DN150閥圈模具設(shè)計(jì)

1、學(xué)校代碼:10410序號(hào): 本科畢業(yè)論文題目:DN150閥圈橡膠模具設(shè)計(jì)學(xué)院:工學(xué)院姓名:胡紅標(biāo)學(xué)號(hào):20050404專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年級(jí):2005級(jí)指導(dǎo)教師:文建萍二OO九年五月摘要DN150閥圈作為一種常見(jiàn)的中心型蝶閥的組成部分,其主要作用表現(xiàn)在閥圈的密封性方面,屬于橡膠產(chǎn)品,該類產(chǎn)品的成形需要經(jīng)過(guò)的一個(gè)重要的過(guò)程是橡膠的硫化,硫化是塑性狀態(tài)的生膠在壓力、溫度、時(shí)間三要素的作用下形成有彈性狀態(tài)的橡膠制品的過(guò)程,而該過(guò)程就是在模具中完成,該類模具稱為橡膠模具,橡膠模具的分類有四大類:橡膠壓模,橡膠傳遞模,橡膠注壓模和橡膠擠出模。根據(jù)該設(shè)計(jì)的產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)分析可知該產(chǎn)品模具適合選用橡

2、膠壓模。本設(shè)計(jì)就是為了DN150產(chǎn)品進(jìn)行的模具設(shè)計(jì)過(guò)程,其主要包括模具結(jié)構(gòu)的確定,分型面的選擇,以及模具的其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。模具設(shè)計(jì)是一種經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì),是在長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)對(duì)模具設(shè)計(jì)起著重要的影響。積累一些關(guān)于模具設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞:橡膠 DN150閥圈硫化的三要素橡膠模具橡膠壓模The design of DN150 V alve laps mouldAbstract:DN150 Va lve la ps as a c om mon Mar in e c e nt er p art of t he va lve, th e m a in func t ion of

3、se a ling perf orma nc e in va lv e laps, rubb er pro duc t, th is prod uc t be lo ngs to the form ing of an imp orta nt proc ess throu gh the ru bber vu lc an iza t io n, p last ic st ate is b orn of vu lc an ize d ru bber in pressur e, t emp era ture, t im e, thr ee e le men ts form ed un der th e

4、 c ond it io n of e last ic r ubb er proc ess, a nd t he proc ess is c omp let ed in mo ld, th e mo u ld c a lled r ubb er mo ld, r ub ber m o ld is c lass if ied into four c ate gor ies: rubb er, ru bb er mo ld tr ansf er mo ld ing, ru bber in jec t ion m ou ld and r ubb er e xtrus ion d ies. Ac c

5、ord ing t o th e d es ign of th e pr oduc t, t he prod uc t shap e struc ture an a lys is for se lec t rub ber m o ld pr ess ing d ies。This product is designed for DN150 V alve laps for mould design process, it mainly includes the mould structure, the choice of the mold, and the structural design of

6、 the other。Mould design is a kind of strong design, is critical in long-term accumulate experience and knowledge for mould design plays an important influence. Some of the mould design accumulate experience and knowledge. Enhance perceptual knowledge。Key words:Rubber DN150 valve laps Three key eleme

7、nt of vulcanizationrubber mold Rubber molding目錄序言²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²

8、;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²1設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²&

9、#178;²²²²²²²²²²²²²²²²²2第一部分橡膠模具的分類及最優(yōu)方案選擇²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²

10、²²5一、模具的類型及特點(diǎn)²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²5二、模具設(shè)計(jì)

11、的最優(yōu)方案分析²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²6三、幾種典型的壓模結(jié)構(gòu)與分析²²²²²²²&#

12、178;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²6四、模腔數(shù)的確定²²²²²²²²²²²²²²²²²²²

13、;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²7五、分型面的選擇²²²²²²²²²²²²²²²²²²&#

14、178;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²8六、余料槽的選擇²²²²²²²²²²²²²²²²²

15、;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11(1余料槽是否與大氣溝通的幾條原則²²²²²²²²²²²²²²

16、8;²²²²²²²²²²²²²²11(2無(wú)須設(shè)置余料槽的情況²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²&#

17、178;²²²²²11七、啟模口的設(shè)計(jì)²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²

18、8;²²²²²²²²12第二部分模具設(shè)計(jì)²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²

19、²²²²²²²²13一、模腔尺寸的確定及計(jì)算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²

20、8;²14二、模具外形尺寸的確定²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²15三、模具零件的精度選擇²²&#

21、178;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²16四、模具粗糙度選擇²²²²²²²²

22、78;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²17 第三部分模具的選材與校核²²²²²²²²²

23、²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²18畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)²²²²²²²²²²²²²²²²

24、8;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²21參考文獻(xiàn)²²²²²²²²²²²

25、8;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²22序言隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及人們生活水平

26、的不斷提高,人們對(duì)物質(zhì)的需求日益加大,對(duì)產(chǎn)品的種類及性能需求也越來(lái)越多樣化,尤其是隨處可見(jiàn)的塑料橡膠產(chǎn)品,已在不知不覺(jué)中悄悄的走進(jìn)我們的身邊,影響著我們的生活。橡膠是具有高彈性的高分子化合物。由于橡膠在室溫上下很寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)越的彈性、很好的柔軟性,并且具有優(yōu)異的疲勞強(qiáng)度,很高的耐磨性,電絕緣性、致密性以及耐腐蝕、耐溶劑、耐高溫、耐低溫等特殊性能,因?yàn)槌蔀橹匾墓I(yè)材料,廣泛用于輪胎、膠管、膠帶、膠鞋、工業(yè)制品(如減震制品、密封制品、化工防腐材料、絕緣材料、膠輥、膠布及其制品等,以及電線、電纜的制造。這些產(chǎn)品無(wú)論在交通運(yùn)輸、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源建設(shè)、醫(yī)療衛(wèi)生、文化體育、日常生活等方面都有著極

27、其特殊的用途。同時(shí),橡膠又是重要的戰(zhàn)略物資,在國(guó)防軍工、航天、航海、宇宙開發(fā)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中,都離不開各種耐高低溫、耐輻射、耐腐蝕、耐真空,高強(qiáng)度、高絕緣性、減震性優(yōu)異的各種特殊性能的橡膠材料和制品。橡膠制品由生膠形成產(chǎn)品的一個(gè)基本而又必須的過(guò)程就是橡膠的硫化,硫化是橡膠制品生產(chǎn)的最后一個(gè)工藝過(guò)程。在此過(guò)程中,膠料中的生膠將與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),由線性結(jié)構(gòu)高分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子化合物,使塑性狀態(tài)的橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥誀顟B(tài)的橡膠制品,從而獲得完善的物理力學(xué)性能及化學(xué)性能,成為具有使用價(jià)值的高分子材料。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,這種交聯(lián)反應(yīng)需在一定的壓力、溫度和時(shí)間條件下才能完成,這些條件被稱為

28、“硫化三要素”。由于它們對(duì)硫化質(zhì)量具有決定性的影響,且多在模具中進(jìn)行,因而如何選擇和制定硫化條件,以及怎樣實(shí)施生產(chǎn)過(guò)程的硫化仿真及微機(jī)控制,也是橡膠模設(shè)計(jì)必須考慮的問(wèn)題。橡膠制品的的成型過(guò)程就是膠料的硫化過(guò)程,而橡膠的硫化必需具有硫化設(shè)備如平板硫化機(jī)來(lái)控制膠料的硫化三要素,相關(guān)的參數(shù)設(shè)定直接影響著產(chǎn)品的成形及質(zhì)量問(wèn)題,另外橡膠的硫化過(guò)程主要是在設(shè)計(jì)制造的模具模腔中完成,所以模具的設(shè)計(jì)和制造將直接影響橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量,因此合理選用模具型號(hào)和設(shè)計(jì)模具是至關(guān)重要的一步。而模具設(shè)計(jì)如材料的選擇除需考慮加工的合理性和工作的可靠性以外,模具的性價(jià)比考慮也越來(lái)越重要,如當(dāng)一個(gè)模具的材料選擇可使用普通碳素鋼也可

29、使用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,很明顯優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的價(jià)格遠(yuǎn)比普通碳素鋼的價(jià)格高。一般來(lái)說(shuō)若模具的開模次數(shù)小于10萬(wàn)次,則只需選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼足以,若開模次數(shù)高達(dá)100萬(wàn)次則需考慮性能更好的優(yōu)質(zhì)合金鋼。用于橡膠制品形成的模具,通稱為橡膠模,橡膠模的種類雖然很多,單根據(jù)橡膠制品的加工方法及其模具結(jié)構(gòu)的不同,通常分為4大類:橡膠壓模,橡膠傳遞模,橡膠注壓模和橡膠擠出模。而本次設(shè)計(jì)的橡膠產(chǎn)品是船用中心型蝶閥的閥圈,而閥圈主要是用于密封,其工作環(huán)境為腐蝕性較強(qiáng)的水或油環(huán)境,因此閥圈材料需要油良好的耐高溫耐油,化學(xué)腐蝕,良好的力學(xué)性能,介電性和耐大氣作用等性能,綜合考慮選用具備以上性能的丁腈橡膠(NBR,由已知的

30、產(chǎn)品形狀分析,模具的結(jié)構(gòu)為橡膠壓模,因此模具結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,通常主要由凸模和凹模兩部分構(gòu)成,對(duì)于同一件橡膠制品,根據(jù)不同的加工設(shè)備及其成形工藝方法,可設(shè)計(jì)出不同結(jié)構(gòu)形式的壓模,壓模結(jié)構(gòu)形式直接關(guān)系到制品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具制造成本及其使用壽命等,因而,橡膠模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。“麻雀雖小,五臟俱全。”簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)也需要通過(guò)嚴(yán)密的分析與計(jì)算。本次設(shè)計(jì)的完成是在公司實(shí)習(xí)過(guò)程中完成的一個(gè)橡膠產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì),由于本人專業(yè)水平有限,加之是第一次進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)工作,缺少相關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)例和設(shè)計(jì)說(shuō)明數(shù)范文的參考。加上公司工作任務(wù)繁重及設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促等原因,所設(shè)計(jì)的模具或許存在不少缺點(diǎn)和不妥之處,敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正

31、。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求橡膠模具設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,它是機(jī)械制圖、工程材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量等技術(shù)基礎(chǔ)課的綜合應(yīng)用,化學(xué)高分子材料,及材料工程課程的交錯(cuò)應(yīng)用。在設(shè)計(jì)這套模具主要是為制造出的閥圈產(chǎn)品由良好的密封性能和較良好的使用壽命,同時(shí)盡量降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。設(shè)計(jì)參數(shù)橡膠件的成型工藝性能分析產(chǎn)品名稱:船用中心型蝶閥150型閥圈(DN150產(chǎn)品材料:丁腈橡膠產(chǎn)品數(shù)量:中批量(<10萬(wàn)模膠件尺寸:如下圖1所示塑件質(zhì)量:400g膠件顏色:黑色膠件要求:膠件外側(cè)表面較光滑,產(chǎn)品的主要工作面為內(nèi)徑部分圓弧面因此該處不能出現(xiàn)流痕、氣泡,塑件收縮率為1.4%,零件表面按HG6-409-79三條(3項(xiàng)

32、要求,一般尺寸公差按HB5522-80三級(jí)精度。膠件材料特性NBR丁腈橡膠(丁二烯和丙烯腈的共聚物,依丙烯腈含量不同,有20號(hào)、40號(hào)的丁腈橡膠。主要性能:丙烯腈含量越高,耐油,耐熱性越好,但低溫性也越差。硫化物的耐油性能優(yōu)異;耐磨性能較高;物理力學(xué)性能良好;由于具有極性故粘接力強(qiáng);耐熱性良好;對(duì)空氣滲透性低,加工性能良好,丁腈橡膠的缺點(diǎn)主要有:耐低溫性和臭氧性差,電性能低劣,彈性稍低,主要用于生產(chǎn)輸油管、油箱襯里、油封、墊圈等流體介質(zhì)中使用的橡膠零件,特別是密封零件為了保證生產(chǎn)出的橡膠閥圈的尺寸及質(zhì)量,模具的設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)需參照產(chǎn)品的相關(guān)尺寸結(jié)構(gòu)要求見(jiàn)下圖:3420135R 152430

33、76;45°22 R 3R 303020150155170R 4165R 10045351.5×45°170197圖1丁腈橡膠的閥圈產(chǎn)品的相關(guān)物理性能如下:模具設(shè)計(jì)要求:1.模具的材料選擇作為模具設(shè)計(jì)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),直接影響到模具的實(shí)際使用效果以及模具制造的成本及效率問(wèn)題,其選用原則需參照模具實(shí)際使用過(guò)程中的安全性。2.根據(jù)已知的產(chǎn)品基本尺寸確定模具的總體大小,再根據(jù)產(chǎn)品的具體收縮率計(jì)算出模具模腔內(nèi)部相關(guān)尺寸的大小,對(duì)于一些重要的尺寸要給出具體的公差以使這些尺寸在控制范圍之內(nèi),對(duì)于模具部件之間存在配合關(guān)系的時(shí)候給出合理的配合關(guān)系,而模腔表面的粗糙度的大小直接影

34、響著產(chǎn)品表面質(zhì)量,這些相關(guān)尺寸問(wèn)題的設(shè)計(jì)都要考慮到模具實(shí)際加工的合理性與經(jīng)濟(jì)性。3.模具結(jié)構(gòu)的確定要求盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模具還需設(shè)計(jì)相關(guān)的部件配件以獲得產(chǎn)品相關(guān)形狀,如模具中模芯與活動(dòng)鑲塊的設(shè)計(jì)都應(yīng)盡量簡(jiǎn)單4.保證工人在生產(chǎn)操作過(guò)程中的合理性,安全性及裝卸模具的方便性,因此在保證模具的強(qiáng)度的情況下可盡量減小模具的尺寸,從而降低模具的重量是有必要的5.模具在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮模具的加工工藝及給出相應(yīng)的技術(shù)要求,如模具加工所需的熱處理工藝及其它要求的說(shuō)明第一部分橡膠模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及最優(yōu)方案分析一、橡膠模具的類型與特點(diǎn)用于橡膠制品成型的模具,通稱為橡膠模。橡膠模的種類雖很多,單根據(jù)橡膠

35、制品的加工方法及其模具結(jié)構(gòu)的不同,通常分為4大類:橡膠壓模,橡膠傳遞模,橡膠注壓模和橡膠擠出模。(1橡膠壓模:用于橡膠制品壓制成形的工藝方法的一類模具,簡(jiǎn)稱為橡膠壓模。此種成形方法,就是將混煉過(guò)的、已成一定形狀并經(jīng)稱量過(guò)的半成品膠料,直接放入秤埃的壓模型腔中,而后將模具閉合,送入平板式硫化機(jī)中進(jìn)行加壓、加熱,膠料在熱和壓力作用下硫化成形。開模后便獲得具有一定形狀和尺寸精度的橡膠制品。由于橡膠壓模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,通用性強(qiáng),適用面廣,因而橡膠壓模在橡膠制品的生產(chǎn)中占由很大的比重。(2橡膠傳遞模:用于橡膠制品傳遞成形工藝方法的一類模具,簡(jiǎn)稱橡膠傳遞模。傳遞成形就是將混煉過(guò)的、限量的膠條對(duì)壓料柱塞

36、施壓,迫使膠料流經(jīng)模具的澆注系統(tǒng)注滿模腔,經(jīng)硫化定型后便可獲得外觀質(zhì)量較好和尺寸精度較高的橡膠制品。橡膠傳遞模結(jié)構(gòu),雖然較壓模復(fù)雜,但特適于薄壁、細(xì)長(zhǎng)、易彎曲以及形狀較復(fù)雜的橡膠制品成形。采用此類模具生產(chǎn)的橡膠制品,致密性好,質(zhì)量也較高。(3橡膠注壓模:用于橡膠制品注壓成形工藝方法的一類模具,簡(jiǎn)稱橡膠注壓模。此種成形工藝,是利用注壓機(jī)的壓力,將已塑化好的膠料由螺桿或柱塞經(jīng)噴嘴直接注入模腔,完成成形并進(jìn)行硫化的一種生產(chǎn)方法。注壓成形的特點(diǎn),是把成形和硫化過(guò)程合為一體,成形周期短,廢邊料少,勞動(dòng)強(qiáng)度低,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好。目前,廣泛用于橡膠密封圈、橡膠復(fù)合制品、減振制品及膠鞋等橡膠制品生產(chǎn)。(

37、4橡膠擠出模:用于擠出成形各種橡膠型材的一類模具,簡(jiǎn)稱橡膠擠出模。擠出成形工藝是生產(chǎn)橡膠產(chǎn)品的主要方法之一。它是利用擠出機(jī)使膠料在螺桿推動(dòng)下,連續(xù)不斷地向前運(yùn)動(dòng),然后借助于擠出口模,擠壓出各種所需截面形狀的半成品,以完成不用造型或其他作業(yè)過(guò)程。它具有連續(xù)、高效、甚至不用金屬模具,就能成形與制造多種不同截面形狀的空心或?qū)嵭陌氤善?以達(dá)到初步造型的目的。而后進(jìn)過(guò)冷卻定型,輸入到硫化罐內(nèi)進(jìn)行硫化或作為壓制法所需的預(yù)成形半成品膠料之用。該形式的模具在橡膠工業(yè)中,亦占有及其重要的位置。二、模具設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案分析由于本次設(shè)計(jì)的模具的橡膠產(chǎn)品是閥圈結(jié)構(gòu),從其具體尺寸及體積上看,并結(jié)合上述幾種橡膠模具的概念及

38、特點(diǎn)分析得知該類結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品只適合使用橡膠壓模進(jìn)行生產(chǎn),因此初步確定使用橡膠壓模,以下是幾種典型的橡膠壓模幾種橡膠壓模典型結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 模腔數(shù)的確定為了提高生產(chǎn)效率,在一副橡膠壓模中可開設(shè)多個(gè)型腔。最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式時(shí)在同一分型面上開設(shè)有數(shù)個(gè)或數(shù)個(gè)型腔的多腔壓模,或在多各分型面上開設(shè)有多個(gè)型腔的多層壓模。(1多腔壓模:小型橡膠制品幾乎都采用多腔壓模,多腔壓?？沙浞掷媚０迕娣e,提高設(shè)備的利用率,降低生產(chǎn)成本。此外,多腔壓模還可保證平板硫化機(jī)不致因?yàn)槟＞咛N而局部受壓過(guò)大,以防止硫化機(jī)早期損壞。但型腔數(shù)過(guò)多,加工困難,同軸度、平行度及尺寸精度均難以保證,嚴(yán)重影響制品質(zhì)量。型腔數(shù)過(guò)多,也給操作帶來(lái)麻煩,

39、致使硫化時(shí)間不一,給制品內(nèi)在質(zhì)量帶來(lái)傷害。因此,根據(jù)橡膠制品具體尺寸,一般橡膠壓模以選用420腔為宜,當(dāng)形狀特別簡(jiǎn)單的小制品,如瓶塞,小型橡膠圈之類,型腔數(shù)量多也不應(yīng)超出80個(gè)。多腔壓模模腔排布,應(yīng)盡可能緊湊和對(duì)稱,以減少模具重量和占用設(shè)備面積,同時(shí)也便于操作。(2多層壓模:多層壓模也稱疊式壓模。對(duì)于外徑較大,而高度較小,結(jié)構(gòu)又簡(jiǎn)單的橡膠制品,可采用多層壓模結(jié)構(gòu),以節(jié)省模具材料和提高設(shè)備利用率。但多層壓模的層數(shù)也不宜太多,一般以3層為限,兩層居多。層數(shù)過(guò)多,會(huì)導(dǎo)致各層間受熱不均,影響制品質(zhì)量。如果某些模具將置于硫化罐中進(jìn)行硫化,受熱較均勻,也可適當(dāng)增加層數(shù)。一般來(lái)說(shuō)考慮到設(shè)備的硫化效率和產(chǎn)品的

40、充分硫化,對(duì)于尺寸結(jié)構(gòu)較大的產(chǎn)品采用一腔一模的模具結(jié)構(gòu)形式,參照該閥圈產(chǎn)品尺寸分析得知該產(chǎn)品模具只適合設(shè)計(jì)成一腔一模結(jié)構(gòu)。下面給出該產(chǎn)品的模具整體結(jié)構(gòu)如下: 根據(jù)整體如將其分割成模具各部分,這就牽涉到模具分型面的選擇問(wèn)題。分型面的選擇將模具打開,以取出制品的那些面,通稱為分型面。分型面可以時(shí)一個(gè),也可以是多各;可以是平面,也可以是曲面或折面;可以時(shí)水平的,也可以是垂直的或傾斜的。通常,須視橡膠制品結(jié)構(gòu)面定。分型面選擇得當(dāng)與否,直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量,模具成本、裝模與卸模操作難易程度等。因此,分型面選擇須遵循以下八原則:(1確保制品容易脫模如果分型面選擇不當(dāng)制品有可能很難脫模如下圖所示V形橡膠密封圈

41、壓模。圖a分型面,因型腔過(guò)深會(huì)導(dǎo)致脫模困難,改成圖b所示雙分型面后,制品滯留于芯模上,易于利用型腔帶出模外,制品脫模及其方便。 (2確保制品工作面質(zhì)量應(yīng)避免在制品工作面處選擇分型面,以防止制品在該處產(chǎn)生分型線痕跡,甚至引起毛刺或飛皮,影響制品質(zhì)量,降低使用價(jià)值, 如下圖: (3應(yīng)避免模具產(chǎn)生銳角凡有銳角或鋒口的模具,極易碰壞或磨損,從而對(duì)制品產(chǎn)生不良影響,也有可能對(duì)操作人員造成傷害。為此,在選擇分型面時(shí)應(yīng)予以避免,如下圖所示就是避免了模具產(chǎn)生銳角鋒口的實(shí)例。 (4 應(yīng)有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),可降低機(jī)械加工難度,從而可降低生產(chǎn)成本(5應(yīng)有利于排氣橡膠制品在模壓形成過(guò)程中,排氣良好是保證產(chǎn)

42、品質(zhì)量的重要因素。如果模腔中的空氣或水汽不能及時(shí)排出模外,而被壓縮在模腔的某個(gè)角落,從而造成制品輪廓不清或表面不平,甚至有燒焦痕跡等缺陷,導(dǎo)致制品報(bào)廢。有利于排氣的分型面選擇,如下圖所示。 (6有利于制品精度同軸度要求高的外形或內(nèi)孔部分,應(yīng)盡可能放在分型面的同一側(cè),以有利于保證制品的尺寸精度,如下圖所示。 (7便于生產(chǎn)操作便于裝填膠料、拆卸裝配模具的分型面選擇,如下圖所示。 (8應(yīng)盡量選用封閉結(jié)構(gòu)封閉結(jié)構(gòu)可以增加型腔部分壓力,有利于夾有布料或纖維的橡膠制品模壓成形。由此分析可確定模具的分型面,結(jié)構(gòu)大致如下: 由上圖結(jié)構(gòu)將模具分為上模、中模、下模、模芯四大部分另外考慮到產(chǎn)品兩側(cè)還有階梯孔,因此設(shè)

43、計(jì)相應(yīng)的部件構(gòu)造出兩側(cè)的階梯孔結(jié)構(gòu),因此得出下圖所示結(jié)構(gòu): 當(dāng)模具的整體結(jié)構(gòu)基本明確以后還需進(jìn)行相應(yīng)的輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):余料槽和啟?？诘脑O(shè)計(jì)。余料槽設(shè)計(jì)填入模腔的加料,要求稍有過(guò)量,以保證制品壓實(shí)不缺料。這些過(guò)量的膠料,在模壓過(guò)程中必須排除,以保證制品尺寸和使用性能。為此,需在型腔周圍開設(shè)溝槽,以儲(chǔ)存排除的余料。這種用于儲(chǔ)存余膠的溝槽稱之為余料槽或溢膠槽。余料槽尺寸余料槽形狀,無(wú)嚴(yán)格要求,以加工方便,制品和余料易于從模具中取出為原則。通常采用如下圖所示的結(jié)構(gòu)形式。 允許采用倒角45°60°V形余料槽或R形的半圓形余料槽,表面粗糙度一般為Ra12.525m。大小應(yīng)適度,V形余料槽

44、深度為0.51.5mm;R形深度或半徑為0.51.5mm;矩形槽深度為0.51.0mm,寬度為25mm,側(cè)面倒角15°30°,矩形余料槽適用于膠料硬度較高或制品斷面形狀較大的型腔使用。一、余料槽是否與大氣溝通,通常有以下幾條原則。(1凡膠料兩大于制品重量5%10%,并使用開放式壓模,其余料槽不宜與大氣溝通。但多腔模內(nèi)部余料槽之間應(yīng)相互溝通,以利于膠料相互調(diào)劑和補(bǔ)充。為此,型腔與型腔間的距離以盡可能近為好,但須考慮型腔壁厚強(qiáng)度。通常無(wú)型芯多腔模,型腔與型腔間的最小壁厚為610mm,裝有型芯者一般為1012mm.(2當(dāng)膠料量超過(guò)制品重量20%,余料槽必須與大氣溝通,以防止在模具

45、分型面上形成過(guò)厚飛邊,影響制品厚度尺寸公差要求。(3凡制品厚度超過(guò)30mm,如實(shí)心墊塊、實(shí)心輪胎或其他厚橡膠制品壓模,其余料槽必須與大氣溝通,以防止制品起泡和縮邊,或引起飛邊過(guò)厚。(4凡膠料邵氏硬度A超過(guò)75以上,并采用開放式或半封閉式壓模結(jié)構(gòu),其余料槽也必須與大氣溝通。,二、無(wú)須設(shè)置余料槽的情況(1小規(guī)格(外徑小于10mm橡膠制品壓模、最好部設(shè)置余料槽,以利于整板(快取出制品。(2特種橡膠(如硅橡膠,氟橡膠及海綿類制品壓模,絕對(duì)無(wú)需設(shè)置余料槽。因它們?cè)诹蚧^(guò)程中,硫化速度較快,收縮率較大,合模必須很嚴(yán)密,以防止制品縮邊或出現(xiàn)裂口現(xiàn)象。(3當(dāng)膠料邵氏硬度A低于55時(shí),因其流動(dòng)性好,多數(shù)開放式壓

46、模無(wú)需設(shè)置余料槽。啟?？诘脑O(shè)計(jì)用工具撬開模具的縫口,稱之為啟模口。啟?？诘某叽?應(yīng)根據(jù)啟模力與模塊重量而定。但采用統(tǒng)一的啟口尺寸,有利于配合各種規(guī)格的啟模工具。因此,啟模口寬度較多選用1416mm,高度35mm。其深度須視具體情況而定,可車成一周或刨穿的通口,啟?？陂L(zhǎng)度要求大于60mm。當(dāng)模具很重時(shí),可將啟?？诟叨冗m當(dāng)加高到56mm,加寬到2025mm。若為矩形壓模,可在兩對(duì)角處,按45°刨成一定深度的縫口即可,下圖所示,深度4mm,長(zhǎng)度為3040mm. 在確定啟?？谖恢脮r(shí),應(yīng)盡量對(duì)稱或?qū)窃O(shè)置,并要求靠近模具定位處,以有利于減小啟模力。根據(jù)本閥圈的實(shí)際尺寸結(jié)構(gòu)可知,該模具整體結(jié)構(gòu)為

47、圓柱形結(jié)構(gòu),因此在開設(shè)啟模口時(shí)從模具的外徑向內(nèi)徑方向按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置啟?？诟鶕?jù)上述情況和特點(diǎn)結(jié)合該閥圈本身的的結(jié)構(gòu)分析確定模具具體的結(jié)構(gòu)如下: 圖中1為下模,2為側(cè)模芯其作用時(shí)形成閥圈兩側(cè)的階梯孔,有兩個(gè)孔故需兩個(gè)側(cè)模芯,3為上模,4為哈夫中模(用線隔開方式將中模切割成兩半方便產(chǎn)品的取出,5為模芯。該模具哈夫中模的合緊原理為:硫化機(jī)在進(jìn)行硫化過(guò)程中平板將施加12.5MP 的壓力,上模受到壓力后經(jīng)7°斜面?zhèn)鬟f給哈夫中模轉(zhuǎn)換為徑向的合模力,將中模夾緊。 模腔設(shè)計(jì)膠料在模壓與加熱過(guò)程中,內(nèi)部發(fā)生形變和交聯(lián)反應(yīng),從而產(chǎn)生熱膨脹應(yīng)力。為此,模腔需要有一定的強(qiáng)度和剛度。當(dāng)硫化膠料冷卻后,模腔應(yīng)力趨

48、于消除,橡膠制品的線性尺寸成比例地縮小。因而,模腔尺寸必需適當(dāng)增大,其加大的比例即為模壓橡膠制品(或稱膠料的收縮率,通常用百分比表示。模腔尺寸的確定模具尺寸及公差,通常試根據(jù)制品尺寸及其公差以及膠料收縮率,經(jīng)計(jì)算而確定的。此外,制品尺寸的波動(dòng)還取決于合模壓力和硫化工藝過(guò)程,也就是與模具結(jié)構(gòu)和工藝因素有關(guān)。因此,在確定模腔尺寸試,除了須進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算外,還須進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?以獲得合理的模腔尺寸,使做出的產(chǎn)品尺寸合格。一般制品的模腔尺寸計(jì)算(1 徑向尺寸壓模型腔徑向尺寸可按下式計(jì)算:D m=D(1+S式中D m型腔徑向尺寸(mm;D 制品徑向尺寸(mm;S 膠料收縮率補(bǔ)償值(%,S 是工程技術(shù)人員

49、通過(guò)對(duì)相應(yīng)產(chǎn)品橡膠做試驗(yàn)獲得的。(2高度尺寸模腔高度尺寸應(yīng)按下式計(jì)算:H m =H(1+S-h式中H m 型腔高度尺寸(mm;D 制品徑向尺寸(mm;S 膠料收縮率補(bǔ)償值(%;h 預(yù)計(jì)制品廢邊厚度,估計(jì)或查表,見(jiàn)下表 該產(chǎn)品的膠料為丁腈橡膠,經(jīng)過(guò)專業(yè)技術(shù)人員試驗(yàn)后測(cè)得其收縮率為S=0.14%接下來(lái)通過(guò)具體計(jì)算過(guò)程可計(jì)算出模具各部分的模腔所在的尺寸大小,各尺寸計(jì)算結(jié)構(gòu)已在模具圖上標(biāo)注,詳見(jiàn)各模具圖尺寸標(biāo)注。壓模外形尺寸的確定在此,應(yīng)考慮制品幾何形狀、型腔數(shù)量、壓機(jī)技術(shù)規(guī)范及經(jīng)濟(jì)效果。(1外形尺寸與型腔的關(guān)系在選擇型腔數(shù)時(shí),既要便于模具加工,又要操作簡(jiǎn)便,還要兼顧壓機(jī)加工范圍以及模具本身的強(qiáng)度和剛

50、度。圓形壓模外形尺寸系列,其直徑(mm為:100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300. 當(dāng)外徑尺寸大于300時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)設(shè)定,但需根據(jù)硫化機(jī)的噸位與外形尺寸的關(guān)系設(shè)定。(2外形尺寸與壓機(jī)噸位的關(guān)系理論上,模具受壓面積的計(jì)算公式應(yīng)為A=1000F/p式中 A-實(shí)際承壓面積(空模狀態(tài)(平方毫米F-壓機(jī)噸位(kNp-模具材料許用應(yīng)力(MP a45鋼為80 Mp a常用壓機(jī)噸位有250、450、1000、1400和2000 kN 等5種。原則上是小模具用小噸位壓機(jī),大模具采用大噸位壓機(jī);不允許將小模具安裝在大噸位壓機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn),以免損壞壓機(jī)工作臺(tái)面,或?qū)⑿∧＞?/p>

51、壓變形而報(bào)廢。為此壓模的外形尺寸必須有一定的規(guī)定。詳情可參照下列噸位與模具外形尺寸關(guān)系表. 該產(chǎn)品的硫化壓機(jī)噸位選擇是1000kN,因此外徑尺寸在合理的250到500mm間即可,該模具的外徑按經(jīng)驗(yàn)選擇310mm. 模具零件精度模腔及其各組成零件的尺寸精度,直接影響到橡膠制品的尺寸和外觀質(zhì)量,也關(guān)系到模具的正常使用與裝拆。尤其時(shí)帶有金屬嵌件的橡膠制品壓模,更應(yīng)注意。為此,必須對(duì)壓模各零件的尺寸精度做出規(guī)定。(1精度選擇原則有以下6點(diǎn):模具各零件高度公差總和不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的模具高度公差;模具中各零件的同軸度公差不得超過(guò)0.05mm;模具承壓面的平面度公差不得大于0.05mm;型芯、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、柱塞等

52、承壓零件的垂直度公差,當(dāng)其固定部分長(zhǎng)度在30mm以內(nèi)時(shí),不得大于0.05mm;固定部分大于30mm時(shí)不得超過(guò)0.10mm;當(dāng)一個(gè)零件具有兩個(gè)以上配合面時(shí),應(yīng)首先保證與制品直接接觸的配合面精度,其余配合面可按模具結(jié)構(gòu)、受壓面主次程度,分別相應(yīng)降低其配合精度。當(dāng)為多腔壓模時(shí),由于配合面數(shù)量多,;累積誤差會(huì)造成干涉配合,裝配后易發(fā)生卡滯或過(guò)緊現(xiàn)象,須仔細(xì)考慮其精度選擇。(2配合部位按國(guó)標(biāo)GB/T 1801-1999之規(guī)定,須注意以下6點(diǎn):軸與孔的配合公差,一般可選用間隙配合H8/f8或H8/f9;封閉式或半封閉式壓模配合,敞開式壓模的錐面或斜面配合,可選用動(dòng)配合,可選用動(dòng)配合H7/h7或H8/h8;

53、導(dǎo)柱與模板的固定部分,選用過(guò)盈配合H7/s6,滑動(dòng)部分選用間隙配合H7/f6;錐面定位配合,一般可按過(guò)渡配合選取,通常在錐孔小端標(biāo)尺寸及公差;(3非配合部位按國(guó)際GB/T 1800.4-1999規(guī)定的公差登記IT12,軸用h12.表面粗糙度橡膠模在使用過(guò)程中,由于長(zhǎng)期受熱、受壓,且絕對(duì)禁止加油及其他潤(rùn)滑劑,因此,其配合面必須有表面粗糙度要求。當(dāng)表面粗糙度大于Ra3.2m時(shí),易于拉毛或損壞。為此,橡膠制品與模腔表面粗糙度以及對(duì)模具結(jié)構(gòu)零件表面粗糙度的要求,分別見(jiàn)下表: 模具設(shè)計(jì)如材料的選擇材料的選擇除需考慮加工的合理性和工作的可靠性以外,還有模具的性價(jià)比,如當(dāng)一個(gè)模具的材料選擇可使用普通碳素鋼也可使用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,顯然優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的價(jià)格遠(yuǎn)比普通碳素鋼的價(jià)格高。一般來(lái)說(shuō)若模具的開模次數(shù)小于10萬(wàn)次,則只需選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,若開模次數(shù)高達(dá)100萬(wàn)次則需考慮性能更好的優(yōu)質(zhì)合金鋼鋼。該模具的開模使用次數(shù)在10萬(wàn)次左右,因此考慮各因素,模具的各部分結(jié)構(gòu)均選擇綜合性能較好的45號(hào)鋼,具體牌號(hào)為45 GB/T 699-1999。模板強(qiáng)度和剛度校核在設(shè)計(jì)小型橡膠壓模時(shí),通常憑經(jīng)驗(yàn)確定模腔壁厚