机房在上模时对码仔螺丝施加多大的力度非常重要,合适的力度可保证模具安全生产,又可保护机板螺牙和码模螺丝牙。
1、估算依据
(1)模具因受码仔压力作用贴合在机板上,而码模螺丝则因外力作用下拧紧产生拉力(Qp)作用于码仔上,在码仔与模板,以及模板与定位机板上产生静摩擦力F来克服模具自重产生的向下的作用力(G);
(2)要使模具不产生向下滑移,则要求F∑≧Ks•G…(1)
假设各个码模螺丝所需的预紧力均为Qp,螺丝压在码仔中部位置,螺丝数目为4个,考虑有时单边落模安全起见则:
式中:f-接合面间摩擦系数(0.10~0.16) i-接合面(图中为i=2) Ks-防滑系数(Ks=1.1~1.3) Qp-螺丝所需的预紧力。 |
(4)根据计算得知,作用在螺丝上的力矩T和螺丝的预紧力Qp(拉力)有如下关系:T≈Qp•d …(3)式中:T-作用在螺丝上的力矩 d-螺丝直径 由(2)、(3)式整理得:
则: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)的有效长度;
G-模具自重;
d-码模螺丝直径;
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为定值,有三种规格:M16、M20、M24;根据不同长度的水喉通,以及不同重量的模具可粗略估算出需施加的最小码模力。(附表)注:表中F为垂直作用在套筒上的最小力度,L为水喉通长度,G为模具重量。
①当用M16螺丝时(220T以下机台):(F单位: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 |
备注:据统计220T及以下吨位啤机,一般所啤模具重量在800kg以下。
② 当用M20螺丝时(265以上吨位机台):(F单位: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 当用M24螺丝时(850吨位机台专用):(F单位: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、最大码模具力度校核
一般螺丝、机板用的材料为A3,强度级别为4.6,由资料可查得螺丝的屈服强度σs=240Mpa,安全系数为S=1.5,螺丝孔材料的许用应力:
可求得:Tmax=[σ] • π/4•d2•0.2
当[σ]= 160Mpa,作用在螺丝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 |
备注:正常人的最大臂力在35~40kg左右。
4、结论
(1)为了防止螺丝受力矩过大,我们可限制套筒长度;
M12螺丝 适宜用L=20~25CM
M16螺丝 适宜用L=25~30CM
M20螺丝 适宜用L=40~45CM
M24螺丝 适宜用L=50~55CM
(2)螺丝牙旋入深度H=1.5d,约12个螺牙深度已足够,但必须超过9个螺牙深度,如果机板螺牙有摩损,则需相应打深点;
(3)需定期检查螺丝牙及螺纹孔有无变形、损伤,及时更换和维修,螺纹孔内要定期清理内面的铁屎杂质,在无大载荷下螺丝可以轻松放入足够深度;
(4)根据每个人臂力(平均可进行测试)的不同,可控制施加力度;平时在上模时为防止码仔不紧模具,而用整个身体的重量来作用于套筒上的方法是不可取的。