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滑塊設(shè)計(jì) -工程

工程 時(shí)間:2019-01-01 我要投稿
【www.ishadingyu.com - 工程】

    滑塊斜銷角度以16o~24o之間最常使用,角度太小則模具厚度增加,角度太大則斜銷受力太大,減低斜銷壽命,

滑塊設(shè)計(jì)

    斜銷材質(zhì)SK3,熱處理至HRC60。

    首先要決定滑塊所需的沖程L,沖程受限于產(chǎn)品的undercut深度。

    如果說undercut的高度較大,則滑塊高度也相對大,斜銷受力范圍長容易變形卡住,此時(shí)變化滑塊外型以使滑塊與斜銷接觸長度固定。

    滑塊定位有兩部份:

    若undercut面積大則射出時(shí)滑塊的受力也會較大,斜銷的強(qiáng)度無法支撐,所以增加止動作用面以加強(qiáng)強(qiáng)度。止動作用面角度以斜銷角度加2度為原則。止動作用面角度不可能小于斜銷角度,角度剛好則從頭到尾整個(gè)開模過程都會摩擦,減損斜銷壽命,且有時(shí)會發(fā)生關(guān)模時(shí)滑塊與止動作用面撞擊之危險(xiǎn)。因?yàn)橹箘幼饔妹嬷辉谏涑鲞^程中才需受力(模具全關(guān)),其它時(shí)間不需受力,且角度大些開模容易。但若太大則止動效果不加,或模具模板需加的更寬。

    為了縮短斜銷長度,且為了確保足夠的滑動沖程,設(shè)計(jì)斜銷長度滿足沖程1.2倍。在斜銷長度內(nèi)時(shí)可以防止滑塊脫出,但若模開行程超出斜銷長度時(shí),必須有東西將滑塊之橫向動作定位,以免滑塊脫出或?qū)⑿变N打斷毀損模具之危險(xiǎn)。

    防脫出定位動作的安排

    1. 決定關(guān)模時(shí)的定位位置,接著加上沖程L以決定限位位置。

    2. 決定定位組件的尺寸

    斜銷長度

    M=h/cosα+L/sinα+d/2-H

    若滑塊退模量大,則使用滑塊來退模將使模座需要加大很多,改采用凸輪法或油壓法(凸輪法現(xiàn)在幾乎不采用了)

    若卡鉤如以下的設(shè)計(jì)則不需要用滑塊

   

   

    若滑行支座整體固定所以強(qiáng)度較高(A型),則其公差可采H9,與e6配合,其它采用H7配合。材料使用S50C~S55C。

    A型

   

    B型

   

    C型

   

    滑塊長度

   

    產(chǎn)品外形決定了滑塊的高度h與寬度w,通常滑塊長度L選擇1.5w的長度。

    所以滑塊的大致長、寬、高可以決定。

   

    B

30mm以下

30~40mm

40~50mm

50~65mm

65~100mm

100~160mm

C

8

10

12

15

20

25

D

6

8

10

10

12

15

    配合部采H7與e6配

    滑塊斜銷角度以16o~24o之間最常使用,角度太小則模具厚度增加,角度太大則斜銷受力太大,減低斜銷壽命。

    斜銷材質(zhì)SK3,熱處理至HRC60。

    首先要決定滑塊所需的沖程L,沖程受限于產(chǎn)品的undercut深度。

    如果說undercut的高度較大,則滑塊高度也相對大,斜銷受力范圍長容易變形卡住,此時(shí)變化滑塊外型以使滑塊與斜銷接觸長度固定。

    滑塊定位有兩部份:

    若undercut面積大則射出時(shí)滑塊的受力也會較大,斜銷的強(qiáng)度無法支撐,所以增加止動作用面以加強(qiáng)強(qiáng)度。止動作用面角度以斜銷角度加2度為原則。止動作用面角度不可能小于斜銷角度,角度剛好則從頭到尾整個(gè)開模過程都會摩擦,減損斜銷壽命,且有時(shí)會發(fā)生關(guān)模時(shí)滑塊與止動作用面撞擊之危險(xiǎn)。因?yàn)橹箘幼饔妹嬷辉谏涑鲞^程中才需受力(模具全關(guān)),其它時(shí)間不需受力,且角度大些開模容易。但若太大則止動效果不加,或模具模板需加的更寬。

    為了縮短斜銷長度,且為了確保足夠的滑動沖程,設(shè)計(jì)斜銷長度滿足沖程1.2倍。在斜銷長度內(nèi)時(shí)可以防止滑塊脫出,但若模開行程超出斜銷長度時(shí),必須有東西將滑塊之橫向動作定位,以免滑塊脫出或?qū)⑿变N打斷毀損模具之危險(xiǎn)。

    防脫出定位動作的安排

    1. 決定關(guān)模時(shí)的定位位置,接著加上沖程L以決定限位位置。

    2. 決定定位組件的尺寸

    斜銷長度

    M=h/cosα+L/sinα+d/2-H

    若滑塊退模量大,則使用滑塊來退模將使模座需要加大很多,改采用凸輪法或油壓法(凸輪法現(xiàn)在幾乎不采用了)

    若卡鉤如以下的設(shè)計(jì)則不需要用滑塊

   

   

    若滑行支座整體固定所以強(qiáng)度較高(A型),則其公差可采H9,與e6配合,其它采用H7配合。材料使用S50C~S55C。

    A型

   

    B型

   

    C型

   

    滑塊長度

   

    產(chǎn)品外形決定了滑塊的高度h與寬度w,通常滑塊長度L選擇1.5w的長度。

    所以滑塊的大致長、寬、高可以決定。

   

    B

30mm以下

30~40mm

40~50mm

50~65mm

65~100mm

100~160mm

C

8

10

12

15

20

25

D

6

8

10

10

12

15

    配合部采H7與e6配

    合,需配合的尺寸有A與B兩處。

    材料 S50C~S55C。

    硬度 滑動部硬度HRC40以上。

   

    斜銷配合部分固定部采H7與k6配合,滑動部采0.5~1mm的配合。

    滑塊設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

    1. 受力面積*壓力可以決定出所需的支撐力

    2. 支撐力將造成兩部分的變形(如下圖)

    變形a(滑塊)

    變形b(斜銷)

   

    主要變形分兩部分:

    a. 滑塊長度因?yàn)閴嚎s所造成的長度變形。

    b. 斜銷受力所造成的變形。

    若滑塊高度在40mm以內(nèi),滑塊再斜銷前的變形幾乎均勻分布,變形量可以用簡單的力學(xué)公式計(jì)算,如下:

    Delta = Pi*Ai/As/E*L

    Pi 產(chǎn)品射出壓力(kgf/cm^2)

    Ai 產(chǎn)品接觸滑塊的投影面積(mm^2)

    As 滑塊的斷面面積(垂直滑動方向) (mm^2)

    E 鋼的彈性系數(shù) (2.1 * 1000000 kgf / cm^2)

    L 滑塊接觸產(chǎn)品面到斜銷的距離

    所以滑塊前緣太長,其本身承受的壓縮變形就可能使產(chǎn)品溢料

    舉例:

    若壓力500kgf/cm^2,受壓力面積5000mm^2,滑塊面積設(shè)計(jì)為10000mm^2,受力位置到斜銷距離400mm,則變形量a為

    500*5000/10000/(2.1*1000000)*400=0.0476(mm)

    3. 選擇支撐方式

    支撐方式有很多種,簡單的方法直接用斜銷承受支撐力。也可額外加定位件來定位。

    4. 計(jì)算支撐力是否足夠

    支撐力必須足夠以避免產(chǎn)品產(chǎn)生溢料,也就是定位件的強(qiáng)度需足夠

    5. 計(jì)算尺寸

    選擇0.04mm當(dāng)作溢料的臨界值來計(jì)算支撐塊的的尺寸,計(jì)算前先扣除變形a部分,

工程

滑塊設(shè)計(jì)》(http://www.ishadingyu.com)。

    整理如下所有變形量與所施加的受力面積成正比(射出品在滑動方向的投影面積)

    Ø 變形a可以簡單的力學(xué)公式計(jì)算

    Ø 變形b與斜銷的寬度成反比

    Ø 變形量受固定處圓角的影響。

    經(jīng)過以CAE靜力分析,再將所得答案作回歸法歸納經(jīng)驗(yàn)公式如下:

    變形量為 0.02545 * Alfa * P/500 * W/40*A / 1000 /((H/10)^(2/3))

    P為射壓 Kg/cm^2

    W為斜銷寬度 mm

    A為承受射出壓力在滑塊上的投影面積 mm^2

    H為斜銷厚度 mm

    Alfa 為滑塊高度修正常數(shù)(斜銷接觸處)

    if 高度40mm以下,Alfa = 1

    if 高度50mm以下,Alfa = 1.18

    if 高度70mm以下,Alfa = 2.2

    if 高度100mm以下,Alfa=4.8

    高度修正常數(shù)主要是因?yàn)樾变N所承受的力量,不會均勻分布,若接觸斜銷高度大于40mm時(shí),變形會更加嚴(yán)重。比較下列圖可知

   

   

    斜銷支撐力無法均勻分布

    6. 滑塊尺寸

    滑塊長度設(shè)計(jì)

    Ø 一般取Stroke的三倍(滑動Stroke距離后,仍能保持2/3滑塊長以上的滑動接觸距離,M>=2/3L)

    Ø 考慮強(qiáng)度時(shí),斜銷的兩邊(前后)必須各留20mm。

    Ø 考慮加水管時(shí),水管一般采用8mm的管徑,配合跑水孔則前方肉厚增為28mm(3.5D)。

    Ø 若滑塊分兩截時(shí),滑動部在第二截,則第二截的設(shè)計(jì)同步驟2。第一截的設(shè)計(jì)因強(qiáng)度要求長度至少取與止動厚度相同,并大于20mm。若加水管則必須大于28mm(3.5D)。第二截因?yàn)橹箘硬糠衷谛变N之前必須要留20mm,所以第二截必須是(20+斜銷厚+20)。

    Ø 為使滑動部份減少磨耗,滑塊長度取寬度的1.5倍。

    Ø 第五點(diǎn)為建議值,通常僅做參考。

    7.模座尺寸

    模座所需加長設(shè)計(jì)(目標(biāo):不使滑塊突出模具)

    Ø 斜銷支撐法:模座所需加長為滑塊長度+1.2*Stroke

    &

    Oslash; 直接雕削(I):若1.2*stroke 大于止動塊厚度,則模座所需加長為滑塊長度+1.2*stroke,否則模座所需加長為滑塊長度+止動塊厚度。

    Ø 直接雕削(II):一般止動塊強(qiáng)度皆足夠。所以僅考慮模座所需加長為滑塊長度+1.2*stroke。

    Ø 插入形定位塊:若1.2*stroke 大于止動塊厚度+止動塊固定部份(1.5*止動塊厚度),則滑塊長度+1.2*stroke 否則滑塊長度+止動塊厚度+止動塊固定部份(1.5*止動塊厚度)。兩種插入形的強(qiáng)度計(jì)算原則相同。

    滑塊之選擇規(guī)則

    1. 斜銷固定法

    Ø 直接利用斜銷來抵擋射出壓力,適用于滑塊面積較小時(shí)。

    Ø 因?yàn)閳A斜銷要制作時(shí)要做到精度能配合較為困難,現(xiàn)今大部分改為方形斜銷

   

    2. 直接雕削(I)

    Ø 適用于沖程較小之滑塊,并且受力大

   

    3. 直接雕削(II)

    Ø 適用于沖程較小,受力大,且成型品的高度與寬度皆很大的場合

   

    4. 側(cè)面裝接固定型

    甲、 動作沖程小,受力亦不大之側(cè)向滑塊,為最常用的形式

   

    5. 插入型(I)

    甲、 適用于沖程小,寬度大

   

    6. 插入型(II)

    甲、 適用于沖程小,寬度大(加工較前一型簡單)

   

    原則:

    1. 基本上沖程較小的滑塊采用斜角撐銷來導(dǎo)引橫向運(yùn)動,沖程較大的滑塊用凸輪法來處理。

    2. 直接雕削方法固定強(qiáng)度高,產(chǎn)品射出時(shí)比較不會因?yàn)樯涑鰤毫ψ冃危庸だщy,若定位部面積大時(shí)將導(dǎo)致作用面配合困難。若受力面積又寬又高時(shí),才選用直接雕削(2)

    3. 側(cè)面裝接與插入型的加工較容易,如果寬度不大采用側(cè)面裝接形。若寬度較大采用插入形(2)。側(cè)面裝接形很少采用。

    4. 定位件采用材料S50C~S55C,且淬火至硬度為HRC52~56。

    沖程>100mm選擇使用凸輪法,或油壓缸法。凸輪法現(xiàn)以很少使用。

    開始凸輪傾斜角能在25o以下較佳,但如必須在此以上的場合則分兩部份,第一段傾斜5o左右,第二段為所需角度(最大40o)

    1. 整體雕削法

    甲、 強(qiáng)度較高

   

    2. 錐銷法

    甲、 強(qiáng)度高,加工容易(鉆斜洞)

   

    3. 凸輪直接定位

    甲、強(qiáng)度差

    所以若使用凸輪法建議使用錐銷法。

    滑塊設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

    1.

   

    滑塊與滑軌接觸的地方為了逃料,設(shè)計(jì)可如上圖之小圖示,目前傾向采用方法二。因?yàn)榛瑒硬糠中枭夏4,或線割,直接磨或割都很方便。

    2.

    插破面一般預(yù)壓2~5條,所以上圖尺寸必須精準(zhǔn)的面有A,B(滑塊),C(母模板),A,D(公模仁),要使以上的組合精度達(dá)到2~5條不容易。變通方法是滑塊尺寸A比公模仁尺寸大上2~5條。其它尺寸改變設(shè)計(jì)如下。配合上止動塊接觸面需要淬火,所以將滑塊與止動塊部分加裝一塊熱處理過的平板。并采現(xiàn)配處理,一開始取較厚的厚度,太厚則將平板磨薄一點(diǎn)。如下圖

   

    也可以如下處理

    將止動塊A部分做長一點(diǎn),若預(yù)壓尺寸不到2~5條,則將止動塊C部分磨掉一些,則止動塊下降,等效于止動面左移,增加預(yù)壓尺寸。

   

    同樣的插入法二可以做以下的配合

   

    先將止動塊做長一點(diǎn),則預(yù)壓較大,若過大則將長度磨掉一點(diǎn)。

   

    同樣的如以上的設(shè)計(jì)時(shí),可將A部分的長度做長一點(diǎn),屆時(shí)再磨短。

    標(biāo)準(zhǔn)化:

    關(guān)于斜銷的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化還需要繼續(xù)整理,包括定位件與滑軌的熱處理方法,與采購

    滑塊設(shè)計(jì)時(shí)各部

    分所需預(yù)留或簡短的長度

    現(xiàn)配時(shí)如何確認(rèn)預(yù)壓尺寸是我們期望的

    程序開發(fā):

    目前以開發(fā)完成

    a. 止動塊厚度計(jì)算

    b. 斜銷厚度計(jì)算(直接以斜銷支撐時(shí))

    c. 滑塊長度

    d. 模座因?yàn)榛瑝K而需加長的尺寸

    e. 斜銷長度計(jì)算(根據(jù)沖程與角度等)

    f. 斜銷逃孔(斜銷長度長過滑塊高度時(shí))的尺寸計(jì)算。