冷镦装置及两层复合梅花触点的制备方法与流程

本发明属于触点制作领域，具体的是冷镦装置及两层复合梅花触点的制备方法。

背景技术：

电器开关中的触点与弹片多以铆接方式来固定。铆接发展早、工艺成熟，但其缺点也明显，如结合强度较低，接触电阻较大，尤其当弹片宽度较窄、厚度较薄时，铆接触点的铜基过小则固定不牢，铜基过大则会因搭边过窄引起弹片变形，并且使用过程中容易脱落，从而降低电器开关的可靠性。

对于航空、军工等高精尖领域，产品的使用环境更恶劣，产品可靠性的要求更高，电器部件需耐高温、高压且在频繁动作下不能失效。因此，为了满足这些严苛要求，工业上普遍采用梅花触点与弹片焊接来实现。梅花触点采用焊接工艺，其接触强度高且接触电阻小，因而使用寿命更长，目前梅花触点采用复合带材冲压而成，原材料利用率仅有35％左右，制造成本较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种两层复合梅花触点的制备方法,大幅提高原材料的利用率。

本发明采用的技术方案是：冷镦装置，包括底模、冲模型芯、刀具一和刀具二；所述底模与冲模型芯相对，且冲模型芯沿镦制方向与底模活动配合；所述刀具一和刀具二位于底模与冲模型芯之间，并分居底模的两侧；所述刀具一和刀具二上均设置有切刀孔，且刀具一和刀具二的切刀孔的中心线与底模工作面的中心线共面；沿底模工作面的中心线方向，刀具一和刀具二与底模活动配合；沿镦制方向，刀具二位于刀具一与底模之间。

进一步的，所述冲模型芯包括本体、顶针和成型模；所述顶针和成型模均安装于本体。

进一步的，在底模的一侧设置有送料管一和挡料件一，所述送料管一平行于镦制方向设置，送料管一的出口端与挡料件一的挡料面相对，并在送料管一的出口端与挡料件一的挡料面之间形成切料通道一，所述刀具一沿切料通道一延伸方向活动设置于切料通道一；

在底模的另一侧设置有送料管二和挡料件二，所述送料管二平行于镦制方向设置，送料管二的出口端与挡料件二的挡料面相对，并在送料管二的出口端与挡料件二的挡料面之间形成切料通道二，所述刀具二沿切料通道二延伸方向活动设置于切料通道二。

进一步的，所述送料管一和送料管二均为偏心管。

两层复合梅花触点的制备方法，构成复合梅花触点的两段原材料均为线材，通过将两段线材重叠进行冷镦制成两层复合梅花触点。

进一步的，采用如权利要求1-5任意一项权利要求所述的冷镦装置对原材料进行冷镦。

进一步的，步骤一、根据梅花触点大小选择线材一和线材二，并调节冷镦装置就位；

步骤二、将线材一输送至刀具一，将线材二输送至刀具二，通过刀具一和刀具二同时相向运动剪切截取线材一截段和线材二截段，剪切后的线材一截段和线材二截段留在对应刀具的切刀孔内，并随着相向运动的刀具一和刀具二移动到底模，然后，调节冷镦装置保证线材一截段、线材二截段和底模工作面的中心处于同一直线上；

步骤三、冲模型芯沿镦制方向运动对线材一截段和线材二截段进行镦压形成镦压成型件；

步骤四、镦压成型件后处理。

进一步的，步骤三中，首先采用顶针对线材一截段和线材二截段进行预镦形成预镦件，然后采用成型模对预镦件进行终镦形成镦压成型件。

进一步的，顶针沿镦制方向穿过刀具一和刀具二的切刀孔向底模挤压线材一截段和线材二截段，线材一和线材二初步成型后，刀具一和刀具二退回，接着，顶针退回并移开，完成预镦；最后，成型模移动到预镦料处进行终镦。

进一步的，步骤四中，采用保温炉进行退火热处理，退火温度为260～300℃，退火时间为50～70min，进炉温度低于100℃，出炉温度低于150℃；

采用行星式滚抛机去毛刺抛光，并且加入三角、圆形混合磨料，产品与磨料按1：2～3比例放入，滚筒转速为100～170r/min，抛光时间为5～15min；

采用纯水清洗2～4次，随后采用带暖风离心式烘干机烘干，烘干时间为15～40min。

本发明的有益效果是：本发明的两层复合梅花触点采用线材经过冷镦工艺制备，原材料的利于率大幅度提高，原材料的利用率高达95％以上，制造成本大幅度降低。而且用于制备两层复合梅花触点的冷镦装置结构简单，操作容易稳定。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为刀具一和刀具二的结构示意图；

图3为冲模型芯结构示意图；

图4为预镦结构示意图；

图5为终镦结构示意图。

图中，底模1、冲模型芯2、本体21、顶针22、成型模23、刀具一3、切刀孔31、刀具二4、送料管一5、挡料件一6、切料通道一7、送料管二8、挡料件二9、切料通道二10、线材一截段100、线材二截段200。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明如下：

如图1和图2所示，冷镦装置，包括底模1、冲模型芯2、刀具一3和刀具二4；所述底模1与冲模型芯2相对，且冲模型芯2沿镦制方向与底模1活动配合；所述刀具一3和刀具二4位于底模1与冲模型芯2之间，并分居底模1的两侧；所述刀具一3和刀具二4上均设置有切刀孔31，且刀具一3和刀具二4的切刀孔31的中心线与底模1工作面的中心线共面；沿底模1工作面的中心线方向，刀具一3和刀具二4与底模1活动配合；沿镦制方向，刀具二4位于刀具一3与底模1之间。

该冷镦装置，通过冲模型芯2向底模1运动镦压物料。刀具一3和刀具二4与底模1活动配合，是指刀具一3和刀具二4可沿底模1工作面的中心线方向往返运动，驱动刀具一3和刀具二4运动的结构可以为凸轮机构等现有已知结构。刀具一3和刀具二4上的切刀孔31用于相向剪切物料，并将剪切后的物料带动至底模1处进行镦压。刀具一3和刀具二4的切刀孔31的中心线与底模1工作面的中心线共面，以使物料镦压时，压力以物料中心为基准均匀分布。沿镦制方向，刀具二4位于刀具一3与底模1之间，使得分别通过刀具二4和刀具一3移动的物料间形成重叠。

冲模型芯2可以为独立整体直接与底模1配合进行作业。但是，对于较为细小的物料，如线状物料等，冲模型芯2直接镦压易造成复合层间错位，影响复合效果。为了避免上述问题，如图3所示，所述冲模型芯2包括本体21、顶针22和成型模23；所述顶针22和成型模23均安装于本体21。该结构，可以首先通过顶针22进行预镦，预镦完成后，再移开顶针22，将成型模23移动至顶针22预镦位置进行镦压。其中，顶针22和成型模23的移动可采用现有已知结构来实现。

为了避免手动送料，提高送料效率，优选的，在底模1的一侧设置有送料管一5和挡料件一6，所述送料管一5平行于镦制方向设置，送料管一5的出口端与挡料件一6的挡料面相对，并在送料管一5的出口端与挡料件一6的挡料面之间形成切料通道一7，所述刀具一3沿切料通道一7延伸方向活动设置于切料通道一7；

在底模1的另一侧设置有送料管二8和挡料件二9，所述送料管二8平行于镦制方向设置，送料管二8的出口端与挡料件二9的挡料面相对，并在送料管二8的出口端与挡料件二9的挡料面之间形成切料通道二10，所述刀具二4沿切料通道二10延伸方向活动设置于切料通道二10。

为了对线材起到一定的矫直和调整作用，以便线材与对应刀口对齐，优选的，所述送料管一5和送料管二8均为偏心管。

两层复合梅花触点的制备方法，构成复合梅花触点的两段原材料均为线材，通过将两段线材重叠进行冷镦制成两层复合梅花触点。

传统的带材冲压需要首先采用热复合方式生产出复合带材，再采用模具冲压生产出复合梅花触点。而本发明两层复合梅花触点采用线材经过冷镦工艺制备，直接墩压，减少了热复合工序，生产工艺流程缩减，保证了生产过程稳定性。再者，传统的带材冲压生产工艺，必不可少的会产生边角料，一般材料利用率在50％左右，而本发明采用冷镦工艺进行生产，材料实际利用率可达到90％以上，材料利用率高，节约成本。

本发明的两层复合梅花触点采用线材经过冷镦工艺制备，原材料的利于率大幅度提高，原材料的利用率高达95％以上。且制造成本大幅度降低。

采用上述冷镦装置对原材料进行冷镦制成两层复合梅花触点的具体操作步骤如下：

步骤一、根据梅花触点大小选择线材一和线材二，并调节冷镦装置就位；

步骤二、将线材一输送至刀具一3，将线材二输送至刀具二4，通过刀具一3和刀具二4同时相向运动剪切截取线材一截段100和线材二截段200，剪切后的线材一截段100和线材二截段200留在对应刀具的切刀孔31内，并随着相向运动的刀具一3和刀具二4移动到底模1，然后，调节冷镦装置保证线材一截段100、线材二截段200和底模1工作面的中心处于同一直线上；

步骤三、冲模型芯2沿镦制方向运动对线材一截段100和线材二截段200进行镦压形成镦压成型件；

步骤四、镦压成型件后处理。

步骤一中，线材一为银线，如纯银线、银镍合金线、银氧化镉合金线或者银氧化锡合金线等，线材二为铜线，如纯铜线、铜镍合金或铜锌合金。成型模23选择整体钨钢或内套钨钢，采用线切割制备模具、镜面火花机制备梅花点。刀具一3为银刀，刀具二4为铜刀。铜刀、银刀采用铣床和线切割制备，刀口选用钨钢，切刀孔31大小与选配铜线、银线直径一致。顶针22采用数控车床精密加工制备，顶针直径小于或者等于银丝直径+0.01mm。头冲采用高速工具钢内套钨钢，线切割制备头冲孔，头冲孔直径大于或者等于银丝直径+0.01mm且小于或者等于银丝直径+0.02mm。成型模23采用高速工具钢内套钨钢，其成型面采用火花机加工制备，表面粗糙镀ra小于或者等于0.08μm。

步骤三中，如图4和图5所示，首先采用顶针22对线材一截段100和线材二截段200进行预镦形成预镦件，预镦时，顶针22沿镦制方向穿过刀具一3和刀具二4的切刀孔31向底模1挤压线材一截段100和线材二截段200，线材一和线材二初步成型后，刀具一3和刀具二4退回，接着，顶针22退回并移开，完成预镦；最后，成型模23移动到预镦料处进行终镦。

预镦时，刀具一3和刀具二4对线材一截段100和线材二截段200起到定位作用，通过预镦，使线材一截段100和线材二截段200初步形成整体并临时固定于底模1，为后续终镦成型做准备，使终镦后形成的两层复合梅花触点的结合强度满足使用要求。而该制备方法，操作简单稳定。

为了进一步保证两层复合梅花触点的强度、表面质量等满足使用要求，优选的，步骤四中，采用保温炉进行退火热处理，退火温度为260～300℃，退火时间为50～70min，进炉温度低于100℃，出炉温度低于150℃；

采用行星式滚抛机去毛刺抛光，并且加入三角、圆形混合磨料，产品与磨料按1：2～3比例放入，滚筒转速为100～170r/min，抛光时间为5～15min；

采用纯水清洗2～4次，随后采用带暖风离心式烘干机烘干，烘干时间为15～40min。

实施例1：采用上述方法制备一种银镍和铜镍两相复合梅花触点：

梅花触点的银层厚度为0.3mm，铜层厚度为0.72mm，直径为2.35mm。原材料选择银镍合金线和铜镍合金线，其直径均为1.1mm，银镍合金线送料长度为1.4mm、铜镍合金线送料长度为3.3mm。镦压成型件后处理时，进炉温度80℃，出炉温度130℃，退火温度280℃，退火时间60min。按纯水：硫酸：双氧水为5：1：0.5的比例配置酸洗溶液，将退火后的梅花触点放入其中浸泡10min，并用纯水洗掉残余酸溶液。酸洗后梅花触点放入行星式滚抛机滚筒中，加入三角、圆形混合磨料，产品与磨料按1：2比例放入并且加入两勺铜光亮剂，在170r/min的转速下，抛光8min，抛光后的梅花触点采用纯水清洗3次，随后采用带暖风离心式烘干机烘干40min，得到最后的产品。将得到的最后产品在万用电炉中加热至200℃，直至表面变成暗黑色为止，随后将产品在平台钳机上压扁至直径的1/2处，再沿直径最大变形方向中心部垂直搓平、磨光，在工具显微镜观察银层与铜层的结合面无裂纹，表明该型号两层复合梅花触点的铜银面结合良好。并且经统计，该型号梅花触点的原材料利用率为96.1％。

实施例2：采用上述方法制备一种银氧化镉和铜1020两相复合梅花触点：

梅花触点的银层厚度为0.38mm，铜层厚度为0.41mm，直径为2.42mm。原材料选择银氧化镉线和铜1020线，其直径均为1.2mm，银氧化镉线送料长度为1.55mm、铜1020线送料长度为1.67mm。镦压成型件后处理时，进炉温度70℃，出炉温度110℃，退火温度290℃，退火时间50min。按纯水：硫酸：双氧水为5：1：0.5的比例配置酸洗溶液，将退火后的梅花触点放入其中浸泡10min，并用纯水洗掉残余酸溶液。酸洗后梅花触点放入行星式滚抛机滚筒中，加入三角、圆形混合磨料，产品与磨料按1：3比例放入并且加入两勺铜光亮剂，在150r/min的转速下，抛光10min，抛光后的梅花触点采用纯水清洗3次，随后采用带暖风离心式烘干机烘干40min，得到最后的产品。将得到的最后产品在万用电炉中加热至200℃，直至表面变成暗黑色为止，随后将产品在平台钳机上压扁至直径的1/2处，再沿直径最大变形方向中心部垂直搓平、磨光，在工具显微镜观察银层与铜层的结合面无裂纹，表明该型号两层复合梅花触点的铜银面结合良好。并且经统计，该型号梅花触点的原材料利用率为95.9％。