哥林柱设计

哥林柱设计

一、 哥林柱之设计目标：

1． 能承受巨大的锁模力。

2． 使注塑产品或压铸产品免于产生飞边。

3． 确保模具可靠的闭合。

二、 哥林柱使用之条件或环境：

1． 哥林柱长时间承受锁模力，周而复始拉伸作用。

2． 由于肘杆式锁模机构的自身缺陷-----调节锁模力困难，易使其中

的一根严重超载(受力严重不均)。

3． 运作周期短，尤其是注塑机，啤制产品快则10秒/次。

三、 哥林柱之重要性：

在锁模机构中，哥林柱的性能直接影响到系统的刚性和稳定性，只有提高其结构特性，才能有效提高系统的刚性和稳定性。

四、 哥林柱之设计：

在设计锁模柱架及哥林柱之前，一般在规格表参数或总体方案中都会规定哥林柱的直径，所以只需校核其强度、疲劳强度及螺纹强度即可。

1． 强度条件：][785.02σσ≤=Z

Dp p cm 式中：cm P --------合模力(N)

P D --------哥林柱直径(cm)

Z-----------哥林柱根数

][σ---------使用拉伸应力，N/2cm ,取7500~9000N/2cm

2． 疲劳强度条件：

εσσσσσk nk c

t t 1

22-≤-

max t n y

σσ≥

式中：1-σ--------材料拉伸强度持久限(N/2cm )

y σ --------材料屈服限(N/2cm )

t σ ------由合模力产生的拉应力(N/2cm )

c σ --------由开模力产生的压应力(N/2cm )

max t σ ---------超负荷时的最大拉应力(N/2cm )

n--------强度安全系数 n=1.5~1.8

σK ----应力集中系数 σK =1.8~2.0

εK ---------比例因素系数，

哥林柱直径在100mm 以内取1~1.1，大于100mm 时取1.25。

3．

螺纹 i. 挤压应力：)(4220母内杠外压d d P -=πσ ii. 剪切应力：βπσ..0s d P 杠内剪= iii. 弯曲应力：20)(2(3S d d d P βπσ杠内杠内杠外弯）-=

式中：0P --------受力最大的第一圈螺纹上的负荷，按14%锁模力计算

β---------螺纹牙形系数，梯形螺纹β=0.63~0.68

S----------梯形螺纹螺距

若在规格表参数或总体方案中没有明确规定哥林柱直径，可根据强度条件公式反推即可选得哥林柱的直径。计算的同时必须

收集竞争对手的同吨位产品的哥林柱有关资料并作类比分析。通

过两方面的比较选择最终选取合适的哥林柱直径大小(若有可能

需作软件分析)。

4．选材

目前，我们公司哥林柱材料一般选用SCM440或SAE5145，一般直径在100以下选用SAE5145，直径在100mm以上选用SCM440，以上材料一般都没有进行热处理，为素材。出口机都选用SCM440调质料。由于素材的离散性较大，不能充分体现该材料优越的机械综合性能，所以现在注塑机哥林柱都选用40Cr调质料。

其它厂家选用材料情况是：震雄选用SCM440调质料，仁兴选用非调质钢(将军公司与日本大同互相合作在GNH-60基础上改良的专用哥林柱材料)，震雄80Ton-150Ton选用40Cr调质料。

5．工艺流程(40Cr调质料)

下料调质(淬火、回火、检验：检查硬度、表面缺陷等)

车研磨电镀

6．应力释放槽分析与设计

i.应力集中

哥林柱上的应力若能均匀地分布在一截面上，那是最理想的，或

是有一定方式的变化也可以接受。假设突然的应力变化即在极短

的距离中，应力强度大为增加，这种情况称为应力集中。它通常

是由于形状局部的不规则，如小孔、沟槽、螺纹、裂伤等使应力

升高。

ii.应力释放槽之目的在于缓和应力流，特别在哥林柱受弯曲和拉伸应力时，该圆弧状沟，可缓和对直角度的敏感性，增加静性强度，

减少应力集中现象。

iii.根据我们公司的不断研究及设计改进。梯型螺纹牙底用圆弧过渡及在螺纹退刀槽上作特殊设计。经过使用证明了此种结构的可靠

性和稳定性。

iv.根据某公司的有关试验证明：

a螺牙前制作应力消退槽，作用力从第二牙开始，结果发现改善才1%。

b螺牙底部圆角由R0.25加大为R0.5时，改善25%。

c应力消退槽做在受力牙根部，即让第一个受力螺牙的根部有消除应力集中的空间，结果改善35%之多。

7．加工方法的改进亦可延长哥林柱之使用寿命。如滚轧螺纹、原因是滚轧螺纹所造成的残留压应力可增长疲劳寿命。

五、目前存在之问题：

1．梯形螺纹螺距较小，调模驱动时调节螺母转动的线速度较大，容易引起调模不顺畅之现象。

2．螺纹抗弯能力较差。尤其前端普通螺纹，因其螺纹承载能力较差，亦因此导致哥林柱使用一段时间后哥林柱或螺母产生变形而抽不

出哥林柱。

3．在新机型设计时，已对此些问题作适当设计改进，但对老机型而言因考虑到系列性及维修等问题而未作改善。