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微动开关制造工艺和基座设计

发布时间:2019-11-7 13:6:8  浏览:

微动开关电子元器件中,为了增强金属端子的强度与刚度,常使用嵌件成形工艺,微动开关的基座就是一个典型的例子。小型微动开关外形尺寸通常在10mm左右,有的甚至在5mm左右,其簧片厚度在0.1mm左右,注射之前悬臂较长,易变形。因此,使用塑胶为基体,在成形前,将簧片预装入模腔中,使熔融的材料与簧片结合固化,形成金属塑料一体化制件,通过塑料基座的支撑,簧片的强度得到大大的提升。
微动开关由于其外形尺寸小,生产工艺相对复杂,为提高制件质量及生产效率,一般采用自动化生产。因此合理地设计生产流程,创新地进行模具结构设计,对保证制件质量,降低生产成本有着重要的意义。
1、微动开关制造工艺分析

图1所示为微动开关的基座,其中1为引脚,材料为C5191R 1/2H厚度为t=0.1mm;2为基座,材料为LCP6310 G30。要求:基座为满足自动化生产要求,设计为带料形式。在手工装配工序时,基座带料注射后依据工艺要求剪切为散件并将端子焊锡部分打弯、剪切及打弯工装要求在同一工位完成加工过程时注意保护镀层,基座也不得有明显划伤,毛刺不大于0.03mm。

微动开关尺寸图

图2所示微动开关基座为一典型嵌件,制件尺寸小,引脚结构复杂,公差要求较高,多处尺寸公差要求为±0.03mm。为提高生产效率与制件质量,使用带料模式进行生产。生产流程如图3所示。
微动开关引脚图



其中在引脚带料环节采用一副多工位级进模进行引脚外形分切、苞点成形、引脚压弯成形,最终完成引脚带料的成形过程。带料清洗环节使用超声波,清洗掉带料成形环节产生的油污以及金属废屑,之后使用1模8腔的注射模进行基座注射成型,冲压与注射连机生产。注射完成后通过电缆纸进行分层隔离,使用料盘收集。最后,在装配线上,由操作工人使用2t冲床实现落料成形,其中基座的剪切与打弯在同一工步上完成。
2、模具排样设计

引脚带料成形模具排样设计如图 4 所示,料宽12mm,步距10mm,单边间隙0.005mm,材料利用率为52.2%。其中,第①与第②工步为向上打凸苞,引脚带料的9个凸苞在此两工步内完成;第③工步为空步,为保证抬料平稳,在此设置抬料块;第④与第⑤工步中间冲带料导正孔,导正孔大小为 ϕ 1.5mm和 ϕ 1.2mm;第⑥工步为带料分切1;第⑦工步为带料分切2;第⑧工步为空步,设置抬料块;第⑨工步为带料分切3与分切4;第⑩工步为空步,设置抬料块;第11工步为带料分切5;第12、13工步为空步,设置抬料块,同时提高凹模镶件强度以及凹模板厚度;第14工步为带料分切6,至此带料外形已冲制完成;第15工步为空步,设置抬料块;第16工步为A-A弯曲成形(如图2);第17工步为B-B弯曲成形;第18工步为空步,设置抬料块;第19工步为C-C弯曲成形,至此已经完成引出脚带料的冲制;第20步为空步,为保证带料抬料平稳,在此步设置抬料块。为提高生产效率,基座注射采用1模8腔,通过送料器自动收放带料。

微动开关模具排样设计

基座落料成形模具排样如图5所示,第①、②、③工步为带料导正,在此区间,设置抬料块;第④工步为基座落料,第⑤、⑥工步为带料导正,设置抬料块;第⑦工步为通过废料切除来进行送料定位;第⑧、⑨、⑩为空位,设置抬料块,剩下的废料通过收卷机进行收集。
微动开关基座设计

3、模具结构及工作过程
流程设计是否成功主要建立在各环节是否可行基础之上,本流程最大的难点在于基座落料模具在同一工步上剪切与打弯实现的可能性。
通过对模具闭合过程以及金属材料变形过程的分析,提出方案,模具结构如图6所示。




带料通过送料器或者人手工拉料至适当的位置;模具开始闭合,导正钉接触带料进行精定位;切断凸模接触带料引脚,并切开引脚;顶出凸模将基座制件顶入凹模板内;件4与件7定位块将基座制件护住,防止制件翻滚;至此完成单个基座制件的分离工序。随着上述工序的进行,被分离的基座制件有序地排列在凹模内部,并通过顶出凸模的作用,通过有特定形状的凹模通道,完成了打弯工序。成形后的基座制件由自身重力作用,通过下垫板,下模座,掉入专门的制件收集容器中。过程如图7所示。
图7中件1为卸料板,件2为顶出凸模,件3为切断凸模,件4为侧导板,件5为凹模镶件,件6为凹模板,件7为下垫板,件8为正处于切断过程的基座制件,件9为正完成切断过程尚未打弯的基座制件,件10为开始进行打弯的基座制件,件11为打弯过程中的基座制件,件12完成切断打弯的基座制件。

微动开关基底尺寸图


该模具凹模板与卸料板采用SKD11材料,硬度58±2HRC。为提高模具冲次,凸凹模采用硬质合金材料,硬度88~89HRA,成形凸凹模采用光曲磨加工而成,同时模具还安装了模高检测机构与误送料检测机构。

实践证明,该生产流程确实可行,生产节拍达到200次/min以上,模具结构可行,微动开关质量达到设计要求,生产稳定。该流程与结构的设计对减少微动开关材料浪费,保证微动开关质量具有重要的意义,为相关制件的设计提供了参考。

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