模具強度 普通意義上的模具強度包括模具的強度、剛度。模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件均有強度、剛度的要求,足夠的強度才可以保證模具能正常工作。 由于模具形式較多,計算也不盡相同且較復(fù)雜,實際生產(chǎn)中,采用經(jīng)驗設(shè)計和強度校核相結(jié)合的方法,通過強度校核來調(diào)整設(shè)計,保證模具能正常工作。 5.3.1 強度校核 模具強度計算較為復(fù)雜,一般采用簡化的計算方法,計算時采取保守的做法,原則是:選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式,選用較大的安全系數(shù),然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu),充分提高模具強度。 為保證模具能正常工作,不僅要校核模具的整體性強度,也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強度。 整體性強度主要針對型腔側(cè)壁厚度,型腔底板厚度,合模面所能承受的壓力等幾個方面,計算按MQP702中附錄D《模具設(shè)計驗證》執(zhí)行。實際選用尺寸應(yīng)大于計算尺寸并取整。 對于其他零部件,如鑲件、斜頂、行位、鏟雞、甚至導柱等的強度,根據(jù)下面的簡單計算進行校核,校核時應(yīng)從強度與彎曲兩個方面分別計算,選取較大的尺寸。(參見《材料力學》上冊p174/p212/p259,高等教育出版社,劉鴻文主編) 簡化模型如圖5.3.1所示 F—桿件所受的力; fy—彈性變形量 MMax最大彎距 D—圓直徑 [δ]—允許最大抗彎應(yīng)力, 王牌鋼[δ]=200 Mpa ; 預(yù)硬化模具鋼[δ]=300~350Pa E=2.1X105 Mpa 5.3.2 提高整體強度 (1)盡量避免凹腔內(nèi)尖角,如圖5.3.2 增加圓角對增強側(cè)壁剛度有較明顯的幫助,另外也可減小應(yīng)力疲勞,延長模具使用壽命,所以前后??虻乃膫€角必需制成圓角,前后模中的鑲件也應(yīng)盡力避免尖角的出現(xiàn) (2)增加鎖緊塊,減少彈性變形。如圖5.3.3 (3) 減小方鐵間距,如圖5.3.4 為減少彈性變形量y,在可滿足頂出的條件下,盡量減小方鐵間距L,同時將型腔壓力移向方鐵,盡量保證圖示要求。 (4)注意模肉鑲拼時的方向,選擇合理的鑲拼結(jié)構(gòu)。如圖5.3.5所示。 (5)增加撐頭 如圖5.3.6 撐頭的布置需根據(jù)實際情況而定,數(shù)量盡可能多,裝配時兩端面必需平整,且所有撐頭高度需一致。 撐頭常用規(guī)格:?38mm ?45mm 5.3.3 加強組件強度 對于模具而言,組件的強度與整體強度同等重要,組件的受力情況復(fù)雜,除通過簡單計算進行校核外,必須遵守一個基本原則:強度最強,即是說在結(jié)構(gòu)空間容許時,組件結(jié)構(gòu)最大化。 下面列舉幾類可提高組件強度的方法。 (1)修改膠件結(jié)構(gòu),避免產(chǎn)生尖鋼、簿鋼。由于膠件結(jié)構(gòu)不合理,將引致模具尖鋼、簿鋼時,應(yīng)與產(chǎn)品設(shè)計協(xié)商解決。 (2)增加鎖緊塊 ,改進模具結(jié)構(gòu),提高組件(鏟雞)強度。如圖5.3.8 (3)利用模胚剛性,提組件(鏟雞)強度。 如圖5.3.9 (4) 改善組件結(jié)構(gòu),增大組件尺寸,提高組件強度。 圖5.3.10所示中,左圖“W1”較小,易變形;右圖不僅改善了組件結(jié)構(gòu),并增大了組件尺寸“W2”,有利于提高強度。在此結(jié)構(gòu)中,為了減小變形,還應(yīng)該增加圖示“R”處的圓角,減小“H”的尺寸, “H”一般取8.0~10.0mm. (5)高型芯或長型芯端部定位,提高強度,減少型芯變形。 在具有高型芯或長型芯的模具結(jié)構(gòu)中(如圖5.3.11a),設(shè)計時應(yīng)充分利用端部的通孔對型芯定位,如圖5.3.11b結(jié)構(gòu)所示。端部不允許有通孔時,應(yīng)同模具設(shè)計負責人協(xié)商解決。 (6)利用鑲拼結(jié)構(gòu),提高局部強度。 在膠件的細小結(jié)構(gòu)處,如果存在薄鋼或應(yīng)力集中點(如圖5.3.12a),設(shè)計時應(yīng)將此處設(shè)計成鑲拼結(jié)構(gòu),以消除應(yīng)力集中點,減小疲勞損壞,也有利于對鑲件進行熱處理而增加強度,如圖5.3.12b所示。 |
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