杨建宏:模具上模「码模力度」的估算方法
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专注注塑工厂降本增效改善:杨建宏
振业注塑汇编者按:注塑生产上模具过程中,模具加紧是非常必要的。如果码模力不够,那么在生产中掉下来模具也是很经常的事,那么怎么计算码模力呢?
资料:杨建宏 微信:zy-plas
注塑工厂的上模工在上模时对码仔螺丝施加多大的力?这是个问题,力度大了,会损坏度螺牙和码模螺丝牙。小了,模具可能会掉下来。那么到底多少力度好呢?本文给出了计算公式。
1、估算依据:
(1)模具因受码仔压力作用贴合在机板上,而码模螺丝则因外力作用下拧紧产生拉力(Qp)作用于码仔上,在码仔与模板,以及模板与定位机板上产生静摩擦力F来克服模具自重产生的向下的作用力(G);
(2)要使模具不产生向下滑移,则要求F∑≧Ks "G…(1)
假设各个码模螺丝所需的预紧力均为Qp,螺丝压在码仔中部位置,螺丝数目为4个,考虑有时单边落模安全起见则:
式中:
- f-接合面间摩擦系数(0.10~0.16)
- i-接合面(图中为i=2)
- Ks-防滑系数(Ks=1.1~1.3)
- Qp-螺丝所需的预紧力。
(3)根据计算得知,作用在螺丝上的力矩T和螺丝的预紧力Qp(拉力)有如下关系:
T≈Qp "d …(3) 式中:T-作用在螺丝上的力矩 d-螺丝直径
由(2)、(2)式整理得:
则:T≧0.4 "G "d …
(4) 而T = F " L F≧0.4 "G "d/L
式中:
- L-水喉通(即套筒)的有效长度;
- G-模具自重;
- d-码模螺丝直径;
- F-垂直作用在套筒上的力。
2、估算公式:
Fmin=0.4 G "d/L,一般d为定值,有三种规格:M16、M20、M24;根据不同长度的水喉通,以及不同重量的模具可粗略估算出需施加的最小码模力。(附表)注:表中F为垂直作用在套筒上的最小力度,L为水喉通长度,G为模具重量。
① 当用M16螺丝时(220T以下机台):(F单位:Kg)
备注:据统计220T及以下吨位啤机,一般所啤模具重量在800kg以下。
② 当用M20螺丝时(265以上吨位机台):(F单位:Kg)
③ 当用M24螺丝时(850吨位机台专用):(F单位:Kg)
3、最大码模具力度校核
一般螺丝、机板用的材料为A3,强度级别为4.6,由资料可查得螺丝的屈服强度σs=240Mpa,安全系数为S=1.5,螺丝孔材料的许用应力:
可求得:Tmax=[σ] " π/4 "d2 "0.2
当[σ]= 160Mpa,作用在螺丝上的最大力矩如下表:
备注:正常人的最大臂力在35~40kg左右。
4、结论:
(1)为了防止螺丝受力矩过大,我们可限制套筒长度;
- M12螺丝 适宜用L=20~25CM
- M16螺丝 适宜用L=25~30CM
- M20螺丝 适宜用L=40~45CM
- M24螺丝 适宜用L=50~55CM
(2)螺丝牙旋入深度H=1.5d,约12个螺牙深度已足够,但必须超过9个螺牙深度,如果机板螺牙有摩损,则需相应打深点;
(3)需定期检查螺丝牙及螺纹孔有无变形、损伤,及时更换和维修,螺纹孔内要定期清理内面的铁屎杂质,在无大载荷下螺丝可以轻松放入足够深度;
(4)根据每个人臂力(平均可进行测试)的不同,可控制施加力度;平时在上模时为防止码仔不紧模具,而取用整个身体的重量来作用于套筒上的方法是不可取的。