基於接觸端子外形、尺寸、精度特點及其高速衝壓成形時的主要問題，詳細敘述了接觸端子精密級進模的排樣、模具結構、模具主要零部件的設計過程，並簡要介紹了級進模主要零部件的加工工藝。模具設計合理，結構可靠，製造精度高，維修方便，適應高速衝壓生產要求。
1 工藝分析
圖1所示端子具有材料薄、形狀複雜、折彎部位多、精度要求高、外形細長、需求量大等特點，通常採用精密級進模進行高速衝壓生產。級進模不僅結構複雜，精度要求極高，而且還要求具有高壽命，能承受高速度，這就使得在設計和製造上存在許多難點。考慮到端子本身及其高速衝壓成形特性，在級進模設計時需要解決以下問題：
圖1 彈性接觸端子
(1)製件外形主要由多個折彎部分組成，在設計中折彎順序的選擇對製件成形質量、尺寸的穩定性以及模具結構的複雜程度有著重要的影響。
(2)由於製件主要是折彎成形，多個有公差要求的尺寸，如7.00 �0.20m 、3.20 �0.20m 、6.3 �0.20 m 等和折彎部位有關，必須在折彎成形中著重解決回彈問題。
(3)端子類製件在衝壓生產後還要經過電鍍、裝配或是作為嵌件進行注射，所以衝壓生產出來的卷料不允許有扇形、扭曲、翹曲等不良現象。
(4)該接觸端子外形細長，最窄處僅0.5rrm，衝裁過程中的殘留應力很可能會使端子變形偏擺，使後續裝配無法進行。
(5)由於要採用自動送料機構進行高速衝壓生產，設計時需要考慮保證高速衝壓送料順暢，不能出現廢料回跳等。模具總體結構和精度要符合高速衝壓生產要求。
這些問題都要通過設計或者加工過程中的相應措施得到解決。
2 排樣設計
根據後續電鍍裝配的需要，端子產品設計時已經規定了步距和單側載體的形式以及導正釘孔的大小、位置等。根據前述分析，設計的排樣如圖2所示，一共分為19個工位：工位1衝預斷，以便裝配時可以將載體折斷；工位2切側邊，該切邊工序不僅可以起到粗定距和保證料寬精確的作用，更重要的是由於端子類製件一般都是形狀細長且單側載體的形式，材料本身的內應力釋放不均勻，極易產生扇形、翹曲、扭曲等問題，在開始設置切邊工序可以在一定程度上起到平衡應力釋放的作用；工位3、4衝導正釘孔；工位5衝孔；工位6、9、17衝切外形，這樣分刀可以使折彎時壓料穩定，避免由於折彎引起的端子變形。由於端子形狀決定了衝切刀口的形狀比較簡單，在高速衝壓生產中比較容易跳屑，在此可以採用下模披覆或是加工防跳屑槽的辦法解決；工位7、8折彎頭部；工位10、11向上折彎，並在第10工位適當給出補償角度，工位11為調整工位，可利用調整杆精確調整折彎角度；工位12～16折彎中間部分圓弧，其中工位14、16設置了調整機構，可以比較好地控制回彈尺寸；工位18調整扇形，如條料出現扇形，可以用在載體一側壓印的方法進行調整，向外的扇形可以壓載體外側，向內的扇形則相反，此處的壓印鑲塊設置為可調，通過控制壓印深度可以控制調整的程度；工位19調偏擺，衝裁過程中的殘留應力會使端子產生偏擺，使端子中心距2.54 -0.10m 尺寸不穩定，可以通過壓印端子根部的方法進行調整。
圖2 排樣圖
3 模具設計
基於端子類製件材料薄，尺寸小，衝速高，外形比較複雜的特點，在此級進模設計過程中還進行了以下有針對性的設計。
3.1 模具結構
圖3所示為彈性接觸端子精密級進模結構簡圖，該模具導向非常精密，首先採用了精密滾動四導柱導套的外導向機構。其次，考慮到材料薄(0.4mm)，單邊衝裁間隙只有0.01mm 又採用了內導向機構進行精確導向，內導向機構同樣採用高精度滾動四導柱導套。最後，還利用卸料板進行凸模的最終導向，卸料板單邊間隙0.003mm，固定板單邊間隙0.01mm，卸料板間隙小於衝裁間隙，以保證凸模順利進入凹模，而固定板採用較大間隙避免過定位。模具工作部分全部採用鑲拼結構，凸模採用壓板形式固定，下模設置敲擊孔，可以做到快換快修。模具主要成形部分結構如圖4所示，在進行成形結構設計時，充分考慮了折彎成形順序的合理性，使成形機構儘可能簡單、方便加工，在向上成形(卸料板成形)的部位，保證了成形過程滿足導正一壓料—折彎的順序過程。
圖3 模具結構簡圖
圖4 主要成形結構示意圖
3.2 彎曲調整機構
製件的多個圓角半徑具有比較大的折彎形狀，回彈難以控制，單靠經驗和計算給出的補償量往往不能一次到位，保證多個相關尺寸。可以採用更改成形零件尺寸、多次試模的方法，但是又會增加很多成本且浪費時間。為了方便快捷地對製件尺寸進行調整，該模具設計中在預計回彈嚴重的部位設置了調整杆，分下模調整和上模調整2種，具體結構如圖5所示，通過將調整杆7的2個螺絲旋進和旋出可以控制調整凸模2或下模調整塊6的高低位置，進而達到對製件相應部位尺寸進行調整的目的，做到模具不下衝床卻能方便地調整若干個尺寸。
圖5 調整結構示意圖
3.3 加工精度
端子類級進模零件尺寸小，加工精度要求非常高，設計中所有異形凸模和成形鑲塊均採用光學曲線磨床加工；採用慢走絲線切割加工部位一般要進行多次修切，其中凹模刃口部分一般修切3～6刀；保證所有零件工作部分公差為0.002mm；為了有效導向及保證模高，要保證模板平面度誤差不超過0.003mm，板厚公差0.00 5mm所有板累計平面度誤差不超過0.02rrm；導柱孔採用座標磨床加工，以保證垂直度及表面粗糙度。
3.4 材料選用與熱處理
上、下模座採用S55C，其餘模板採用SDK11，熱處理硬度58～62HRC除模座外，所有模板均進行深冷處理，儘可能消除模板內應力，同時保證模板具有足夠的韌性以抵抗高速衝壓時的衝擊力。所有衝裁凸、凹模及成形工作零件均採用硬質合金CD650，浮料塊、導料板等採用SKD11(60HRC)，卸料板鑲塊採用鐵基硬質合金ASP23以提高耐磨性。
4 結束語
模具設計合理，結構可靠，製造精度高，維修方便，可適應高速衝壓生產，整體壽命很高，可以保證衝速500次／min以上。單次保養時間超過500萬衝次，整體模具壽命超過1億衝次，大大提高了生產效率及製件精度，並節約了成本。
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