旋切輥模產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和加工工藝研究

廖昌城

摘 要：旋轉(zhuǎn)模切是一種利用上下輥模相對滾動模切各種柔性材料制品的生產(chǎn)方式，可供模切的柔性材料包括無紡布、橡膠、塑料、皮革、膠片、離型紙、卡紙以及金屬箔膜等等。一般情況下，上輥是切刀輥，下輥是砧輥。由于工作時上下輥模周而復(fù)始、循環(huán)不間斷地高速旋轉(zhuǎn)切割，所以生產(chǎn)效率很高，常用于大批量柔性材料制品的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)模切；結(jié)構(gòu)；工藝；過盈量

1 旋切輥模工作原理

旋切輥模是八十年代末興起的一種特種模具，其工作原理不同于傳統(tǒng)的沖裁模，它采用旋轉(zhuǎn)模切加工原理，因周而復(fù)始，循環(huán)不間斷地進行加工，加工效率是傳統(tǒng)沖裁模的幾十倍，具有高效，節(jié)能的特點，以其良好的經(jīng)濟效益和社會效益正被越來越多的行業(yè)所采用。

旋切輥模按功能分：切刀輥和砧輥。切刀輥外圓表面分布著與產(chǎn)品形狀相同的刀刃。其工作原理是：依靠分布在切刀輥體外圓上的刀刃與砧輥的外圓相互接觸，并保持一定壓力相對旋轉(zhuǎn)，加工出與刀刃平面展開形狀相同的產(chǎn)品。

旋轉(zhuǎn)模切的特點是線接觸、模切壓力小、生產(chǎn)效率高，適合大批量、單一化形式的加工，可以與膠印機、柔印機、凹印機等印刷設(shè)備連在一起進行聯(lián)線模切，所以應(yīng)用范圍比較廣。

2 旋切輥模產(chǎn)品結(jié)構(gòu)研究

2.1 裝配結(jié)構(gòu)研究

為了重復(fù)使用，旋切輥模刃口需反復(fù)修磨，因此輥體必須采用整體淬火方式淬硬至58HRC以上。但是如此高的硬度對于芯軸并不適用，因此輥體直徑≥Φ120mm的旋切輥模宜采用分體式。相較于分體式，整體式的制造成本較高且維修不方便。分體式和整體式旋轉(zhuǎn)切輥模，如圖1所示。分體式旋切輥模輥體和芯軸裝配結(jié)構(gòu)可選用銷、鍵、螺母、過盈配合等聯(lián)接與緊固方式。

2.2 過渡刃結(jié)構(gòu)研究

為了使旋切輥模在旋切過程中片距處能平穩(wěn)過渡，一般在兩個封閉的成型刀體之間兩側(cè)設(shè)置有過渡刃。過渡刃與成型刀體刀刃刀尖等高?，F(xiàn)有技術(shù)旋切輥模的過渡刃是直線形的。直線形過渡刃的優(yōu)點是加工簡單，缺點是始終與砧輥在同一條圓周線上接觸，砧輥容易被過渡刃切出凹坑，導(dǎo)致過渡刃失效，無法起到平穩(wěn)過渡的作用。針對這一問題，經(jīng)研究將過渡刃改進為圓弧形，如圖2所示。

3 輥體與芯軸裝配過盈量研究

分體式旋切輥模輥體與芯軸的裝配方式一般分為熱套和冷套。輥體經(jīng)淬火后脆性較大，與芯軸裝配，如果過盈量過大則可能導(dǎo)致輥體脹裂，如果過盈量過小、輥體與芯軸結(jié)合力不足則輥體相對芯軸會產(chǎn)生軸向竄動和滾動，加快旋切輥模磨損，甚至無法使用。輥體材料、硬度和壁厚不同，裝配方式的不同，輥體與芯軸的過盈量也不同。經(jīng)反復(fù)試驗：

熱套裝配：高鉻鋼以上材料、輥體硬度≥HRC55，過盈量一般選取0.01～0.04mm；普通材質(zhì)、輥體硬度≥HRC40，如：40Cr，過盈量一般選取0.05～0.1mm。

冷套裝配：冷套過盈量為0.005～0.03mm。

特殊裝配方式：如：通過雙頭螺母調(diào)節(jié)輥體相對芯軸中心的裝配方式，則需間隙配合，間隙量為0～0.02mm。

4 旋切輥模外圓磨削工藝研究

旋切輥模在工作的過程中，刀刃與砧輥一直處于滾動摩擦的狀態(tài)，連續(xù)不間斷地工作會在刀刃和砧輥表面積聚大量的熱量，大量的熱量會使刀刃軟化，加速刀刃的磨損。因此，在壓力一定的情況下，為了減少切刀輥與砧輥之間的摩擦，就必須要減少刀刃與砧輥表面的摩擦系數(shù)，要減少摩擦系數(shù)就必須要提高刀刃與砧輥表面的光潔度。經(jīng)研究，在切刀輥與砧輥外圓磨后增加精拋工序，精拋工序在高精密外圓磨機床上進行，精拋后的切刀輥和砧輥表面粗糙度≤Ra0.2，相對軸承位的跳動≤0.005。

5 總結(jié)

目前旋轉(zhuǎn)模切在中國正處于高速發(fā)展的階段，作為旋轉(zhuǎn)模切設(shè)備的核心工作部件，旋切輥模通過不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改善加工工藝，降低制造成本，將加快我國旋轉(zhuǎn)模切設(shè)備行業(yè)更新?lián)Q代，從而助推我國柔性材料制品行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

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