带微型槽连接器的冲模设计

刘志良，韩征权，倪灯塔

(贵州航天电器股份有限公司，贵州 贵阳 550009)

0 引言

随着连接器的不断发展与技术迭代，市场需求走向定制化，连接器的形状与尺寸也发生变化，其中一些微小型零件的出现给模具设计和加工带来了困难，现选取典型的微型零件连接器为研究对象，对该零件的模具设计和模具零件的加工技巧进行阐述。

1 零件概况

零件结构如图1所示，材料为铍青铜，厚度为0.12 mm，为薄片零件，外形小，槽宽为0.26 mm，模具设计和加工存在一定的难点，腰型槽和外形圆弧过渡处为冲模设计和加工重点关注的部位。

2 排样设计

图1 零件结构

排样如图2所示，对11个腰型槽进行跳步设计，其原因是槽间距太小，只能依靠跳步设计增加模具零件强度，且便于加工。由于零件腰型槽细长，定位要求较高，模具采用双侧刃结构以满足工步间的定位要求。

该零件成形难点在于11个细长腰型槽的成形，腰型槽的宽度只有0.26 mm，成形难度大，需要优化工艺才能达到最佳的成形效果。

图2 排 样

3 凹模的设计及加工优化

由于腰型槽宽度为0.26 mm，受限于电穿孔机床加工的最小穿孔直径（ϕ0.2 mm）及其加工精度，凹模无法采用电穿孔的方式加工，只能采用镶拼方式加工。凹模及镶件的设计如图3所示，镶拼方案为：在腰型孔的直线和圆弧过渡的位置进行分割，避免直线部分出现接缝。加工顺序为：采用慢走丝分别加工凹模和镶件，其中凹模的腰型槽留精修余量，镶件的小圆弧先不加工，2个零件必须要按紧配要求进行加工。加工完后，钳工将镶件装入凹模，再次采用慢走丝加工腰型槽，以保证腰型槽尺寸的一致性。

由于腰型槽宽度太窄，无法采用慢走丝加工落料斜度，必须采用电火花加工落料沉腔，用沉腔代替斜度。为了保证落料时槽和槽之间有一定的强度，槽之间不能悬空，以免落料时凹模面受力造成凹模崩塌。因此，在保证落料沉腔能落下废料的同时，必须使U形落料槽之间留有一定的间距，确保落料时，凹模槽之间的材料能承受落料凸模的冲击。

4 卸料板设计及加工优化

卸料板的加工也受腰型槽宽度限制，不同于凹模加工的是卸料板上不能悬空安装镶件，可以存在工艺缺口。因此，卸料板的腰型槽可以采用电穿孔加工穿线孔，但必须采用最小电极丝加工。考虑电极丝穿孔的厚度极限，应先采用电火花加工沉腔，留3 mm的有效壁厚，然后再加工穿线孔，最后采用慢走丝将腰型槽切割成型，如图4所示。

图3 凹模组合

图4 卸料板

5 冲槽凸模设计及加工优化

从图2可以看出，11个腰型槽的冲裁分两步进行，其目的是为了保证凹模和凸模的强度及可加工性，冲槽凸模结构如图5所示，与凸模固定板上的固定部分全部连接，冲裁部分留出有效长度。冲槽凸模的宽度只有0.26 mm，其有效长度不能太长，否则在慢走丝加工过程中冲槽凸模容易出现变形，造成凸模报废。

图5 冲槽凸模

6 落料凸模设计

零件外圈形状如图6所示，存在小圆弧和直线相交的部分。如果直接按照该形状加工凸模，由于慢走丝加工过程中的电极丝半径效应，与直线相交的部分则直接变为圆弧。零件最外面的腰型槽在落料前已加工好，而由落料模切断成形的外圈腰型槽部分所占的尺寸不到完整腰型槽尺寸的1/2。因此，将落料凸模的外形进行拓展，即采用落料模的直棱边切已加工好的腰型槽，加工出所需的形状。拓展后的落料凸模如图7所示，两者重叠后如图8所示，从图8放大处可以看出，拓展后的落料凸模可以冲裁图6所示的零件外形，避免了慢走丝加工不到位的情况。

图6 零件外圈形状

图7 拓展后的凸模

7 冲槽凸模固定板设计优化

图8 两者重叠

冲槽凸模固定板的加工难点在于冲槽凸模的安装，既要满足安装定位需要，又不能在安装过程碰到0.26 mm宽的冲槽凸模突出部分，还要考虑慢走丝加工时，突出部分底部的圆弧过渡。因此固定板要将冲槽凸模的突起（见图5）避空处理，采用突起所在面的直边定位，排除干扰因素后的冲槽凸模固定板如图9所示。

图9 冲槽凸模固定板

8 结束语

小尺寸带微型槽的连接器零件应用日趋增多，其模具设计和加工难点在于其细小部与异形部位的成形，不仅要考虑设计可行性，还要考虑加工可行性，注重细节处理，避免重复加工，以免耽误进度和增加制造成本。主要考虑以下3个方面。

（1）对于异形连接器零件的成形，要充分考虑其模具零件的强度和安装及加工的方便性。

（2）模具零件可以采用镶拼结构，但要考虑其强度与加工精度能否满足要求。

（3）对于小尺寸模具零件的关键尺寸处理要与加工工艺相结合，注重细节处理，保证其能满足零件成形的需求。