當前國內以精密、複雜為代表的精密零件多工位級進模，主要是成形手機外殼、按鈕、聽筒、電器端子和接觸彈片等零件的模具，此類模具結構複雜、設計製造難度大和精度要求高，其成形零件的特點是尺寸精度高、形狀複雜等。對於手機內屏蔽接觸端子，具有材料薄、強度差、形狀複雜、彎曲成形多且尺寸要求高、精細衝裁多等特點，模具結構需巧妙設計才能滿足批量生產和保證零件的成形質量。
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零件工藝分析
圖1 手機內屏蔽接觸端子
圖1所示為手機內屏蔽接觸端子零件結構，材料為SUS301EH，料厚為0.08mm，零件中間全部衝空，由1.2mm寬的細梁連接成一個整體，且零件外形尺寸偏大，長72.52mm，寬59.47mm，且有幾處敞開結構，導致零件強度差，必須保證在生產過程中送料順暢是該模具結構設計考慮的重點之一。
零件有86處小支腳彎曲成形和多處“π”形彎曲，尺寸公差要求高，公差為±0.05mm，保證零件小支腳和“π”形彎曲成形在公差範圍內也是該模具結構設計的難點之一。
小支腳的細小衝裁有129處，若小凸模強度差，衝裁凸模極易損壞，細小衝裁的結構設計及防止廢料上浮的設計也該模具結構設計的難點之一。
由於該零件生產批量大、結構複雜，為滿足生產質量和生產效率的要求，採用多工位精密級進模進行生產。
圖2 排樣
手機內屏蔽接觸端子尺寸較大、材料薄、需考慮送料順暢、材料需要凸筋便於送料，整個零件主要成形工藝為：凸筋成形、衝裁、彎曲成形、落料。零件排樣方案如圖2所示，由於零件外形尺寸及彎曲尺寸要求高，為保證材料的利用率和零件成形可靠，排樣設計時採用雙邊載體且每個工步儘量安排導正銷導正。
圖3 局部衝裁結構
由於零件材料薄，材料比較寬（料厚0.08mm，料寬89mm），排樣兩側先壓凸筋，保證材料載體強度，便於批量生產送料順暢。如圖3所示的局部衝裁圖，“U”形處採用分段式接刀衝裁，先衝1處再衝2處，充分保證凹模的強度。
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模具結構及主要特點
01
模具整體結構設計
圖4 模具結構
1.下模座 2.下墊板 3.凹模板 4.卸料板 5.限位板 6.固定板 7.上墊板 8.上模座 9.衝孔凸模 10.抬料銷 11.鋼珠襯套擋圈 12.小導柱 13.小導套 14.定位銷 15.凸模壓板 16.卸料柱 17.卸料傳力柱 18.傳力柱 19.彎曲頂板 20.凸模固定座 21.彎曲凸模 22.託料塊 23.預壓釘 24.落料凸模 25.衝裁凹模 26.側面導板
模具結構如圖4所示，該模具採用後側精密三導柱滾珠導向模架，以便於中間模板的拆裝。
為保證模具的導向精度和裝配精度，固定板、卸料板、凹模板採用4個滾動小導柱導向；
為保證模具拆卸方便利於修模，模具整體設計為子模結構，同時採用上裝彈簧結構，且凸模採用壓板快換結構，凸模與卸料板導向間隙為0.003mm；
為防止衝小孔和細槽後廢料上浮壓傷零件、損壞模具，在大凸模上設計吹氣孔，細小凸模採用吹負壓和燕尾結構；
為確保細小凸模衝裁強度，模具採用雙導向結構，並設計凸模固定座縮短凸模長度；
為保證86個小支腳的彎曲尺寸，設計調整墊塊，並設計角度補償；
為保證“π”形彎曲不變形，設計了彈頂結構和預壓結構；由於材料薄，排樣強度差，
為保證整個生產過程順暢，載體設計了加強筋，充分保證了批量生產過程中成形零件的穩定可靠。
02
模具結構特點
▍子模結構 ▍
圖5 子模結構
子模結構的優點
①模具採用4節子模，子模板件較小，便於加工製造；
②不同成形部分分別設計在不同子模，大批量生產時，在機床上不拆模架，只拆子模。
如圖5所示，需要維修時只需拔出子模拔銷，取下與模架連接的螺釘，升起機床滑塊，使模架之間形成一定取模空間，按取模方向移出子模即可，方便鉗工維修，同時降低勞動強度，有效降低了模具維修的時間成本和人力成本。
▍細小凸模結構 ▍
圖6 導向結構
1.凸模導向板 2.衝裁凸模 3.卸料板
4.凸模固定座 5.固定板
小支腳的細小衝裁有129處，零件的衝裁凸模工作部分比較細小，必須縮短其有效長度防止凸模加工變形，保證凸模強度；由於工作部分比較細小（0.7mm×0.6mm），薄弱部分僅為0.43mm，採用凸模導向板1或卸料板3單獨導向都會造成失穩，凸模易損壞，需要設計單獨的雙導向機構，如圖6所示，凸模導向板1與卸料板3都起導向作用，提高凸模的強度；為避免導向干涉，零件採用高精密加工，加工精度達到0.001mm。
圖7 小孔檢測機構
1.檢測探針 2.絕緣安裝座 3.彈簧 4.墊塊
小孔檢測機構如圖7所示，該機構為129處異型小孔檢測機構，其主要功能是檢測零件是否少孔或小孔凸模損壞造成零件上的漏衝孔。檢測原理為彈壓接觸式，正常情況下，探針與金屬帶料孔有一定的間隙，信號線不會通電；一旦異型小孔漏衝，探針會與金屬帶料接觸，信號線立即通電，機床停止。
▍防止廢料上浮結構 ▍
圖8 負壓墊塊
129處衝裁凹模墊塊設計負壓，如圖8所示，凹模墊塊設計成ϕ0.8mm的負壓孔，與豎直方向成30°夾角往下吹氣，與凹模形成一段負壓區域，便於廢料向下運動，防止廢料上浮。
圖9 細小衝裁凸模
129處細小衝裁凸模的設計如圖9所示。凸模設計成“燕尾”形式，凸模衝壓成形時，廢料有一定程度的變形，便於廢料留在凹模，防止廢料上浮。
▍“π”形彎曲結構 ▍
（a）“π”形彎曲結構
（b）“π”形彎曲過程
圖10 “π”形彎曲成形
1.上墊板 2.固定板 3.卸料板 4.彈壓卸料板鑲件 5.凹模板 6.預壓桿 7.傳力柱 8.浮動頂板 9.成形凸模 10.定位凹模鑲件 11.卸料板鑲件
“π”形彎曲結構如圖10（a）所示，模具設計預壓裝置，在卸料板接觸到凹模板時，預先彎曲成一定角度，模具在閉模後，再彎曲成如圖10（b）所示零件形狀；模具在開模過程中，為保證零件卸料順利，設計了浮動頂板8；同時為保證“π”形結構卸料不變形，在下模設計了預壓裝置，最後上模設計的彈頂裝置平穩地將零件從成形卸料板鑲件11卸出。
03
模具卸料結構
圖11 零件穿杆
由於零件強度差，為保證零件成形質量，在最後工位零件落料後，模具底座安裝傳送帶運輸零件，傳送帶另一端安裝穿杆機，實現零件自動穿杆（見圖11），便於零件流轉，提高生產效率，同時廢料載體設計自動卷料機構進行回收，方便快捷。
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