微型深沟球轴承多选用整体式的保持架，这种设计相较于可拆分的保持架，结构上更为简洁，变形程度较低，装配过程更为便捷，且便于清洁。此外，它还能有效提升轴承的旋转灵活性和其他动态性能指标。
该型号一体式保持架体积相对紧凑，我司生产的这款轴承用的一体式保持架外径仅有6毫米。其制作工艺包括：原料切割、底部成型、冲压形成球窝（如图1所示）。目前，球窝冲压环节所使用的模具设计年代已久，导致生产出的产品一致性不佳。进一步测量发现，球窝的均匀度不够理想，这可能会对轴承的旋转顺畅性产生不利影响。本文通过深入剖析原冲压模具及其一体式保持架的独特属性，对冲压模具进行了精心优化设计。该新模具在生产效率上显著提升，尺寸精度亦得到显著改善，从而有效提升了加工效率与产品质量。
（a）下料
（b）成形切底
（c）冲压球窝
图1 一体式保持架工艺流程
一、冲压模具现状
如图2所示，该冲压球窝模具主要由左右对称的凹模3、固定用的紧固圈4、定位用的限位柱5、用于压窝的钢球6以及凸模7等部件构成。在加工过程中，首先将毛坯置入凹模3内，通过调整定位柱5来固定毛坯位置，接着拧紧螺钉8以稳固凹模。随后，将钢球置入凹模，并在其表面均匀涂抹润滑脂，以便钢球能够牢固地粘附在毛坯上。接下来，敲击凸模7，促使凸模7下降。由于凸模7表面设有斜坡，钢球得以均匀分布。此过程实现了冲压球窝的功能。最后，松开螺钉8，取出保持架，从而完成一体式保持架的加工。
（a）模具实物
（b）对开凹模实物
（c）原冲压球窝装置结构
图2 原冲压球窝装置实物与结构图
基座、螺钉、凹模、紧固套、定位柱、钢球、凸模以及内六角圆柱头螺钉。
图3展示了该装置生产的整体保持架产品放大图像，观察图3可知，球窝冲压存在不对称现象，左右两侧的深度不均，且不同球窝的深度亦存在差异。经检查与验收，合格率仅约60%，此外，每进行一次球窝冲压，模具便需重新安装，导致效率低下，进而影响了产品的常规生产流程。
（a）整体放大
（b）局部放大
图3 采用原装置生产的一体式保持架放大图
二、问题分析
对存在的问题进行分析，发现冲压球窝工序存在以下问题：
模具的精度要求较高。原先使用的模具采用了图2中展示的分体式凹模设计，这种设计虽然使得加工完成的保持架能够更方便地从凹模中取出，然而，这种结构在保证等分精度方面存在不足。此外，在冲压形成球窝的过程中，钢球会对凹模施加周向压力，进而对凹模的等分精度产生不良影响。至于导向装置，其情况还需进一步分析。该冲压窝模具缺乏导向机制，在执行冲压球窝作业时，钢球有可能发生偏移，导致受力不均匀，进而引发左右两侧压窝深度不一的问题。操作手法上，此模具依赖人工在钢球表面涂覆润滑油以防止其滑落，但人工操作难以保证一致性。至于钢球的运动路径，在冲压球窝的过程中，钢球处于无约束的自由运动状态，很容易出现冲压出的球窝深度不均的情况。
三、改进策略
经过深入分析，我们得出结论，导致冲压球窝分布不均的主要因素在于冲压模具的结构设计存在缺陷。鉴于此，我们针对冲压模具的结构进行了以下优化改进设计：
设计模具的上下凹结构，有助于提升模具的等分精确度。同时，设置凸模导向设备，以防止钢球在冲压过程中出现偏移。此外，引入压窝自动填球系统，取代人工操作，显著增强了钢球运动过程中的导向精确度。
四、优化后模具结构
图4展示了经过改进的一体式保持架模具设计。在冲压球窝的过程中，首先需将毛坯置于上凹模7内，随后上凹模7下降，顶料筒6将毛坯牢固固定。此时，上半凹模7与下半凹模2合并成一体化的凹模。整个模具随着上模的下降而移动。心柱12的斜面使得钢球得以沿着钢球导架11向四周扩散，并最终被压入凹模中。最终，上模上升，在顶杆3与环形拉簧13的共同作用下，钢球复位，一体式保持架的加工过程就此完成。
（a）改进后的模具实物
（b）改进后模具凹模实物
（c）改进后模具结构示意图
图4 新压窝装置实物与结构示意图
弹簧、下半凹模、顶杆、钢球、顶杆导架、顶料筒、上半凹模、上模座、工件、钢球导架、心柱、环形拉簧、导柱、限位环、下模座。
五、效果检验
图5展示了使用新型模具制造的一体化保持架设计，观察图5可知，这种一体化保持架的球窝左右对称、分布均匀，并且各个球窝的等分精度得到了显著提升。
图5 采用新装置生产的一体式保持架放大图
我们已利用新型压窝设备成功制造出3000件一体式保持架，球窝的等分精度和均匀性显著增强；将这些产品装配到轴承中并进行检测，发现其旋转性能优异；成品率也从原先的60%提升至97%，生产效率得到了显著提升。
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