連接片模具沖壓工藝設(shè)計技術(shù)說明一、引言連接片是電子、汽車、家電等行業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)零件，主要起導(dǎo)電、連接或固定作用，其結(jié)構(gòu)通常包含平面基體、折彎翻邊及定位孔等特征。由于連接片需求量大、尺寸精度要求高（如孔距公差±0.1mm、折彎角度公差±1°），沖壓工藝因具備高效、低成本、一致性好等優(yōu)勢，成為連接片的主流制造方式。本文以黃銅H62材質(zhì)、厚度0.5mm的帶孔折彎連接片為例，系統(tǒng)闡述連接片模具沖壓工藝的設(shè)計流程、關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制要點，為同類零件的工藝設(shè)計提供實用參考。二、連接片沖壓工藝分析工藝分析是沖壓設(shè)計的基礎(chǔ)，需從結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)要求、材料性能三方面展開，明確工藝難點與可行性。（一）連接片結(jié)構(gòu)與技術(shù)要求以某電子連接片為例，其結(jié)構(gòu)如圖1所示（注：圖略，可描述為“長方形基體（長20mm×寬10mm），一端折彎90°（折彎邊長5mm），基體上開兩個φ2mm的定位孔（孔距8mm）”）。關(guān)鍵技術(shù)要求如下：尺寸公差：基體長寬±0.1mm，孔距±0.1mm，折彎角度±1°；表面質(zhì)量：無毛刺（毛刺高度≤0.05mm）、無劃痕、無氧化；力學(xué)性能：折彎處無裂紋，導(dǎo)電性能符合GB/T____標(biāo)準(zhǔn)。（二）材料性能分析連接片常用材料為黃銅（H62、H65）或磷青銅（QSn6.5-0.1），本文以H62黃銅為例，其性能參數(shù)如下：抗拉強度（σb）：380~420MPa；屈服強度（σs）：200~240MPa；延伸率（δ10）：35%~40%；硬度（HB）：80~100。H62黃銅具有良好的塑性與導(dǎo)電性，適合沖壓成形；但其抗腐蝕性能一般，需后續(xù)表面處理（如鍍錫）。（三）沖壓工藝可行性分析連接片的主要成形工序為落料、沖孔、折彎、整形，均屬于常規(guī)沖壓工藝，可行性分析如下：落料/沖孔：零件尺寸小、孔距小（8mm），需保證定位精度，可采用復(fù)合模或級進模；折彎：折彎邊長5mm（≥2倍材料厚度，即1mm），無深彎風(fēng)險，可采用V型折彎或U型折彎；整形：用于糾正折彎回彈，保證角度精度，需設(shè)計整形凸模。綜上，連接片沖壓工藝可行，需重點解決孔位精度、折彎回彈、毛刺控制三大難點。三、沖壓工藝方案設(shè)計工藝方案設(shè)計需確定工序流程、設(shè)備選型、排樣設(shè)計，核心目標(biāo)是提高生產(chǎn)效率、降低成本、保證質(zhì)量。（一）工序流程確定根據(jù)連接片結(jié)構(gòu)與技術(shù)要求，采用“落料-沖孔復(fù)合→折彎→整形”的三工序流程，理由如下：1.落料-沖孔復(fù)合：將落料與沖孔合并為一道工序，減少工序次數(shù)（從2道變?yōu)?道），提高效率；同時，復(fù)合模通過導(dǎo)正銷定位，孔位精度（±0.08mm）優(yōu)于單工序模（±0.15mm）。2.折彎：采用V型折彎模，折彎角度初步控制為88°（預(yù)留2°回彈量），折彎半徑取1mm（≥材料厚度），避免裂紋。3.整形：通過整形凸模對折彎處施加壓力（約1.5倍折彎力），使材料產(chǎn)生塑性變形，糾正回彈，最終角度控制為90°±1°。（二）沖壓設(shè)備選擇沖壓設(shè)備需滿足沖壓力、行程、工作臺尺寸要求，計算如下：1.沖壓力計算：落料力：F落=σb×L落×t=400MPa×(20+10)×2mm×0.5mm=____N（注：L落為落料周長，簡化計算為長方形周長）；沖孔力：F沖=σb×L沖×t=400MPa×π×2mm×0.5mm=1256N（單孔），兩孔總力2512N；卸料力：F卸=K卸×(F落+F沖)=0.05×(____+2512)=726N（K卸為卸料系數(shù)，取0.05）；總沖壓力：F總=F落+F沖+F卸=____+2512+726=____N≈15.2kN。2.設(shè)備選型：選擇開式固定臺壓力機（J23系列），噸位取25kN（大于總沖壓力1.6倍，預(yù)留安全余量）；行程取50mm（滿足折彎行程要求）；工作臺尺寸取200mm×150mm（大于模具尺寸）。（三）排樣設(shè)計與材料利用率優(yōu)化排樣設(shè)計的核心是減少廢料，提高材料利用率。本文采用單排直排方式，參數(shù)如下：搭邊值：零件之間搭邊a1=0.5mm（薄料搭邊值取0.3~0.6mm），側(cè)邊搭邊a2=1mm；條料寬度：B=零件寬度+2a2=10mm+2×1mm=12mm；步距：s=零件長度+a1=20mm+0.5mm=20.5mm；材料利用率：η=(零件面積×n)/(條料寬度×步距)×100%，其中n為每步零件數(shù)（n=1），零件面積=20×10-π×(2/2)2×2=193.72mm2，條料面積=12×20.5=246mm2，故η=193.72/246×100%≈78.7%。通過優(yōu)化搭邊值與步距，材料利用率從常規(guī)的70%提升至78.7%，降低了材料成本。四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計模具結(jié)構(gòu)設(shè)計需滿足精度、壽命、易維護要求，主要包括凸模/凹模、卸料裝置、定位裝置、導(dǎo)向裝置等部分。（一）凸模與凹模設(shè)計1.落料凸模/凹模：落料凸模：采用整體式結(jié)構(gòu)，材料為Cr12MoV（耐磨性好），刃口圓角R=0.2mm（避免應(yīng)力集中），尺寸按零件尺寸負(fù)偏差設(shè)計（如零件長20mm，凸模長19.95mm）；落料凹模：材料為Cr12MoV，刃口間隙取材料厚度的8%（0.5mm×8%=0.04mm），即凹模尺寸=凸模尺寸+2×間隙=19.95mm+0.08mm=20.03mm；刃口形式：采用直刃口（適合薄料，刃磨方便），刃口高度取15mm（大于材料厚度的30倍，保證壽命）。2.沖孔凸模/凹模：沖孔凸模：直徑φ2mm，采用臺階式結(jié)構(gòu)（增加強度），材料為Cr12MoV，表面鍍鈦（減少摩擦）；沖孔凹模：直徑=凸模直徑+2×間隙=2mm+0.04mm=2.04mm，刃口圓角R=0.1mm。（二）卸料與頂料裝置設(shè)計卸料裝置：采用彈性卸料板（適合薄料，壓料效果好），材料為45鋼（調(diào)質(zhì)處理，硬度HB220~250），卸料力由矩形彈簧提供（彈簧規(guī)格φ16×50，數(shù)量4個）；頂料裝置：采用剛性頂料銷（安裝在凹模內(nèi)），頂料力由壓力機氣墊提供，確保零件順利脫模。（三）定位與導(dǎo)向裝置設(shè)計定位裝置：采用擋料銷+導(dǎo)正銷組合定位：擋料銷：安裝在卸料板上，用于定距（步距20.5mm）；導(dǎo)正銷：安裝在落料凸模上，直徑φ1.9mm（比沖孔小0.1mm），插入已沖好的孔中，糾正定位誤差（誤差≤0.05mm）。導(dǎo)向裝置：采用滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套（GB/T2861.____），精度等級H7/h6，確保凸凹模間隙均勻（間隙偏差≤0.01mm）。（四）模具材料選擇與熱處理模具關(guān)鍵零件材料與熱處理要求如下：零件名稱材料熱處理要求作用落料凸模/凹模Cr12MoV淬火+低溫回火，HRC58~62高硬度、高耐磨性沖孔凸模Cr12MoV淬火+低溫回火，HRC60~64抗彎曲、抗折斷卸料板45鋼調(diào)質(zhì)處理，HB220~250強度高、易加工導(dǎo)柱/導(dǎo)套GCr15淬火+低溫回火，HRC58~62高硬度、高耐磨性五、關(guān)鍵技術(shù)要點與解決措施連接片沖壓的關(guān)鍵難點是折彎回彈、沖孔毛刺、模具壽命，需通過針對性設(shè)計解決。（一）彎曲回彈控制彎曲回彈是由于材料彈性變形引起的，表現(xiàn)為折彎角度大于模具角度。解決措施：1.模具角度補償：將折彎凹模角度設(shè)計為88°（比要求的90°小2°），利用材料回彈使最終角度達(dá)到90°；2.整形工序：在折彎后增加整形工序，整形凸模的折彎角度為90°，施加1.5倍折彎力，使材料產(chǎn)生塑性變形，減少回彈；3.材料預(yù)處理：對H62黃銅進行退火處理（溫度500~600℃，保溫1h），降低屈服強度，減少回彈。（二）沖孔毛刺抑制沖孔毛刺主要由刃口間隙不當(dāng)、刃口磨損引起，解決措施：1.合理選擇間隙：根據(jù)材料厚度（0.5mm），間隙取0.04mm（材料厚度的8%），此時毛刺高度≤0.05mm；2.保持刃口鋒利：定期刃磨刃口（每沖1萬件刃磨一次），刃磨量取0.02mm（避免過度刃磨導(dǎo)致尺寸變化）；3.優(yōu)化刃口形式：采用斜刃口（刃口角度15°），減少沖孔力，降低刃口磨損速度。（三）模具壽命提升模具壽命主要取決于材料耐磨性、熱處理質(zhì)量、潤滑狀況，解決措施：1.表面處理：對凸凹模進行滲氮處理（滲氮層厚度0.1~0.2mm，硬度HV800~1000），提高表面耐磨性；2.潤滑優(yōu)化：采用揮發(fā)性沖壓油（如10號機械油+煤油），減少凸凹模與材料的摩擦；3.避免應(yīng)力集中：凸模根部采用圓角過渡（R=2mm），凹模刃口采用圓弧過渡（R=0.1mm），減少裂紋產(chǎn)生。六、質(zhì)量控制與模具維護（一）工序質(zhì)量檢驗落料-沖孔工序：檢驗零件尺寸（用游標(biāo)卡尺，精度0.02mm）、孔位精度（用坐標(biāo)測量儀，精度0.01mm）、毛刺高度（用粗糙度儀，精度0.01mm）；折彎工序：檢驗折彎角度（用角度規(guī)，精度0.5°）、折彎邊長（用游標(biāo)卡尺）；整形工序：檢驗最終角度（用角度規(guī)）、表面質(zhì)量（用放大鏡，放大10倍）。（二）模具日常維護清潔：每班結(jié)束后，用毛刷清理模具表面的廢料與油污，避免積料導(dǎo)致刃口磨損；檢查：每周檢查一次導(dǎo)柱導(dǎo)套的潤滑狀況（添加潤滑脂）、凸凹模的磨損情況（用千分尺測量尺寸）；更換：當(dāng)凸凹模磨損量超過0.05mm時，及時更換（避免毛刺增大）；當(dāng)彈簧彈力下降時，及時更換彈簧（避免卸料不良）。（三）沖壓參數(shù)優(yōu)化壓力調(diào)整：壓力機的工作壓力應(yīng)控制在15~20kN（避免壓力過大導(dǎo)致模具損壞）；速度調(diào)整：滑塊行程速度應(yīng)控制在10~15次/分鐘（避免速度過快導(dǎo)致材料變形不均勻）；溫度控制：沖壓過程中，模具溫度應(yīng)控制在50℃以下（避免材料軟化導(dǎo)致尺寸變化），可采用壓縮空氣冷卻。七、結(jié)論連接片