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模具设计指南-5.模具结构设计(2)

2022-04-17    作者:未知    来源:网络文摘

5.3 模具强度
    普通意义上的模具强度包括模具的强度、刚度。模具的各种成型零部件和结构零部件均有强度、刚度的要求,足够的强度才可以保证模具能正常工作。
    由于模具形式较多,计算也不尽相同且较复杂,实际生产中,采用经验设计和强度校核相结合的方法,通过强度校核来调整设计,保证模具能正常工作。
5.3.1 强度校核
    模具强度计算较为复杂,一般采用简化的计算方法,计算时采取保守的做法,原则是:选取最不利的受力结构形式,选用较大的安全系数,然后再优化模具结构,充分提高模具强度。
    为保证模具能正常工作,不仅要校核模具的整体性强度,也要校核模具局部结构的强度。
    整体性强度主要针对型腔侧壁厚度,型腔底板厚度,合模面所能承受的压力等几个方面,计算按MQP702中附录D《模具设计验证》执行。实际选用尺寸应大于计算尺寸并取整。
    对于其他零部件,如镶件、斜顶、行位、铲鸡、甚至导柱等的强度,根据下面的简单计算进行校核,校核时应从强度与弯曲两个方面分别计算,选取较大的尺寸。(参见《材料力学》上册p174/p212/p259,高等教育出版社,刘鸿文主编)
    简化模型如图5.3.1所示
    F—杆件所受的力;   fy—弹性变形量    MMax最大弯距
 D—圆直径
[δ]—允许最大抗弯应力,  王牌钢[δ]=200 Mpa ; 预硬化模具钢[δ]=300~350Pa E=2.1X105 Mpa
5.3.2 提高整体强度
(1)尽量避免凹腔内尖角,如图5.3.2 增加圆角对增强侧壁刚度有较明显的帮助,另外也可减小应力疲劳,延长模具使用寿命,所以前后模框的四个角必需制成圆角,前后模中的镶件也应尽力避免尖角的出现
(2)增加锁紧块,减少弹性变形。如图5.3.3
 (3) 减小方铁间距,如图5.3.4
    为减少弹性变形量y,在可满足顶出的条件下,尽量减小方铁间距L,同时将型腔压力移向方铁,尽量保e图示要求。
 (4)注意模肉镶拼时的方向,选择合理的镶拼结构。如图5.3.5所示。
(5)增加撑头 如图5.3.6
    撑头的布置需根据实际情况而定,数量尽可能多,装配时两端面必需平整,且所有撑头高度需一致。
    =头常用规格:Ø38mm  Ø45mm    
    撑头材料:王牌钢
5.3.3 加强组件强度
    对于模具而言,组件的强度与整体强度同等重要,组件的受力情况复杂,除通过简单计算进行校核外,必须遵守一个基本原则:强度最强,即是说在结构空间容许时,组件结构最大化。
    下&列举几类可提高组件强度的方法。
(1)修改胶件结构,避免产生尖钢、簿钢。由于胶件结构不合理,将引致模具尖钢、簿钢时,应与产品设计协商解决。
 (2)增加锁紧块 ,改进模具结构,提高组件(铲鸡)强度。如图5.3.8
(3)利用模胚刚性,提组件(铲鸡)强度。 如75.3.9
(4) 改善组件结构,增大组件尺寸,提高组件强度。
    图5.3.10所示中,左图“W1”较小,易变7;右图不仅改善了组件结构,并增大了组件尺寸“W2”,有利于提高强度。在此结构中,为了减小变形,还应该增加图示“R”处的圆角,减小“H”的尺寸, “H”一般取8.0~10.0mm.
(5)高型芯或长型芯端部定位,提高强度,减少型芯变形。
    在具有高型芯或长型芯的模具结构中(如图5.3.11a),设计时应充分利用端部的通孔对型芯定位,如图5.3.11b结构所示。端部不允许有通孔时,应同模具设计负责人协商解决。
(6)利用镶拼结构,提高局部强度。
    在胶件的细小结构处,如果存在薄钢或应力集中点(如图5.3.12a),设计时应将此处设计成镶拼结构,以消除应力集中点,减小疲劳损坏,也有利于对镶件进行热处理而增加强度,如图5.3.12b所示。
该文章所属专题:模具设计指南
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