工字形橡膠襯墊硫化模具設(shè)計(jì)探析
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摘要：介紹了工字形橡膠襯墊制品結(jié)構(gòu)及其硫化模具的設(shè)計(jì)與加工。結(jié)果表明，采用哈夫塊結(jié)構(gòu)解決了該型橡膠襯墊不規(guī)則形狀產(chǎn)生硫化過程難以鋪布的問題，提高了產(chǎn)品合格率。
關(guān)鍵詞：工字形橡膠襯墊；硫化模具；分型線；哈夫塊
橡膠制品硫化模具代表了橡膠工業(yè)的生產(chǎn)能力、加工效率和技術(shù)水平，同時(shí)在很大程度上決定著橡膠制品外觀質(zhì)量的優(yōu)劣，是橡膠制品生產(chǎn)過程中的重要因素之一。本文介紹了一種外形似“工”字形結(jié)構(gòu)的橡膠襯墊硫化模具的設(shè)計(jì)與加工，期望能為業(yè)界相關(guān)技術(shù)人員有所借簽。
1橡膠制品介紹
本工作橡膠襯墊形似工字，其實(shí)是一個(gè)斷面呈U形、外形也似U形的薄壁橡膠制品，所用材料為硅橡膠，制品外表面包覆一層織物，見圖1。本產(chǎn)品橡膠襯墊外形不規(guī)則，薄壁，外表面包覆一層織物，技術(shù)要求其厚度均勻，表面平整光滑，織物不能有褶皺。基于此，其硫化模具的設(shè)計(jì)與加工均有相當(dāng)難度。
2硫化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［1－2］
2．1分型面、夾布空間和流膠槽的設(shè)計(jì)
本產(chǎn)品橡膠襯墊外表面包覆一層厚度為0．28mm的織物，工藝要求需留有布頭，故選擇分型線1和分型線2進(jìn)行分型，見圖2；根據(jù)制品生產(chǎn)工藝和硫化模具設(shè)計(jì)規(guī)程，應(yīng)在硫化模具型腔分型面外加工寬40mm，深0．6mm的夾布空間。另外，半成品硫化膠片厚1．5mm，其膠量略大于橡膠襯墊實(shí)際用膠量，余膠不多，需在分型線1和分型線2處分別加工R2流膠槽，槽深1．5mm，距離型腔2mm，接受余膠并起排氣作用。本產(chǎn)品橡膠襯墊具有不規(guī)則曲面結(jié)構(gòu)，加工過程中應(yīng)盡量避免加工倒扣，應(yīng)選擇圓弧象限點(diǎn)分型，即在分型線3和分型線4處進(jìn)行分模設(shè)計(jì)，此處不用鋪設(shè)織物，無需加工夾布空間和流膠槽，避免了溢膠使織物外凸，造成褶皺。在分型線4處分型，可使下模與模芯進(jìn)行分離，節(jié)省了加工時(shí)間及加工成本，使用螺釘緊固。
2．2模具結(jié)構(gòu)及工作原理
本產(chǎn)品為夾布薄壁橡膠制品，其半成品膠片鋪設(shè)在硫化模具硫化型腔內(nèi)進(jìn)行硫化，因此硫化模具可分為立式模具和臥式模具。立式模具結(jié)構(gòu)簡單，硫化操作便捷，但模具厚度和質(zhì)量都相對較大，加工難度高，硫化合模時(shí)極易剮蹭制品表面織物，制品合格率不高。臥式模具采用哈夫塊結(jié)構(gòu)，解決了制品表面織物剮蹭問題，硫化模具輕便，但分模較多，操作繁瑣。本工作考慮到模具加工過程的難易程度、制品硫化效率及加工成本，決定采用臥式＋哈夫塊硫化模具結(jié)構(gòu)，見圖3。圖3中，哈夫塊1和哈夫塊2為可拆卸活動(dòng)塊，哈夫塊3及模芯通過螺栓固定在下模上，上、中、下三模采用定位銷定位，定位銷2和定位銷4固定在下模上，實(shí)現(xiàn)中模與下模之間的定位（見圖4）；定位銷1和定位銷3固定在中模上，實(shí)現(xiàn)上模與中模之間的定位（見圖4）；中模分別與哈夫塊1，哈夫塊2和哈夫塊3之間采用錐面形式定位。產(chǎn)品成型順序?yàn)椋涸谀Ｐ旧舷劝舶氤善纺z片和織物，再將哈夫塊1和哈夫塊2分別放置在圖4對應(yīng)位置，最后合住中模和上模，加壓排氣，開始硫化。
3加工工藝
本工作硫化模具選材P20H模具鋼。加工工藝為：備料→粗銑→數(shù)控機(jī)床粗加工→數(shù)控機(jī)床精加工→除毛刺→組裝→拋光。為節(jié)省加工時(shí)間，中模定位孔采用銑床加工，內(nèi)孔定位斜面采用車床加工。哈夫塊1、哈夫塊2和芯模的加工存在難點(diǎn)，因?yàn)橛械箍?，需要利用三軸機(jī)床加工，而且還需要翻轉(zhuǎn)2次，加工過程中要留有基準(zhǔn)，翻轉(zhuǎn)以后需找正，誤差要在0．02mm以內(nèi)。圖5為哈夫塊和芯模三維立體結(jié)構(gòu)。
4組裝與拋光
在裝配模具過程中，應(yīng)先檢查重要零部件配合尺寸與形狀，以免裝配時(shí)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。芯模的裝配過程非常重要，必須考慮其裝配間隙一次加工到位，以免發(fā)生其裝配尺寸不合要求而返修。另外，芯模裝配到下模上以后才能進(jìn)行拋光處理，確保模具型腔的粗糙度一致。本產(chǎn)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。拋光時(shí)要特別注意，分型線3和分型線4必須保持尖角，不能倒鈍，磕碰。芯模及哈夫塊3做成可拆卸固定，便于后期清理余膠。本硫化模具整體重量約60kg，為方便搬運(yùn)及硫化操作，需給上模、中模、下模各安裝把手。為防止生銹，需在模具表面做鍍鉻處理。
5結(jié)語
試模結(jié)果表明，該型硫化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，硫化工藝簡單。投入實(shí)際生產(chǎn)以來，硫化膠件尺寸精度高，表面平整，無任何缺陷，產(chǎn)品合格率大幅提高，滿足了批量生產(chǎn)要求。
參考文獻(xiàn)：
［1］張秀英編著．橡膠模具設(shè)計(jì)方法與實(shí)例［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003．10．
［2］模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì)編．橡膠模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，003．10．
作者:門瑞光 劉鈞 單位:西北橡膠塑料研究設(shè)計(jì)院有限公司