产生金属丝,脱落会导致电 子器件短路。综合考虑两方面因素, 载体连接分成 两段,连接长度做短,距离尽量拉开。图3 中零件与 载体的连接是优化后的结构方式。 零件的送料方式有3 种,如图3 所示。图3(a) 为 横向送料,优点是料宽可以选窄,框口折弯线垂直于 材料轧制方向,折弯性能好。但缺点也很明显,排样 步距大, 模具将会很长, 约在1 800 mm, 很多通用机台将无法使用。零件与条料单侧连接,送料不稳定, 易侧翻。模具折弯成形复杂, 框口需要设计滑块折 弯成形, 滑块行程大于17. 37 mm, 造成模具复杂 化。图3(b) 为纵向拉料。由于条料本身是被冲床送 料机构推着送料, 拉料不具备优势, 同时条料冲切 面毛刺容易钩住浮料块或成形镶件, 导致送料不 顺,折弯若有少许变形,便会发生卡料。图3(c) 纵向 推料。优点是零件步距小,模具可以设计得很短,框 口折弯平行于送料方向, 易送料、脱模方便, 框口前 端是翻边, 送料时容易从模具表面顺畅滑过, 可以 提高模具工作速度。综合比较, 图3(c) 是最优方 案。由于零件是关于中心轴对称, 设计成直排双连 条料, 推进送料, 载体在两边, 平稳托起零件, 送料 顺畅, 两边都设计有定位孔, 定位精度高, 可保证送 料的稳定性与刚性,缺点是材料利用率不高。

 

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