機房在上模時對碼仔螺絲施加多大的力度非常重要,合適的力度可保證模具安全生產,又可保護機板螺牙和碼模螺絲牙。
1、估算依據
(1)模具因受碼仔壓力作用貼合在機板上,而碼模螺絲則因外力作用下擰緊產生拉力(Qp)作用于碼仔上,在碼仔與模板,以及模板與定位機板上產生靜摩擦力F來克服模具自重產生的向下的作用力(G);
(2)要使模具不產生向下滑移,則要求F∑≧Ks•G…(1)
假設各個碼模螺絲所需的預緊力均為Qp,螺絲壓在碼仔中部位置,螺絲數目為4個,考慮有時單邊落模安全起見則:
式中:f-接合面間摩擦系數(0.10~0.16) i-接合面(圖中為i=2) Ks-防滑系數(Ks=1.1~1.3) Qp-螺絲所需的預緊力。 |
(4)根據計算得知,作用在螺絲上的力矩T和螺絲的預緊力Qp(拉力)有如下關系:T≈Qp•d …(3)式中:T-作用在螺絲上的力矩 d-螺絲直徑 由(2)、(3)式整理得:
則:T≧0.4•G•d … (4)
而T = F • L F≧0.4•G•d/L
式中:L-水喉通(即套筒)的有效長度;
G-模具自重;
d-碼模螺絲直徑;
F-垂直作用在套筒上的力。
2、估算公式
Fmin=0.4 G•d/L,一般d為定值,有三種規(guī)格:M16、M20、M24;根據不同長度的水喉通,以及不同重量的模具可粗略估算出需施加的最小碼模力。(附表)注:表中F為垂直作用在套筒上的最小力度,L為水喉通長度,G為模具重量。
①當用M16螺絲時(220T以下機臺):(F單位:Kg)
Fmin G(kg) L(cm) | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 |
20 | 6.4 | 12.8 | 19.2 | 25.6 | 32.0 |
25 | 5.1 | 10.2 | 15.3 | 20.4 | 25.5 |
30 | 4.3 | 8.6 | 12.9 | 17.2 | 21.5 |
35 | 3.7 | 7.4 | 11.1 | 14.8 | 18.5 |
40 | 3.2 | 6.4 | 9.6 | 12.8 | 16.0 |
45 | 2.8 | 5.6 | 8.4 | 11.2 | 14.0 |
50 | 2.56 | 5.22 | 7.68 | 10.24 | 12.8 |
備注:據統(tǒng)計220T及以下噸位啤機,一般所啤模具重量在800kg以下。
② 當用M20螺絲時(265以上噸位機臺):(F單位:Kg)
Fmin (kg) L(cm) | 500 | 1000 | 1500 | 2000 |
40 | 10 | 20 | 30 | 40 |
45 | 8.9 | 17.9 | 26.7 | 35.6 |
50 | 8 | 16 | 24 | 32 |
55 | 7.3 | 14.5 | 21.8 | 29.1 |
60 | 6.7 | 13.4 | 20.1 | 26.8 |
③ 當用M24螺絲時(850噸位機臺專用):(F單位:Kg)
Fmin G(kg) L(cm) | 1000 | 1500 | 2000 | 2500 |
50 | 19.2 | 28.8 | 38.6 | 48 |
60 | 16 | 24 | 32 | 40 |
70 | 13.7 | 20.5 | 27.6 | 34.2 |
80 | 12 | 18 | 24 | 30 |
3、最大碼模具力度校核
一般螺絲、機板用的材料為A3,強度級別為4.6,由資料可查得螺絲的屈服強度σs=240Mpa,安全系數為S=1.5,螺絲孔材料的許用應力:
可求得:Tmax=[σ] • π/4•d2•0.2
當[σ]= 160Mpa,作用在螺絲上的最大力矩如下表:
d(cm) | Tmax(kg.cm) | L(cm)×Fmax(kg) |
16(M16) | 1000 | 30×33 |
20(M20) | 1560 | 40×40 |
24(M24) | 2250 | 55×40 |
備注:正常人的最大臂力在35~40kg左右。
4、結論
(1)為了防止螺絲受力矩過大,我們可限制套筒長度;
M12螺絲 適宜用L=20~25CM
M16螺絲 適宜用L=25~30CM
M20螺絲 適宜用L=40~45CM
M24螺絲 適宜用L=50~55CM
(2)螺絲牙旋入深度H=1.5d,約12個螺牙深度已足夠,但必須超過9個螺牙深度,如果機板螺牙有摩損,則需相應打深點;
(3)需定期檢查螺絲牙及螺紋孔有無變形、損傷,及時更換和維修,螺紋孔內要定期清理內面的鐵屎雜質,在無大載荷下螺絲可以輕松放入足夠深度;
(4)根據每個人臂力(平均可進行測試)的不同,可控制施加力度;平時在上模時為防止碼仔不緊模具,而用整個身體的重量來作用于套筒上的方法是不可取的。