目前,成形零部件的工作尺寸普遍采用平均收缩率方法进行计算。下面参考图7-13介绍计算方法。
1.型腔的径向尺寸和深度尺寸
型腔的径向尺寸和深度尺寸分别采用下面的公式进行计算
式中 Lm——模具型腔的径向尺寸;
Lz——压铸件外部形状的径向尺寸;
Hm——模具型腔的深度尺寸;
Hz——压铸件外部形状的高度尺寸;
k——压铸件的平均收缩率;
Δ——压铸件的尺寸偏差;
δz——模具的制造偏差。
2.型芯的径向尺寸和高度尺寸
型芯的径向尺寸和高度尺寸可分别采用下面的公式进行计算
式中 lm——模具型芯的径向尺寸;
lz——压铸件内部形状的径向尺寸;
hm——模具型芯的高度尺寸;
hz——压铸件内部形状的深度尺寸。
图7-13 成形零件工作尺寸的计算
(a)压铸件;(b)合模状态;(c)型芯尺寸;(d)型腔尺寸
3.中心距尺寸
根据中心距尺寸在加工制造和成形磨损过程中不受影响及上下偏差对称分布的规定,尺寸计算可采用下式进行
式中 Cm——模具上型腔或型芯的中心距尺寸;
Cz——压铸件凸台或凹槽的中心距尺寸。
4.模内中心线到某一成形面的尺寸
在设计成形零部件时,经常会遇到模具上凸台或凹槽的一些局部成形结构的中心线到某一成形面的距离尺寸,如图7-14所示。计算这类尺寸时必须判断尺寸的性质,这类尺寸一般均属于单边磨损性质,故允许使用的磨损量比一般情况下小一倍。
(1)凹槽或型芯中心线到凹模侧壁的尺寸。模具上成形零件的凹槽或型芯中心线到凹模侧壁的尺寸如图7-14(a)所示。由于脱模时对凹模侧壁产生刮磨,所以该类尺寸属于型腔类尺寸,可按下式进行计算
式中 C′m——模具成形零件的凹槽或型芯中心线到凹模侧壁的尺寸;
C′z——压铸件上凸起或凹槽中心线到压铸件上某一外壁的尺寸。
图7-14 模内中心线到某一成形面的尺寸计算
(2)凹槽或型芯中心线到凸模侧壁的尺寸。模具上成形零件的凹槽或型芯中心线到凸模侧壁的尺寸如图7-14(b)所示。由于脱模时对凸模侧壁产生刮磨,所以这类尺寸属于型芯类尺寸,可按下式进行计算
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式中 C′m——模具成形零件的凹槽或型芯中心线到凸模侧壁的尺寸;
C′z——压铸件上凸起或凹槽中心线到压铸件上某一孔壁的尺寸。
5.螺纹型环和螺纹型芯的尺寸
螺纹型环和螺纹型芯分别用来成形压铸件上的内螺纹和外螺纹。直接成形压铸件螺纹的脱模方法有两种,一种是机动脱模(例如齿轮传动脱模螺纹型芯成形的内螺纹和对开式斜滑块成形的外螺纹);另一种是手动脱模(在成形前,先将螺纹型环或螺纹型芯放置在模内,成形后用专用工具手工将它们与压铸件脱模分离)。
为了便于在普通机床上加工型环或型芯的螺纹,一般的设计中不考虑螺距P的收缩率,而是适当减小螺纹型环的径向尺寸和适当增大螺纹型芯的径向尺寸,以增大压铸螺纹使用时的配合间隙,弥补因螺距收缩而引起的螺纹旋合误差,同时尽量减短螺纹的旋合长度,防止因旋合过长产生内外螺纹的干涉而破坏螺纹的现象,一般螺纹旋合不超过6~7牙。为了保证压铸件的外螺纹小径在旋合后与内螺纹小径有间隙,应考虑最小配合间隙Xmin,一般Xmin取螺距P的0.02~0.04倍。
为了便于将螺纹型芯和整体式螺纹型环从压铸件中退出,必须制出脱模斜度,脱模斜度一般取0.5°,同时,成形部分的大径、中径和小径各尺寸均以大端为基准。
如果压铸件均匀地收缩,一般不会改变螺纹的牙尖角,同时如果压铸过程中牙尖角的标准角度有某些偏离,也不可能用螺距的改变来弥补,只会降低螺纹的可旋合性,因此在设计制造中,螺纹的牙尖角应保持不变。
螺纹型环与螺纹型芯工作尺寸的计算参考图如图7-15所示。
图7-15 螺纹型环和螺纹型芯的尺寸
1—压铸件外螺纹;2—螺纹型环;3—压铸件内螺纹;4—螺纹型芯
(1)螺纹型环的工作尺寸(见图7-15(a))。
式中 Dm大——螺纹型环大径的尺寸;
Dm中——螺纹型环中径的尺寸;
Dm小——螺纹型环小径的尺寸;
Dz大——压铸件外螺纹大径的尺寸;
Dz中——压铸件外螺纹中径的尺寸;
Dz小——压铸件外螺纹小径的尺寸;
a——压铸件外螺纹大径的偏差;
b——压铸件外螺纹中径的偏差;
Xmin——螺纹小径的最小配合间隙,Xmin=(0.02~0.04)P;
P——螺距尺寸;
k——压铸件的平均收缩率。
(2)螺纹型芯的工作尺寸(见图7-15(b))。
式中 dm大——螺纹型芯大径的尺寸;
dm中——螺纹型芯中径的尺寸;
dm小——螺纹型芯小径的尺寸;
dz大——压铸件内螺纹大径的尺寸;
dz中——压铸件内螺纹中径的尺寸;
dz小——压铸件内螺纹小径的尺寸;
b——压铸件内螺纹中径的偏差;
c——压铸件内螺纹小径的偏差。
压铸件内外螺纹的偏差值可查GB2516—1981。
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