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如何用芯销形成孔:第一部分

用这些设计技巧防止磨损、闪光和模具损坏。

在注塑件上形成一个孔的方法有很多种。有些很简单,也不贵。其他的稍微多一点,但有一些额外的好处。这个月,我将回顾我多年来使用的各种方法,并解释每种方法的优缺点。

图1描述了在模塑零件中创建通孔的六种常见方法。它们都使用一个核心销。虽然图1显示的是安装在b板上的核心销,但这些方法中的大多数都可以应用于安装在a板、顶出套筒甚至凸轮上的核心销。此外,虽然这里讨论的方法描述了圆柱形芯销,但它们也可以合并成具有相同意图和目的的各种形状——例如,在模压部件上形成一个钥匙孔。

用芯销在模压零件上形成一个孔

图1形成通孔的各种方法。

有时,你可能会看到一个模具,其中部分的通孔是在固体成型的,这意味着核心是机加工与突出的关闭,而不是一个可更换的销。这种设计只能用于原型模具有几个原因——最大的一个原因是维修的难度和成本。

核心针

用于在零件上穿孔的芯销应经过硬化处理而不是氮化处理。大多数顶销和引脚都经过氮化处理,表面硬度为65至74洛氏硬度C (Rc),核心硬度从40至55洛氏硬度不等,这取决于供应商和引脚的类型。表面硬化通常只有0.001英寸。0.007。深而易碎。这可能会导致在生产过程中销面边缘的芯片。

然而,一些顶针可在一个穿透硬化的条件下,典型的58至62 Rc,但也可以发现较低的硬度50至55 Rc。您可能会考虑在核心销应用程序中使用这些穿透硬化顶销之一,因为顶销直径的公差约为-0.0003到-0.0005英寸。在未来发生磨损或腐蚀的情况下,顶销可以用一个核心销替换,其公差为+0.0003到+0.0008英寸。

所有的核心销都是不一样的。

在选择要使用的引脚类型时要非常小心。我发现一个供应商说它的核心销是穿透硬,但指定表面硬度为62至65 Rc,核心硬度为50至52 Rc。此外,由于我们只是人类,您会发现供应商的目录、其网站和实际产品本身之间的差异。检查任何针的直径到小数点后四位总是一个好主意,偶尔检查直径和面中心的洛氏硬度。如果你在海外购买模具,你可能会非常担心你得到的尺寸。你可能也会对从海外购买销钉的国内供应商那里得到的测量结果感到惊讶。

核心销通常由H-13或M-2工具钢制成。H-13引脚的标准硬度为30至35钢筋混凝土。更高硬度的H-13核心销也可在市场上获得50至55 Rc硬度,M-2销具有60至63 Rc硬度。在这种情况下,核心销对接的腔或另一个销,我喜欢更硬的硬度。在这种情况下,核心销进入洞的腔或其他组件,我更喜欢软的核心销,这将磨损更快。如果芯销磨损了,更换芯销比修复腔内的磨损孔要便宜。

铜合金引脚(图2)也可用于所描述的任何方法。它们对于保持孔的圆度非常有益,特别是在厚壁零件上。它们还可以帮助减少零件的循环时间。但你需要水在铜针周围或内部流动,以保持它的凉爽。

如何形成一个孔在模压部分与核心销

图2铜合金芯针可以提供更快的循环时间。

然而,由于铜合金销钉比钢销钉更软(90至98罗克韦尔B),如果施加过大的力,它们的表面可能会变形。至少一个模具组件供应商提供的核心销420不锈钢通过硬度50至52 Rc。这也是一个非常好的选择在许多应用的核心针-特别是那些医疗行业。但与铜销和碳钢销相比,不锈钢的导热系数要低得多。虽然不锈钢销是耐腐蚀的,但它也需要增加模具的周期时间。

不管芯针是由什么材料制成的,直径越小,暴露的长度越长,保持凉爽就越困难。我曾经看到过一种医学模具,它的核心针的直径非常小,小到连用不锈钢手术管做的小泡管都无法插入其中。设计师知道,即使轴周围有水的冲刷,暴露在外的核心销的长度也会变得非常热。因此,他设计的模具与空气喷射腔直接对着每一个核心销。当模具开始打开时,空气喷到热销上。这的确是一种非常规的设计,但它在解决冷却问题上效果很好。

方法

图1中的方法A是在注塑件中形成通孔的最便宜的方法。芯销的端面与型腔压痕对接。这种方法的缺点是,随着时间的推移,当模板开始“沉降”时,它可以在腔内造成轻微的印痕,或者如果注射压力稍微打开分型线,它可以产生侧面的闪光。同样重要的是要考虑到钢的硬度,那是销的头坐在。板材制成的预硬化4130钢(28至34 Rc)首选较软的1030钢(80 Rb)。或者,一个加固的保持器大约1/8英寸。厚的可以插在较软的板上。芯销头部的孔应为0.002英寸。比头部的厚度还深。

方法B

方法B与方法A相同,除了销是弹簧加载,以克服板厚或注射压力的任何变化。弹簧还有助于保护小而脆弱的芯销。贝尔维尔弹簧在这个应用程序中工作得非常好。可能需要一个弹簧垫圈或一堆垫圈,这取决于销钉的大小和所需的预紧量。

我已经使用这种方法相当频繁的回针和其他模具组件。它大大减少了对销和配合板或模具组件造成的冲击。由于销可能需要稍微扩大或收缩,它所骑入的钻孔应该得到缓解。轴承表面的数量或在芯插入的土地长度应该至少两倍的数量,销从芯突出。这也是一个好主意磨(“灰尘”)少量钢的核心销的背面,以确保它是垂直于其中心线。现在弹簧将施加均匀的压力,防止任何试图将销轻微推到一边或另一边的力。

考虑到核心销的头部所处的钢的硬度。


方法C

方法C使用一个芯销引导到腔内的一个孔中,这个孔与芯销的直径相同。销是圆头的,以防对中。这种设计消除了任何弹簧加载的需要,但它很容易变形的通孔和可能的核心销本身,如果有重大的不对中。当通孔或销钉开始磨损时,就会产生下闪。

如果在芯销形成的部分的孔是高的,销的尖端需要保留一些方法,如进入空腔的一个孔。如果你想到一个笔筒或注射器,你可以很容易地看到核心偏移是一个大问题。当一个核心销是支持在两端,核心移位是较小的问题。

方法D

方法D是我所说的双导芯销。当模具关闭时,销的小直径尖端进入一个配合通过孔的腔。销钉的这一部分和通孔之间的间隙通常是0.0005英寸。每一面。一旦啮合,全销钉直径然后进入凹腔的反钻孔,这通常有0.0010英寸。每边间隙或更小,这取决于模具材料的推荐排气深度。这种双先导或预对准方法有助于保护较大的孔损坏和磨损。

方法E

E方法与C方法中的单导芯销相似,只是引入的直径减小了。这也是一种廉价的形成通孔的方法。这种方法的优点是,如果腔内的通孔开始磨损,由于芯销上的台阶在腔面关闭,下闪边的机会是最小的。这种方法的缺点与a方法的缺点基本相同。随着时间的推移,板开始变平,芯销会在腔内产生轻微的压痕,或者如果注射压力稍微打开分型线,会产生侧闪。

方法F

方法F是弹簧加载的方法B和方法e的阶梯式直径的组合。这可能是极长时间运行的模具与通过孔的紧密公差的最佳设计之一。

发泄和清洗

芯销接合的腔内孔不应是盲孔。它应该通过腔插入或a板的所有方式进行加工。事实上,最好是通孔向外逐渐变细,或者在足够的土地长度后直径增加。任何东西,从污垢,副浇口薄片和闪光,油脂和其他碎片最终将填满洞。这可能会导致大头针卡住、压缩、弯曲、扣环,甚至可能断裂。

如果你注意细节的话,设计一个工作良好、使用时间长、维修成本低、停机时间短的注塑模具并不困难。

作者简介:Jim Fattori是一家拥有超过40年工程和项目管理经验的第三代模具制造商,为定制和专属模具。他是宾夕法尼亚州注塑模具咨询有限责任公司的创始人。联系人:jim@injectionmoldconsulting.com
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