摘　要：球軸承菊形保持架一次切齒模設(shè)計(jì)由以往的多工序加工改為單工序加工，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，模具結(jié)構(gòu)合理緊湊，沖裁效果良好，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，進(jìn)而也大大地節(jié)約了人力、物力和財(cái)力，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　關(guān)鍵字：多工序加工；復(fù)合切齒模；一次沖裁；互換性
　　1　菊形保持架的基本要求
　　1）圖1所示為球軸承菊形保持架半成品，其環(huán)帶寬在40～50mm之間，采用板厚1.5～2.0mm的08^＃或10^＃鋼板沖壓制作，工件內(nèi)齒與外齒等分?jǐn)?shù)N相同。產(chǎn)品要求外齒齒梁寬B在6～8mm之間，外齒長(zhǎng)H在15～13mm之間，內(nèi)齒齒梁寬b在4～3mm之間，內(nèi)齒長(zhǎng)h在13～10mm之間，內(nèi)外齒相互錯(cuò)位、內(nèi)外齒等分偏差≤0.05mm，內(nèi)、外齒梁寬偏差△B、△b≤0.08mm，內(nèi)外齒中心位置偏差≤0.1mm。產(chǎn)品必須無(wú)毛刺、無(wú)變形、無(wú)劃傷、無(wú)墊傷，不需任何外觀處理即可向下一道工序進(jìn)行移動(dòng)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，此類產(chǎn)品生產(chǎn)量大，為滿足批量生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率，需設(shè)計(jì)一套生產(chǎn)率高、壽命長(zhǎng)、精度高的一次內(nèi)外齒同時(shí)沖切模具。

　　2）工藝設(shè)計(jì)為多工序加工，先切外齒，后切內(nèi)齒。多工序加工過(guò)程中生產(chǎn)工序多、產(chǎn)量低、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、占用設(shè)備多，增加了產(chǎn)品的搬運(yùn)工作量、增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
　　3）多工序加工時(shí)，切內(nèi)齒凸模設(shè)計(jì)如圖2所示。

　　此種設(shè)計(jì)方法難以在線切割機(jī)床上直接加工，每個(gè)齒形都必須依靠鉗工手工銼出來(lái)，等分的偏差難以保證。凹模是依照凸模配研制作，對(duì)鉗工個(gè)人技術(shù)要求較高，限制了該模具的多品種加工與推廣。
　　4）鉗工把凸模銼好后再進(jìn)行局部熱處理，熱處理后凸模易發(fā)生微小變形，變形后的凸模就無(wú)法進(jìn)行下一步的精加工。依照凸模配研的凹模，經(jīng)過(guò)熱處理后也易發(fā)生變形。這樣加工將造成凹模、凸模齒形與中心線不對(duì)稱，凹、凸模配合間隙無(wú)法保證，若凸模齒部出現(xiàn)崩刃或折斷，因凹模、凸模無(wú)互換性，造成此模具報(bào)廢，增加了模具的制作成本。
　　5）加工出的產(chǎn)品，毛刺大、變形大、中心對(duì)稱度偏差大、等分偏差大，經(jīng)過(guò)二次定位，內(nèi)齒、外齒相互位置錯(cuò)位無(wú)法達(dá)到工藝要求，為下一道工序加工帶來(lái)諸多不利。針對(duì)不同的問(wèn)題，需要對(duì)模具不斷的進(jìn)行維修和調(diào)整,無(wú)形中增加了中停時(shí)間與模具時(shí)間，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期。
　　6）上工序不能提供符合工藝要求的產(chǎn)品，制成成品后組裝，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量, 難以同國(guó)外的同類產(chǎn)品相競(jìng)爭(zhēng)，且不能批量生產(chǎn)。
　　2　改進(jìn)后的工藝及模具的設(shè)計(jì)
　　改進(jìn)后，工藝設(shè)計(jì)為復(fù)合模切齒。復(fù)合模具的設(shè)計(jì)提高了模具的精度和壽命，生產(chǎn)出的產(chǎn)品能通過(guò)一次沖裁形成，避免了模具定位不準(zhǔn)或因多次定位而導(dǎo)致產(chǎn)品變形的問(wèn)題，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。模具設(shè)計(jì)為一體式與鑲嵌式相結(jié)合，內(nèi)齒、外齒同時(shí)沖裁即一次沖裁便生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品（如圖3所示）。

　2.1改進(jìn)設(shè)計(jì)工藝分析
　　1）切齒凹模、凸模、凹凸模的設(shè)計(jì)，所用材料采用T7或T8優(yōu)質(zhì)工具鋼，熱處理硬度為HRC60～62，工作刃口的表面粗糙度Ra值為0.8μm；
　　2）切外齒凸模19的設(shè)計(jì)，將齒加工設(shè)計(jì)為連通的，以便于數(shù)控走絲切割機(jī)加工；
　　3）切內(nèi)齒凸模7因受產(chǎn)品工藝要求的限制，將切內(nèi)齒凸模設(shè)計(jì)成鑲嵌式。因內(nèi)齒筋梁寬b在4～3mm之間，為減少局部沖裁力過(guò)大，防止凹模崩刃，內(nèi)凸模間隔高度相差10～15mm；
　　4）切齒凹凸模12外齒設(shè)計(jì)成開(kāi)口式，并在件14開(kāi)斜口利于出廢料，以免有廢料堵塞；
　　5）切齒凹凸模12內(nèi)齒設(shè)計(jì)成封閉式，以增強(qiáng)刃口抗沖裁力的強(qiáng)度。
　　此種設(shè)計(jì)方案要求所有的切齒凸模、凹模、凹凸模都可在線切割機(jī)床上直接加工，確保了加工出的模具的等分偏差≤0.05mm；內(nèi)外齒凸模寬度、長(zhǎng)度的偏差≤0.05mm；切齒的凹凸模內(nèi)齒形與外齒形相互錯(cuò)位偏差≤0.08mm；凹模與凸模可任轉(zhuǎn)任換，大大提高了凹模、凸模之間的互換性。同時(shí)加工過(guò)程中也減少了鉗工的工作量，提高了模具的精度，減少了模具的制作時(shí)間，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。切內(nèi)齒凸模是單件的，如有一個(gè)崩刃或折斷，可進(jìn)行更換、修復(fù)，整套工裝可繼續(xù)使用。此種模具加工周期短、精度高，便于各種規(guī)格的加工制作。
　　加工出的產(chǎn)品，內(nèi)外齒形的等分偏差≤0.03mm，內(nèi)外齒齒梁寬偏差≤0.05mm，內(nèi)外齒位置相互偏差≤0.08mm，且產(chǎn)品無(wú)毛刺、無(wú)劃傷、無(wú)變形，不需任何外觀處理，即可向下工序移動(dòng)，完全符合設(shè)計(jì)工藝要求。
　　2.2沖裁間隙的確定
　　由參考文獻(xiàn)[1]，C=mt，取m=10%～15%，由于等分?jǐn)?shù)較多，沖裁產(chǎn)品必須無(wú)毛刺，即沖裁間隙取C=0.12t。 
　　在沖裁凹凸模下面設(shè)計(jì)了一塊緩沖板，以防止沖裁力過(guò)大而使凹凸模下陷，而影響模具的使用壽命。為了延長(zhǎng)模具使用壽命，凹凸模刃口下面應(yīng)留有0.8～1.2mm的退廢料間隙，以防止廢料堵塞。
　　2.3 模架的設(shè)計(jì)
　　本模具沖裁力大，精度較高，要求模具具有較高的導(dǎo)向精度，故將模架設(shè)計(jì)成對(duì)稱滾動(dòng)導(dǎo)向，其精度為0級(jí)。
　　另外，同系列、不同規(guī)格的產(chǎn)品所用的模板、模座、導(dǎo)向系列均可設(shè)計(jì)成通用，這樣可極大降低生產(chǎn)成本，縮短加工周期。
　　3　結(jié)束語(yǔ)
　　該規(guī)格模具由以往的多工序加工改為單工序加工，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，模具結(jié)構(gòu)合理緊湊，沖裁效果良好，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，進(jìn)而也大大地節(jié)約了人力、物力和財(cái)力，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。另外，通過(guò)對(duì)該類型多種規(guī)格產(chǎn)品試制表明，該模具設(shè)計(jì)是先進(jìn)、合理、可行的，具有廣泛的使用價(jià)值，尤其適合大批量生產(chǎn)。
　　參考文獻(xiàn)
　　［1］陳炎嗣，郭景儀.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)[M].北京出版社，1991.