Entwurf von Unterstößen in Spritzgussformen
Unterstützen sind dort, wo die Formgestaltung interessant wird. Ein Merkmal, das nicht gerade aus der Formkammer ausgeprägt werden kann, erfordert Gleitplatten, Heber oder andere mechanische Lösungen. Ich habe elegante Unterstücksdesigns gesehen, die für Millionen von Schüssen fehlerfrei funktionieren, und ich habe auch Unterstückslösungen gesehen, die ständige Wartungsprobleme verursachen. Hier ist, wie man Unterstücksdesigns erstellt, die funktionieren.
Wichtige Punkte
| Aspekt | Wichtige Informationen |
| -------- |
|---|
| Entwurf Überblick |
| Kernkonzepte und Anwendungen |
| Kostenüberlegungen |
| Variiert je nach Projektkomplexität |
| Best Practices |
| Halten Sie sich an Branchenrichtlinien |
| Häufige Herausforderungen |
| Planen Sie für Notfälle |
| Branchenstandards |
| ISO 9001, AS9100, falls anwendbar |
Verständnis von Unterstüben
Definition
Ein Unterstoß ist jedes Merkmal, das verhindert, dass das Teil direkt aus der Formkammer herausgedrückt wird.
Arten von Unterstüben
| Typ | Beschreibung | Typische Lösung |
| ----- |
|---|
| ------------------ |
| Peripher |
| Um den äußeren Bereich |
| Gleitplatten oder Abdrückplatte |
| Internes Loch |
| Loch nicht auf Trennlinie |
| Kernzieher oder Heber |
| Verriegelnd |
| Hat ein Verriegelungselement |
| Komplexe Gleitplatten |
| Unterstübenrippen |
| Rippe an Innenwand |
| Heberkegel oder Heber |
Unterstüben-Klassifizierung
| Klasse | Komplexität | Lösung | Kostenmultiplikator |
| -------- |
|---|
| -------- |
| -------------------- |
| Klasse 1 |
| Einfach |
| Standardgleitplatten |
| 1,2–1,3× |
| Klasse 2 |
| Mittel |
| Komplexe Gleitplatten |
| 1,3–1,5× |
| Klasse 3 |
| Komplex |
| Mehrachsige Gleitplatten |
| 1,5–2,0× |
| Klasse 4 |
| Sehr komplex |
| Spezielle Mechanismen |
| 2,0–3,0× |
Gleitplattensysteme
Grundlegende Gleitplattenkomponenten
| Komponente | Funktion |
| ------------ |
|---|
| Gleitblock |
| Trägt den Keil/Teilkern |
| Keil / Hacke |
| Bietet eine geneigte Oberfläche für die Aktion |
| Winkelstift |
| Treibt die Gleitplatte an |
| Verschleißplatte |
| Bietet Gleitfläche |
| Rückfeder |
| Bringt die Gleitplatte beim Schließen zurück |
Gleitplattenantriebsmethoden
| Methode | Beschreibung | Hub | Geschwindigkeit |
| -------- |
|---|
| -------- |
| ------- |
| Winkelstift |
| Zylindrischer Stift auf beweglicher Seite |
| Bis zu 0,5“ |
| Mittel |
| Keilstift |
| Flache Keilfläche |
| Bis zu 1,0“ |
| Schnell |
| Hydraulischer Zylinder |
| Hydraulisch betrieben |
| Beliebig |
| Schnell, kontrolliert |
| Pneumatisch |
| Luftbetrieben |
| Beliebig |
| Schnell, geringere Kraft |
| Motorisiert |
| Servogetrieben |
| Beliebig |
| Präzise, programmierbar |
Gleitplattenhubanforderungen
| Unterstüben Tiefe | Gleitwinkel | Hubberechnung |
| ------------------ |
|---|
| ----------------- |
| 0,125“ (3 mm) |
| 15° |
| Hub = Tiefe / sin(Winkel) = 0,48“ |
| 0,250“ (6 mm) |
| 20° |
| Hub = 0,73“ |
| 0,500“ (13 mm) |
| 20° |
| Hub = 1,46“ |
| 0,750“ (19 mm) |
| 25° |
| Hub = 1,77“ |
Gleitwinkel-Richtlinien
| Richtlinie | Empfehlung | Grund |
| ----------- |
|---|
| ------- |
| Maximaler Winkel |
| 25° |
| Verhindert Blockieren, übermäßigen Hub |
| Favoriter Winkel |
| 15–20° |
| Gutes Gleichgewicht |
| Minimaler Winkel |
| 10° |
| Hub wird zu groß |
| Hubberechnung |
| Hub = d / sin(θ) |
| Entwurfsformel |
Gleitplatten-Größen-Richtlinien
| Faktor | Richtlinie | Hinweise |
| -------- |
|---|
| ---------- |
| Gleitplattenlänge |
| 3–4 × Hub |
| Stabilität |
| Gleitplattenbreite |
| 2–3 × Höhe |
| Steifigkeit |
| Reiseprüfung |
| Prüfen Sie den Freiraum |
| Vermeiden Sie Interferenzen |
| Führung |
| Vollständige Führung |
| Genauigkeit |
Hebersysteme
Hebertypen
| Typ | Anwendung | Mechanismus |
| ----- |
|---|
| -------------- |
| Winkliger Heber |
| Interne Unterstüben |
| Winkelbewegung |
| Keilheber |
| Komplexe Unterstüben |
| Kontrollierter Weg |
| Rollerheber |
| Hochgeschwindigkeitsbetrieb |
| Geringe Reibung |
| Hydraulischer Heber |
| Große Bewegungen |
| Leistungsstark |
| Pneumatischer Heber |
| Kleine Bewegungen |
| Einfach |
Heberhubberechnung
| Geometrie | Formel | Beispiel |
| ----------- |
|---|
| --------- |
| Winkliger Heber |
| Hub = d / sin(θ) |
| d=0,25“, θ=15° → 0,97“ |
| Vertikaler Heber |
| Hub = d |
| d=0,25“ → 0,25“ |
| Zusammengesetzter |
| Vektorberechnung |
| Abhängig von Winkeln |
Heberentwurfsrichtlinien
| Richtlinie | Wert | Grund |
| ----------- |
|---|
| ------- |
| Mindestwinkel |
| 10° |
| Ausreichender Heber |
| Maximaler Winkel |
| 25° |
| Verhindert Blockieren |
| Hubfreiraum |
| +25% mindestens |
| Sicherheitsabstand |
| Rückgangsmethode |
| Feder oder Schwerkraft |
| Garantiert Rückkehr |
| Führung |
| Volle Länge |
| Genauigkeit |
Alternativ-Lösungen für Unterstüben
Alternativ-Methoden
| Methode | Anwendung | Vor- und Nachteile |
| -------- |
|---|
| ------------------- |
| Abdrückplatte |
| Periphere Unterstüben |
| Einfach, schnell |
| Große Platte erforderlich |
| Gerotor |
| Interne Zahnräder |
| Komplexe Formen |
| Begrenzte Größen |
| Kollabierender Kern |
| Interne Unterstüben |
| Keine Gleitplatten |
| Teuer, begrenzt |
| Gewindestecker |
| Schraubenverbindungen |
| Genauere Gewinde |
| Langsame Zykluszeit |
| Entschraubung |
| Schraubkappen |
| Standardgewinde |
| Komplex, langsam |
Abdrückplattendesign-Richtlinien
| Wert | Hinweise |
| ------ |
|---|
| Plattendicke |
| 1,5–2 × Hub |
| Steifigkeit |
| Reise |
| Mindestens Hub + 0,5“ |
| Freiraum |
| Kraft |
| Berechnen Sie basierend auf Fläche |
| Ausreichende Zylinder |
| Geschwindigkeit |
| Kontrolliert |
| Vermeiden Sie Schaden am Teil |
Kollabierender Kern-Anwendungen
| Anwendung | Kern-Durchmesser | Zusammenbruchsmethode |
| ----------- |
|---|
| ------------------------ |
| Flaschenhals |
| 10–50 mm |
| Keil/Finger |
| Innengewinde |
| 10–30 mm |
| Segmentiert |
| Komplexe ID |
| Variabel |
| Eigenmechanismus |
Unterstüben-Entwurfsrichtlinien
Allgemeine Prinzipien
| Prinzip | Empfehlung |
| --------- |
|---|
| Unterstüben minimieren |
| Eliminieren, wenn möglich |
| Lösungen vereinfachen |
| Standardgleitplatten bevorzugen |
| Fertigung berücksichtigen |
| Für einfache Bearbeitung entwerfen |
| Wartung berücksichtigen |
| Zugang für Reparaturen |
Entwurfscheckliste
| Unterstüben im Design identifiziert | Lösungstyp ausgewählt | Hub berechnet | Mechanismus passt in Formenraum | Winkel innerhalb der Richtlinien | Rücklaufmechanismus entworfen | Verschleißflächen behandelt | Wartungszugang bereitgestellt |
| ----------------------------- |
|---|
| ------------------ |
| -------------------------- |
| ------------------ |
| -------------------------- |
| ------------------------ |
| -------------------------- |
Merkmalsverschiebung
Bevor Sie eine Gleitplatte oder einen Heber hinzufügen, überlegen Sie:
| Alternativ
| Wann es funktioniert
| Verschieben Sie auf Trennlinie
| Merkmal kann auf Trennfläche liegen
| Ändern Sie die Teilorientierung
| Unterschiedliche Auswerfrichtung
| Ändern Sie die Geometrie
| Eliminieren Sie, wenn nicht kritisch
| Nutzen Sie Snap-Fit
| Ersetzen Sie starres Merkmal
|
Kostenvergleich
| Lösung | Relative Kosten | Zykluszeit-Einfluss |
| -------- |
|---|
| ---------------------- |
| Trennlinienmerkmal |
| 1,0× |
| Kein Einfluss |
| Standardgleitplatte |
| 1,3–1,5× |
| +1–3 Sekunden |
| Komplexe Gleitplatte |
| 1,5–2,0× |
| +2–5 Sekunden |
| Heberkegel |
| 1,4–1,6× |
| +1–2 Sekunden |
| Kollabierender Kern |
| 2,0–3,0× |
| +3–10 Sekunden |
Besondere Unterstüben-Anwendungen
Externe Gewinde
| Lösung | Anwendung | Kosten | Zykluszeit |
| -------- |
|---|
| -------- |
| ------------ |
| Miter-Schnitt |
| Externe Gewinde |
| Moderat |
| Standard |
| Abdrückplatte |
| Einfache Gewinde |
| Niedrig |
| Langsam |
| Gewindestecker |
| Alle Gewinde |
| Variabel |
| Standard |
| Post-Mold-Tapping |
| Standardgewinde |
| Niedrig |
| N/A |
Interne Unterstüben
| Lösung | Anwendung | Einschränkungen |
| -------- |
|---|
| ---------------- |
| Kernzieher |
| Gerade ID |
| Begrenzte Tiefe |
| Winkliger Heber |
| Off-center Bohrungen |
| Hubgrenzen |
| Kollabierender Kern |
| Komplexe ID |
| Größenbegrenzung |
| Handbeladung |
| Prototyp / geringe Stückzahl |
| Manuelle Operation |
Mehrere Unterstüben
| Herausforderung | Lösung | Hinweise |
| ------------------ |
|---|
| ---------- |
| Mehrere Richtungen |
| Mehrachsige Gleitplatten |
| Komplex, teuer |
| Sequenzielle Zeit |
| Hydraulische Sequenzierung |
| Zusätzliche Kosten |
| Symmetrische Merkmale |
| Symmetrische Gleitplatten |
| Koordinierte Bewegung |
Wartungsüberlegungen
Verschleißpunkte
| Komponente | Verschleißmechanismus | Austauschintervall |
| ------------ |
|---|
| -------------------- |
| Verschleißplatten |
| Gleitreibung |
| 100.000–500.000 Schüsse |
| Winkelstifte |
| Stoßreibung |
| 100.000–300.000 Schüsse |
| Keilflächen |
| Gleitreibung |
| 100.000–300.000 Schüsse |
| Heberführungen |
| Gleitreibung |
| 100.000–300.000 Schüsse |
Wartungszugang
| Gestaltungsbestandteil | Zugangsanforderung |
| ------------------------ |
|---|
| Verschleißplatten |
| Leicht entfernbare/ersetzbare |
| Winkelstifte |
| Leicht zugänglich |
| Rückfeder |
| Prüfung/Ersetzung |
| Hydraulisch/pneumatisch |
| Servicezugang |
| Einstellpunkte |
| Klare Zugänglichkeit |
Fehlerbehebungsleitfaden
| Problem | Wahrscheinlicher Ursprung | Lösung |
| -------- |
|---|
| -------- |
| Gleitplatte klebt |
| Verschleiß, Ausrichtung |
| Prüfung/Reparatur der Ausrichtung |
| Unvollständige Rücknahme |
| Federdefekt |
| Austausch der Feder |
| Verschleißspuren am Teil |
| Verschleißplatte abgenutzt |
| Austausch der Verschleißplatte |
| Teilbeschädigung |
| Timing, Kraft |
| Timing/Kraft anpassen |
| Frühes Verschleiß |
| Mangel an Schmierung |
| Schmierung hinzufügen |
Entwurfs-Optimierung
Entwurf für Fertigung
| Richtlinie | Empfehlung |
| ----------- |
|---|
| Unterstübenort |
| Zugänglich für Bearbeitung |
| Gleitplattenfreiraum |
| Ausreichender Freiraum für Bewegung |
| Verschleißflächen |
| Hartgeätzte Stahlringe |
| Standardkomponenten |
| Verwenden Sie Katalogteile |
Kostenreduktionsstrategien
| Strategie | Potenzielle Einsparungen | Umsetzung |
| ---------- |
|---|
| ------------ |
| Unterstüben eliminieren |
| 20–30% |
| Entwurfsprüfung |
| Gleitplatten vereinfachen |
| 10–20% |
| Standardisieren |
| Funktionen kombinieren |
| 5–15% |
| Neuentwurf |
| Standardteile verwenden |
| 5–10% |
| Katalogteile |
Entscheidungsrahmen
Auswahl der Unterstübenlösung
| Frage | Antwort | Empfohlene Lösung |
| -------- |
|---|
| ------------------- |
| Peripher? |
| Ja |
| Gleitplatte oder Abdrückplatte |
| Tiefe < 0,125“? |
| Ja |
| Standardgleitplatte |
| Tiefe 0,125–0,25“? |
| Ja |
| Winkelstiftgleitplatte |
| Tiefe |
0,25“? | Ja | Hydraulische Gleitplatte |
| Internes Merkmal? | Ja | Heber oder Kernzieher |
| Gewinde erforderlich? | Ja | Miter oder Entschraubung |
Werkzeugkosten-Einfluss
| Lösung | Kostenmultiplikator | Ideal für |
| -------- |
|---|
| ------------- |
| Keine Unterstüben |
| 1,0× |
| Einfachste |
| 1–2 einfache Gleitplatten |
| 1,2–1,3× |
| Meiste Projekte |
| 3–4 komplexe Gleitplatten |
| 1,4–1,6× |
| Mittlere Komplexität |
| Mehrachsige Gleitplatten |
| 1,8–2,5× |
| Komplexe Teile |
| Kollabierender Kern |
| 2,0–3,0× |
| Spezifische Anwendungen |
Das Fazit
Unterstüben sind manchmal notwendig – aber sie sind nie kostenlos. Jede Gleitplatte erhöht Kosten, Komplexität, Wartung und Zykluszeit. Die Entwurfsprüfung ist der Ort, an dem Sie unnötige Unterstüben erkennen. Die Lösungsauswahl ist der Ort, an dem Sie die richtige Herangehensweise wählen. Und der Entwurfsphase ist der Ort, an dem Sie es zuverlässig umsetzen. Fügen Sie keine Unterstüben hinzu, die Sie nicht benötigen. Wählen