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工字形橡胶衬垫硫化模具设计探析

工字形橡胶衬垫硫化模具设计探析

摘要:介绍了工字形橡胶衬垫制品结构及其硫化模具的设计与加工。结果表明,采用哈夫块结构解决了该型橡胶衬垫不规则形状产生硫化过程难以铺布的问题,提高了产品合格率。

关键词:工字形橡胶衬垫;硫化模具;分型线;哈夫块

橡胶制品硫化模具代表了橡胶工业的生产能力、加工效率和技术水平,同时在很大程度上决定着橡胶制品外观质量的优劣,是橡胶制品生产过程中的重要因素之一。本文介绍了一种外形似“工”字形结构的橡胶衬垫硫化模具的设计与加工,期望能为业界相关技术人员有所借签。

1橡胶制品介绍

本工作橡胶衬垫形似工字,其实是一个断面呈U形、外形也似U形的薄壁橡胶制品,所用材料为硅橡胶,制品外表面包覆一层织物,见图1。本产品橡胶衬垫外形不规则,薄壁,外表面包覆一层织物,技术要求其厚度均匀,表面平整光滑,织物不能有褶皱。基于此,其硫化模具的设计与加工均有相当难度。

2硫化模具结构设计[1-2]

2.1分型面、夹布空间和流胶槽的设计

本产品橡胶衬垫外表面包覆一层厚度为0.28mm的织物,工艺要求需留有布头,故选择分型线1和分型线2进行分型,见图2;根据制品生产工艺和硫化模具设计规程,应在硫化模具型腔分型面外加工宽40mm,深0.6mm的夹布空间。另外,半成品硫化胶片厚1.5mm,其胶量略大于橡胶衬垫实际用胶量,余胶不多,需在分型线1和分型线2处分别加工R2流胶槽,槽深1.5mm,距离型腔2mm,接受余胶并起排气作用。本产品橡胶衬垫具有不规则曲面结构,加工过程中应尽量避免加工倒扣,应选择圆弧象限点分型,即在分型线3和分型线4处进行分模设计,此处不用铺设织物,无需加工夹布空间和流胶槽,避免了溢胶使织物外凸,造成褶皱。在分型线4处分型,可使下模与模芯进行分离,节省了加工时间及加工成本,使用螺钉紧固。

2.2模具结构及工作原理

本产品为夹布薄壁橡胶制品,其半成品胶片铺设在硫化模具硫化型腔内进行硫化,因此硫化模具可分为立式模具和卧式模具。立式模具结构简单,硫化操作便捷,但模具厚度和质量都相对较大,加工难度高,硫化合模时极易剐蹭制品表面织物,制品合格率不高。卧式模具采用哈夫块结构,解决了制品表面织物剐蹭问题,硫化模具轻便,但分模较多,操作繁琐。本工作考虑到模具加工过程的难易程度、制品硫化效率及加工成本,决定采用卧式+哈夫块硫化模具结构,见图3。图3中,哈夫块1和哈夫块2为可拆卸活动块,哈夫块3及模芯通过螺栓固定在下模上,上、中、下三模采用定位销定位,定位销2和定位销4固定在下模上,实现中模与下模之间的定位(见图4);定位销1和定位销3固定在中模上,实现上模与中模之间的定位(见图4);中模分别与哈夫块1,哈夫块2和哈夫块3之间采用锥面形式定位。产品成型顺序为:在模芯上先包覆半成品胶片和织物,再将哈夫块1和哈夫块2分别放置在图4对应位置,最后合住中模和上模,加压排气,开始硫化。

3加工工艺

本工作硫化模具选材P20H模具钢。加工工艺为:备料→粗铣→数控机床粗加工→数控机床精加工→除毛刺→组装→抛光。为节省加工时间,中模定位孔采用铣床加工,内孔定位斜面采用车床加工。哈夫块1、哈夫块2和芯模的加工存在难点,因为有倒扣,需要利用三轴机床加工,而且还需要翻转2次,加工过程中要留有基准,翻转以后需找正,误差要在0.02mm以内。图5为哈夫块和芯模三维立体结构。

4组装与抛光

在装配模具过程中,应先检查重要零部件配合尺寸与形状,以免装配时产生干涉现象。芯模的装配过程非常重要,必须考虑其装配间隙一次加工到位,以免发生其装配尺寸不合要求而返修。另外,芯模装配到下模上以后才能进行抛光处理,确保模具型腔的粗糙度一致。本产品表面有布,硫化模具型腔粗糙度要求不高,模具型腔表面粗糙度取Ra0.8,其他部位取Ra1.6。抛光时要特别注意,分型线3和分型线4必须保持尖角,不能倒钝,磕碰。芯模及哈夫块3做成可拆卸固定,便于后期清理余胶。本硫化模具整体重量约60kg,为方便搬运及硫化操作,需给上模、中模、下模各安装把手。为防止生锈,需在模具表面做镀铬处理。

5结语

试模结果表明,该型硫化模具结构设计合理,硫化工艺简单。投入实际生产以来,硫化胶件尺寸精度高,表面平整,无任何缺陷,产品合格率大幅提高,满足了批量生产要求。

参考文献:

[1]张秀英编著.橡胶模具设计方法与实例[M].北京:化学工业出版社,2003.10.

[2]模具实用技术丛书编委会编.橡胶模具设计应用实例[M].北京:机械工业出版社,003.10.

作者:门瑞光 刘钧 单位:西北橡胶塑料研究设计院有限公司