下一个钢板钢板零售工件：气体和油压碳板切割驱动器

第22章碳板零割设计人员的计算规则
下面的计算对每种校.A都需要。假设主要根据经验，奉劝碳板零割设计人员去寻找先例，如类似模具试验后的记录，或者和有更多经验的设汁
人员商讨,可能获得数据。如果无先例，碳板零割设计人员必须寻求类似的应用和采用常识。在不得已的情况下,进行正式碳板零割设计(可能冒险甚至失效)之前,需要一个实验模具获得-•些问题的答案。
22.1 产品的投影而积（/^)
投影到平面的制品面积常认为是与合模运动呈直角方向的面积，这被用来计算注射时紧固模具所需的压紧力，或者保持侧型芯或颈圈夹紧所需的力。四个例子见图22-1。
图22-1产品投彩面积示意图
例！：一个直径<f>200min圆盘的投影面积是(在压紧方向）
例2:如果圆盘2mm厚，投影边的面积是(与压紧方向呈直角或在
垂直方向)
以八川mi八厶iiuu—Hijwmm
例3:如#品具有半球形状,直径200mm,压紧方向的投影面积zlpp与圆盘相同，即是31416mm2。
例4:在垂直方向，仅是这个数的一半即15708rW,这是明显的,但是常不被理解。
规则:在产品轮廓内,投影面积不受其外形(形状)影响，除了轮廓内任何开口的面积可从整个面积中减去。
规则:理论上，对于这些计算,应使用钢的尺寸（即是制品尺寸加上允许收缩的尺寸），而不用制品尺寸。然而，由于差异不超过约2%，而且注塑期间注塑机合模力总要充分留有余最，防止溢料；模具内塑料的压力仅是估计的,肯定不比2%严格,因此使用制品的投影面积一般是可以接受的。
22.2钢板的合模沿口面积(/Iss)
钢板的合模沿口面积是这样的部位，即当模具合模闭合时，模腔和模芯两半接触的地方，这通常被称为分型面（/Vi),钢板的实际合模沿口面积4。
22.3合模力Fc
要使模具注射时紧固（没有溢料）,合模力F,.(由注塑机施加）必须要大于注射压力/)作用在产品投影面积上产生的分离力>F),这个压力P总是小于在注塑机注嘴处测得的压力
FC>AIVP (22-1)
建议的算法是 (22-2)
/V能从产品图上i|•算出（见22.1节），因子K必须大于1,以避免模具溢料。K可以假定为丨.2(保守）。
压力P必须假设,它取决于许多因素，如注射压力、速度、温度和塑P的黏性等。压力P还会随着充填方法的变化而变化，耍是缺料充填就比较低,制品必须被完全充满时就较商。充满是要严格地重现模腔表面的精整特征(例如唱片沟槽中的“信号’’等)。
实际压力P基本上根据类似模具的经验。一般计算时，可假设=36000kPa(5000psi)(1kg/cm2=9.80665xl^Pa;lpsi=6.894757x103Pa),有一些模具可能需要增大50%甚至100%;有一些需要小一点。
当模具合上时,钢板的合模沿口面积（怂）（分铟而）必须足够大，以避免表面崩塌。钢材疲劳强度越高,危险越小‘。
22.4疲劳
由于合模力F\常常是百万次循环,必须用钢的疲劳强度，而不是其最大压缩强度S。虽然一般机器碳板零割设计的钢的疲劳强度S!假定为其
屈服强度的10%-20%,但模具最好是用比较保守的值，通常对于硬模具钢Sf=42000kPa(6000psi),对于软（低碳）钢等是这个值的一半。如果第一次碳板零割设计计算,Sr值太高，合模沿口（分羝面)面积必须增加;如果不可行,必须在模塑区域之外，提供形状合适的承载垫块以分担分型面上合模力施加的载荷，注意如果是硬垫块置于软模板上，必须用较小的值。
例:给定一圆形PE容器的4模腔模具，OD(外径）=10cm，假设注射(模腔)压力=36000kPa,模具材料H13,Sf=42000kPa,收缩=2%,K=1.2。
计算（圆形）:OD=10cm+(10cmx0.02)=10.2cm
^pp=-^x(10.2cm)2x4=81.7cm2x4(模腔）电
321cn?
K=327cm2x36000kPax1.2«1410kNA、1410kN ,
"'-^^OOOkPa^m上例中是根据K=1.2,但仅能提供300cm2,低于假定的336cm2，碳板零割设计者必须为300cm2重新校验K
42000kPax300mm2=1260kN
这样， 知实={S=1.07
由于1.Q7>1，碳板零割设计仍可以接受；如果结果K<1,合模沿n必须重新碳板零割设计(增加)和(或)加垫块。图显示了面积A—和，适用于整个情况。总之，这两个面可以有任何形状,它们通常按照产品轮廓的近似形状计算。
对于受载部位的保守做法是确保在短时间操作后排气孔不会压坏。从经验来看，为简化计算，斜座的面积也可忽略。部分是因为一段时间操作后斜面将磨损，且其磨损后只承受极少的合模载荷（要进—步讨论疲劳,见第18章，金属疲劳）。
22.5模块的压縮,
钢是可压缩的，可压缩性的测量是用弹性模迸E，用MPa或psi单位。所冇的钢都fl.冇近似相同的模量£,不考虑硬度或成分，例外的仅足WC硬质合金,具有的£值是其他钢的2~3倍。
全部合模载荷加到模具上之后,这种可压缩性会影响模具零件的尺寸。这在标注薄壁容器底部尺寸时,特别是对于有深模腔的模具零件，产生过高应力的地方必须考虑。
对于简化计算方法。当模具被合上时,假定一个内外直径分别为U和高度为/i的“内胎管”,受到合模力^压缩，尺寸B(夹紧后）比原始不加载的尺寸So要小(/量）。为能补偿模腔内交叉钻孔的削弱影响，/的计算量应增加约15%(这是-个经验系数）=»
'制品的总髙度和自容器开口端的其他需要精确尺寸的距离，也必须反映模块的压缩量/所引起的尺寸减小。如果模腔模块外部是方形或长方形(例如在模腔组合式模具中），模腔块的整个投影面积减去制品(包括排气孔）投影面积，用于受载汁算。这会增加受压缩的面积，因而/减小。模具零件尺寸的确定，必须考虑压缩量/，尤其对具有薄底的制品。
不要混淆单位,公制：£=2l_MPa，厂（/V或kN)，d，A(cm)。美国：£=30000000psi,fc(lb), )。
22.6圆周应力和模腔扩展
岡周应力和模腔扩展主要适用于薄壁、管状的模腔（图22-2)。下面的公
..圆周内应力
(22-4)
圆周外应力S=
(22-5)图22-2薄壁管状模腔的这里S是应力，/>为压力，/?是 圆周应力和扩展
管状模腔的外部半径，「是内部半径。由于压力尸、/?和「都要增加,内部半径1的增加
f=pj[^r?~v) (22_6)
外部半径K的增加(22-7) 
这里钢的泊松比（K=0.3),单位如下：
公制：£=210000MPa,P和S(MPa);和r(cm)。
美国：£=30000000psi,尸和S(psi);和r(in)。
压力P:如前面假定的36000kPa。
考虑扩展,必须计算S,保证壁承载厚度足够,要使模腔材料具有长的寿命,应力S必须小于疲劳应力Sf。因为模腔的扩展(加载）是周期性产生的（即每个循环）,疲劳必须考虑。
模块布置后,碳板零割设计人员必须计算应力，不但要保证钢件有足够强度使其扩展减至最小，而且也要防止模腔爆裂（表22-1)。
'表22-1—些钢的最大拉伸强度S,
钢 kfKt psi
P6 1160000 165000
AISI4140 1550000 220000
HI3 1760000 250000

应力正好低于所选模具钢的民的10%,但也要注意模腔内侧要扩展/r=0.0176mm,这可能足以使塑料溢进箭头所示的间隙中，或者可能使斜座失去与模具配合件的配合作用。对于较厚的壁可能要着重考虑,尽管它们的应力都低于疲劳极限。
当模腔镶人模板,模腔“圆简”的扩展受周边材料制约而稍微减少。然而,在镶块更接近模板边缘的方向上，模板自身耍扩展。在压力下，镶块的中心将移出原模板上孔的中心。重要的是要考虑这个运动,特别是在高的注射压力下,对薄壁容器的模塑。
如果保持模芯固定,而模腔相互离开移动，制品的壁朝着模板中心变澳，在箭头方向变厚。使用独特浮动模芯可克服这个问题。
22.7弹簧
弹黄随着时间的延长会疲劳或折断,特别是承受过大的应力以及暴露在高温下。就弹簧寿命而论,行程总量和预载不应该超出弹簧最大压缩量的20%。如果需要大的操作范围，弹簧必须更长。过载弹簧会经常引起模具损坏。应按照弹簧生产商推荐的伉执行。
 
22.8
 
 
关系，FK计算如下
FR=— (22-8)
tana
图22-3楔角和力FWW注：FW'为楔运动方向的力；为与楔运动方向垂直的力；
. a为楔角；/TT/tana
22.9几个问题的计算
22.9.1 通过滚柱或滚珠的测量
通过“小"滚柱或滚珠（这是非常楮密的滚柱和滚珠）进行的内外斜度的尺寸计算。这是精确规定斜面位置的传统方法。今天一些大模具车间使用的测景设缶，也是基于相同的原理。
22.9.2 止动器
止动器即滚珠弹簧位于凹穴中，滚珠进人凹穴的深度越深，角度今越小,弹簧产生的固紧力越大。重要的是角度+不耍太小而使滚珠锁死滑块;滚珠进入得越浅,丨越大,固紧作用也越小。
止动器偶然用来防止滑块松脱其位胃3—般,不推荐使用，因为有人无意推开滑块就会带来危险，再者保持力通常不是很大，肯定不能绝对保证合适的位置。
止动器不应用来防止垂直运动,对于水平滑块，它们可以用，但要小心。
22.10热导率
热导率计量热通过材料传播的速度，是指在一定温度梯度或。F)下,在规定的时间单位(h)内，通过规定的截面（m2或ft2d的热量(W
或Cal或BTU)。
每种材料都有一个热导率。表22—2所示,是一些材料仅作比较用途的近似值。
应该理解表22-2所示的热导率数值，只是各种材料的相对热导率=>例如,铍青铜热导率约是钢的4倍。热导率的准确数值会因每种材料成分的变化而有所不同,应当从供应商那儿获得，以保证精确的计算。
^22-2各种材料的热导率K
材料 热导串(近似饥） 材料
银 360 不锈钢(40%Ni)
纯铜 350 钛合金
铝 270 玻璃
铍宵铅(取决于合佥成分） 100-250 钡料(不烧掉或降解）
黄铜和靑铜 50-100 空气(不移动户
镍 50 關热板（心•棉-水泥）
铜(低碳） 40-50 隔热饭（“Branden丨n丨rg^r”)
钢(合金>,淬火 10-30 隔热板<刨料）
①宁气足理想的隔热体,通过空气的辐射也会造成热损火，即便如此.还应考虑川隙来wi热.•>
22.10.1热膨胀
关于钢和其他模具材料的线膨胀系数值,见第丨4章。

22.11比热容
(―种物质)比热容是给定物质升高nc所需的热量$升高it同等量水所需热量的比值。在所有的温度下，比热容不是恒扯，一般假定水温度从15$升至l6^：(62°F至63°F)时测定。
比热容的数值见表22-3，对于树脂类是典型的数值,特殊树脂的精确数值,应向树脂供应商咨询。
 表22 -3典型的材料比热容数d 1
 比热荇  叱热容
物质 [TrU/(lb-#F) kJ/Ckg^)] vOm nivdb-T) kJ/(kg-*X：)
铝
黄铜、饱玻璃
石盥 0.214
0.094
0.194
0.201 a.8960I
0.3936'0.812210.8415 塑料
丙烯酸
乙酸纤维素 0.35
0.35
0.36 1.4654
1.4654 1.5072
铁（商至300^) *0.115 «0.481S 内酸纤维尜 0.40 1.6747
铅
油（机器）
银
钢
水 0.031
0.400
0.056
0.116
1.0 0.1298
1.6747
0.2345
0.4852
4.1868 离子父联聚合物尼龙聚碳酸酷聚酯(PFT)
聚乙烯（LD或HI)) 0.54
0.40
0.30
0.40
0.55 2.2609
1.6747 1.2556
1.6747
j2.3027
木材
塑料
ABS «0.600
0.40 »2.51211：6747 聚丙烯聚苯乙烯PVC(硬） 0.50
0.34
0.25 2.0934
1.4235
1.0467
注：11^/(11>*卞）=4.丨8610/(1^\：)。

22.12加热器功率
22.12.1管状加热器
加热器功率的最大值应限定为其表面积的lOW/cm2或65W/in2,这个数值适用于良好的散热条件,也就是在加热器铸人加热体内或是压进热流道支管钢件的情况下。
当管状加热器放在沟槽内，与其表面良好接触约50%,而与其余部分表面接触不良或根本不接触,功率很低,仅为5W/cm2(33W/in2)。22.12.2圆筒加热器
如有可能应避免使用圆筒加热器,主要由于加热器内热分布差，难以取得向周围的钢材均匀传热的效果。而且还有机械的和隔热的及其他问题,使它们更易于损坏。总之,它们比管状加热器的寿命短，但价格便宜，易于获得，如大多数供应商都有多种尺寸和功率规格。圆筒加热器通常表面功率约5W/cm2(33W/in2)。
22.12.3单位质量热流道歧管的热输入(用W}
对热流道歧管的碳板零割设计人员，冇一条简单适用的规则，就是热流道
系统所需的热量与整个歧管材料体积的关系大约为(2~2.5)VtVcm3(30~40)W/in3,条件是很好地与周围的冷模板隔热并很少地接触。使用比上述建议大的功率,可能使控制系统过载,通常也不需要。另外使用更大的控制器也会相当大的增加系统费用。万一失去控制，也有严重过热的危险。使用比建议低的功率,仅冇的缺点是冷模具的肩动时间较长。
在一个碳板零割设计良好的热流道系统中,一旦在歧管和注嘴的塑料处于模具温度，热流道加热器(歧管和注嘴）供应的热1：仅弥补周围模板的热损失。挤出机内的塑料被加热至熔化温度，随着它流进热流道系统，温度则被维持,而无需增加来自热流道加热器的热量输人。
22.13常用转换系数
许多计量单位常用的转换系数列于表-4，没有列出的可见教科书和工程手册。
表22-4计量单位转换系数
单位 乘以系数1 转换单位
加速度/负加速度   ft/s2
逛力G)(平均） 32.1740 
或 9.8066 m/s2
英尺/平方秒(ft/S2) 0.3048 m/s2
密度（质景密度y®  
lb/in3 27.6799 g/cm3
g/cm3 0.03613 lb/in3
能置  
热耳(J) 1.0 N#m
英国热单位(imo 1.055 J
或 0.252 Cal
或 778.0 ft.lb
卡努里(闻际） 4.1868 J
T•瓦小时(kW*h) 3.6 MJ(兆热)
瓦秒(W.S) 1.0 J

单位 乘以系数 转换单位
吨•力(tf) 9.8066 kN
磅•力（lbf) 4.4482 N
千牛顿(kN) 101.972 kgf
热度  
温度差(^r)摄氏度⑶） 1.0 K•
或 1.8 eF
华氏度CF) 0.5555 aC
热流量(传导率）  
BTU/Cf^-h-^/in 0.1442 W/(nr°C)/cni
氏度  
米(m) 39.3700 in
或 3.2808 ft
毫米(mm) 0.03937 in
英寸(in) 0.0254 m
或 25.4 min
质a  
短吨(2000lb) 0.9072 t(吨）
长吨(2240lb) 1.0160 l(吨）
公吨(t) 1000.0 
公斤(kg) 2.2046 lb
碎(lb) 0.4536 k8
或 16.0 07.
益司（OZ) 28.3495 e
克(g) 0.03527 07;(觉衡）
功率  
瓦(W) 1.0 J/s
BTU/K 0.2931 w
马力(hP) 746.0 w
压力  
膀力/平減寸(lU/i^pei) 0.006895 MPa
或 6.8948 kPa
或 0.07063 kgf/cm2
公斤力/平方臟l#W) 14.2233 psi
帕斯卡(pa) 1.0 N/m2
千帕斯卡(kPa) 0.1450  ^

单位 乘以系数 «•换箏位
或 1.0 kN/m2
或 101.9720.01020 kgf/m2
或  kgf/cnf2
汞柱英寸 3.3741 kPa
水柱英寸(20弋） 0.2486 kPa
大气压(bar) 0.9869 kg/cm2
或 100.0 kPa
温度  
华氏度(T) [(°F-32)x5/9] X
摄氏度(T) [1x9/5+32] °F
热力学度(10 t+273.15 K
速度  
英尺/秒(ft/8) 0.3048 m/s
扣斯(受力时刻）  
磅力（1W) 1.3558 N.m
成 0.1383 kgf.m
牛顿•米（N*m) 0.7376 lbf*ft
或 0.1020 kgf*m
公斤•力•米 7.2330 lbf*ft
或 9.8066 N.m
黏度
动力学  
泊（P) 1.0 N*«/m2
或 1.0 dynvs/cm2
运动学  
沲(so 0.1 cm2/a
tf/s 0.0929 n^/s
休积  
立方屉米(cm*) 0.0610 in3
立方英寸(in3) 16.3871 cm3
立方英尺(ft3) 0.0283 m3
或 28.3168 L
盎司(英阂，液体） 28.4131 an3
盎司(美国,液体） 29.5736 cin3
加仑(英国) 4.5461 L
加仑(美国) 3.7854 L
升a)① 1000.0 cm3

①按照SI标准,不鼓励使用升(L),体积应用mm3 xm3^3表达。
②“相对密度”替代术语“比重”或“比密度”。
22.14 锥体配合的预载
22.14.丨模具中锥体的作用
锥体的最重要功能是为模具相互配合零件和运动相关部件提供良好的定位。
模具中导柱和导套是定位的惯用方法，这些导柱和导套结构简单，且成本低。但它们也有缺点，即必须在两者之间留有间隙以允许它们滑进滑出而不被磨损。这个间隙本是错位（即使很小)的原因，即使开始间隙非常小，导柱和导套不久就会磨损而增加间隙,尤其是在润滑不良的情况下。对于制品所要求的桔度来说,微小的错位可能不太重要,特别是对于厚壁产品，在许多零部件中使用导柱和导套是完全可以接受的。
对于锥体配合,在打开或闭合时,配对零件相互坐落或抬起,不存在导柱和导套那样的相对滑动。这两种方法的差别见图22-4。然而,关闭时,在产生接触之后，配对锥体斜面相互滑过预载距离，而内锥体轻微扩张；同样，当打开时，它们再次滑动，直到预载距离用光。因而,经过一段时间，即使小，肯定也有磨损;怛是由于预载，锥体表面的磨损直到预载量逐渐丧失才会影响定位。
图22-4导柱和导套需要的间隙(左），锥体配合仅在闭合时,配对零件相互坐落或者相互打开(右>
只要预载大于零(正预载)或正好为零，就可保持正确的定位。然而，一旦在配对锥体(无预载）间有轻微的空隙,两半模具或模具零件就失去定位，必须修复锥体再提供预载，预载量大的锥体要比预载景小的磨损更加迅速,因为磨损作用随着接触表面力的增大而增加。
22.14.2 锥体预载目的
图22-5,用简单的术语来解释预载的原因。
视图（a)无预载（负预载）。在配对锥体间有一定间隙（夸大a示），这对锥体一点没有进行定位，由于外锥体有侧向移动量c。这个锥体配合是无用的。
视图（B)理想条件(零预载），锥体相碰但不扩展内锥体。然而，这种“理想条件”是不可能获得的。因为相配合的模具零件的加工尺寸是在加工实际需要的公差范围内变化的。
视图（C)预载X(正预载）,对于提供恰当的定位，这是惟一可行的方法。只耍磨损不产生视图（A)的情况，能保证定位。
注意:我们不仅要考虑到配合锥体尺寸和角度的变化,而且也必须考虑到零件位置的变化。
田22-5锥体预载
采用锥体配合的基本部位列举如下。
①提供模板间的定位,采用锥销或者在锥销之外增加导柱。同时用导柱的地方(例如,作为模芯的保护），LP(导柱）导套的间隙必须足够大，使f锥钉不会与导柱“打架”。如果在多模腔模具中，采用成对锥销来使单个模块定位,不论是装在模腔上或更好是装在模芯上，必须使锥销能在没有不适当的力干扰的情况下定位。
②在单个模具叠层中，提供模腔与模芯之间的定位，可用模腔固定也可用模芯固定。一个配合模块(常是模芯)必须安装在其模板上，以致它能略微侧向移动(“浮动”），让锥体移动模块定位。
③在模芯上提供脱模圈的基座,应允脱模圈浮动，这是考虑让模芯在没有不适当的力干扰(和过度磨损）的情况下，落到其基座锥面上。防止模芯和脱模圈之间的溢料,预载是惟一可行的方法。对于环形脱模圈，很容易生产，椭圆形或长方形脱模圈的生产要困难得多。但对于今天的技术来说(如用EDM)这不是不可能，可总比圆锥生产耍贵很多。
④锥体配合也用于其他部位，例如浇口垫板上浇口播件的精确定位，或者模腔中浇口垫板的定位。在后者的应用中，受预载的锥体对防止溢料特别重要,尽管在每个循环中浇口垫板和模芯分离一个短距离S。
受预载的锥体还有其他应用,但原理是相同的。要是发生磨损和失去预载，锥体配合和预载能很容易恢复（$新调整）。这样的恢复通常需磨削与锥体轴呈直角的一面，加垫片或重磨配合面，使原先的预载重新建立。
(浮动)模芯通过锁圈锥体a与模腔定位。脱模阍也浮动,位于模芯锥体上c。当模具合上时,表面b和d完全受载,且锁圈和脱模圈都要扩展以确保配合良好。
在一些碳板零割设计中，模芯和锁圈由二整块钢材制成。然而，这样花费大，制造困难，万一锥体配合失效，几乎不可能调整。
锁圈是一个与模芯圆柱配合的分离件，这只有当模芯是被压进圈内的才可以接受。目前流行的碳板零割设计是使圈以很小的锥度(每边约30位于模芯之上,这对于模芯装配，维修相对容易。
脱模圈具有两个斜面a位于模腔内和c模芯上，模芯和脱模圈都必须能侧向浮动以便定位。有这样的碳板零割设计是相挡普遍,这16脱模圈必须分开以释放制品（例如，预成型一个螺纹），但注射时必须用预载固紧。
模腔锁紧和气体顶出的原理，与模腔锁紧和脱模圈的相同，只要允许模芯浮动，锥体a保证定位良好。
囝22-16表示了模腔锁紧，但作为一个规则，在自由下落的顶出中模芯锁紧是优选的，原因是：当制品被顶出时，它自由地"飞”向模腔，模腔具有更大的趋势将制品吊挂在锥体a的边缘，用模芯锁紧同样的制品就不是这样了。
要防止这样能引起生产停顿的吊挂,就要增加模具的行程，这将影响循环时间，因而影响到模具的使用性能3采用气体顶出，有可能控制气体压力,使得没有足够压力将制品射到另外一边,但这可能导致边缘调整，会引起顶出完全失败和生产停止。
22.14.3模楔子和合模沿口
在这一章里关于圆锥所讲的任何事情也适用于定位的模楔。事实上模楔姓无穷大锥体圆周的4段短弓形。在模楔被用于合模沿口生产有开口的制品时,必须提供预载以防止溢料 
两个配对零件采用锥体定位的条件是存在预载。耍达到精确的定位,在施加全部(合模）力之前,锥面必须接触。当施加全部合模力时，由于外锥体的楔形作用，内锥体的零件有轻微的扩展。对于定位或防止溢料，无预载的锥体是没有用的。
预载即使是个力，也常用锥形件通过的距离来表达，即是从与配合锥体的第一次接触直到零件在预载力作用下完全就位的移^距离。预载常常不是用尺寸线，就是用一个标注和引线指向锥体来表示。
重要的是要明兵，合模力的一部分用于扩展内锥体3因此,在注射时使整个模具闭紧，应具有更大的力。如果没有预载，模具或其模块零件将不会恰当定位；如果预载太大，模具也会溢料，因为需要过多的合模力作用丁锥体。这种悄况在模腔和模芯之间使用了许多脱模圈或锁紧圈的多腔模具中是比较严重的。 
图22-6某些模具结构的预载选择准则
特别是对于具有16个或更多模腔的模具,必须选择锥形零件的加工公差，以至于：
①对于所有最小尺寸，不会小于零预载；
②对于所有最大尺寸，使全部锥体就位的力必须不会影响机器的合模作用，产生模具溢料的危险。
扩展锥体的阻力随着锥（楔）度增加而增大，因而，预载距离必须随着锥度增加而减小。
根据以往的经验,图22-6给出了多至丨6个模腔的模具系统预载的一些准则供选择。图上表示了对于预载的最大/最小公差建议值，必须选择合适的配合公差，使得最后预载在建议值范围内。
22.15 谁休尺寸的标出
22.15.1 外锥体
标注锥体尺寸的三个不同方法见图22-7。如果精度不重耍，用重要的直径t/(在图22-7,选择小端“重要”），角度a和锥体高度/1来确定锥体,如图22-7(A)。
对于髙精度耍求，使用一个环规。图22-7(B)标注（除了夂和h外)环规数字和到参照面的尺寸DC(具有精密公差）。对于高精度，如
(八>«度不重要的简单尺寸 （B>s«a的使用环规 丨高的使mastt
图22-7外锥体尺寸
果环规不合适,标注(除了d、a和/i夕卜）滚柱的尺寸和DB,爲尺寸(具有精密公差）。
滚柱停留的面必须很好地确定,它可能是一个零件的台肩，或者可用一精密的块规(Jo-块规）在模板平面上建立。必须选择滚柱尺寸,使得滚柱准确地接触到平面和锥体。对于滚柱的尺寸标准，见22.
3.1 节。
22.15.2 内锥体
对于标注内锥体的尺寸，图22-8示出了4种不同的方法。如果尺寸不必非常精确,规定a、d和A(如有必要）,见图22_8(A);要求高梢度，使用圆柱塞规，见图22-8(B)，标注(除^和&外)塞规数字和到•参照面的尺寸0G(具有精密公差）。
如果没有合适的圆柱塞规,用滚柱标注如图22_8(C)和（D)。对于大直径,标注(除和/i外)滚柱尺寸和尺寸DB(具有精密公差）。如果锥体比较长,必须要标注两个滚柱，类似外锥体（c)的情况；对于小直径,标注(除和/i外)滚柱尺寸和尺寸(具有精密公差）,对于滚柱的尺寸，见22.9.1节。
22.15.3 带角度的表面
对于带角度的表面的精确标注，见图22_9。图22_9(A)方法，标出角度a以及/i或w,并标出滚柱直径和计算尺寸一
图22-9(B)■方法，标注边缘基面的角度和距离6，并标注滚柱
直径和计算尺寸W?。
图22-9(C)方法，标注正的燕尾榫角度a,宽度w和mi度h，并标
注滚柱直径和计算尺寸y
图22-9(D)方法,标注负燕尾榫角度a、宽度w和时度々,并标注
塞规号
图22-8内锥体尺寸
(A) 简单、精度不高；（B)高精度的使用圆柱塞规;如果没有合适的塞规,那么(C)大尺寸高精度的用滚柱；（D)高精度小尺寸的用滚柱
(C)正舰橡 (0)负酿愧
汝—ffl22~9滚柱决定的洲尺寸标注带角度的表面尺寸滚柱直径和计算尺寸
注:对于燕尾榫的宽度,不是标注较窄(如图所示)的—个尺寸就
是标注较宽的，二者不能同时标注，除非—个作为参考尺寸使用。对于滚柱的尺寸标注,见22.9.1节。
22.15.4碳板零割设计(校验)球
在一些需要精确地标注(并加工)带角度的表面和孔的地方，引进了一种辅助孔(加工孔）和球。.孔由参照边（£)精确标注（D和C),公差精密。一个特别碳板零割设计的带柄的球/1(规定尺寸B和检验球号）被插进孔里,然后通过球测量带角度的表面（^)和尺寸（F),并以梢密的公差标注。带角度的孔（a2)用类似的方法精确地标注出其中心线（C)。一些通用标准校验球的规格列于表22-5。
表22-5—些标准校验球的规格
I.T.1 A B C 1)
分类号   (最小） 
448-8 .12.700±0.005 10.160±0.005 17.0 6.345+0.005
 (0.5000±0.0002) (0.4000±0.0002) (0.67) (0.2498十0.0002)
448-12 19.050±0.013 12.700±0.005 23.0 9.521+0.005
 (0.7500±0.0005) (0.5000*0.0002) (0.91) (0.3748+0.0002)

22.16脱模圈或预载锥体的疲劳
22.16.1 脱模圈
脱模圈的几何尺寸如何影响圈的应力，由于这些零件每个循环是从0到满载而产生应力,所以应力比/?=0。
—般，碳板零割设计人员通过了解所使用的注塑机类型知道合模力Fm碳板零割设计人员也知道厂必须大于试图打开模具的注射力。
Fc>nAvP (22-9)
这里是合模力，n是模腔数是产品的投影面积，P是注射压力。这个公式再次突出一个关键未知的问题:什么是注射压力P?
在第29.5节,进一步讨论了决定真实压力P的难度和影响因索。然而，要弄淸每个模具的合理P值，还必须有合理的假设条件。
正如前述，^不仅必须克服由P引起的力，而且必须使所有的锥体就位,为此认为f是使锥体锁紧所需的力。如果模腔多于一个，每
个模腔有一个或一个以上锥体锁紧——即模板上可能排布有多个起锁紧作用的锥体，这就需耍若干个力F,且每个力F都冇自己的值。整个力尸(2尸)都必须加在由P产生的力上。
Fc>nApP+'EF (22-10)
总的来说，对于厚壁圈，F(锥体定位的力）直接与碳板零割设计变量a、r„、n和L有关。碳板零割设计人员必须使F(和SF)足够小，以至于这些力不会减小合模力太多，而使模具注射时被迫打开，造成溢料（下式中E是弹性模量）。
22.16.2 锥体自锁
对于泾润滑的钢与钢，如果a大于自锁角（摩擦系数M=tana>0.16或a>9°),在尺终止时,扩展的圈就要试图克服力F,且促使模具打开;如果角度是自锁的（a<9°),对于模具闭合存在阻力(=n,且对打开也有阻力。自锁角a越小，需要打开锥体锁紧的力就越大。
注:钢与钢的干摩擦系数是M=0.8，对应锥体角度a=38°。然而，在模具k所有的锥体应润滑以减小磨损，干摩擦锥体的问题是，需要较高的开模力以克服自锁，这个力不是总可以获得的，而且可能产生开模的噪声。
从经验来看，锥体角度a应保持在5。和15。之内，最好是标准化到规定尺寸(例如7°、丨0°、15°)，以便采用标准的锥体量规测量。当碳板零割设计圈的形状时,记住(尤其是螺纹的）孔充当了应力集中源，将严重影响圈的疲劳寿命。
22.16.3 应力
当f撑开脱模圈并使之在基体就位，圈就要扩展(半径方向）,扩展景为B=Xtana。当F施加时,碳板零割设计人员感兴趣的是圆周应力SH(由丨61扩展引起的应力）。下式是根据给定的X尺寸，随后将提供更多关于X的信息。 
(22-13)
22.16.3.1 接触应力*Sr
接触应力是由圈迎向配合锥体所产生的应力（压力），或由锥体施加在圈上的压力产生。如果定位面积小，知道接触应力的大小就很®耍。如果太大，圈就要压制进人锥座。下面两式是基于已知力F
Sc=2nnLtana ⑵~丨4)
碳板零割设计人员也能确定由接触应力Sc引起的圆周应力SH
I?、
a tana taii2a 同5•比较
r 0.0524 0.0027 1/3
5* 0.0875 0.0076 1
10" 0.1763 0.0311 4.1倍
15- 0.2679 0.0718 9.4倍
JH"27rri£,tana\^-^； (22-15)
只有当F等于或小于由式(22-11)得到的F时。公式(22-9)和公式(22-10)才能使用。
下式的接触应力之基于已知的预载X„EXtana(,\
2ri
(22-16)
在力f下角度a的影响见下表

当选择脱模圈的材料时,要保证材料有足够的硬度（和强度）而不会在分型面尖角处损坏，且能经受磨损和接触应力，但.是乂必须有足够的韧性，使得在其硬度范围内具有最大的疲劳寿命。
正如前述’在5。和15。之间的锥体适合大多数应用，碳板零割设计人员关于r»或ri没有多大选择余地,这取决于制品的尺寸。
通过恰当选择尺寸和预载尤的间隙，肯定会找到合理的预载而不至于太大。
22.16.3 磨削锥体对预载的影响
磨削任何表面,要切削量小于0.0025mm(0.0001in)是不实际的；当 
去掉锥体的这个(最小)量时，预载尤的改变景为AX。
例如,每去除O.O^Smn^O.OOOlinhAX等于:
a sina 八X/mm 厶X/in
3° 0.0523 0.049 0.0019
5. 0.0872 0.029 0.0011
10° 0.1736 0.015 0.0006
15. 0.2588 0.010 0.0004  

因此,要求小于磨削最小切削量的公差是不实际的，这能很好地图示。如果AX等于或小于公差，且原零件测鼋结果大于最大尺寸(/>)，磨削后的尺寸将在公差之内。如果AA•大于公差,零件有可能开始大于最大的Z),磨削后小于最小的D0必须小于D的公差。
鉴于此因，具有小锥度的圈预载是很难产生的。在多模腔模具中也反映这个问题，由于在最后磨削工序时加工的变化，使得“相同”的零件具有不同的锥度底座，因而造成不同的预载。
22.17倒角和半径
22.17.1 _般知识
为安全安装模具零件,所有的外部边缘一般规定倒角；倒角也可以减小外表面应力开裂的危险。所有内部拐角通常规定为圆弧以减小应力集中产生开裂的危险。
希望倒角和圆弧的尺寸,可在图上标注说明,选配的倒角和圆弧的相关尺寸见图22-10,应确保零件适当地位于平面上，而不是在圆弧范围。
所有的模板外侧必须有的倒角至少为1.5mmx45。。
所有沉孔的边缘和所有模具零件边缘都应被倒角，除非由于制品结构或塑料流动路径的原因，不允许有倒角。在安装模具零件时,倒角有利于装配并能减小对个人伤害(割破手）的危险。边缘上任何有碍丁-装配O形圈或其他软密封的地方必须标注“倒角积抛光”。
没有倒角的地方必须标注“尖锐”，且指向受影响的边缘。内拐角绝不能尖锐。如果产品碳板零割设计需要一个尖角，可用分离的模具零件（镄件）的方法产生。 ' 
一些制品结构要表现尖角（如在制品底部）,为制品功能考虑,在这些地方碳板零割设计小半径是十分理想的。在这种情况下,碳板零割设计人员应要求改变碳板零割设计，允许用小半径。用户的利益则在于模具寿命较长（开裂危险小）或者节省用镶件。
22.17.2 标定倒角
标定倒角的一般方法是标注角度和长度，
如图22-11(A),仅45。角能用的捷径方法如图22-11(B)和22.-丨1(C)所示,在这种情况下，用一个引线指向倒用，简
单标注长度和角度。
.0X45^
\,丨,=办2(公差）
重要的、

 
(C)重要的引线和角度表示

图22-11标定倒角
22.17.3 标注半径
绘图板上的标注半径方法见图22-12。优先的方法是在引线内表示中心和半径的尺寸,如图22-12(A);如果对优先的方法没有足够空间，则在引线延长线上标注尺寸，如图22-12(B);如果中心在图纸外面，用短引线,如图22-12(C);仅对于小半径，无中心可标，而要用
3R
(0
图22-12标注半径(A)优选方法；（B)空间限制,标在引线延长线上；（C)中心在图外;(D)加R(对于小半径、无中心） 
字母R加到尺寸标注上，如图22-12(D),
CAD/CAM标注方法不同于绘图板上的方法，不标出中心，只标Rad(或用sph.R表示球半径），而不是/?。优选的方法见图22-13(B),用水平的短引线指向尺寸，不管半径大小。
(B)水平短引a抹注尺寸
图22-13CAD/CAM标注半径
22.17.4 拐角的半径
每个内拐角的部位,尤其是淬火钢的，加载时应•力增加，会产生严重的失效危险。实际上所有模具材料失效都起始于尖角产生的裂纹。
磨削造成非常细的划痕，因此,对于淬火钢，预料有严®载荷的地方,拐角必须不仅规定“磨削”而且要规定“抛光”，以去除磨削产生的任何划痕。
如果拐角不可能有半径,那么零件必须设汁“隐藏”的或凹进的半径。典铟的必须要碳板零割设计成非圆弧的高危险部位是：
①模具零件直径发生变化的地方；
②挡圈槽内部；
③0形圈槽内部；
④切削螺纹根部；
⑤螺栓沉孔内部；
⑥跟部。
22.17.5 跟部
碳板零割设计“跟部”嵌人模板或别的镶件，是非常好的装配方法。如果没有足够的空间安装螺丝，这是固定零件的仅有可行的和满意的办法。囝22-丨4表示跟部的推荐比例和三个碳板零割设计不良的例子。
22.180形圈安装
(关于0形圈槽尺寸，见0形圈制造标准)
没有足够接触面接触面太长&
图22-14跟部的推荐碳板零割设计和碳板零割设计不良的例子
装配任何模具零件时,0形圈不应在断续的表面上拖动。这里有两条冷却管道进入模腔镶件的孔，孔(S)的尖锐边缘会切割0形圈且使之失效(引起渗漏）。正确的方法是形成斜面，并可采用梯级直径来解决。
零件被逐步改变的量R必须大于0形圈被压缩之前I'丨槽口凸出的量，这个量对小0形圈少，对大的0形圈多。
计算R,其需要的最小量是实际0形圈最大横截面尺寸D(不是额定尺寸）,减去凹槽的最小深度d,然后圆整增加1/lOmrn或2/10mm3例如,对于额定尺寸0.318cm的0形圈D=(3.53±0.10)mm,因而—3.63mm,如果=2.87mm就有
0咖-d—=Q,76mm圆整增加l/10mra意味着选择R=0.8mm。
22.19模具上钻孔
对于大多数孔,有两种类型钻孔的方法:麻花钻和枪钻(偶尔用硬质合金“铲子”钻非常硬的材料)。
22.19.1麻花钻
因为有钻芯,钻头的中心形成凿尖,不像切削刃那样切削，但可受力进人被钻的材料。对于比较大的钻孔尺寸，有必要用小尺寸的钻头预先钻孔，以克服凿尖在材料中的阻力。
22.19.1.1 孔的位置和直径精度
麻花钻有两个切削边缘(切削刃），切削通过两个螺旋槽，即“出屑槽”,从两个切削刃移出孔外。如果切削刃的长度有轻微差别（由不这的刃尖引起）,一个刃就要比另一个切的更多,钻头就会偏离正常路
字母K加到尺寸标注上,如图22-12(D)。
CAD/CAM标注方法不同于绘图板上的方法，不标出中心，只标Racl(或用sph.R表示球半径），而不是R。优选的方法见图22-13(B),用水平的短引线指向尺寸,不管半径大小。
图22-13CAD/CAM标注半径
22.17.4拐角的半径
每个内拐角的部位，尤其是淬火钢的，加载吋应力增加，会产生严重的失效危险。实际上所有模具材料失效都起始于尖角产生的裂纹。
磨削造成非常细的划痕，因此，对于淬火钢，预料有严重载荷的地方,拐角必须不仅规定“磨削”而且要规定“抛光”，以左除磨削产生的任何划痕。
如果拐角不可能有半径，那么零件必须碳板零割设计“隐藏”的或凹进的半径。典型的必须要碳板零割设计成非圆弧的高危险部位是：
①模具零件直径发生变化的地方； •
②挡圈槽内部；
③0形圈槽内部；
④切削螺纹根部；
⑤螺栓沉孔内部；
⑥跟部。
22.17.5 跟部
碳板零割设计“跟部”嵌人模板或别的镶件,是非常好的装配方法。如果没有足够的空间安装螺丝，这是固定零件的仅有可行的和满意的办法。图22-14表示跟部的推荐比例和三个碳板零割设计不良的例子。
22.180形圈安装
(关于0形圈槽尺寸,见o形圈制造标准)
径，并增加孔的尺寸,超出钻头直径,这甚至会引起钻头咬住或折断造成失效。美国钻头标准用两种方法来考虑这个问题。
①钻头直径尺寸总是负差[例如，直径公差是(一）,按照钻头直径从-0.0127~-0.508mm(即-0.0005~-0.002in)]o
②钻孔允许超差(美国标准)规定为
最大超差=0.127mm(0.005in)+0.005D
最小超差=0.0254mm(0.001in)+0.003D
在正规操作中，钻头用夹头远离切削刃固定,所以钻头有机会偏离它本来的位置，一旦钻人孔里，就由孔壁和在切削刃外端狭窄的“棱边”来导向。
这对于短粗的钻头通常不成问题;要是细长的钻头，即钻头自由端长度是其直径的6倍(L>6D)时,就会是一个严重问题。
22.19.1.2切削刃的冷却
当钻头进人材料时,驱动器的能量用于切削,这个能量被转化成热,必须散发，以防钻头切削刃的过热和退火。钻头首先必须决定适当的钻削速度和进刀量，这取决于被切削的材料（硬度、成分和导热性）。
用垂直的钻头夹具和铣床,钻头从工件顶部进人,冷却液因重力从外部流进钻孔，由于钻头旋转，出屑槽像一个泵不断地排出切屑，也驱使进入孔中的大量的冷却液返回。最好是冷却切削刃部位(新的钻床提供通过主轴和钻头的冷却，用泵使冷却液通过钻头流到切削刃处,再通过出屑槽让冷却液和切屑流回到外部）。
22.19.1.3钻孔长度
钻床和铣床上，有效的垂直运动布限，所以孔的长度受到有效行程的限制，因而钻深孔就需要经过若干次调整，对于太深的孔,麻花钻偏离中心的趋势过大,例如，孔300mm深，直径为10mm,即使正常磨尖的钻头都能够偏离正确中心达4mm或者折断。较小直径的高速钢(HSS)钻头比大直径的挠曲的可能性更大。
22.19.1.4钻点制导
用夹头固定钻头,但是在工件上钻头没有其他的支撑或对准钻削点的导向。要保证钻头进人恰当的位置,用一个短粗的中心钻来预钻孔位。采用NC或CNC机床的钻削生产,总要在正规操作前钻中心孔。
在手工批量生产情况下，使用淬火的钻套,在慢进给的悄况下支撑钻头非常接近孔的起始点;这对于细长钻头（L>6丨))是特别有用的。
但是对于仅生产一个或非常少的工件，费用太高，而许多模具制造正是这种情况。 •
22.19.1.5孔的精整
用麻花钻钻孔的工作面通常是粗糙的,显示出螺线形的钻削痕迹和其他可能的划伤痕。如果这些痕迹不允许,孔必须进行铰孔或者其他方法修光，增加了成本。钻削痕迹是潜在的应力集中源，尤其是对非常硬的材料，在热处理过程中或模具循环受力时，可能会导致零件早期失效。
22.19.1.6麻花钻材料
碳钢便宜,可用于低生产率的要求,需要经常磨尖和(或)更换。高速钢(HSS)比较贵，由于其退火温度很高，它允许较快的钻削速度和进刀，切削刃保持较长时间尖锐,很少需要磨削。对于小孔，使用便宜的碳钢钻头费用低，刃口变钝时就扔掉而不去再磨削；对于大孔，且需要高效率生产，最好是用高速钢钻头。
硬质合金钻头主要用于钻淬火钢（硬度达55~57Rc,取决于钢）。它们对震动和断续切削敏感，且比HSS钻头更容易折断（淬火工件的孔可用EDM方法加工,适合于任何硬度的钢,而不用钻削）。
22.19.1.7麻花钻钻孔的优缺点
大多数情况下,孔是短的且从工件平的—边进人，类似铣削，因而钻削能同铣削操作结合起来,减少装置数量。短孔的钻削操作快速便宜,且钻头也相对便宜,来源保证。
总之,对于模具上的深孔，麻花钻不行，是因为存在前面解释过的缺点，如钻头偏离、切削刃冷却不良等。但麻花钻特别适用于模板上的冷却和空气通道，以及热流道歧管和注道板里的塑料通道的钻削加工，这些地方都是从工件的平边开始深孔加工的。麻花钻也适合模腔或模芯的冷却和空气通道加工,这里关键是维持钻头精确的路径不偏离。
22.19.1.8可得到的麻花钻头尺寸
实际上所有的标准尺寸麻花钻头都可以得到。
22.19.2深孔钻削(枪钻）
这种方法需要一个特别的“深孔钻削”机床或用其他机床连接深孔钻削装置,如铣床。钻削在水平面内操作，与普通的钻床或铣床有四个重要的+同：
①机床钻孔的深度能够相当大；
②钻头支撑可非常接近工件，如用钻削模架；
③钻头的切削刃直接受到压力润滑和冷却；
④钻头钻通固体材料,不需预钻。
有两种钻头，区别是内部去屑或外部去屑,外部去屑方法是最常用的。
22.19.2.1 枪钻材料
钻头的工作端(头部），由硬质合金制成。比高速钢更硬，寿命更长。头部是用铜焊将其焊接在一根长的钢管(杆)上,钢管另一端被固定在机床夹头上。
工作端全新时约40mm长，切削刃部可重磨,直到剩余的长度不足以在孔内起导向作用。钻头越短,偏离的危险就越大。
22.19.2.2钻头的切削刃
切削刃的角度取决于被切削的材料,短刃大约30。、长刃大约20°。这是麻花钻和深孔钻最明显的区別。没有凿尖刃，但是钻头非常尖锐,明确规定的V形切削刃，围绕着钻头中心和所谓的W形槽旋转，保持钻头在中心上,甚至当切削刃在工件内部离导向套很远处时仍然可以工作。
当钻头逐步进入工件时.头部和杆部3/4圆柱比麻花钻上非常窄的棱边能提供更好的导向，这就有助于防止钻头偏离。
22.19.2.3 钻头定位
采用类似钻削模架的方法来进行,钻套属于钻头且随钻头一起供应。钻套(导向）在出《盒顶端被固定到机器上，出屑盒用来收集返回的冷却液和切屑，且精确地定位钻头。导向面紧紧对着工件表面固定(图22-15)，所以通过出屑槽返回的冷却液（伴随切屑）能进人出屑盒而无渗漏。
图22-15枪钻在工件表面的定位I—驱动器;2—防振导向;3—出屑盒;4一导向；
5-工件;6~头部;7—杆;8-枪钻
碳板零割设计人员必须了解出屑盒尺寸的碳板零割设计，这有助于冷却液、气体和
熔流通道的碳板零割设计,因为枪钻头部可能妨碍零件钻孔。
还有另一种套，即防振导向，在驱动装置和切削刃之间安装球轴承以支撑长杆,这个导向在于防止钻头振动，以免影响工件加工。
通常,对于工件上钻头的定位,标准导向套自然进足够了。然而,如果标准导向套装在出屑盒前部与工件有冲突，则必须要延伸。
如果孔与钻头进人地点的表面呈一定角度（A),但是在钻头水平面范围,钻套的前部必须磨去同样角度，以确保导向套紧紧贴在工件表而上。角度A应不超过23"。
注意，能够避免使用特殊钻套，可通过在要求角度的表面提供（铣削)孔口平面,使标准钻头导向套能用上。孔口平面的直径应保持最小。
建议为钻套加工的孔口平面的最小直径如下：
钻头达到 孔口平面直径
10.0mm 14.3mm
18.0mm 22.0mm
19.1mm 26.0mm
如果进人工件的孔成复合角度，工件必须被安置在一特别碳板零割设计和制造的夹具上，偏离钻头水平面呈需要的角度，此外在钻套表面需要特别的角度。这样的夹具、延伸和改动的钻套可能太贵，但它们是完成这项工作少不了的工具。
22.19.2.4枪钻的直径和长度
制模工备有一定量常用的各种不同直径和杆长的钻头，钻头比较贵。如果可能,碳板零割设计人员应尽量选择合适的尺寸。
特殊直径能够得到,但费用贵，且从商家购买可能需要很长的交货期。如果需要特殊钻头,应立即督促生产部门避免耽搁。碳板零割设计人员应冇饬用钻头的直径和长度清单。
22.19.2.5切削刃的冷却
钻头在整个长度上有一孔,让冷却液通过高压泵入(压力在2~6MPa之间）。冷却液出口正好在切削刃后面，它冷却和润滑钻头，使孔内摩擦最小,冷却液还通过钻头的扇形开口（大约是钻头截而100*),将切屑冲出。然后冷却液与切屑分离，经过滤，再重新泵人。
直径的标准公差是+0.000,-0.01胃,头部磨成倒锥《=0.01-0.02mm/mm以减小孔内摩擦。孔的最大允许超差为0.1mm,最大允许直线偏差是2mm,这一偏差受孔的深度影响。
22.19.2.6材料硬质点
材料质量差，整个钢内组织分布不均匀，会产生硬质点,这会影响钢的任何钻削进程，深孔钻不如麻花钻严重，但这足以迫使钻头偏离更多(超出许可值）。
22.19.2.7钻头偏离的影响
当从相反两边进行深孔钻削，就产生了一个相当长的孔,它们仅可能局部碰上。为避免流动阻力，应规定孔的深度,在接合处孔至少重登10mm。
如果深孔钻酣太接近表面，附近就无足够的金属来充当均勻分布的热库,且冷却液本身不能全部带走钻削产生的热量，接近表面的钻削面的材料就会退火，引起钻头向表面偏离。采用钻削装S可避免问题的发生，如果表面是平的，可提供附加的热库（例如，通过在表面上放一合适的钢块）。
深孔钻削可能偏离太多而发生穿孔,或者会削弱模塑面或支撑面下面的^料。经验已经表明使用更好等级钢的模板可提高安全性(且在长期运转中成本低）,例如宁可使用P20或不锈钢，而不用更便宜的AISI4140钢,以避免由硬质点和钻削偏离引起的灾难性钻削事故。22.19.2.8深孔钻削通道的精整
深孔内部的粗糙度对于冷却液和空气一般是满意的，勿需铰削。对于塑料流动通道，如热流道歧管,必须对工件进行液体衍磨或抛光处理，以去除或至少磨平孔内所有粗糙的地方(塑料可能挂料)。22.19.2.9深孔碳板零割设计的建议
应避免断续的切削。因为硬质合金做的头部非常脆,为避免切削刃的损坏,枪钻在固体材料中应一直切削。
这不总是可能的，因为模具中的通道经常交叉（水、气体、塑料通道），然而碳板零割设计人员和制造人员能够采取措施,尽童减小钻头损坏的危险。目前,钻头每次磨尖费用约100美元(等同于1~2h费用），因为要加上中断工作时间的损失。
对于所有孔的尺寸,钻头越大,越容易钻。特别是空气管路,如果最后的孔小（如4mm直径），在可能的情况下接近孔应是8mm或10mm,而不要用4mm钻头钻 1'非常长的孔。
要避免流道中心线的偏离。在孔相遇的地方,存在切削中断,切削刃离开原有孔的中心线的倾向更大，使钻头偏向最小阻力方向，違类似钻头在材料上碰到了软点。 
对于直径有很大差别的横断交叉通道，在钻大孔之前，必须首先钻小孔。要不然，当钴小孔的小钻头通过大孔时，会失去导向。
(A)孔的位霣不好
图22-16深孔的进口不应妨碍标准钻套的使用
最后，尽可能安排好深孔的进口，以便能使用标准钻套（图22-
16)。
22.19.3 模具冷却和气体通道的钻削
冷却通道是用于模具内任何流体的循环，达到控制模其温度的目的。它可以让冷水或热水、油、空气或冷却剂在模具内循环。气体通道是针对压缩空气、真空和排气的。
下面是碳板零割设计冷却管路的一些准则，然而，不存在严格的和快捷的准则,也不能代替常识。
•对于短孔,通常麻花钻就能满足要求。钻头偏离正常路径一般在总的公差范围内，可接受。
• 对于长(深)孔或在短孔位置精度重要的地方,应使用深孔钻(枪
钻)0
22.19.3.1 交叉钻削
有许多模具(一般不贵)不用交叉钻削，水（或空气)环路的连接在模板、模腔或模芯外部，可采用柔性软管或刚性管路系统。柔性软管有时候是不可避免的（例如，当连接移动的冷却模具零件时）。
模具自身内部包含冷却(空气)环路,可简化安装和改善模具的易接近性，这是模具碳板零割设计良好的标志。
交叉钻削的典沏模式和尺寸见第十三章。碳板零割设计人员考虑引导冷 
却液的流动或者从外部引入压缩空气（或真空），到模具内耑要的地方。偶尔,排放口也在交叉钻削的通道上结束，
22.19.3.2 冷却液流动的导流塞
如不能安排好钻孔，使得流体（冷却液或空气)有连续路线，就必须设置导流塞以引导流动。图22-17(A)和图22-17(B)表示了用或不用导流塞，如何获得同样的流动模式。在图22-17(A),从三边七次装夹给零件钻孔,图22-17(B)从两边六次装夹钻孔，但附加导流塞和额外的钻削长度。总体上，（B)图的加工不资。这是一个非常简单的例子,但这是每次零件要交叉钻孔时必须要考虑的基本原理。
(M三边钻孔 (B)两边钻孔加导流塞
围22-丨7交叉钻孔产生同样的冷却通道导流塞类型（参见第13.4.3.1节）用于工业的导流塞有多种类
型’使用任何一种通常都没有问题，一个好的方法婼Hasco®,即类似于塞栓。
塞栓被用特殊工具插人孔内，并由工具确定深度。在所需深度处’旋进塞栓的工具,固定塞拴外圈并拉里面的圆锥体,从而扩展塞拴并使孔密封。
这些塞拴的优点是它们勿需使用软焊或其他方法能确保导流塞在推杆上。另外，它们也相对容易去除。
能被导流塞承受的流体压力取决于孔的尺寸(配合）。例如,对于HI1配合,导流塞能支持约nOOlcPa压力；H13配合，则为lOOOkPa。由于标准冷却剂在模具内部的压力一般为400~600kPa范围,两个配合都满足。
由于流动取决于压力差,挡板两边冷却通道中的压力实际是相同的，即使在导流塞和孔之间由于钻削划伤或刀痕造成的小渗漏都不会影响导流塞产生的冷却模式。
Hasco®塞栓有5个标准（额定)尺寸（直径hGrmuSmmJOmm，12mm和16mm,对应孔的公差如下。
直径/mm68101216
H13/mm+0.270+0.180+0.220+0.220+0.270—0.0—0.0—o.o—o.o.—0.0
与正常磨尖的麻花钻头钻孔的公差比较。
最大直径+0.157+0.167+0.177+0.187+0.207最小直径+0.043+0.049+0.055+0.061+0.073
这表明用额定尺寸麻花钻钻的孔是可以接受的，因为，即使是最坏情况(最大孔尺寸），导流塞从一边到另一边都能承受大于lOOOkPa的压力。
因此,不需要铰孔来接近公差。用枪钻钻孔的公差小于麻花钻的，故也可以接受。作为规则，当塞栓对着外部的时候，就不要使用导
流塞。
22.19.3.3 冷却液通道的堵塞
塑料流动的通道必须要堵塞完整，不能留有槽穴让塑料滞留并长时间暴餺在高温下降解。对于冷却管路，有冷却液不移动的位置，是完全符合要求的。然而，停滞的冷却液不提供任何冷却，只有移动的流体才带走热。
封堵冷却液管路的标准方法是用标准NPT(NationalPipe,Tapered)
管塞。【£vlscal®(UnbrakoSps公司)用于冷却液管路的管塞由黄铜制成。按照惯例，管塞要与零件表面安装齐平(水平），如图22-18(A),有时,它们被深入到零件内部使用，例如，如果冷却液通道与另一个孔交叉，如图22-18(B)。
,图22-18冷却液通道安装塞子
采用黄铜(不用钢)塞子,是因为它比所旋进的材料软。它们容易变形便于与螺纹配合,不会因上紧时的楔形作用,使模具零件的应力过度增加,特别是在塞子周围壁薄的情况下。这经常是一个好的预防措施，即在模具零件外部产生应力释放处，以至于即使零件变形，也不会影响与邻近零件的配合；另一个使用黄铜的原因是它不生锈，甚至
用很长时间后也能很容易卸掉。
SAE平面0形圈封闭很少用于模具。然而,通道偶尔不用管塞来堵,而用另一个模具零件,在这种情况下，必须提供0形圈。最好在带孔的零件上留有0形圈沟槽，以保证0形圈与孔同心。然而，0形圈也能够在配合部件上，“封堵”的模具零件也可能是一个辅助板,用螺钉固定在孔端的模板外侧。
22.19.3.4 水管到孔和表面的距离
钻孔直径越小，长度越长，钻头偏离要求的路线就越多，推荐钻孔远端离开其他孔或任何表面的距离至少为5mm。在孔起始端，这个距离可减少。这也适用于深孔钻头产生的长孔，即使他们能比麻花钻更好地保持一直线钻削。
推荐的最小距离X如图22-19所示：
• 自边缘（A)为5mm;
•自交叉孔（B)为靠近起始处3mm,其他5mm;
•自螺纹的0D(C)为4mm。
图22-19钻孔与其他孔或壁之间的推荐距离
如果零件承受循环载荷，横截ifffX产也的应力可能会很商，这是由于孔楮整不良和螺纹引起明显的缺口效应，淬火钢出现的情况更差。另外,一些钢对有腐蚀的流体非常敏感（如未作处理的冷却水），很可能产生应力开裂。如果有疑虑，可向材料供应商咨询腐蚀问题。
通常要选择冷却通道（孔）的尺寸,适合标准管螺纹尺寸的攻丝(见表22-6)。如果冷却通逍小于标准管塞的尺寸，就必须用标准尺寸钻头来钻孔，达到适合于螺纹攻丝的M小深度以便攻丝获得全螺纹。 
表22-6标准NPT,BSP,和德国管螺纹（G)尺寸规格
标称筲尺寸BSK或G) 标准孔直径 螺纹的最大0D/mm 横裁而tfii积
/nun2 开孔敁小深度/inin
 in mm   
1/16-28 0.261(C) 6.63 7.72 35 7.4
1/8-28 0.3438 8.73 9.73 60 7.4
1/4-19 0.453 11.51 13.16 1(M 11.0
3/8-19 0.591 15.00 16.66 174 11.4
1/2-14 0.750 19.00 20.96 283 15.0
3/4-14 0.969 24.61 26.44 476 16.3

对于标准NPT管塞钻头尺寸和孔的横截面面积，按照推荐的标准,可查阅机械手册等。NPT标准螺纹的斜度是1:16,对应于孔中心线呈1。47'的角度。为获得质量好的螺纹,建议用这个角度铰-下该孔的进口，尤其是用尺寸为2.54cm的!VPT和更大尺寸的情况下。这个斜度是希望用来减小淬火钢的应力和提供整齐的螺纹，最好是在图纸上标注规定斜度的同时注明：“攻螺纹前铰斜度”,这对于用在高压液压装置的斜螺纹连接也很重要。
英国标准管螺纹(BSP)明显不同于NFT,它的攻丝是直的，管螺纹具有斜度，每英寸的螺纹数是不同的，且螺纹与NPT螺纹不可互换,螺纹角度是55。,斜度是1:16,类似于NPT。简单标注:BSP1/4"-19。
德国管螺纹(Rohrgewinde)的标准（VSM51100>与BSP可互换，但与NPT不行。.简单标注:G1/4〃VSM51100。
22.19.3.5 钻孔的尺度
用麻花钻所钻的孔的末端是扁“V”形，深孔钻产生的孔是扁“W”形，铣出来的孔末端是平的(图22-20)。
(C)抜出平底
图22-20孔的末端，取决于所用钻头类型
孔的深度D通常表示从模具零件的表面到被钻的那点。模具设 
计者仅要求，交叉孔对冷却液和空气的自由流动是完全打开的，无需延伸孔的深度而超出交叉孔。
用于表示钻孔深度的方法见图22-20,有时也需要标出实际的钻削点，如果钻孔的末端接近模具上另一结构,那么，可能有必要标出所需的平底。
在交叉孔处要表示钻孔深度，在小孔进人大孔的地方，表示到交叉孔末端的距离。
参考文献
1 WilliamD.Johnstone,Forgoodmeasure.AcompleteinternationalHandbookofmeasure~mentandmesurementconversion.©1975AvonBooks,"DieHearstCorporationN.Y.N.Y
2 InternationalstandardsISO1000