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橡胶模具设计的基础知识
发布时间:2022-08-08 05:29:16 来源:bob体育联赛 作者:bob体育联手合作赛事

  模具分型面的设计必须考虑到制品工作面、制品高度、脱模、制品外观要求等因素。

  (1)工作面制品的工作面分为静态和动态两种,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。如带骨架的油封,外径为固定密封,内径为活动密封。设计时模具的分型面应尽量避开制品工作面。

  (2)制品高度模具分型面选取不当,往往给制品取出造成困难,有时需采用铜针或钢针挑取,这样生产效率低、影响产品质量和外观。凡制品高度超过3mm 或带有骨架产品,在设计模具时都应该考虑制品排气和取出方便,否则产品易产生气泡、缺料。另外,模具分型面的选取必须考虑到产品易脱模。对工字形产品而言,胶料硬度低 (邵尔硬度 65度以下)、壁厚 (2mm 以下),一般采用拉、推、拽等方法强行脱模;但对于硬度高 (邵尔硬度> 65 度)、壁厚 (>2mm )或带有骨架的产品,一般采用活动式哈呋条结构,这样制品很容易取出。(邵氏硬度K是指用邵氏硬度计测出的值的读数,它的单位是“度”,其描述方法分A、D两种,分别代表不同的硬度范围,90度以下的用邵氏A硬度计测试,并得出数据,90度及以上的用邵氏D硬度计测试并得出数据,所以,一般来讲对于一个橡胶或塑料制品,在测试的时候,测试人员能根据经验进行测试前的预判,从而决定用邵氏A硬度计还是用邵氏D硬度计来进行测试。)

  确定模具外形尺寸时,首先必须考虑制品的几何形状、模腔的数量、硫化设备和模具加工设备、年需求量等因素。为了合理掌握模具模腔数,应注意以下几点:

  (1)对需求量很少的,可采用一模一穴,这样既满足了需求量,又缩短了加工周期;

  (2)对需求量很大的,形状简单的可采用一模多穴,这样既提高了生产效率,又降低了单件成本,同时具有一定的市场竟争力;

  (3)对于形状复杂或带有骨架的制品,模腔不宜过多。其次要考虑到模板的强度、刚度,模板过厚,强度和刚度都能保证,但模具笨重,不便于操作;相反,模板过薄,强度和刚度达不到要求,易变形。再次要考虑到模具的材质,对于注塞、料杯、模板等非型腔类的选45 钢、B20H 等材质;对型腔类的选用 SM1、40Cr 、65Mn 等材质。

  胶料在加热硫化时,胶料内部发生形变和交联,由此而产生的应力被硫化过程所固定。在硫化胶料冷却过程中应力趋于消除,制品的线性尺寸成比例缩小。因此,在设计模具时尺寸需相应加大,加大的比例即为模压制品的橡胶收缩率。

  影响橡胶收缩率的因素很多,如橡胶热膨胀、产品壁厚、有无骨架、含胶量、胶料致密度及硫化工艺等因素。

  (邵氏硬度K是指用邵氏硬度计测出的值的读数,它的单位是“度”,其描述方法分A、D两种,分别代表不同的硬度范围,90度以下的用邵氏A硬度计测试,并得出数据,90度及以上的用邵氏D硬度计测试并得出数据,所以,一般来讲对于一个橡胶或塑料制品,在测试的时候,测试人员能根据经验进行测试前的预判,从而决定用邵氏A硬度计还是用邵氏D硬度计来进行测试。)

  其他系统的设计为了除去橡胶产品的废边,在距离型腔的适当位置必须加工撕边槽 (形状有三角形、等腰梯形、半圆形等),否则橡胶产品的废边无法去除,有时还需要加工余料槽。如果模具采用注压结构,那么在模具设计时不仅要考虑到浇口的设计,还要考虑到注塞和料杯的配合角度。角度过小,模具容易卡死,不易打开;角度过大,不易封胶,胶料易溢出;一般配合角度取1°~1.5°。

  结论:随着橡胶工业的发展,各种形状复杂、外形尺寸精度高、质量好的橡胶制品日益增多。为了适应生产科研需要,在利用现有设备的基础上,要多方面改进和发展橡胶模具的结构。

  压制成型模具又称为普通压模。它是将混炼过的、经加工成一定形状和称量过的半成品胶料直接放入模具中,而后送入平板硫化机中加压、加热。胶料在加压、加热作用下硫化成型。

  特点:模具结构简单,通用性强、使用面广、操作方便,故在橡胶模压制品中占有较大比例。

  为了保证制品有正确的几何形状和一定的尺寸精度,在设计模具时应遵循如下原则:

  利用上下模最终吻合时的压力压制制品,多余胶料从分型面益出,制品有水平方向飞边。

  封闭式模具型腔上端带有一定高度的模具配合高度,压制过程中胶料不易外溢,能充分地充满型腔,制品致密性好。

  模具一端带有一定深度锥面配合。特点是操作安全、定位可靠、不易拉毛配合面,使用面广。

  模具结构的形式直接关系到制品质量、生产效率、模具加工难易、使用寿命等。制品不同,模具结构不同;制品相同,使用的设备不同、加工工艺不同,模具结构也不同。

  2.分型面选择位置的不同直接影响到胶料的填充、制品质量、模具加工、模具使用、制品修边等。

  同一类型制品的分型面选择必须考虑到制品的取出。制品能否取出决定于制品厚度、断面与内径的大小。

  分型面的选择在制品的非工作面上,或者在制品的边角、圆弧突出点的面上。突出点在边角或圆弧相交的制品,分型面一般设置在边角或圆弧相交处为宜。

  夹布、夹织物制品的分型面的选择,既要考虑胶料与夹布织物的安放与填充,又要考虑胶料与织物的压紧和压实,因此,分型面必须有适当的镶嵌的深度。常用的镶嵌深度H=3~6mm。

  上述制品分型面的选择应根据工厂的实际情况考虑,但一定要保证模具导热均匀,制品取出方便。分型面可分为立式、卧式。

  对于一般细长套管(两头大、中间小,或带有台阶的各类保护套),当立式分型面加料困难,且模具闭合高度超过模具宽度而影响导热时,通常采用卧式分型面的模具结构。

  对于波浪形的防尘罩,分型面采用卧式两瓣模结构。模芯由多件(5~6块)镶块组合。

  如果防尘罩台阶较少,其中一端口径较大,制品厚度小于1.5mm,也可采用整体模芯结构。这样模具加工容易,操作方便。也可采用圆片形拼合模芯结构。

  另外,橡胶轴承制品分型选择应根据制品高度确定。当制品高度超过60mm时,模具应采用卧式分型面。

  常用O型圈分型面 的选择,一般按使用要求可分为180°和45°分型面的结构。

  180°分型面一般适用于固定(静态)密封的场合,45°分型面一般适用往复直线、旋转运动的动态密封场合(固定密封也可使用)。

  模具型腔一般由多块模板组成,要确保制品在型腔中获得准确的形状与位置,必须采用不同的方式的定位,不然难以压制出准确的制品。

  合理结构因为制品在硫化时会钻缝,导致出模时制品边缘拉伤及钻缝残留飞边,影响制品外观质量。

  特点:双向定位加料方便、并具有良好的定位性能、制品壁厚均匀、型芯不易歪斜等。

  特点:性能可靠,精度高,加工较难,操作方便,斜面配合不易损伤、拉毛,模具使用寿命长。

  (1)导柱排列方式:三孔丁字形排列(比后者好,因此应用较多));一大一小对角排列。

  (2)导柱直径:6、8、12、16mm;长度:24、28、34、38、44、48mm,比模具闭合后短1~2mm。也可视模具高度而定。

  3.镶块与V形挡板定位:适用于压制异形胶管、护套、空芯嵌条等卧式模具,它既解决了模具加工困难,又能拉紧模具。

  带有金属嵌件活门的杂件制品,由于嵌件尺寸误差不相一致,如嵌件为上偏差,导致压胶时嵌件高度变形;如嵌件为下偏差,导致制品缺胶或出现微孔不致密状态;如增加胶料,则制品飞边增厚。用螺钉调节嵌件高度,可以避免压胶时造成的飞边增厚、变形、缺胶等现象。

  用螺钉调节嵌件定位高度,操作比较麻烦。压胶前必须先压紧上模,待螺钉高度(压紧嵌件状态)调整后,再卸下压紧螺钉,而后加料、加压硫化。否则嵌件与模具高度H必须作到一致,将比较困难。

  此方法适用于制品中带有镶件制品,或用卧式模具成型的制品中型芯用螺钉拉紧定位的情况。

  收缩率对制品成型尺寸影响很大,另外,制品尺寸的波动还取决于合模压力、硫化过程中的工艺条件,也取决于模具结构和工艺过程。所以考虑模具尺寸时应综合考虑,并配以经验数据,以得到合理的成型尺寸。

  制品厚、薄、断面宽度对胶料收缩率有一定影响。实践证明:制品越厚,收缩率越小;断面宽度越大,相对收缩率也越小。制品厚度、断面宽度对胶料收缩率的影响(又称补偿值)见表。

  在上表中,当H、W不在同一数值范围内时,S值取H、W中尺寸范围小者为补偿值。如:H=3、W=25时,应取H=3相对补偿值S=(S-0.1)%。

  衬有金属嵌件橡胶制品,其收缩率较小,且朝金属嵌件方向收缩。对一般带有金属嵌件的制品,可以按下列经验公式计算其自由收缩值。

  Δ—型腔内径公差(提高精度后公差,其值约等于O形圈制品内径公差的0.3倍)。

  2.提高型腔的加工精度,一般制品要求提高2~3级,其公差值约等于制品公差的0.3倍左右。

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