工字形橡膠襯墊硫化模具設計探究
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摘要：介紹了工字形橡膠襯墊制品結構及其硫化模具的設計與加工。結果表明，采用哈夫塊結構解決了該型橡膠襯墊不規則形狀產生硫化過程難以鋪布的問題，提高了產品合格率。
關鍵詞：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的生產能力、加工效率和技術水平，同時在很大程度上決定著橡膠制品外觀質量的優劣，是橡膠制品生產過程中的重要因素之一。本文介紹了一種外形似“工”字形結構的橡膠襯墊硫化模具的設計與加工，期望能為業界相關技術人員有所借簽。
1橡膠制品介紹
本工作橡膠襯墊形似工字，其實是一個斷面呈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。本產品橡膠襯墊外形不規則，薄壁，外表面包覆一層織物，技術要求其厚度均勻，表面平整光滑，織物不能有褶皺?；诖?，其硫化模具的設計與加工均有相當難度。
2硫化模具結構設計［1－2］
2．1分型面、夾布空間和流膠槽的設計
本產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進行分型，見圖2；根據制品生產工藝和硫化模具設計規程，應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。本產品橡膠襯墊具有不規則曲面結構，加工過程中應盡量避免加工倒扣，應選擇圓弧象限點分型，即在分型線3和分型線4處進行分模設計，此處不用鋪設織物，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，可使下模與模芯進行分離，節省了加工時間及加工成本，使用螺釘緊固。
2．2模具結構及工作原理
本產品為夾布薄壁橡膠制品，其半成品膠片鋪設在硫化模具硫化型腔內進行硫化，因此硫化模具可分為立式模具和臥式模具。立式模具結構簡單，硫化操作便捷，但模具厚度和質量都相對較大，加工難度高，硫化合模時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構，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＋哈夫塊硫化模具結構，見圖3。圖3中，哈夫塊1和哈夫塊2為可拆卸活動塊，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，實現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，實現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。產品成型順序為：在模芯上先包覆半成品膠片和織物，再將哈夫塊1和哈夫塊2分別放置在圖4對應位置，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→數控機床粗加工→數控機床精加工→除毛刺→組裝→拋光。為節省加工時間，中模定位孔采用銑床加工，內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，因為有倒扣，需要利用三軸機床加工，而且還需要翻轉2次，加工過程中要留有基準，翻轉以后需找正，誤差要在0．02mm以內。圖5為哈夫塊和芯模三維立體結構。
4組裝與拋光
在裝配模具過程中，應先檢查重要零部件配合尺寸與形狀，以免裝配時產生干涉現象。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行拋光處理，確保模具型腔的粗糙度一致。不高，模具型腔表面粗糙度取Ra0．8，其他部位取Ra1．6。拋光時要特別注意，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結語
試模結果表明，該型硫化模具結構設計合理，硫化工藝簡單。投入實際生產以來，硫化膠件尺寸精度高，表面平整，無任何缺陷，產品合格率大幅提高，滿足了批量生產要求。
參考文獻：
［1］張秀英編著．橡膠模具設計方法與實例［M］．北京：化學工業出版社，2003．10．
［2］模具實用技術叢書編委會編．橡膠模具設計應用實例［M］．北京：機械工業出版社，003．10．
作者:門瑞光 劉鈞 單位:西北橡膠塑料研究設計院有限公司