表带触指加工工艺的研究与分析

武泾元 张 健 王宇驰 任东峰 王光明

（西安西电高压开关有限公司，陕西 西安 710018）

0 引言

表带触指在高压电器产品中使用广泛， 根据表带触指的使用要求， 表带触指要符合高导电率和高弹性，选择合适的材料、加工及热处理工艺、镀银工艺。通常材料选用0.2mm 厚铍青铜板， 加工采用冲压成形。 表带触指加工关键是设计一套多工序复合级进模具，模具模柄采用浮动模柄，由模柄接头、活动模柄、球形垫片连接而成， 导向主要靠三级导向， 导向精度高，送料定位、及冲孔、冲齿、冲扭的合理布置，卸料采用弹性卸料。

1 研究目的

表带触指是高压SF6 产品中的关键零件， 由于表带触指体积小， 结构简单， 不需要压紧弹簧； 接触点多，导电能力强，电动稳定性及热稳定性高；既可用于GIS 母线连接， 也可用作主导电回路中的直动式滑动触头等特点， 在高压电气产品中被广泛使用， 该零件形状复杂，精度要求高，生产高压SF6 产品初期，表带触指从日本进口， 到二十世纪末， 国内就具备加工表带触指的能力， 加工方法处于保密状态， 各自有自己的加工优势和特点， 笔者把表带触指加工工艺与大家分享，为了探寻一种经济性、工艺性更好的加工工艺，提高表带触指的加工效率和质量。

2 材料的选用

根据表带触指的使用要求， 表带触指的材料同时要满足高导电率和高弹性， 同时， 也要满足冲压成形和热处理工艺的要求，综合考虑材料选用0.2mm 厚铍青铜板，QBe2:Be 2.1%,Ti0.01%.Ni0.32%,其余为Cu；也可选用C17200 铍铜，该材料称为“有色金属弹性之王”，具有高机械强度、高硬度、高弹性、高耐磨性、高导热及导电性， 化学成分为：Be1.90-2.15%,Ni0.20-0.25%.Co0.35—0.65%, 其余为Cu, C17200 铍铜价格较贵。

3 冲压成形

3.1 选用冲压设备

根据表带触指的外形特点和冲裁力， 选6.3 吨双柱底传动精密压力机， 根据设备和加工需要， 设计一套技术先进、 工艺合理的多工序复合级进精冲模具，是解决表带触指加工的关键。

3.2 模具的设计

由于表带触指的精度要求高，形状复杂，模具凸凹模间隙要求为（0.005-0.01），模具设计需要解决的技术问题是模具材料的选用、模具的导向、送料定位、及冲孔、冲齿、冲扭的合理布置等。

模具设计时，模具材料的选用也是一项重要事情，由于模具间隙小， 凸凹模选用DT 合金材料， DT 合金材料耐磨性好，选用DT 合金材料，主要是考虑模具的使用寿命，若选用高Cr 合金或硬质合金作为精冲模具材料，模具寿命比选用DT 合金要短。 经过实践证明，凸凹模选用DT 合金材料，加工600 条表带触指需要开模，加工12000 条表带触指模具报废；凸凹模选用高Cr合金，加工100 条表带触指需要开模，加工2000 条表带触指模具报废。

模柄采用浮动模柄，由模柄接头、活动模柄、球形垫片连接而成， 模柄与压力机连接。 导向主要靠三级导向，导向精度高，保证冲压工作不啃模，延长模具寿命。

模具的导向采用三级导向， 第一级是滚珠导柱导向，该导向装置是一种无间隙导向，精度高，寿命长，适于精密冲裁模的冲压； 导柱和导套之间有铜套，滚珠镶嵌在铜套里，滚珠精度取IT5，滚珠排列对称，分布均匀，与中心线成5°度角，是每个滚珠在上下运动时都有各自的滚道。第二级采用小导柱导向,小导柱选用材料是Cr12，外径尺寸是¢12，公差为（0，-0.008），与导板成H6/f6 配合。 第三级采用冲头与导向板的导向，冲头与导板成H6/f6 配合。

选用导料板导向、定位，两块导料板用销、钉固定在凹模上，用凸出的台阶做送料定位，搭边紧靠侧边，定位精度要求达到0.01mm。

卸料采用弹性卸料， 弹性卸料板装在上模， 冲压时， 弹性卸料板始终压住板料， 保证冲压成形后的表带触指较平整。

3.3 附图说明模具结构

图1 模具的正视图

冲裁模具包括上座（8）、导柱导套（7）、模柄（9）、上模（10）、导向板（12）、下模（13）、下座（5）、定位销（6）、滚珠（7）、上座（8）、模柄（9）、冲模（10）、连接螺钉（11）、导料板（12）、下模（13）、上模（14）。

图2 为模具下模的俯视图

其 中：1 为 弯 齿 模；2 为 冲 孔 模；3 为 冲 扭 模；4 为冲齿模；

模柄采用浮动模柄（9），由模柄接头、活动模柄、球形垫片连接而成，压力机的压力垂直的传给上模。

表带触指冲裁模具的导向，采用三级导向，第一级是滚珠导柱（7）导向，该导向装置是一种无间隙导向，精度高，寿命长，适于精密冲裁模的冲压；滚珠精度取IT5，滚珠排列对称，分布均匀，与中心线成5°度角，是每个滚珠在上下运动时都有各自的滚道。 第二级采用小导柱（11）导向,小导柱选用材料是Cr12，外径尺寸是¢12，公差为（0，-0.008），与导向板（14）成H6/f6 配合。 第三级采用冲头（10）与导向板（14）的导向，冲头与导板成H6/f6 配合。

选用导料板（12）导向、定位，两块导料板用销、钉固定在凹模上， 用凸出的台阶做送料定位， 搭边紧靠侧边，定位精度达到0.01mm。

表带触指冲裁模具5 块冲头的合理布置， 凸模由5 块组成，前端两侧两块冲齿，冲齿模（4），中间1 块冲孔，冲孔模（3），接着1 块是扭曲成形，冲扭模（2），最后1 块弯齿形，弯齿模（1），如图2 所示，工序间布局合理。

4 热处理工艺

表带触指热处理的主要目的是提高表带触指的弹力，增加接触压力，降低接触电阻。

热处理工艺为： 固溶处理——氨炉中加热780-790oC(保温9 小时)水淬(晶粒0.015-0.025mm)，时效处理——320oC 保温3 小时-空气中冷却，硬度达到380HV。

5 表面处理

表带触指表面要求镀银处理， 静接触的表带触指镀银12um，滑动接触的表带触指镀银24um，要求操作5000 次不漏铜。

图1 模具正视图

图2 凹模俯视图

6 结语

本文阐述了表带触指的加工工艺， 着重阐述了精密冲压模具的结构设计， 提供了一种加工表带触指的加工方法。