1工藝分析
圖1所示為屏蔽片彈簧，零件材料為QBeMg1.9鈹青銅板，板厚為0.15 mm，要求成形零件表面無凹坑、台階、毛刺、變形、裂紋等缺陷，生產批量不大，為節約製造成本，採用分工序衝壓成形。
圖1 屏蔽片彈簧
1.1 零件分析
圖2所示為屏蔽片彈簧三維結構，其類似蓮花狀，中間是通孔，周圈由22根片彈簧組成，相鄰片彈簧根部圓形過渡、頂部內凹，片彈簧上還有3個直徑為φ3 mm的圓形缺口均勻分布，裝配時每個片彈簧都起到連接作用，因此如何保證片彈簧內切圓直徑是該零件成形的關鍵和難點。
圖2 屏蔽片彈簧三維結構
1.2 成形工藝流程
根據零件結構分析有2種不同的成形方案。
方案1：落料→清洗→熱處理→彎曲成形→沖孔→去毛刺→清洗→熱處理→檢驗。
（1）落料。將板料落料為毛坯，完成中間φ6 mm定位孔、3個φ3 mm圓形孔、22根片彈簧的一次成形。
（2）彎曲成形。在毛坯基礎上將片彈簧頂部、中間和根部一次彎曲成形。
（3）沖孔。將屏蔽片彈簧倒扣在沖孔模上，進行底孔沖裁，完成零件的沖孔。
方案2：落料→清洗→熱處理→彎曲成形I→彎曲成形II→沖孔→去毛刺→清洗→熱處理→檢驗。方案2主要是將方案1的1次彎曲成形分為2次成形，其餘工序不變，零件衝壓成形過程如圖3所示。
圖3 衝壓成形過程
（1）彎曲成形I。在毛坯基礎上將片彈簧頂部彎曲成形，保證頂部特徵的穩定，片彈簧根部進行預彎成形，減少2次彎曲成形時片彈簧回彈量。
（2）彎曲成形II。對片彈簧根部進行彎曲成形，22根片彈簧中間彎曲成腰鼓狀，片彈簧根部與底面近似垂直，保證根部特徵的穩定，完成屏蔽片彈簧的基本形狀成形。
對以上方案分析可知，方案1彎曲成形時片彈簧變形大，頂部和根部有向外擴張的現象；方案2將片彈簧分2次彎曲成形，保證了片彈簧頂部和根部的特徵，因此方案2更合理。
2屏蔽片彈簧變形原因分析
成形的屏蔽片彈簧入庫檢驗時發現φ14.3 mm尺寸超差，且每根片彈簧成形一致性差，通過對屏蔽片彈簧生產流程分析，導致上述問題的原因有以下3個方面。
2.1 衝壓工序不合理
（1）彎曲成形II模具結構如圖4所示，經彎曲成形I後的片彈簧正向放置在下模中，彎曲成形時靠屏蔽片彈簧的中間定位孔進行定位，上模向下運動，完成片彈簧成形，然後上模向上運動。由於零件結構特殊，屏蔽片彈簧為上小下大結構，彎曲後會緊包裹在上模，靠人工將屏蔽片彈簧從上模取出，存在片彈簧變形的可能。
圖4 彎曲成形II模具結構
1.下模座 2.下固定板 3.凹模框 4.凹模 5.定位釘 6.導柱 7.上固定板 8.墊板 9.上模座 10.凸模 11.推塊
（2）沖孔結構如圖5所示，將屏蔽片彈簧倒扣在下模，上模向下運動完成沖孔，考慮片彈簧取出變形，設計下模外徑比屏蔽片彈簧內切圓小0.05 mm，由於公差相對較小，人工取件時有變形情況，屏蔽片彈簧會發生明顯變形，圖6（a）左側部分片彈簧向外擴張，圖6（b）下半部分的片彈簧向內凹。
圖5 沖孔結構
1.下模 2.屏蔽片彈簧 3.上模
圖6 沖孔後屏蔽片彈簧
2.2 清洗環節
去除毛刺後，將屏蔽片彈簧放入圓形載具中，利用設備進行自動清洗、焙烘，20 min後完成清洗，經檢查，未發現零件互插、變形，說明清洗環節不影響片彈簧變形。
2.3 材料回彈影響
屏蔽片彈簧材料為鈹青銅材料，在模具設計時考慮了變形因數，將模具零件尺寸進行相應設計，衝壓成形過程中，單個片彈簧還是存在反向的彈性變形，導致屏蔽片彈簧內切圓尺寸與設計尺寸不一致。考慮成形後應力的影響，清洗後進行熱處理，消除成形時產生的應力，零件尺寸穩定。
3模具結構改進
因沖孔後取件發生變形以及材料回彈的影響，在沖孔工序後增加整形工序，以保證零件成形尺寸滿足要求。
圖7所示為屏蔽片彈簧整形模，屏蔽片彈簧在成形過程中由於回彈和取件導致變形，整形模可以消除回彈和取件變形這2個因素，取件環節的模具設計非常重要。考慮取件的方便性，將上模按片彈簧內切圓尺寸設計，保證屏蔽片彈簧整形時內切圓尺寸，根部設計比內切圓尺寸小，並考慮了零件回彈補償，整形模由4個四分之一圓組成，非工作時為敞開狀態，工作時下模鑲入1根定位芯，定位芯頂部設計有凸台，凸台穿過屏蔽片彈簧根部內孔並與底部貼合，用於屏蔽片彈簧整形時定位。當斜楔向下運動與滑塊接觸時[7]，整形模為閉合狀態，實現片彈簧整形；當斜楔向上運動與滑塊分離時，整形模分開，即可將屏蔽片彈簧從上模取出，完成整形，片彈簧尺寸較好，無變形，如圖8所示。
圖7 整形模結構
1.滑塊彈簧 2.滑塊 3.整形鑲件 4.整形型芯 5.上模彈簧 6.上模座 7.上墊塊 8.上夾板 9.斜楔 10.下模板 11.定位芯 12.下墊板 13.下模座
圖8 整形後屏蔽片彈簧
▍原文作者：韓征權徐鳳明羅斌琪
▍作者單位：遵義精星航天電器有限責任公司