橡胶模具设计制造与应用工艺技术实用手册(下).doc

第十八章!橡胶模具结构设计工艺第一节!橡胶模具结构设计概述橡胶模具是牛产橡胶制品硫化的主要装备之一!模具设计的依据是制品形状％特性 和使用要求!根据同一件橡胶制詁可以设计出几种不同结构的模具”模具结构直接 关系至g制品质量％生产效率％模具加工难易程度和使用寿命等”因此!模具结构设计研究 是相当重要的”为了保证橡胶模丿玉制詁有正确的几何形状和一定的尺寸精度!模具结构设计应遵 循儿项主要原则”$2&掌握和了解橡胶制品所用材料的硬度％收缩率以及使用要求”$4&模具结构合理!定位可靠!操作方便!易于清洗和制品修边”$“&模具模腔数量适当!便于机械加工和模具使用!并应兼顾生产效率”$/&模具应有足够的强度和刚度!力求外形小％质量轻”$*&模具模腔使用吋应便于装料％排气％逃余料'硫化时胶料应有足够床力”$?&模具设计应符合系列化％标准化!力求通用性好”一!模具分型面设计!一”分型面与制晶工作面的关系制品的工作而分为静态和动态两类”静态工作面用于固定密封部位!动态工作面 用于活动密封部位”如骨架油封外径为固定密封!内径为活动密封”模具设计者及有关工艺人员应根据橡胶制品形状和制品名称含义!分析和确定制nn工作而!特别是活动工作而部位)))密封唇口!设计模具吋应确保该工作而及唇口有 较高的粗糙度!并使模具的分型面尽量避开制品的工作面或唇口”但FI前很多橡胶制 品未标注其工作面部位!给模具设计工作带來一定困难”对于多数油封％皮碗％防尘圈％(形圈等制品!因为没有标注其工作唇口!除专业生 产厂外!模具生产者往往按模具加工方便选取唇口交点选取分型面!由于留有配合间 隙而导致制胡产生飞边” 一些有条件的专业工厂!可采用磨削％车削工艺去除飞边!但多 数还是采用修边工艺!造成制品唇口缺陷$修剪过量或残留飞边&!影响使用效果”(/26(第三篇!橡胶模具的设计与工艺要求实践证明!直接模压唇口加工方法从质量和工效方面都优于磨削％车削工艺“因为 后者工艺繁琐!加工后的唇口如在高倍显微镜下观察!唇口尖锐％毛刺严重!对使用效 果有影响”直接模压法制造唇口!在结构设计上的主要问题是模具的加工以及模丿*操作中制 品的取出!如果生产得法!可获得理想效果”下面介绍模斥法一次成型模具结构”$2&制品为倒角形唇口!如图厂2・，2所示”断而形状一•次成型!典型模具结构见 图” 2 W图” 2 2倒角唇口部分制品断面形状$4&制品为尖角形唇口!如图”2'”所示” 一次成型典型模具结构如图采用图” 2 V中2+「+\分型结构模具加工精度较高!虽然制品修边有困难!但因唇口带有斜而!使用效果优于水平或垂直分型”此外模具开合方便!不易损坏配 合面！使用寿命长”水平分型模具成型的制品修边困难!难以达到光滑平整工作唇口!使用时或多或少 会产生如图”’2一*所示的不良现象“垂直分型的模具由于模具配合面不允许添加油类润滑剂!使用吋易于拉毛!特别是 上模分型处的锐角!使用中易于倒钝和拉毛!模具开合困难!使用寿命短!并且造成制 品带毛刺和胶瘤!影响密封效果$如图”，？所示&”图” ’2・，4!倒角唇口典型模具结构2,工作唇口 S，工作面(*26(第十八章!橡胶模具结构设计工艺图” 2「尖角唇口部分制品断面形状!二''分型面与制品厚度的关系形状简单的橡胶制詁!若模具分型面选取不当!往往给制站取出造成困难!有时需采 用钢针％铜杆挑取!这样不但影响生产效率!而且会降低制品质量!军工产品和影响 人身安全的密封制品是不允许用钢针插入制晶表面挑出的”图” 2 V!尖角唇口典型模具结构图” 92-，*冰平分型!!图” 2，?!垂直$轴向&分型使用中不良现象!川使用中不良现象$E&修边过量$唇口凹陷&，!! !$E&上模锐角倒钝$唇口胶瘤&，$O&修边不足$唇口外凸&!! !$O&模具拉毛或毛刺$唇口外凸&一般认为!凡制品高度超过” FF%断面小于高度尺寸或带有骨架的薄形制品$厚度T ” FF&!在设计模具吋都应该考虑制站排气和取出方便!否则会导致模具返工甚至报 废“(?26(第三篇!橡胶模具的设计与工艺要求表f 2为分型面与制品厚度的关系”表"，2!分型面与制品厚度关系不例不妥为的形式推荐的形式说!!明左图分型!制品取出困难'右图分型!镶模芯结构!加料％取件方便!并可采用块$粒&状加料法左图分型!不适应破料％流动性较差的胶料!模芯阻力大％飞边厚!右图分型!采用圈$环&状加料法!制品质量好!模具定位性能好左图分型!当制品厚度9 U?FF时!制品取出％模具开合比右图分型困难左图分型!模腔为整体!加料硫化吋不易排出空气!制品取出较困难，右图分型排气良好!制品取出也较方便左图分型!为典型方形渠片模具结构!加工方便!但厚制品取出困难'右图分型！利用小模芯孔用铜杆取出制品既快又好因制品带有骨架!采用右图分型!有利于制品取出!当9 U”FF吋!右图中模可采用不带台阶模板因制品带有骨架!采用右图分型!有利于制品取出(626(第十八章!橡胶模具结构设计工艺!三”分型面与模芯#镶块的关系$2&分型面与模芯的关系!橡胶制品中各类套管％橡胶轴承％油封皮碗等模具结构 都离不开模芯和镶块”实践证明!设计中由于某些细节掌握不妥!会使模具产生一定 的问题和弊病$见表” 2，4&”其主要原因是国内橡胶厂实行来模加工橡胶制晶!致使模 具设计％制造％使用三者关系不协调“表”⑷分型面与模芯的关系示例不妥半的形式推荐的形式说明左图分型!模芯易引起胶边钻缝％制品取出困难或造成唇口缺陷!采用右图垂直静配模芯'能避免上述问题左图分型!缺点同上!并且按机械结构原理!使用很普遍'右图分型结构合理左图分型!缺点同上!另外为了清除胶边!模芯定位不应采用螺钉定位!可按右图圆销定位带内外骨架或薄形铝合金制品!中心定位模芯可按右图两端间隙配合定位!便于先取下模芯!后取制詁!左图取件困难带垂直配合而骨架定位模芯或模腔应按右图带、?\脱模工艺斜度!左图制品取出困难!右图上模中虚线表示对称撬口带骨架油封外径虽是工作面!不应按左图分型!应按右图分型!骨架定位应带”\工艺斜度!便于制殆出模(-26(第三篇!橡胶模具的设计与工艺要求续表不妥当的形式推荐的形式说明骨架或模芯定位!不论大小都应按右图2+\单向锥面定位或双向2+\锥面定位！4T4+应配置1形定位挡板定位!左图模芯制品取出困难!!$4&分型面与镶块的关系!不少橡胶制品在模具结构设计时为了使制品取出容易! 操作和机械加工便利!往往采用镶块结构”凡是有镶块结构的模具!必然出现镶块拼合面!镶块越多!分型面也越多!配合精度 要求也越高!加工就越困难!并且制品外观质量也越差”所以!镶块越少越好”镶块分为固定与活动式两种”固定式多用于卧式模具$制品轴向分型的模具&”在 设计固定式镶块吋应考虑镶块定位与紧固强度”如图”该模采用左右镶块! 有利于机械加工”在硫化工艺操作中!合模时左右两端必须配置1形定位挡板”图” 2⑹制品轴向分型模具中镶块和1形定位挡板2，反扣镶块S T形定位挡板镶块或定位扌当板在橡胶硫化过程中承受强大压力和胶料热膨胀力!因此!定位紧固 螺钉应尽量采用大规格的!但由于模具地位限制!镶块可加工成带台阶反扣形式!如图2- J6中左镶块”活动式镶块用于小问小％两头大的制品!如图” '2・―穿线护套$又称镶圈％套圈&” 由于制品中问小％两头大!整体加工对制品取出不利”但汁U2+FF时!可以设计为 整体镶块!如图所示”硫化后利用橡胶的弹性!及未冷却制品的良好延伸性能！ 是能通过剥％拉％推％压等强制方法顺利通过/孔的!这样取出制品有利于模具加工!减 少修边部位,模腔不受二瓣模结构影响!可大大提高模腔数量!并且制品外观质量好”对于口径较小％硬度较低$邵尔硬度?*以下&%薄壁$4FF以下&的中孔制品!如热 水袋模具％防毒而具％鼓形制品等都能通过剥％拉％推％床的方法取出制品”但对于 破发咼％壁厚$1)4尸卩&或带有骨架$特别是薄形外骨架&的制品!必须采用两瓣模镶块结构!否 则取出制品较为困难”如图”2,2+和图”2,22所示”(526(第十八章!橡胶模具结构设计工艺图” 92- j穿线护套/T2+FF镶块结构图” 2，5!穿线护套/U2+FF镶块结构图” 2 P+!薄壁骨架两瓣模镶块图” ?2- '22!厚壁制品两瓣模镶块二!模具的定位模具赢一般由多块模板拼合血成!要确保制品在模腔中获得准确的形状与位置！ 必须采用不同方式的定位!常用的定位方法有如下几种”$2&圆柱面定位如图”324和图”32”所示”图”32”为圆柱面加强定位!适用于超长套管之类制品!它具有使制詁壁厚均匀％模芯不易歪斜的特点$模 心卜端定位形式工艺要求定位可靠％使用方便!加工精度偏高!但如方法得为加工并不困难!它允许相互配作! 是使用最广的模具定位方式之一”$”&斜边定位!如图所示”它适用于各种橡胶嵌条模具定位，也适用于 多孔制品加强定位!确保制品同轴度!如图” 2，2?”图” 2 '24!圆柱面定位结构图”92-，2“!圆柱面加强定位结构图”，2「2/!圆锥而定位图” 2,2*!斜边定位图” 2，2?哆孔制品加强斜边定位2，制甜$减震器&F，导销$上％下各4&图”，2「26!导柱$导销&定位图”，2・!导柱％导套定位注#图 W-制品部刹捎?图”32?斜边加强定位(246(第十八章!橡胶模具结构设计工艺!!斜边定位的特点是#定位可靠!操作方便!模具使用寿命长!配合精度高!但加工困 难“$/&导柱％导套定位!如图”’2「26和图”’2一2-所示”图”32■中的导套多选用于模芯端面无定位作用的模具结构”其特点是#导柱％导套经热处理％精磨 后配合精度高!耐磨损％使用寿命长％调换方便!但加工繁琐”$*&工艺定位!工艺定位又称半成品胶料定位!适用于内骨架油封定位!如图」2・?25所示,也适用于直径U”+FF的管形制品以及二端带骨架制品的反压定位!如图H ,2- '4+所示"图” 2，25!中间骨架油封的工艺定位2」模，4，薄胶片…胶料"中间骨架图” 2，4+!插入式螺钉的工艺定位2，插入式螺钉s，胶料嵌件$骨架&t无台阶骨架$平面&三!模具外形尺寸! 一“模具外形尺寸与模腔数的关系确定模具外形尺寸时!首先应考虑制品的几何形状％模腔数量以及加工设备条件 $包括硫化设备及模具加工设备&%经济效果$生产数量&等因素” 一•般来说!为了提高 硫化工序生产效率!模腔数越多!生产效率越高”据文献介绍!国外专业密封件厂对直径T2*FF的(形圈％矩形圈％小型皮碗等模具！ 多采用百余孔密集形结构!使生产效率大大提高”但模腔数越多!对加工精度要求 越高！加工费用也提高”为了合理掌握模具模腔数!应注意以下几点”(446(第三篇!橡胶模具的设计与工艺要求$2&对于批量大％规格小％形状简单和精度偏低的制品!为了提高生产效率％降低 成本!在设备加工条件允许的情况下!应采用多孔结构! 一般可采用5%2?%4*%”?％/5,, 自乘倍数递增模腔数$方型模具&”$4&对于批量小$包括试制任务&%规格偏小的制品!不管形状简单或复杂!不宜采 用一模单腔结构!否则会造成模具材料的浪费!降低设备利用率以及使单件制品成本 增大”因此建议采用模腔数偏少的多孔。