陶瓷墻地磚模具的設(shè)計

1、陶瓷墻地磚模具的設(shè)計摘 要 文章介紹了陶瓷墻地磚模具的基本組成 和工作原理，并結(jié)合一些企業(yè)的實際經(jīng)驗，以陶瓷墻 地磚模具的設(shè)計為例，探討了陶瓷墻地磚模具的一般 設(shè)計方法。關(guān)鍵詞 陶瓷墻地磚模具，設(shè)計方法，設(shè)計實例1 前言模具是陶瓷墻地磚生產(chǎn)的重要組成部分，它能使 一臺機器成形不同規(guī)格、形狀的陶瓷坯體。我國的陶 瓷墻地磚模具經(jīng)歷了一個從國外引進到自主研究開發(fā) 的過程，至今已實現(xiàn)國產(chǎn)化生產(chǎn)。目前，我國陶瓷墻 地磚生產(chǎn)通常采用金屬材料的壓力成形模具，此類模 具的設(shè)計方法在各種文獻資料中還未有詳細、全面的 介紹。因此，模具企業(yè)主要是根據(jù)自己的實際經(jīng)驗來 進行陶瓷墻地磚模具的設(shè)計生產(chǎn)。本文結(jié)合一些企業(yè)

2、的實際經(jīng)驗，探討了陶瓷墻地磚模具的一般設(shè)計方法。2 陶瓷墻地磚模具的基本組成及工作原理陶瓷墻地磚模具的基本結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。上磁吸 板通過螺釘固定在壓機上活動橫梁上。上磁吸板內(nèi)繞 磁力線圈，通電時產(chǎn)生磁吸力固定上模芯，側(cè)板與模 框通過螺釘固定。下磁吸座內(nèi)繞磁力線圈，通電時產(chǎn) 生磁力固定下模芯，下磁吸座通過螺釘固定在推頂板 上。推頂板通過導(dǎo)柱座在底板上，防塵皮套用壓條固 定在推頂板和底板四周，底板與壓機工作臺通過螺釘 固定。?？蚺c底板之間的距離通過支柱與調(diào)整墊圈調(diào) 整，卡板安裝位置與壓機的類型有關(guān)。圖 1 是SITI3608T 壓機的模具，卡板安裝在底板內(nèi)，與壓機 的頂出機構(gòu)聯(lián)接。壓機工作時，

3、壓機的頂出機構(gòu)通過卡板帶動推頂 板、下磁吸座和下模芯向下運動， 形成一封閉的模腔， 粉料經(jīng)喂料車布入模腔，壓機橫梁帶動上模芯在液壓 力的作用下進入模腔。 上模芯按觸到粉料，施加壓力， 接著上模芯稍微提升或者松開，進行排氣。然后上模 芯一次或者多次下降，進行多次排氣，直至磚坯達到 足夠的抗折強度和良好的致密度。壓制結(jié)束后，上模 芯在壓機橫梁的帶動下，向上運動，下模芯在壓機頂 出機構(gòu)的帶動下，向上運動，頂出磚坯，由喂料機構(gòu) 將磚坯推出，完成一個工作周期，接著下模芯下降， 粉料布入模腔，進入第二個壓制周期3 陶瓷墻地磚模具的設(shè)計及實例規(guī)格為800mn¥ 800mn¥ 10mm 的

4、瓷質(zhì)地磚是一種常用的裝飾陶瓷制品，下面以此為例說明陶瓷墻地 磚模具的一般設(shè)計方法。3.1 準(zhǔn)備工作（1）模具設(shè)計前，應(yīng)對產(chǎn)品和壓機設(shè)備有詳細 的了解，包括瓷磚的品種、規(guī)格、厚度、形狀、正反 面形狀、側(cè)面形狀、壓機的型號、規(guī)格、壓制瓷磚的 大小、工位數(shù)等。經(jīng)了解該產(chǎn)品是800mn¥ 800mn¥ 10mm 的正方形瓷質(zhì)地磚。正面為光面，背面為凹凸斜紋，側(cè)面為 階梯狀。根據(jù)現(xiàn)有的壓機型號、 規(guī)格，選擇 SITI3608T 壓機。查壓機參數(shù)表得知，該壓機可壓制工位為800mm< 800mm< 10mm 的瓷質(zhì)地磚。（2）確定產(chǎn)品收縮率陶瓷墻地磚生產(chǎn)一般使用硅酸鹽粉料壓

5、制成磚坯 后經(jīng)過煅燒而成，磚坯煅燒冷卻后其線性尺寸和體積 都有不同程度的收縮。為了保證產(chǎn)品的實際尺寸和形 狀，模具設(shè)計時通常采用產(chǎn)品收縮率 SO 來進行參數(shù) 計算，產(chǎn)品收縮率 SO 的計算公式為：SO = （LO-L） /LO X 100%LO= L/（1-SO）式中：LO磚坯線性尺寸L瓷磚線性尺寸在生產(chǎn)實踐中，通常根據(jù)粉料試燒來確定產(chǎn)品收縮率SO。根據(jù)實際經(jīng)驗，常用粉料的參考收縮率為：瓷質(zhì)磚8.5%9.5% ;廣場磚3%5% ;釉面磚0.5%2%。本例產(chǎn)品為瓷質(zhì)地磚，產(chǎn)品收縮率確定為 9%。（3）模具單邊間隙的確定模具的單邊間隙。如圖2所示。的設(shè)定相當(dāng)重要，它對磚坯的各種缺陷（如窄 腰等）有

6、非常大的影響，所以要保證合理的模具單邊 間隙6。模具單邊間隙與磚坯規(guī)格大小有關(guān)，理論上 可以按下式?jīng)Q定：6 = L 2000式中：L'瓷磚的長邊尺寸（mm） 不同品種瓷磚的單邊間隙 6推薦經(jīng)驗值為： 瓷質(zhì)外墻磚： 0.120.18mm釉面磚：0.150.18mm 瓷質(zhì)地磚：200mn¥ 300mm 0.160.18mm400mn¥ 500mm 0.18 0.20mm600mn¥ 600mm0.200.22mm800mn¥ 800mm0.2A 0.25mm廣場磚:200mmX 200mm 以下 0.18 0.22mm250mm< 400mm

7、0.20.25mm 本例根據(jù)推薦經(jīng)驗值， 800mmX800mmX10mm的瓷質(zhì)地磚模具間隙。取0.25mm。3.2 零件的設(shè)計（1）上模芯外形尺寸（長、寬）計算公式為：Ls=L/ （1-SO ） +2 a式中：Ls上模芯（長、寬）尺寸L瓷磚的(長、寬)尺寸SO產(chǎn)品收縮率上模芯厚度Ss依經(jīng)驗確定：規(guī)格在600mm以下 的瓷磚取30mm ;600mm以上的瓷磚取3238mm。 上模芯安裝方式有兩種： (1)反打，成形瓷磚的背面， 背面花紋通常有平面、 凸條或者商標(biāo)等； (2)正打 ,成形 瓷磚的正面，正面花紋通常有平面、 麻面、方格面等。 根據(jù)瓷磚正、背面的形狀，考慮壓機推料架方便推出 磚坯，確

8、定采用正打或是反打。 上模芯采用金屬材料， 在成形表面壓制膠片，膠片內(nèi)充液壓油，以均衡磚坯 的壓制力。上模芯規(guī)格小于 150mn¥ 150mm 時，為 了調(diào)整磚坯尺寸，在上模芯與上磁吸板之間增加上模 芯墊板，一件墊板通過螺釘固定一件或多件上模芯。本例上模芯形狀為正方形，瓷磚背面形狀為凹凸斜紋，為方便推出磚坯，上模芯采用反打，上模芯成 形表面壓制凹凸斜紋的膠片，不使用上模墊板上模芯尺寸計算：LS = 800/ （1-0.09 ）+0.5=879.62mm厚度 3 S = 50mm即上模芯規(guī)格為：879.62mmX 879.62mmX 50mm（2） 下模芯下模芯外形尺寸比上模芯小一些，

9、根據(jù)經(jīng)驗，瓷 磚規(guī)格在 500mm 以下的小 1mm ，600mm 的瓷磚小 1.5mm , 800mm的瓷磚小2mm。下模芯厚度可以和 上模芯厚度相同。當(dāng)下模芯規(guī)格小于200mn¥ 200mm 時，需在下模芯和下磁吸座之間增加下模墊板，下模 芯和下模墊板通過螺釘固定。本例：LX = 879.62-2=877.62mm ;厚度3 X=50mm不用下模墊板即下模芯規(guī)格為：877.62mmx 877.62mmX 50mm 若瓷質(zhì)地磚需要磨邊 則要適當(dāng)增加上、下模芯的外形尺寸。（ 3） 側(cè) 板一個模腔有四件側(cè)板，側(cè)板垂直型面形狀有階梯 狀、斜平面、不規(guī)則曲面等。通常設(shè)計成階級狀。結(jié) 構(gòu)如圖

10、 3 所示。為了出坯的方便和減少破損，側(cè)板垂 直成形面的脫模斜度角B般設(shè)計成1.5。3.5 °階 級的深度hl 一般取0.30.5mm ;圓角R取3mm左 右。側(cè)板總高度 h 的推薦經(jīng)驗公式為：h = 2 x hC+40 50mm ）式中：hC儲料深度hC = 2 xg z+35mm式中：S z磚坯厚度g z = g /1（-SO ）式中：瓷磚的厚度SO產(chǎn)品收縮率階級的位置高度 h2 推薦經(jīng)驗公式為：H2=S z X 40% 50%）側(cè)板厚度3C一般取2530mm。本例：瓷磚厚度為10mm ;磚坯厚度8 z =10.99mm ；儲料深度 hC=26mm ；側(cè)板總高度 h=2X 26+

11、48=100mm階級的位置高度 h2=10.99 X 0.5=5.50mm；側(cè)板厚度 8 C=25mm（4）模 框模框的最大外形尺寸（長、寬）可從壓機參數(shù)表 查得，但某些型號的壓機表中查不到，按經(jīng)驗設(shè)計， 模框的長度、寬度應(yīng)小于壓機立柱凈間距，壓機立柱 凈間距查壓機參數(shù)表。?？蚝穸?8 m= h式中： h側(cè)板高度本例：查 SITI3608T 壓機參數(shù)表可知，?？虻淖畲笸庑纬叽玳LX 寬 =1700mm< 1200mm $ m=25mm（5）底 板底板最大外形尺寸長、寬查壓機圖紙，應(yīng)小于壓 機立柱的凈間距、底板孔及孔間距，與壓機工作臺的 圖紙尺寸相同，底板厚度與壓機的型號、規(guī)格有關(guān)，推薦的經(jīng)

12、驗值如下：PH650 680T $ d=4850mmPH980 1600T$ d=5556mmSITI2805 7208T$ d=55mmYP1000 5600T$ d=55mmKD2800 4800T$ d=5560mmLAS600 1500T$ d=60mm本例：查 SITI3608T 壓機圖紙 ,底板外形尺寸 （長 x 寬）=1690mm< 1100mm 厚度 5 d=55mm（6）推頂板 最大外形尺寸（長、寬）要保證下磁吸座放得下， 推頂板厚度 Ht 的確定，按以下推薦經(jīng)驗公式計算。如圖 4 所示：要算出推頂板的厚度 5 t ，需先算出下模總高度HZ,計算公式為：HZ=H- 5g

13、-5s-L式中：HA下模總高度H壓機上橫梁到工作臺的距離5 g上磁吸板厚度5 s上模芯厚度L上模芯和?？虻拈g距在壓機的配套圖紙上可查出 H、5 g、上模芯和模 框的最大間距 Lmax 和最小間距 Lmin 的值。首先確定開模時上模芯和模框的間距 L,要保證 壓機推料架推出磚坯的空間，即 LminZ 。推頂板厚度的計算公式為：8 t = HZ- 8 d- 8 G 8 w hC式中：8 t 推頂板厚度HA下?？偢叨? d底板厚度8 c下磁吸座厚度8 x下模芯厚度hC儲料深度推頂板厚度8和下磁吸座厚度8 c相互分配。本例：查 SITI3608T 壓機圖紙可知 Lmax=115mm ,Lmin =90

14、mm ,取 L=100mm ,HZ= 550-100-35-68=347mm8 t= 34755-26-35- 8 c= 23t 8 c取 S 與 8 c相等，8 t = 8 c =115mm。（7）其它零件下磁吸座外形（長、寬）尺寸比下模芯小58mm?？ò灏惭b位置與壓機類型有關(guān)。安裝在底板或推 頂板內(nèi) ,一模多件對稱分布或一模一件安裝在底板中 間。外形尺寸按經(jīng)驗設(shè)計，常設(shè)計成圓形、 U 形等， 內(nèi)部形狀尺寸與壓機配套圖紙相同。支柱、調(diào)整墊圈外徑一般取 $ 55$ 60mm支柱與調(diào)整墊圈高度的經(jīng)驗計算公式為：HL= HZ- 8m-8 d式中：HL支柱與調(diào)整墊圈高度之和HZH下?？偢叨? m模框

15、厚度3 d底板厚度調(diào)整墊圈高度一般取 30mm ，支柱高度可計算得 出。上磁吸板外形尺寸略大于上模芯，厚度查壓機配套圖紙。防塵套用皮革加鋼絲骨架材料，要有足夠大 小。本例：下磁吸座的規(guī)格為873mn¥ 873mn¥ 115mrp支柱與調(diào)整墊圈外徑為 $ 60mm調(diào)整墊圈高度為 30mm ;支柱高度 =347-25-55-30=237mm ；上磁吸板的規(guī)格為 880.62mmX 880.62mmX 68mm(8) 參數(shù)校核校核模具的閉合高度： Hmin 模 Z + 8 s + 8 g式中：HZH下?？偢叨? s上模芯厚度3 g上磁力板厚度H 模 =347+35+150=532mm ，因此模具的閉合高度符合要求。（9）繪模具總裝配圖 模具的總裝配圖