滑块设计.docx
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滑块设计.docx
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滑块设计
滑块设计
滑块斜销角度以16o~24o之间最常使用,角度太小则模具厚度增加,角度太大则斜销受力太大,减低斜销寿命。
斜销材质SK3,热处理至HRC60。
首先要决定滑块所需的冲程L,冲程受限于产品的undercut深度。
如果说undercut的高度较大,则滑块高度也相对大,斜销受力范围长容易变形卡住,此时变化滑块外型以使滑块与斜销接触长度固定。
滑块定位有两部份:
若undercut面积大则射出时滑块的受力也会较大,斜销的强度无法支撑,所以增加止动作用面以加强强度。
止动作用面角度以斜销角度加2度为原则。
止动作用面角度不可能小于斜销角度,角度刚好则从头到尾整个开模过程都会摩擦,减损斜销寿命,且有时会发生关模时滑块与止动作用面撞击之危险。
因为止动作用面只在射出过程中才需受力(模具全关),其它时间不需受力,且角度大些开模容易。
但若太大则止动效果不加,或模具模板需加的更宽。
为了缩短斜销长度,且为了确保足够的滑动冲程,设计斜销长度满足冲程1.2倍。
在斜销长度内时可以防止滑块脱出,但若模开行程超出斜销长度时,必须有东西将滑块之横向动作定位,以免滑块脱出或将斜销打断毁损模具之危险。
防脱出定位动作的安排
1.决定关模时的定位位置,接着加上冲程L以决定限位位置。
2.决定定位组件的尺寸
斜销长度
M=h/cosα+L/sinα+d/2-H
若滑块退模量大,则使用滑块来退模将使模座需要加大很多,改采用凸轮法或油压法(凸轮法现在几乎不采用了)
若卡钩如以下的设计则不需要用滑块
若滑行支座整体固定所以强度较高(A型),则其公差可采H9,与e6配合,其它采用H7配合。
材料使用S50C~S55C。
A型
B型
C型
滑块长度
产品外形决定了滑块的高度h与宽度w,通常滑块长度L选择1.5w的长度。
所以滑块的大致长、宽、高可以决定。
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与e6配合,需配合的尺寸有A与B两处。
材料S50C~S55C。
硬度滑动部硬度HRC40以上。
DΦ+1
α
+0.1o
-0.1o
dΦ
斜销配合部分固定部采H7与k6配合,滑动部采0.5~1mm的配合。
滑块设计细节
1.受力面积*压力可以决定出所需的支撑力
2.支撑力将造成两部分的变形(如下图)
主要变形分两部分:
a.滑块长度因为压缩所造成的长度变形。
b.斜销受力所造成的变形。
若滑块高度在40mm以内,滑块再斜销前的变形几乎均匀分布,变形量可以用简单的力学公式计算,如下:
Delta=Pi*Ai/As/E*L
Pi产品射出压力(kgf/cm^2)
Ai产品接触滑块的投影面积(mm^2)
As滑块的断面面积(垂直滑动方向)(mm^2)
E钢的弹性系数(2.1*1000000kgf/cm^2)
L滑块接触产品面到斜销的距离
所以滑块前缘太长,其本身承受的压缩变形就可能使产品溢料
举例:
若压力500kgf/cm^2,受压力面积5000mm^2,滑块面积设计为10000mm^2,受力位置到斜销距离400mm,则变形量a为
500*5000/10000/(2.1*1000000)*400=0.0476(mm)
3.选择支撑方式
支撑方式有很多种,简单的方法直接用斜销承受支撑力。
也可额外加定位件来定位。
4.计算支撑力是否足够
支撑力必须足够以避免产品产生溢料,也就是定位件的强度需足够
5.计算尺寸
选择0.04mm当作溢料的临界值来计算支撑块的的尺寸,计算前先扣除变形a部分。
整理如下所有变形量与所施加的受力面积成正比(射出品在滑动方向的投影面积)
Ø变形a可以简单的力学公式计算
Ø变形b与斜销的宽度成反比
Ø变形量受固定处圆角的影响。
经过以CAE静力分析,再将所得答案作回归法归纳经验公式如下:
变形量为0.02545*Alfa*P/500*W/40*A/1000/((H/10)^(2/3))
P为射压Kg/cm^2
W为斜销宽度mm
A为承受射出压力在滑块上的投影面积mm^2
H为斜销厚度mm
Alfa为滑块高度修正常数(斜销接触处)
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
高度修正常数主要是因为斜销所承受的力量,不会均匀分布,若接触斜销高度大于40mm时,变形会更加严重。
比较下列图可知
斜销支撑力无法均匀分布
6.滑块尺寸
滑块长度设计
Ø一般取Stroke的三倍(滑动Stroke距离后,仍能保持2/3滑块长以上的滑动接触距离,M>=2/3L)
Ø考虑强度时,斜销的两边(前后)必须各留20mm。
Ø考虑加水管时,水管一般采用8mm的管径,配合跑水孔则前方肉厚增为28mm(3.5D)。
Ø若滑块分两截时,滑动部在第二截,则第二截的设计同步骤2。
第一截的设计因强度要求长度至少取与止动厚度相同,并大于20mm。
若加水管则必须大于28mm(3.5D)。
第二截因为止动部分在斜销之前必须要留20mm,所以第二截必须是(20+斜销厚+20)。
Ø为使滑动部份减少磨耗,滑块长度取宽度的1.5倍。
Ø第五点为建议值,通常仅做参考。
7.模座尺寸
模座所需加长设计(目标:
不使滑块突出模具)
Ø斜销支撑法:
模座所需加长为滑块长度+1.2*Stroke
Ø直接雕削(I):
若1.2*stroke大于止动块厚度,则模座所需加长为滑块长度+1.2*stroke,否则模座所需加长为滑块长度+止动块厚度。
Ø直接雕削(II):
一般止动块强度皆足够。
所以仅考虑模座所需加长为滑块长度+1.2*stroke。
Ø插入形定位块:
若1.2*stroke大于止动块厚度+止动块固定部份(1.5*止动块厚度),则滑块长度+1.2*stroke否则滑块长度+止动块厚度+止动块固定部份(1.5*止动块厚度)。
两种插入形的强度计算原则相同。
滑块之选择规则
1.斜销固定法
Ø直接利用斜销来抵挡射出压力,适用于滑块面积较小时。
Ø因为圆斜销要制作时要做到精度能配合较为困难,现今大部分改为方形斜销
D
S
L
H
αα
P
W
2.直接雕削(I)
Ø适用于冲程较小之滑块,并且受力大
3.直接雕削(II)
Ø适用于冲程较小,受力大,且成型品的高度与宽度皆很大的场合
4.侧面装接固定型
甲、动作冲程小,受力亦不大之侧向滑块,为最常用的形式
5.插入型(I)
甲、适用于冲程小,宽度大
6.插入型(II)
甲、适用于冲程小,宽度大(加工较前一型简单)
螺丝固定
原则:
1.基本上冲程较小的滑块采用斜角撑销来导引横向运动,冲程较大的滑块用凸轮法来处理。
2.直接雕削方法固定强度高,产品射出时比较不会因为射出压力变形,但加工困难,若定位部面积大时将导致作用面配合困难。
若受力面积又宽又高时,才选用直接雕削
(2)
3.侧面装接与插入型的加工较容易,如果宽度不大采用侧面装接形。
若宽度较大采用插入形
(2)。
侧面装接形很少采用。
4.定位件采用材料S50C~S55C,且淬火至硬度为HRC52~56。
冲程>100mm选择使用凸轮法,或油压缸法。
凸轮法现以很少使用。
开始凸轮倾斜角能在25o以下较佳,但如必须在此以上的场合则分两部份,第一段倾斜5o左右,第二段为所需角度(最大40o)
1.整体雕削法
甲、强度较高
2.锥销法
甲、强度高,加工容易(钻斜洞)
3.凸轮直接定位
甲、
强度差
所以若使用凸轮法建议使用锥销法。
滑块设计细节
1.
滑块与滑轨接触的地方为了逃料,设计可如上图之小图示,目前倾向采用方法二。
因为滑动部分需上模床,或线割,直接磨或割都很方便。
2.
插破面一般预压2~5条,所以上图尺寸必须精准的面有A,B(滑块),C(母模板),A,D(公模仁),要使以上的组合精度达到2~5条不容易。
变通方法是滑块尺寸A比公模仁尺寸大上2~5条。
其它尺寸改变设计如下。
配合上止动块接触面需要淬火,所以将滑块与止动块部分加装一块热处理过的平板。
并采现配处理,一开始取较厚的厚度,太厚则将平板磨薄一点。
如下图
也可以如下处理
将止动块A部分做长一点,若预压尺寸不到2~5条,则将止动块C部分磨掉一些,则止动块下降,等效于止动面左移,增加预压尺寸。
同样的插入法二可以做以下的配合
先将止动块做长一点,则预压较大,若过大则将长度磨掉一点。
同样的如以上的设计时,可将A部分的长度做长一点,届时再磨短。
标准化:
关于斜销的设计标准化还需要继续整理,包括定位件与滑轨的热处理方法,与采购
滑块设计时各部分所需预留或简短的长度
现配时如何确认预压尺寸是我们期望的
程序开发:
目前以开发完成
a.止动块厚度计算
b.斜销厚度计算(直接以斜销支撑时)
c.滑块长度
d.模座因为滑块而需加长的尺寸
e.斜销长度计算(根据冲程与角度等)
f.斜销逃孔(斜销长度长过滑块高度时)的尺寸计算。
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