下一个钢板钢板零售工件：有关模具钢零割、注塑机、塑料原料及其制品的基础知识

第20章45钢模具和45钢模具零件的装卸

20.1安全
安全是45钢模具设计人员考虑的首要问题。一副45钢模具或任何沉重的 45钢模具零件,如何才能安全地装卸？为了避免伤害和永久的残疾（如驼 背），不提倡人们不顾零件质量,在不使用辅助机械(如升降机）的情况 下，反复搬动比20kg重的零件或其他难装卸的零件。
45钢模具制造商不仅要保证装卸45钢模具或其零件时,无人受到伤害，而 且还应对因疏漏或设计不良，可能引发的任何事故负责。在不能提供 合适的安全措施的地方,至少要有一清晰可见的替告标记或标牌来提 醒可能的危险和后果。
在四种情况下要对45钢模具零件或整个45钢模具进行装卸作业： 
①加工45钢模具零件(模板、重的模腔和模芯）；
②装配45钢模具(包括使用和维护）；
③在机器上安装45钢模具；
④调试45钢模具。
每一情况都需特别考虑。在设计时,设计人员必须能正确估计， 45钢模具(或零件)在每一个环节中如何操作和可能出现的误操作。在哪 些地方操作人员(机工、装配工或45钢模具技工)可能引起自身或对他人的 伤害。设计人员必须考虑，在所有情况下，螺纹孔（一般的和装卸用 的）的尺寸、位置和数量如何影响擦具零件的强度和疲劳寿命3
注:在这一章节的图示中，吊孔的尺寸与模板尺寸等呈正比例。
20.2模板吊装
20.2.145钢模具零件的加工
从一开始，任何一块沉重的45钢模具零件(通常是模板,还有大的模腔 和模芯)都必须有一个或多个螺纹孔，使机械加工人员能采用吊环螺 栓和升降机来操作（图20-1),优先用吊环螺栓吊起，而不用磁铁，尤 其是起吊精细磨削的模板,用磁铁就可能留有刮痕。
只有在所有必要的冷却管道 Ul
和安装孔，以及45钢模具零件形状都 完全定下来之后，才能决定这些 孔的部位，完成45钢模具设计。最好 的情况是,尽可能使吊装孔接近 沉重零件的重心（CC)并且能避 开那些已被孔、管道等所占据的 区域（图20-2)。在45钢模具零件上 开孔攻丝是不可避免的，重要的 是不能由于这样减薄壁厚和产生 应力，而削弱了该零件截面所需 的强度。
要使上述两种条件达到一致有时是不可能的，所以需要折中的方 法。也就是吊孔不恰好在重心上，且装卸时零件可以不直接地吊挂， 而是提供2 - 3个螺纹孔，能让链条或吊杆利用，以便升降机吊在它们 的中心,这样提供一个近似在重心上方的位置。
一般,模板要从多边进行吊装。必须各边都有吊孔，以适应模板
尽可能不设7L
\模板
图20-2重心附近的吊孔,离开较弱的薄壁区
的吊起作业(图20-3)。如果对吊孔设置有疑虑或有零件不能加工合 适的吊孔,必须考虑用替代的方法来吊装45钢模具零件。
图20-3模板各边的吊孔在 重心周围均匀分布
20.2.2 模板面上的吊孔
在模板面上设置吊孔基本上有两个原因。
①工件中心挖去太多，以至于起吊磁铁不能接触足够的而积来抓 牢模板(磁铁的直径一般在250 ~ 300mm)0这特别适用于大环或大模
板的起吊。 t
②所有沉重的模板面上(模板最大平面部分)都应有吊孔,除非面
上已存在45钢模具装配需要的合适的大螺孔,能够被吊环螺栓所利用。
任何附加孔的位罝，应在与45钢模具零件装卸操作人员商量后确定’ 尤其是磨削大而沉重的模板时。孔应对称地安排在重心周围，最好是 在零件长轴中心线方向上(图20-4)。两个吊孔的确切位置只有在模 板设计完成后才能决定,以保证这些孔不会影响模板上的其他结构° 作为惯例，所有超过50kg重的模板必须有吊孔。如有可能，吊孔
图20-4在所有各边和沿模板两面中心线设吊孔
不要被别的部件遮盖,甚至在模板部分完全装配后，仍能用来吊装。
19 .3吊环螺栓
20.3.1 提升和吊起理论
当垂直向上提升物体时,力F则通过重心CC和吊环螺栓轴线，吊 角是升降机拉的方向与其作用的表面的夹角。
吊环螺栓承受的应该只是拉力，图20 - 5给出最简单的例子。通 过在CC方向上钻孔,能够使用相对小的吊环螺栓。
图20-5吊环螺栓直接置于CC之上
虽然在市场上可得到多种型号和强度的吊环螺栓,但最好是采用 普通的台肩形吊环螺栓，这样技术人员使用普通的设备和工具，就能 安全地工作。
有台肩的吊环螺栓对于有角度的载荷，比不带台肩的具有更好的 承载能力。同时操作人员也很容易发现，吊环螺栓是否已完全拧进模 板。没有台肩，操作人员可能会停得太早，由于没能拧进足够的螺纹 来承载，以致发生危险。
假定图20-5所示模板现在平放,需要升起,存在两种极端情况. 吊环可能在垂直平面内或在水平面内（图20-6)。
十

图20-6用于提升平放模板的吊环蜾栓
图20-6(A)的吊环是在垂直平面内，弯矩A增加了作用于螺拴 截面A的力，在这个截面上也有一定的剪切力。由于吊环螺栓紧紧地 依靠台肩，就有一些附加的强度。吊角为0。,承载的吊环螺栓上就有 更复杂的应力状态，比吊角为90。的直线载荷(拉伸）的情况要更严®。
图20-6(B)的吊环是在水平面内,弯矩有n2,i2要比A图中的h 大，升降机的吊钩必须系在这一点上，要不然它会扭弯或松开吊环螺 拴，同时对台肩附加的弯矩也更大。在这种情况下，操作人员必须使 用补偿垫圈,使吊环螺栓保持相对于提升方向的正确（垂直）取向，如 图 20-6(A)。
用图20-7和图20-8的变量,来表示力的计算。当吊钩刚开始 提升模板时,实际要用的力大约仅是提起整块模板所需要力的50%。
M/2
图20-7板的一端搁在台面上,吊起其相对的另一端
实际上，力f低于f，因为/2或z2 幾
产生了附加力臂，Z越大，F越小是
M
该力与力f成正比,并可能导致吊
环螺栓在与零件的贴合面处产生弯曲。—
/越长就越小,但是当承受尸_时，图20- 拧在此处的螺栓应有足够强度而不致弯 
曲。
关于图20 - 8模板左端的弯矩计算：
F(2D+ ll) = MD,M F = 2F+Tl (20- 1)
吊环螺栓要根据吊角降低级别使用，这是吊环螺栓选择的一个因 素.使用的安全负荷值可见制造者的产品样本。
如果将精细磨削的模板S于非常光滑的表面上，模板下面真空造 成的影响可能会很大。例如，一钢模板50cm x 50cm x 2. 5cm,重约 50kg,面积是2500cm2,即处于lOOkPa的大气压下，由于大气压力（真 空）,将模板压在该表面上的力，约为25kN。这相当于2500kg的质量。 这是该模板与放置面开始分开时必须克服的。
20.3.2提升载荷
当用两个^环螺栓提升负载，就要使用“吊起”术语。简单的例子 如图20-9所示（注：图示的吊环螺栓位置是最坏的方案，应该避免）。
图20-9两个吊环《栓使用一根链条吊起模板
例:用两个吊环螺栓提升重2000kg的物体不同吊链夹角下的 载荷列举如下：
吊链火角a 毎个链的负栽Fa/kg 吊雄夹/fi a 浔个链的负钱F0/kg
w 1000 3C 2000
75* 1040 15* 3800
6a 1150  11480
45* 1410 a 00
 
从上述例子,可淸楚地发现,操作人员有责任使链条或绳索的吊 角不小于60°，以保证吊环螺栓上的力处于安令极限范围。吊孔间距 不大于600mm,可满足多数需要。设计人员的责任如下。
①如果没有可能从中心(重心之上)提升模板，则选择等于或小于 600mm(吊链长度）的吊环螺栓孔间距，并关于重心对称布置（图20- 9)。
②为吊环螺栓提供尺寸合适和强度足够的螺纹吊孔。
设计标准吊环螺栓时采用的安全因子约为5。通过选择较大尺寸 吊环螺栓,来提供比较商的安全因子,是划算的。这样确保了不论选 抒什么类型的吊环螺栓，失效的危险性都很小。
用吊环螺栓提升要比用磁铁卡盘安全些。尽管电磁铁卡盘通常 带有保护装置，但磁铁失效还是时常发生。
设计人员另外的重耍责任是必须考虑，在注射机上部拉杆之上的 吊钩高度。机器上方的空间可能有限，这样就没有足够的空间来提升 45钢模具离开机器,尤其是在45钢模具提升需要吊杆的情况下。那么45钢模具就可 能需要采用不同于标准的提升方法。设计人员总应确伐先计的升降 方法适合于45钢模具以及模塑者的车间和设备。
20.3.3 吊环螺栓使用注意事项
如果加载接近吊环螺栓的额定值，注意下列这些规则特别重要。
①不能用尖锐的工具或器械，在吊环螺栓上面磨削、加工、压痕或
留记号。 ^
②不能为使台肩承载，而对标准台肩吊环螺栓切槽。相反，
(螺纹)孔加工出锥口孔和沉孔，或采用_(图20* 10)°要保证至少 有纟,赚找自雜,肖誠稳固地承 靠在黯领碰成角度。
或承其镀，因这样容易隐藏缺陷(裂
纹于-些公_英制赚_使麵酿
幌巩用于提升。它们看起来好像是可以接受3/4 一10 UNC巾环 但它们在螺纹k部啮合浅。如采使用这种小的啮合’螺纹会被破坏，
甚至可能剥离,造成模板坠落。
图20-10承载吊环螺栓台肩的落实 (A>蟪孔加工出锥口；（B)螺孔加工出锥口和沉孔；（C)使用垫圈
⑧在运行的基础上,应该建立和执行吊环螺栓的检查程序。建议 每个使用吊环螺栓、吊链和吊装设备的工厂都要制定。要保证安全， 所有这类设备都要定期检查,从而发现可能存在的应力迹象(裂纹)•和 磨损。每个项目应将数量、类型等贴上标签来识别,定期出具状态报 告，出现问题的必须丢弃和破坏，不耍维修和焊接。
20.3.4 吊环螺栓使用举例
吊孔也可用来吊装其他零件(不仅对模板），如那些沉重的、不便 处理的，尤其是对装在注塑机上的45钢模具进行维修时必须移走的那些零 部件,它们可能是模腔、模芯以及锁紧圈和脱模圈3
这些零件在CG上方至少应有一个吊孔、。如果可能的话,组装件 也应有一个吊孔。当然,这样的组装件吊孔应该与零件的吊孔一致 (图20-11)。设计
人员必须确保这样的吊孔不会过多而削弱零件，特别是对环形零 件。非模板的45钢模具零件上吊孔的定位需要与模板吊孔的定位同样考 虑,这是设计人员的责任。
如果CG不通过螺孔设置的区域,就可能需要使用吊杆来起吊零 件。装配图上必须绘出吊杆,且吊杆号码必须与其零件和45钢模具的号码
— 致。这是重要的，因为45钢模具一维修就要用到它们。模塑工应备有吊 杆,要不然需要时就很难找到合适的。在模框上应有一块标牌,劝告 操作工为了安全,装卸这些组装件时要使用吊杆。 
播芯吊孔
图20-11横芯和脱模圈上的吊孔
加工前具有重心上方吊孔(在其一边的中心）的工件，在加工时, 另一边除去了大量的材料，这时重心会改变。
图20- 12和图20- 13上的吊孔LH1应认为是用来起吊工件的。 新的CG对于下一步的加 工和装配更重要，垂直起吊部 件将有助于工作。因此,最好 是确定上一步工序后的零件 新的CG位置，将吊孔设置在 其上方,而不是毛坯的。要不 然，在机加工去除大量材料后 作业时,模板或零件就可能斜 着吊起来。
一旦几块模板（每块都有 自身的CG)组装起来,组装件 的CG可能是一个新的位置。
要使整个组装件垂直起吊，就
需要一个新的吊孔。可通过估算每个零件的平均质母及其CG位置， 新的CG确切位置就能很容易计算出。
要决定一个零件(模板等）的CG,可假定内有交叉孔和小空腔的 零件是实心的,然而对带有大内腔和具有不规则形状的零件,则需要
— 定量的计算，以便更好地估计CG的位置。
19 .4吊杆
如因与其他孔等发生干涉,不可能提供额外的吊孔来起吊整个部
图20-13顶杆箱加工前 (LH1)后(LH2)的吊孔
件,则要引进吊杆。它至少带有两个分开的孔,与45钢模具零件的吊孔连 接形成组装件。对于吊环螺栓，吊杆在新的CG上有螺纹孔。
零件上安装吊杆的两个吊孔的间距应当尽可能靠近，以减小吊杆 上的跨距(负载时会弯曲），如果吊孔比较靠近，吊杆可轻些。图SO- iA 表示了对于恰当的吊孔位置进行的简单计算， 在这个例子中 ，吊孔 位置正处于两块模板相交的区域,因此，必须提供吊杆。有时，吊杆会 跨越整个45钢模具长度(特别是叠层45钢模具），远离中心的孔是用来保持45钢模具 为一整体。吊杆必须足够强以支撑整个45钢模具。
图20-14怡当的吊孔位置:(左)显示整个45钢模具 及两半模和的重心，（右)显示两半模重心之间 的距离U)及整个45钢模具重心距半樸W2重心之间的距离(a>
下面的公式计算a(决定整个45钢模具的吊环螺栓孔的位置)
a= (20-2)
吊杆或吊环螺栓孔必须始终设S在能够操纵和（或）支搾整个模 具的部分(注射侧，顶出半模,叠层45钢模具的中心层），在装卸中没有零件 (例如脱模板)脱落的可能。对一副45钢模具有时也需要一根以上的吊杆，
— 根用于整个45钢模具,一根或多根用于组装件。吊杆不能装在活动部件 (如脱模板)上。
吊杆(通常用冷乳钢)必须有足够的强度,使服役载荷低于其屈服 强度,安全因子取5足够了。45钢模具的号码和承重能力必须显示在吊杆 上。这很重要，因为吊杆仅在45钢模具维修时使用，模塑工可能不将其与 45钢模具保存在一起。所有的吊杆必须涂有"安全黄色”。装配囝上必须 标明吊杆。
要决定整个45钢模具的CG,设计人员必须采用合理的近似值。假定 45钢模具、模板和其他大的零件上的钻孔和空穴都是实心的，以简化决定 CG的过程,下面是这些计算的两个图例。
在图20-15所示的“45钢模具”上,要得到整个45钢模具的质量Af,简单计 算体积F,乘以45钢模具材料（一般为钢）的相对密度。CG的位置在U1 处。为了计算吊杆，要使用质量财。
图20-1545钢模具整体质置A/求解示意
在图20-16的例子中,一“组合45钢模具”被分成三部分。用距离乙I、 来计算体积，每部分的体积(质量)被计算出后，CC的位置就可 决定。如果一个部件吊起的角度与垂直方向不超过5。，这对于装卸已 足够精确。（这段叙述是为了防止设计人员将时间花在冗长的计算 上，因为，由此计算的结果对于装卸没有什么重要的价值)。 
图20-16用45钢模具每部分的体积(质量）
决定其整个45钢模具的CG
20.5 注塑机上45钢模具的安装
20.5.1 较大45钢模具
这一节适用于大45钢模具或各半模分开安装的45钢模具。如果一副45钢模具 是分开安装到机器上的,可选择局部装配用的吊孔。
然而，对上述的“5■规则”有一个例 外。当45钢模具或半模被推向静压板时，
定位圈(或其他定位零件)必须进人压 板的配合孔。如果角度太大，模板的 底部或顶部边缘会首先碰到压板，阻 止定位圈进人(见图20-17)。在这种 情况下，需要更确切估算真实的CG位 置,并提供合适的吊杆以避免不安全 操作（如用手迫使45钢模具进入正确方 位)。
注意图20-17所示的吊角（如不 艇避免)比它在别的方向上（顶部边缘 先碰到压板)要好些,因为这样能让安
装者，利用头頂的吊车从顶部将45钢模具推到压板上,这比用手从底部推 要安全。
20.5.2 快速换模器
在通过降低45钢模具进人机器的高度来进行快速换模的设计中,重要 
 

45钢模具工程实用手册
的是能使45钢模具几乎垂直地悬挂，以保证45钢模具很容易地进人合模机构。
较小的45钢模具常两半搭接在一起（锁紧）吊进机器,对于半模安装， 吊孔的位置必须能使定位圈照直进人压板。
20.6搭袢
任何—个单独靠锥体来定位的45钢模具，要是没用紧配合的定位销， 提升时其底部就会打开。这会引起锥面和模腔、模芯的表面的破坏， 特别是薄壁制品45钢模具=> 这种情况，如图20- 18(A)夸张表示的那样，提 供搭袢能够避免。
图20-18防止45钢模具打开的搭袢 (A)搭袢(左)防止锥度定位(右)的45钢模具打开：（B)搭袢(左1 防止吊杆安装在支柱上的45钢模具打开,螺栓会折弯(右）
虽然大多数45钢模具有定位销，可避免45钢模具打开，但对于运输和装卸 提供搭袢还是很好的做法。这也适用于吊杆不能直接装在模板上，而 必须使用支柱留出空间的45钢模具，在这种情况下紧固吊杆的螺栓可能发 生弯曲[如图20-18(B)]。
为所有45钢模具提供搭袢是很好的做法，值得大力推荐，同时也应在 45钢模具上留有恰当的位置，当搭袢不用时能存放在此，以便下次使用时 能方便地得到。
搭袢必须总放在45钢模具的侧面，当安全门打开时,从操作者例面和 45钢模具背后皆可拿到，注意不要将搭袢放在45钢模具頂面或底面•放在这些 位置,可能将操作者置于不安全处境下。
20 .6.145钢模具维修的搭袢
有一些45钢模具，当被安装到机器上的时候，仍必须接近模板之间的
某些部位。特别需要能够接近的部位有•-
①热流道元件,通过从歧管模板上分离模腔模板来获得接近注嘴 梢部、电热圈、热电偶等的通道，以便对其进行检査、淸洁或更换；
②模芯基座锥体,这里是脱模板座，通过从模芯模板上分离脱模 板来提供通道,以便对排气孔等进行清洁；
③活动模腔45钢模具中的模腔基座锥体，也出于清诘目的，通过从固 定模腔的垫板分离（活动)模腔模板来提供通道。
作为安全预防措施，如果有两块(或多绀）上述例子所列举的模板 必须被分离,而45钢模具被打开,取走了保持模板在一起的螺丝，就必须附 有搭袢，以确保在螺丝取走后，已松开的45钢模具部分不会无意地与模板 分离(本来是靠螺丝使它们固定在一起的）。当45钢模具在机器上时,这些 搭袢必须很容易接近,且不隐藏(如在拉杆的后面）。
“搭接过程”如下：
①搭袢装在45钢模具上有要取走螺丝的一侧（如静止侧）。
②45钢模具打开,固定模板（或模板组）的螺丝被取走，搭袢将组装件 固定在一起,不存在无意分离的危险。对于活动的模板，如脱模板和 活动模腔板,耍取走的螺丝可能是行程限制器、弹簧复位机构和固定 模板于驱动器上的螺丝。
③45钢模具再次关闭，这时，搭袢在45钢模具静止侧被松开，重新安装用来 连接45钢模具打开时将被移开的那部分校板，
④当45钢模具完全打开时，为便于接近要作业的部位，模板将完全分 离•搭沣则可以防止它们在没有察觉的情况下从45钢模具的运动侧脱开。
要重新装配45钢模具，搭袢的操作过程反过来：
①闭合45钢模具；
②变换搭袢位置并扣紧；
③打开45钢模具；
④插上并紧固所有螺丝；
⑤去掉搭袢。
如果可能,应使搭袢固定在45钢模具上的一个合适的“位置上”，以致它们 不被弄丢。如果它们留在45钢模具上，每个搭袢应由两个螺丝来固紧确 保在45钢模具循环中不会松开。
所有的搭袢必须刻有45钢模具零件号或45钢模具号，做到不用时单放能 够容易地判0。在装配图上也要标明。
简图显示了移开模板接近热流道注嘴的几个步骤。要使整面拉 开，不发生翘起,搭袢必须成对使用，与45钢模具中心径向相反。一般两个 搭袢足够了,对于重的45钢模具,需要4个搭袢,搭袢的大小与移动的模板 相适应。对于仅靠拉杆装配的45钢模具,应该安排好搭袢的位使45钢模具 在落人注塑机中时,不必拆去搭袢或拉开拉杆。
注意:一定不要在45钢模具操作过程中要分开的两模板上放置搭袢 (例如在移动模腔系统中,模腔和流道歧管模板之间，或者在脱模板和 模芯固定板之间）。这道理可能是明显的，但容易做错。
如果两个位a的距离一样,搭袢有两个孔就够了；距离不同，搭袢 必须有三个孔,以适应不同的距离。如果搭袢还要用来稳固另一个模 板,如脱模板,就需要另加一个孔。