斜顶设计.doc

一. 概述：斜顶机构是模具的重要组成部分，随着模具的不断发展不断改进，斜顶所起的作用越来越重要。它兼容了镶拼机构和顶出机构的双重作用。在以后的生产中它的数量会在模具中逐渐增加。斜顶根据结构分为两大类：分体式斜顶和整体式斜顶。对于斜顶和其类似的还有直顶，它们只是形状上有稍微的差异。我们常把它们统称为顶块。对于顶块的设计要点及加工工艺在正文中作了详细的介绍。下面首先通过本公司所制造的几个具有代表性的斜顶的真彩图来认识一下斜顶的基本结构形状: 二. 分体式斜顶分体式斜顶指的是将斜顶头与斜顶杆分开设计加工，根据斜顶杆的截面形状分为两种：圆形斜顶杆与方形斜顶杆。其整体结构分为几个结构部件如图所示：斜顶头、斜顶杆、斜顶导向块、斜顶T型块、斜顶T型块滑道，耐磨板；根据每一个部件来分别制定标准规格以及设计加工规范。适用范围：对于汽车模，应优先选用圆形斜顶杆，对于头部形状较复杂，或尺寸较大，截面尺寸大于16X16，应采用分体式结构。图1.分体式斜顶的结构示意图分体式斜顶的重要组成部分-斜顶头的三维示意图如下:图2.斜顶头三维示意图分体式斜顶的结构组成部分：（1）斜顶头1.1） 圆形斜顶杆的斜顶头的结构设计：斜顶头参与成型制品的结构形状尺寸，结构尺寸设计如图3所示：图3斜顶头结构示意图1.2）圆形斜顶杆的斜顶头的加工工艺： 图4斜顶头加工工艺流程图 斜顶头的加工工艺：（1）工艺板或虎钳装夹NC加工成型面及两个基准面。电蚀等加工该方向上的所有形状；（2）工艺板或虎钳装夹NC加工斜面，基准斜面，修模装夹面及两个基准面剩余部分，通过斜度夹具立铣加工斜顶杆固定孔及螺钉底孔。（3）将斜顶头配入镶块通过工艺螺钉固定后NC加工顶面。 1.3）斜顶头的材料：斜顶头的材料一般用638，氮化处理，对于透明件，如GPPS等，需采用738或718，腐蚀性塑料，如PVC等，需采用不锈钢，如S136H等，针对斜顶头的加工工艺，对于小型斜顶头，开料时应注意工艺装夹的余量H=15mm，如图5所示：对于大型斜顶头，参考斜顶加工工艺规范0502019。图5斜顶头的尺寸1.4)公差要求：对于斜顶厚度方向的尺寸T，如果斜顶在该方向上没有斜度要求，该方向的尺寸要求为净尺寸，公差为：T0/0.02；对于长度及宽度方向上由于有工艺装夹余量（H=15），长度及宽度公差为：L0.5/0；W0.5/0；1.5） 方形斜顶杆的斜顶头设计加工：对于方形杆的斜顶头因需加工斜顶杆连接槽可按已有的标准加工工艺结合圆形斜顶杆斜顶头的加工工艺执行。（图6） 图6*注：由于方形斜顶杆需线切割加工镶块杆孔，对于制品表面要求不高的模具，为了降低成本可设计为P=0，但对于透明件，或制品夹线要求高的模具，应设计为P=12（2） 斜顶杆斜顶杆的结构形状设计：根据斜顶头的结构尺寸确定斜顶杆的结构尺寸设计，一般情况下将斜顶杆的结构分为圆形及方形，针对DMG模具及汽车模具应采用圆形斜顶杆。对于其它模具可根据具体情况选择。2.1）.圆形斜顶杆此设计为圆形斜顶杆直接与斜顶头部圆孔相配合，并且根据斜顶头部的大小可采用单杆式，双杆式。同时，对于大型斜顶可根据实际情况增加导滑块，以保证斜顶运动平稳。加工工艺：此类设计要求配钻加工，斜顶头底部配合圆孔及模架上避空孔、导向孔采用枪钻NC配钻完成。斜顶头部按零件化加工，斜顶联接部位销钉孔，要求NC在加工斜顶头时，一次加工到位（若仅为单独翻面加工销钉孔，可改为准备铣床加工）。圆形斜顶杆上销钉孔由技师在研配完成后配钻圆形斜顶杆上销钉孔的，螺丝坯头孔由准备铣床加工。现我司常见设计按联接方式分为以下几种方式， a、通过无头螺钉连接，斜顶头需加工出与斜顶杆头部相配的圆孔，并通过另一无头螺钉止转，（如下图）图7b、圆形斜顶杆，与斜顶杆头部以销钉连接方式：图8加工工艺：斜顶底部螺纹及底部枪钻残留平台在配钻后加工（对于无水路设计可直接配钻时避空），要求以每一个配钻孔为基准碰数，要求校表时插入基准棒校表，采用NC、铣床或电蚀加工清跟，为方便此类孔装夹加工，部分形状复杂斜顶头部加工时可根据斜顶形状留出装夹平台，最后再配入B0中整体。主要结构形式如图9、图10所示： 图9 图10斜顶杆直径标准化，统一采购规格直径的圆钢料作为库存随时可以领用。材料选用638，表面氮化至HV700 斜顶杆孔直径加工公差要求： +0.1/+0.05；角度公差要求为+0/-0.5；在模架上加工的斜顶杆孔为避空孔. 公差要求：斜顶杆直径公差为：D+0/-0.02；L+0.8/+0.5；2.2） 半圆式斜顶顶杆 图11加工工艺：斜顶头部NC采用零件化加工方式，在加工斜顶头时，一并加工螺丝底孔，圆形斜顶杆上螺丝坯头孔由准备铣床加工。镶块及圆形斜顶杆上销钉孔由技师安装上斜顶杆后配钻加工； 镶块上或模架上导向孔采用零件化加工，要求工序在加工前必须严格验证工件长宽高方向尺寸是否符合零件图纸，对于不符合图纸工件，必须补正差值。导向孔10度以内且模架或镶块高度200以内，优先线割，不能线割工件全部回厂NC零件化加工，优先从正面钻孔。2.3）方形斜顶杆主要结构形式 ： 图12斜顶杆与斜顶头通过螺钉及销钉固定并加工止口保证连接强度。斜顶根据斜顶头部的大小可采用单杆式，双杆式。同时，对于大型斜顶可按实际情况增加导滑块，以保证斜顶运动平稳。斜顶杆及斜顶杆孔的加工工艺： 镶块上的斜顶杆孔采用线切割加工，应有导向性，模板上的避空孔及导滑块槽采用NC立铣加工。斜顶杆孔截面公差要求： +0.05/+0.03；角度公差要求为+0/-0.5；在模架上加工的斜顶杆孔为避空孔。（3） 导滑块斜顶杆导滑块相关部件的结构形状设计：为了保证斜顶在滑动过程中的导向，在模架背面应设计有斜顶导滑块，以确保斜顶在运动过程中的稳定性。3.1).圆形斜顶杆导滑块主要结构如图13,图14所示。 图13 图14斜顶杆孔在镶块上加工的孔应有导向性，对于大型镶块优先选用卧铣加工，中小型镶块采用线切割加工，模板上的避空孔及导滑块槽采用卧铣加工。加工及配合要求:图13所示结构：斜顶导滑块与模架间的配合关系是间隙配合，导滑块与导滑块孔周边单边间隙1MM，定位销配作加工，导滑孔钻铰加工。图14所示结构：通过斜孔与导滑套精度配合达到要求。3.2）.方形斜顶杆导滑块方形斜顶杆导滑块详细结构如图15所示。图15方形斜顶杆导滑块结构形式及使用范围如下表： 图16*注： 1.装配螺钉不能小于M6;2.建议尽可能采用II种，导滑结构形式方便加工与研配。3. I、II种每块需两个定位销，两个螺钉4.外形尺寸：长，宽按模具实际情况设计，厚度采用14.5，19.5，24.5三种规格。*注：由于方形斜顶杆需线切割加工镶块杆孔，对于制品表面要求不高的模具，为了降低成本可设计为: 图17加工及配合要求:斜顶导滑块与模架间的配合关系是间隙配合，导滑块与导滑块孔周边单边间隙1MM，导滑孔采用线切割加工。公差要求:斜顶导滑块 L，W，T均为+0.1/-0.1公差。导滑孔（A+1 ）+0.2/0，B+0.02/0（4） 斜顶的T型块及T型滑道：4.1）. 圆形斜顶杆T型块及T型滑道：结构形状设计：斜顶T型块与T型滑道作为一个组装结构固定在顶针板上，同时与斜顶以螺钉联接，从而在顶出时提供斜顶的驱动力来源。斜顶T型滑道的设计主要是考虑到顶针板及底针板为普通材料，硬度较低，所以设计有T型滑道。对于DMG模具应采用此种结构形式，具体结构如图18所示：图18T型块结构形状：T型块的基本结构尺寸如图19所示。图中尺寸D-1，H2为T型块与斜顶杆的配合部分尺寸，应与斜顶杆配作。图19T型块公差要求：根据T型块在斜顶安装中的作用中，对于其三个方向的开料尺寸公差要求为：LT+0/-0.1；WT+0/-0.2；HT+0.05/-0；T型块滑道结构形状：图20T型块滑道公差要求：根据T型块在滑道中安装及滑道在针板中的安装，对于其三个方向的开料尺寸公差要求为：L 0/-0.05； W 0/-0.05；H +0. 1/-0；*注：此种类型斜顶机构可通过磨床加工滑道底面来完成斜顶高度方向的研配。4.2）.方形斜顶杆T型块及耐磨板：结构形状设计：斜顶T型块与斜顶杆以螺钉联接，从而在顶出时提供斜顶的驱动力来源。斜顶T型块耐磨板的设计主要是考虑到顶针板及底针板为普通材料，硬度较低，所以设计有耐磨板。对于方形斜顶杆模具可采用耐磨板与T型滑道两种形式均可，其中，T型块滑道主要用于斜顶上坡和下坡的情况下。具体结构如图21所示： 图21T型块结构形状：方形斜顶杆T型块的基本结构尺寸如图22所示。图中尺寸L1，H2为T型块与斜顶杆的配合部分尺寸，应与斜顶杆配作。图22耐磨板：对于大中型斜顶需加耐磨板，一般采用底针板开槽镶入。结构形状：图23公差要求：其三个方向的开料尺寸公差要求为：L 0/-0.2； W 0/-0.2；T +0. 02/-0；三. 整体式斜顶整体式斜顶主要由三部分组成：斜顶体，导滑块，T型块整体式斜顶适用范围：（1）对于斜顶整体尺寸较小或斜顶允许空间较小，如手机模具，洗衣机控制盘座，把手等（2）对于头部形状较简单，截面尺寸小于16X16，可采用整体式斜顶结构。其结构形式如图所示：图2 4整体式斜顶的结构示意图*注：对于斜顶设计是采用分体式还是整体式在设计评审阶段可以根据实际的加工及制品确定。整体式斜顶的三维示意图如下:图25整体式斜顶的结构组成部分：（1）斜顶体：主要针对于截面尺寸小于16X16的斜顶，不宜采用镶拼结构，但DMG模具应采用圆斜顶杆的镶拼结构。1.1）加工工艺：1.1.1）对于截面尺寸较小或细长，热处理后易变形的斜顶，采用标准厚度板材线切割外形。工程师开料时需出斜顶排位图，与斜顶零件图一起下发。截面尺寸大于20X20的斜顶采用图26方式排位，截面小于20X20的斜顶采用图27方式排位。斜顶排位图设计注意：*排位图应注明加工基准、装夹位置。加工基准应位于装夹位置对侧。*排位图应标注斜顶位置、螺孔位置大小，先板料上加工螺纹孔或销孔，再线割斜顶，保证加工位置精度。对于类似8407材料，需先板料整体热处理再线切割的情况，必须按上述要求设计。*对于厚度小于16MM的薄板外形尺寸尽量不超过450MM,以免加工变形图26： 截面尺寸20X20斜顶排样图 图27： 截面尺寸 S1+1.设计时应认真校核顶出距离S2与斜顶的抽芯距S1. 图304）.斜顶的安装:为了斜顶拆卸方便,底针板和底板均加工有通孔,通孔为长圆孔,大小应比螺钉杯头直径大23MM.5）.斜顶冷却:对于截面尺寸小于40X40的斜顶一般不加冷却,对于成型制品面较大的斜顶应考虑冷却,以保证斜顶运动的可靠,缩短成型周期.对于方斜顶杆的分体斜顶可采用图31，图32两种方式, 对于圆形斜顶杆的分体斜顶可采用图30所示方式.图31 图326）如图30。当斜顶在抽芯方向的型腔构成面低于水平面时，此时斜顶座滑道亦需做成低于水平面的斜度。斜度的大小与斜顶在顶出行程内塑件表面构成最大斜度相同。我们成为上坡或下坡，设计斜度r时注意抽芯方向不能有倒扣。滑道斜面的设计依斜顶大小和具体模具空间来定。一般采用T形滑道，如图33示装配于底针板。图33方形斜顶杆设计标准参数：对于截面尺寸25X2540X40之间的方斜顶杆，由于制品形状的多样性，根据实际情况设计，对于大中型斜顶（截面尺寸大于或等于40X40）的方顶杆参数标准化如下：标准型号WHEMRXYZLaFDGI404040M84.5202012按模具结构要求设计按模具结构要求设计FDGII408040M84.520.6012FDGIII606060M106.5303617FDGIV6010060M106.5307017技术要求1. 各棱倒钝2. 导滑面开油槽3. 导滑面粗糙度1.64. 导滑面进行氮化处理至HV600以上5. 材料:638图34六. 直顶(方顶、顶块)(1) 设计范围：由于制品的特性、要求、大小、壁厚等许多因素，制约着顶出机构的强度、寿命和可靠性，从而使我们在设计顶出机构时，须设计直顶机构，以满足顶杆所不能满足的顶出要求。(2).结构形式图35 图36 图37图38 图39(3)设计要点3.1）直顶设计为非标准设计，其尺寸大小应根据制品形状、制品要求、直顶周围环境来定。3.2）直顶从某种意义上来说是扁顶的衍生物，对大中型塑件模具深筋塑件模具，它弥补了扁顶杆的不足，而赋予自身许多优点。所以，我们在设计直顶时，可以参考顶杆特别是扁顶杆的设计要点，但是，直顶又有其自身的特殊性，特别是顶块，我们设计时要注意其特殊性。3.3）直顶一般设计在胶位薄壁处之下方，见结构形式图39，需承受较大顶出力，且结构尺寸足以抗弯的场合。3.4）方顶的结构设计3.4.1）圆顶杆改制的方顶，见图40。这种结构适用于中大型模具，避空段尺寸封胶段尺寸设计同扁顶杆。图403.4.2）自制方顶，见图40，这种结构适用于大型模具。截面尺寸应满足方顶的强度要求，截面尺寸一般15*15mm以上，M最小不能小于M8,方顶座形状结构同斜顶座。封胶段尺寸，一般为截面小尺寸的2-3倍。图413.4.3）方顶不需要设计止转3.4.4）如图40，对于一般塑个r可为0度，但对于透明件、精密件等要求较高的塑件，r需有斜度，一般为35度。3.4.5）方顶选材及热处理同顶杆设计标准，有时方顶选材也与构成型腔材料一致，并进行相应热处理。3.5）顶块的结构设计3.5.1）顶块在周围环境允许的条件下，都须设计有顶出斜度，斜度a一般为35o，如下图。对于周围环境狭窄情况下的薄板顶块，也即考虑机构无法做顶出斜度的封胶。一般5mm需做油槽，配合滑动面 以下.图423.5.2）顶块应有足够的导向长度和顶出距离，应保证顶块顶出后不能脱开型腔或型芯导滑面，此时，顶块下面的连接顶杆不必与模