内六角圆柱头螺钉的使用和选择

图12.32所示为典型的内六角圆柱头螺钉。内六角圆柱头螺钉是模具中常使用的紧固件。主要原因是内六角圆柱头螺钉是精心设计的，其圆柱头、螺纹和螺钉的强度都有很好的匹配。内六角圆柱头螺钉为沿螺钉轴向固定多种组件提供了标准而且有效的方法。

图12.32 典型的内六角圆柱头螺钉

一定型号、材料和处理方法的内六角圆柱头螺钉其尺寸和承受能力已确定。分析标准内六角圆柱头螺钉可知其圆柱头高度等于其螺纹直径，圆柱头的直径约为螺纹直径的150%。紧固件的强度因螺距不同而略有区别，DIN/ISO标准螺钉的拉伸强度可以通过假定的800MPa的极限应力σ_ultimate乘以螺纹大径截面面积来计算，即

例：如图12.7所示，计算用于固定便携式Bezel模具的定模板和动模板的内六角圆柱头螺钉的尺寸。

这里的内六角圆柱头螺钉使用要求严格，其失效最坏的情况可能会对装备或生命造成危险。首先，模具的最大质量根据图12.7提供的尺寸假定其为一个固体钢块来计算，模具的最大质量为

M_mold=ρ_moldH_moldL_moldW_mold

=7800×0.403×0.381×0.302kg=362kg

其次，假定最坏情形。最坏的情形发生在模具只有一侧固定在成型机上而没有动模板支承时，这一情况可能发生在将模具安装在成型机上时。另外，最坏情形也可能是模具的全部质量只靠一个紧固螺钉来支撑，当其他螺钉没有拧紧或是拧得不够紧时就会发生这种情况。最终载荷情况如图12.33所示。(www.xing528.com)

图12.33 螺钉受力最坏情形分析

模具对螺钉的作用力以定位环几何尺寸已确立时来计算，即

式中，g是重力加速度（9.8m/s²）；L_COG是定模板到模具质心的距离；L_screw是定位环到螺钉的距离；系数n_g与可能作用在模具上的重力大小有关，为了安全通常设定得很大，因升降机的振动，n_g设定为10。由图12.33可知螺钉上的作用力约为

根据式（12.32）计算得出的直径为

或

分析说明3/8in或M10的内六角圆柱头螺钉足够大。作为参考，上面分析的模具可以选择1/2in的内六角圆柱头螺钉。此情况下模具的内六角圆柱头螺钉不会失效。