精密双层牙螺丝“冲齿”模设计

　　公司承接的箱体结构件已研制定形，进入批量生产阶段，对嵌焊接螺母的需求量也随之增加，原有的工艺手段已不能满足生产需要。必须考虑利用更精良的设备和工装提高加工效率和加工质量。

　　１.设计思路要实现高效、快捷的加工，首先考虑到设计适于冲床加工的精密模具。该模具要求必须工作可靠，使用寿命高，维修方便，模具零件更换容易，整体结构通用性强。通过冲压模具和冲床实现双层牙螺丝毛坯零件的精确定位，快速成形、自动卸件。

　　２.双层牙螺丝模具结构如下图所示，采用了正挤压成形工艺，整个模具采用了柔性化设计，通过此模具可完成嵌螺母零件系列化的生产制造。关键模具零件凸模１９、限位套１７、凹模镶件８、顶件器６、定位镶件４及主要模板固定板２０、弹压板１５、凹模板１４的安装定位均符合标准件设计要求，使模具核心部件具有良好的可互换性，提高模具整体使用寿命，节约了此类嵌螺母零件的制造成本。

双层牙螺丝模具结构图

　　３.工作机理如上图所示，模具处于自然状态。工作时，上模下行，同时压迫弹压板１５下压，则凸模１９将毛坯５顶入凹模镶件８，与顶件器６同步上移，至顶件器与上模垫板１３接触，随后顶件器下压毛坯，直至垫板１６与限位套１７接触，齿在凹模镶件内压制成形。开模时，毛坯与凸模分离，滞留于凹模镶件内，随同上模上行，直至打杆１０与冲床上横杠刚性撞击，作用力传递于顶件器，将毛坯顶出凹模镶件，工作结束。准备下一个循环。

　　４.可靠性保障

　　本模具中模座上安装有精确定位导向的导柱、导套，可保证凹模镶件与凸模的同轴度不大于０.０２ｍｍ；弹压板与凸模固定板之间虽然设计有小导柱，但由于弹压板为活动件而装在其上的定位镶件４也随之上下运动，按常规方法设计除了对弹压板上的定位型孔与其配合实体的定位精度，以及对互换部件（定位镶件）装配时也有较高要求外，还必须保证弹压板上下运动时具有极强的平稳度。为降低制作精度和装配难度，设计上考虑：如下图所示，凸模伸入定位镶件６～７ｍｍ，并与定位镶件配合间隙双面０.０１ｍｍ，定位镶件与弹压板对应安装孔配合间隙双面０.１ｍｍ，则定位镶件通过凸模精确导向，避免定位镶件通过弹压板精确定位并与凸模精密配合不能同时满足时，发生干涉，不能保证毛坯、凹模镶件与凸模位置的同轴度。对于相对静态模具核心零件凸模１９、凹模镶件８固定部位对应安装轴孔间隙配合H７／js6，可实现备件的精确互换，不影响模具装配精度。

双层牙螺丝的凸模、定位镶件、毛坯、弹压板装配简图