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工具:弹出销为何断裂以及如何防止断裂,第2部分

这里’何时以及如何减少不支持的引脚长度。
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让’s从基础开始,并以此为基础。顶针通过其主体的通孔和顶头的沉孔安装在顶针固定板上。标准顶针的典型头部直径公差为标称值的+0.000到-0.010 in.。固定板上销钉头部的沉头孔直径通常为1 / 32-in。大一点 比名义上的。标准顶针的典型头厚公差为标称值的+0.000到-0.002 in.。固定板上销钉头的沉头孔深度通常比标称深度深+0.001至+0.003英寸。大多数引脚具有1/32英寸。销轴与头部相交的半径,因此必须提供间隙。多数制模供应公司都提供的顶针销孔套件会自动添加一个倒角,以考虑销的半径。

顶针直径的公差取决于尺寸,类型和制造商。它可以低于标称值-0.0010英寸,也可以低于标称值-0.0000英寸。请记住,’整整千分之一。大多数模具设计人员会在顶出器固定板的1/64英寸上制作通孔。大于名义值。这样就可以使用标准化钻头,并且钻头的每侧大约不超过0.008英寸。“float”如果板中的通孔与芯子中的通孔未精确对准。

顶出器固定板可具有用于顶出器销,顶出器套筒,芯销,导向衬套,返回销,支撑柱,提升器,螺钉和各种其他零件的孔。基本上,这些盘子看起来像瑞士奶酪。上个月,我讨论了与弹出器系统负载不均相关的问题。这些问题之一就是使易碎的弹出器固定板裂成两半。

顶针’无支撑长度是一个关键变量,并且是其弯曲,弯曲和折断的常见原因。如果您曾经观看过奥运会撑竿跳高比赛,您已经看到了撑竿跳高运动员将撑杆插入盒子后向上跳跃以清除横杆的弯曲程度。这些电线杆的长度可能超过16英尺。如果跳马者将杆保持在中间而不是末端,那么您认为杆会弯曲多少?显然,没有那么多。

极的材料,硬度,直径甚至长度都没有变化。仅更改了其不受支持的长度。无支撑长度等于物体的两个固定点或枢轴点之间的距离。同样的前提也适用于顶针。

一位名叫伦纳德·欧拉(Leonard Euler)的瑞士数学家和物理学家在1700年代中期开发了两个公式,模具制造商仍可以使用它们来预测顶针是否会弯曲和塌陷。一个公式很简单。这称为细长比。该比率等于细长柱(例如顶针)的不受支撑长度除以回转半径。唐’不要激动。顶针的回转半径就是其直径除以四。因此公式为:

细长比=不支持的长度÷ Diameter ÷ 4

如果该比率的值大于100,则可以预期该引脚将因弯曲而失效。向后工作,我使用的长细比值为100,并求解了L(各种直径的顶针的最大不受支撑长度)。表1详细列出了1/32英寸的结果。通过.-in。顶针。

欧拉(Euler)开发了另一个涉及更多的公式,我会避免让您深入了解它,除了说该公式允许您计算细长的柱子(如顶针)在弯曲之前可以承受的力大小。 。该公式对于理解销子的不受支撑长度如何与其在屈曲之前顶出零件所施加的力大小直接相关非常有用。

例如,表2显示了5/64英寸。不受支撑的3英寸长度的顶针可以在弯曲之前用99磅的力推动塑料零件。直径相同且无支撑长度为1.5英寸的销钉在弯曲之前可以用394磅的力推动零件。虽然这可能是力量的四倍,但您在这里需要小心。仅当将不支持的长度切成两半时,才会发生这种四重关系。如果减少相同的销钉’s的无支撑长度仅为3英寸(从3英寸到2.5英寸),仅增加了43磅,是原来的1.4倍。不管是 您开始看到不受支持的长度有多重要?

如果您认为模具中存在过多的不支撑长度问题,该如何减少呢?首先要做的是估计需要多少顶针行程才能安全地将零件顶出型芯。对于新模具,这取决于模具设计,零件几何形状,材料和其他因素。

通常,您将零件的总高度增加了大约半英寸,但这全都取决于顶出速度,底切,模具设计,机器人技术和各种其他因素。

订购(或设计)模架时,可以指定弹出器容纳导轨的高度。该尺寸等于所需的弹出器行程,加上弹出器板和其余按钮的厚度。你不应该’不想走得比您的估计更长,并且您显然永远也不想走得更短。如果事实证明模具设计没有达到预期压力机所需的最小叠层高度(这对于大型扁平零件是常见的),则在顶出压板的背面增加垫片非常容易且相对便宜弥补差异。在成型机上添加隔板’用压板代替模具上的垫片很少是更好的选择。

让’假设当模具投入生产时,顶针弯曲的问题开始发展。如果可以缩短顶出行程,则不要添加行程限制垫片。他们赢了’有助于减少弹出销不受支持的长度。您需要将滑轨的高度以及所有弹出器和返回销的长度减小相等的量。喷射器行程限制器只有在您不这样做时才有用’会有屈曲问题,但您想通过防止生产人员过度压紧顶板来延长模具的使用寿命。如果您添加了顶出行程限制器,则将其安装在机器上’s ejector bars.

我不能太强调这一点。这可能是弹出板弯曲的最常见原因。我喜欢用尼龙或硬质聚氨酯制成行程限制器,以帮助吸收动量或机器设置不当引起的冲击。如表1和表2所示,顶针直径越小,则需要的无支撑长度越短,以防止其弯曲。任何7/64英寸或更小的插针都应成台阶或带肩以减少插针’的不受支持的长度。阶梯销上的肩部为1/8英寸。直径,并且提供1 / 2、2、3和4英寸。长度。当弹出板向后靠在其余按钮上时,您希望销的肩部进入支撑板。如果是4英寸肩部还不够长,无法进入支撑板,您可以制作定制的销钉,也可以使用弹出销钉延伸件。

现在在这里’奇怪的是:几个模具组件供应商提供了顶出器套筒的扩展名,但据我所知没有一家提供顶出器销的扩展名。也许有一天他们会意识到这是模塑商偶尔需要的东西。在此之前,我们将必须进行自己的扩展,并且有多种方法可以进行扩展,如图1所示。

在图2中,左侧的推顶销安装在推顶销的延伸部分中,因为肩部太短而无法进入支撑板的背面。描绘了其他销钉,在支撑板的底部,支撑板的顶部以及支撑板的顶部和底部均带有轴承插件。这些轴承插件是减少顶针的简单方法’的不受支持的长度。

顶针几乎不可能由于高注射压力而塌陷。

它们可以由各种类型的金属制成—从青铜到热处理的工具钢,无论您喜欢哪种。右侧的顶针使用薄壁钻套,我发现这种钻套非常适合这种应用。

这里’s测试:由于过度支撑长度过大,图1中的哪一个顶针仍然/有很大的屈曲机会?

让’s revisit the practice of providing lateral 浮动 around an ejector pin in the ejector return plate. While it sounds like a practical idea to compensate for any misalignment, one study suggests that this added clearance actually promotes wear of the through hole in the core and reduces the force the pin can withstand before it buckles. If the through hole in the 顶出器固定板 has significant clearance, the unsupported length increases by an amount equal to the length of the through hole.

例如,顶出器固定板通常为1/2  英寸-或5/8英寸厚。小直径顶针的头部厚度为1/8英寸。因此,顶针的无支撑长度会增加3/8到1/2英寸。如果顶针的直径为7 /小于或等于64英寸,但对于大于1/8英寸的插针,则无需过多考虑。直径

只要您遵守使用100的细长比计算出的最大不受支持长度,就不可能 顶针由于材料而塌陷’销钉表面的塑性压力。

让 me prove it:

表3使用长细比100来指定各种尺寸的弹出针的最大不受支撑长度—从1/32英寸到最大1.0英寸。然后显示了销子在该不受支撑的长度上弯曲所需的力。最后,它显示了使用40,000 psi的高塑料压力值对销子的表面施加了多少力。每个销钉可以承受的压力是此过量压力的两倍或三倍。


关于作者:Jim Fattori是第三代注塑机,拥有40多年的成型经验。他是Injection Mold Consulting LLC的创始人,还是新泽西州一家大型多工厂成型机的项目工程师。联系 [email protected]; injectionmoldconsulting.com.

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