2.13 鍵盤接插件外殼多工位級進模

1.工藝分析

圖2-53所示為鍵盤與電腦主機連接的鍵盤接插件外殼，材料為SPCC，板料厚度為0.3mm。該制件在沖壓中，需經過多工序的彎曲成形，其數量無論多少，均可經合理分解后，按一定的成形順序要求設置在不同的沖壓工位上。因制件材料較薄，而且帶料在連續不斷地沖壓，送進過程中沖件與載體間的連接強度也不斷地降低。因此帶料的導料方式和每步工序定距形式是否合理采用，對制件在生產中的穩定性十分重要，在排樣設計時應充分考慮這一點。

圖2-53 鍵盤接插件外殼

該制件的安裝過程如下（圖2-54）：首先把A、B處的卡口同時按入塑料件中相對應的卡口中扣緊；用手工將C處彎曲成90°；然后將D處也用同樣的方法彎曲成90°；把E處的卡口也按入塑膠件中即可。考慮C處同D處的90°彎曲是用手工操作，經分析在其制件彎曲線相應處，設計工藝壓線結構見圖2-53的A放大圖。

2.排樣設計

該制件有毛刺方向的要求，須向下彎曲成形才能達到。計算出毛坯總長度為88.3mm，制件展開圖見圖2-55。為了提高材料利用率，各工位間排列緊湊，其間距為2mm。進行了

圖2-54 外殼裝配后零件簡圖

圖2-55 制件展開圖

多種排列形式的比較，因制件兩端有五處爪形彎曲，只能采用一出一排列，以帶料本體為中間載體的排樣方式較合理，排樣圖見圖2-56。具體工位如下：

工位①：沖導正銷孔，沖切側刃。

工位②、③：沖切廢料。

工位④：沖切兩邊廢料。

工位⑤：壓線。

工位⑥：翻孔，切舌。

工位⑦：彎曲，壓線。

工位⑧：打凸包。

工位⑨：彎曲（135°彎曲）。

工位⑩：空工位。

工位（11）：彎曲（90°彎曲）。

工位（12）：空工位。

工位（13）：沖切載體（制件與載體分離）。

該制件有多處彎曲成形，考慮帶料的厚度較薄及部份凸模較狹窄，因此分別在多個工位上進行沖切，而與成形部位相關聯的必須先沖切，這樣帶料的連接處就逐步減小，可能影響其送料的強度。帶料以兩側直邊為導向送料，帶料的送進以側刃為粗定距，以設置在中間單排導正銷孔為精定距，導正銷孔的直徑確定為φ4mm。

圖2-56 排樣圖

3.模具結構設計

圖2-57所示為鍵盤接插件外殼多工位級進模結構。該模具結構緊湊，為了確保制件的精度，模架采用4個精密的滾珠鋼球導柱、導套導向，而模板內各設計了8套精密的小導柱、小導套導向。該制件的年產量較大，其凸模采用快速更換結構，而凹模采用鑲拼式快拆結構，以便維修。

因帶料厚度較薄，制件的本體為載體，導料系統采用外導料板57和內導料板55對帶料導向。為了保證帶料浮起與平穩送進，在兩側內導料板下設置了雙排頂桿托料，在模具中心設置了中間單排套式頂料桿托料。

該模具凸模、凹模等各零件材料采用SKDII（熱處理硬度為60～62HRC）；凸模固定板、卸料板、下模板采用Cr12MoV（熱處理硬度為55～58HRC）。凸模與凸模固定板的配合間隙單面為0.005mm；凸模與卸料板之間的配合間隙單面為0.0075mm；導正銷與卸料板的配合間隙單面為0.005mm；下模鑲件與下模板為零對零配合。

1）防傾側結構設計。從排樣圖可以看出，帶料的部分邊緣是單面沖切。凹模刃口的沖裁間隙是放沖裁這一面，而另外一面間隙是零配零的，當凸模進入凹模沖裁時，造成單邊受力，力的方向全部集中在外側的一面，而凸模在卸料板的間隙下沖壓，會傾斜在外側的一

圖2-57 鍵盤接插件外殼多工位級進模結構圖

1—上模座 2、26—固定板墊板 3—導套 4、23—卸料板墊板 5、16、17、18、19、21、22、24—凸模 6—壓板 7—導正銷 8、41—頂桿 9、45—小導套 10—小導柱 11—彈簧墊圈 12、15、20、38、47—彈簧 13、58—卸料板 14—翻孔凸模 25、59—凸模固定板 27、52—下模板墊板 28、29、32、35、36、40、43、44、49—下模鑲件 30—等高套筒 31、46—下浮塊 33—等高套筒墊圈 34、50—下模板37—限位柱 39、48—套式頂料桿 42—螺塞 51—導柱 53—下模座 54—承料板墊塊 55—內導料板 56—承料板 57—外導料板

邊，造成凸模外邊的一面刃口與凹模的刃口發生啃模現象，影響制件的外形沖切精度。所以該凸模采用頭部有導向防傾側結構，可以解決上述的問題，使模具在生產中更穩定。結構是：當模具往下沖壓時，防傾側凸模2的導向部分先進入下模鑲件5，再進行沖切（見圖2-58）。

2）壓線凸模設計。從圖2-53可以看出該制件有六處切舌卡口。從制件的工藝排列是先切舌再彎曲成形。考慮此制件外形較小，不適合斜滑塊卸料。當制件進行彎曲成形之后，切舌卡口卡住凹模鑲件，導致無法卸料。如果把下模成形與切舌相關聯進行讓位，則彎曲之后的制件塌角較大，造成制件無法安裝。所以在彎曲之前，要設計壓線凸模，有助后序的彎曲成形，使沖壓出的制件符合裝配要求。壓成凸模結構詳見圖2-59。該凸模材料采用SKH-9，熱處理硬度為61～63HRC。其加工工藝是先采用快走絲粗加工，然后再用精密磨床精加工。圖中（0.1±0.01）mm的尺寸必須控制在公差范圍以內。如果此尺寸未達到圖紙要求，則會導致制件彎曲塌角大，反之影響制件的強度（圖2-53的A放大視圖的壓線工藝結構同上）。

圖2-58 防傾側結構

1—卸料板墊板 2—防傾側凸模 3—廢料 4—卸料板 5—下模鑲件 6—下模板 7—下模墊板

3）快速更換下模鑲件。此制件年需求量龐大，沖壓速度較快（200次/min），其下模鑲件（沖裁刃口）容易損壞，需經常更換。下模鑲件的結構如圖2-60所示。

該下模鑲塊外形既不帶臺階又無需用螺釘固定。在更換或修模時，用一個銷釘或頂桿從下模墊板的漏料孔將下模鑲塊從下模板內頂出。不必拆卸聯接下模板的螺釘及銷釘，有時還無需將模具從沖床上卸下。因此更換凹模速度快，而且可保證模具的重復裝配精度，提高模具的使用壽命。因該沖壓制件的板料較薄，卸料板為彈性壓料，所以在生產過程中不帶臺階的下模鑲塊，不會從下模板中跳出。

圖2-59 壓線凸模

圖2-60 下模鑲件結構

1—下模鑲件 2—下模板 3—下模板墊板