接触点的工艺分析和相关模具设计

安保新　吴东明

摘要：银接触点有尺寸小的结构特点。由于银为贵金属，必须保证加工时有较高的材料利用率。使用普通车削加工时，装夹困难且材料利用率低。通过工艺分析，确定使用模具加工，并制定了合理的工艺流程。另外，还设计了加工过程中使用的模具。

关键词：接触点；材料利用率；工艺分析；工艺流程

中图分类号：TG385 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）002-000-01

一、引言

接触点是我厂某产品上的零件，要求在通电后有良好的导电性，材料选用银。纯银具有很好的延展性，其导电性和导热性优良。许多电子设备中的大量的接触点都是用银制作的。在使用期间，每个接触点要工作上百万次，必须耐磨且性能可靠，能承受严格的工作要求。银能完全满足这些要求。根据接触点的结构特点，有针对性地设计了相关模具。使用模具加工能充分利用银延展性好的特点，使银丝坯料最终成形为铆钉状零件。

二、工艺分析

图1为接触点的结构图，材料为银，毛坯料为φ1.2mm的银丝，技术要求：锐边倒圆R0.2mm。

由于接触点外形尺寸小，高2mm，最大外径2.5mm，采用常规车削加工时装夹困难，使用模具加工时就没有这一问题。由于银为贵金属，必须保证较高的材料利用率。

材料利用率是指合格品中包含的材料数量在材料（原材料）总消耗量中所占的比重，即已被利用的材料与实际消耗的材料之比，说明材料被有效利用的程度。材料利用率的数值越大，表明材料的有效利用程度越高。材料利用率计算公式如下：

材料利用率=（单位产品中所包含的材料净重量/单位产品耗用材料重量）×100%

考虑到接触点只含一种材料， 本文中上式可等效为：

材料利用率=（单位产品中所包含的材料净体积/单位产品耗用材料体积）×100%

先计算车削加工的材料利用率。用直径为φ2.5mm的银丝坯料加工（假设坯料尺寸能满足最大外径尺寸要求）。将图1中左端圆锥台部分看成直径为φ2.5mm的圆柱，估算出材料利用率约为42.3%。再计算用模具加工时的材料利用率。模具在正式投入使用前必须经过试模，试模结果可暴露出设计过程中未考虑到的问题。模具返工后还需再次试模，有时要反复试模。因试模时产生废料较多，可用直径为φ1.2mm的铜丝或其它塑形好且价格低廉的金属材料代替。待试加工出的零件尺寸满意后，再用银丝代替。在批量生产时，仅在拉丝时因工具夹持以及去毛刺时产生少许废料，其余过程均无废料产生。用模具加工时，若加工20件零件，实际用料总长50mm，废料消耗5mm，估计出材料利用率约为90%。因此，在批量加工时用模具加工更加经济可行。

为便于在打头工序时将银丝段放置于打头模凹模顶面盲孔内，银丝段直径应略小于φ1.2 0-0.06 mm，而银丝毛坯料尺寸无法满足这一要求。因此，设计了将银丝坯料拉伸至所需尺寸的拉伸模。拉伸后用切断模将银丝切成小段，最后用打头模将银丝段挤压成铆钉状外形。

工艺流程如下：

1）备料。领用直径φ1.2mm的银丝毛坯料。坯料长度应含废料长度。废料长度为估计值，应略大于实际废料长度。

2）退火。为使后续工序银丝能被顺利拉伸，需对坯料进行软化退火[1]。将银丝毛坯料放置在温度为550℃的坑式炉内，保温30分钟后随炉冷却至室温。

3）拉伸。用工具使银丝穿过拉伸模中心孔，将材料外径拉伸至φ1.15 0-0.03 mm。

4）切断。用切断模将银丝切成长度为L的小段，并去毛刺。此处去毛刺是便于在下道工序中银丝装入打头模。根据变形前后银材体积不变的原理计算出L的理论值，再根据试模情况，调整L值。

5）打头。使用手压机对打头模凸模施加压力，将银丝段挤压成铆钉状，保证除R0.2mm外的所有尺寸。

6）钳。去除表面毛刺，在图1中锐边处倒圆R0.2mm，用酒精清洗去除表面油污。

三、模具设计

（一） 拉伸模设计

拉伸是对金属坯料施以拉力、使之通过模孔，以获得与模孔尺寸、形状相同并具有一定性能、状态制品的加工方法[1]。

拉伸模如图2所示。由模心和模套两个零件组成。模心材料选用Cr12MoV，外形有1°的锥度角[2]。当银丝从图2中左端穿过模心孔时，银丝与模心材料的摩擦阻力的反作用力使模心只能向右移动，结果导致模心和模套配合更紧密。

（二）切断模设计

切断模主要有挡板、凹模、凸模和镶套等零件。挡板位置可调，其与凹模的距离保证了裁切后银丝段的长度。凸模上加工有半圆形内凹切刃，向下移动时将穿过凹模上镶套内孔的银丝切断。

（三）打头模设计

打头模结构如图3所示。圆形导套上开一处缺口。模具工作过程：在图示开模状态下，将银丝段放置在凹模中心盲孔内，手压机带动凸模向下移动，与凹模接触后继续向下移动，直到凹模底面与底座接触为止，达到合模状态。开模时手压机带动凸模回到初始状态，弹簧将凹模推回原位。因凹模上中心盲孔无拔模斜度，零件留在凹模上。凹模设计成左右两半结构，结合面上设计有内凹浅槽，开模后，卸下导套，因凹模与垫配合间隙较大，可在浅槽处撬开凹模，取出零件。

四、结束语

通过对接触点的工艺分析，制定出合理的工艺流程，再设计出加工过程中需要的拉伸模、切断模和打头模，模具经过制造、装配和试模后加工出的接触点满足图纸要求，已用于批量生产，达到了预期的效果。

参考文献：

[1]陈锡栋，周小玉. 实用模具技术手册[M]. 北京：机械工业出版社，2001：711-712.

[2]吴宗泽. 机械零件设计手册[M]. 北京：机械工业出版社，2003：11.

作者简介：安保新（1976–），男，本科，研究方向：工装模具，天线结构、工艺。