自复位功能旋转开关设计

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1、自复位功能旋转开关设计　　摘要文章介绍了一种具有自复位功能的旋转开关，使用于需要瞬间通断电的电路，该开关可广泛应用于各种电气控制设备中。具有高精度，高可靠特点。关键词自复位；可靠性；关键技术中图分类号TM92文献标识码A文章编号1674-6708（2014）109-0108-020引言目前市场上的旋转开关产品，大都不具有机械式自复位功能。我们所开发的这种旋转开关具有自动复位功能。产品性能稳定。机械操作机构是悬挂在旋杆及拨轮壳体之间的两根拉伸簧，拨轮壳体固定，当旋杆旋转时弹簧被拉伸并旋转一个角度，开关的动触片随之动作，并

2、与静触片接触，开关处于通电状态；释放施加的外力时，弹簧回缩带动旋杆反向旋转，开关处于断电状态，实现开关的自动复位功。自复位旋转开关在整机中是一个重要的信号传输、控制元件，通过开关触点的接通与断开，实现信号的通断。1工作原理5自复位旋转开关是一种常开式自复位、轴与轴套密封、面板和机壳密封结构的开关，带止端，1层、1位，转换角为30°。自复位旋转开关由拨轮组件、拨轮壳体组件、定位片、定位环、静接触片、接触片、基座、旋钮、旋杆、拉伸簧、密封圈、盖板、螺柱、垫圈、卡钉等零部件组成，其工作原理如图1所示。图1产品装配结构与工作原

3、理示意图1）弹簧在自由状态时，开关处于断开状态，当旋动旋钮时带动旋杆组件同时运动，拉伸簧被拉伸，动接触片和静接触片接触，开关处于通电状态；释放外力，拉伸簧在弹力作用下回缩，带动旋杆组件和旋钮转动，回到初始状态，动、静接触片分离，开关断电；完成开关的一次动作循环，实现开关电路转换；2）开关均为多节装配结构，旋杆上双扁与动接触片所在的拨轮组件配合，另一端圆形铣扁，与旋钮配合；3）开关的贯穿螺栓穿出固定开关尾部的最后一个开关片的螺母之外大于1mm，其螺纹类型为粗牙M1。2自复位旋转开关的设计2.1设计内容1）拉伸簧在旋杆和拨

4、轮壳体之间实现伸缩功能，双向旋转，旋杆组件可顺时针、逆时针双向旋转；2）开关的动触片均与拨轮铆接成一体；3）轴与轴套的密封通过旋杆和壳体之间的两个硅橡胶密封圈实现深海密封；4）5开关旋钮由发光材料直接注塑成型，以便在黑暗环境下准确辨认。2.2自复位旋转开关设计的主要技术参数1）开关外形尺寸：φ25×46.5；2）工作温度：-20℃～+60℃；3）额定工作电压：24V；4）额定工作电流：10mA；5）接触电阻：≤40mΩ；6）绝缘电阻：≥1000MΩ；7）介质耐电压：≥500Vd.c；8）转换力矩：0.005～3N·m；

5、9）电转换寿：50000次；10）静水压力：1.0；11）盐雾：1000h；12）照明特性：发光显示；13）静水压力：1.0MPa；14）材料：抗海水腐蚀；15）振动：20g；16）冲击：20g；17）耐湿：95%。2.3可靠性设计5开关拨轮壳体组件及旋杆组件模具的设计：开关的拨轮壳体组件为增强尼龙1010，注塑成型。连接螺母、旋杆分别塑在拨轮壳体组件和旋杆组件中，拨轮壳体组件和旋杆组件均为一体结构，提高了产品的稳定性。模具设计时考虑到零件的尺寸精度和加工的可操作性，将成型腔设计为活动镶块式，便于注塑时连接螺母及旋杆的

6、装入。由于条件苛刻，成型时容易出现充不满和粘模现象，加上组件均带有镶件、结构复杂，型芯、盲孔多、成型困难，所以要求模具结构合理，制造精度高，主要采取措施：1）型腔为整体型腔，电打抛光成型，保证基座表面的光洁度；2）浇口形式为直式绕口进料结构，缩短充料时间；3）型腔四周镶嵌加热棒，保证塑料流动性；4）型腔和型芯设计2°的拔模斜度，便于出模；5）模具四壁增设打料杆，保证零件顺利出模；6）精确计算并严格控制合模压力，成型压力、保压时间和保持模具温度，设置排气孔，保证材料在合模过程中充满型腔。拉伸簧的寿命决定旋转开关的机械寿命

7、，在设计过程中认真计算了拉伸簧拉力与其变形量之间的关系，确定了拉伸簧的长度为11.8mm，有效圈数为12，把壳体组件上的镶件和旋杆与拉伸簧挂钩连接处的锐角倒钝，将与拉伸簧挂钩相配合孔的直径扩大，使挂钩在内能自由活动，并涂上低温润滑脂，减小拉伸簧挂钩在转动过程的磨损2.4工艺难点5接触件是开关的关键零件，工艺上有以下两个个难点：1）料薄（厚度0.1mm）冲制时容易出现毛刺，影响零件的尺寸和位置精度，因此对激进模的设计加工提出了很高的要求，减小冲裁间隙，保证接触件的精度；2）触点鼓小，难成形；接触片的加工质量是保证开关可靠

8、性、电性能的关键。为此设计制作了跳步模具，分5部：1）冲外形；2）预引触点鼓；3）二次引鼓；4）折U字弯；5）整形、切断。凸、凹模的冲切间隙为0.015mm消除零件毛刺。冲制零件过程中，严格按照设计文件和工艺要求进行加工，控制加工过程中的积累偏差。接触片的热处理是保证开关可靠性性能的关键工艺，热处理前欺清洗后，接触片上不得沾有油脂