模具结构设计

zhaoqingfeng

　模具结构直接关系到制品质量、制品尺寸精度、生产工作效率、工人的劳动强度、产品合格率、模具加工的难易程度和模具的使用寿命等, 因此, 模具结构设计是相当重要的。模具设计时要对制品的工作性能, 模具制造、硫化工艺的可行性, 模具开合, 胶料填充, 制品脱模, 模具的外形尺寸与模具的强度, 以及与制品尺寸相关的胶料的收缩率、与制品外观质量相关的飞边厚度、溢胶槽开置方式等多个方面进行全面综合地分析考虑。
* [( h/ _9 A( ^" ^1.收缩率的确定
　　胶料在加热硫化时, 胶料内部发生交联, 并产生应力, 被硫化过程所固定, 而在硫化胶料冷却后, 应力趋于消除, 制品的尺寸成比例地缩小, 因此在模具设计时应相应地增大模腔的尺寸, 保证制品冷却收缩后的尺寸值达到制品要求, 这就是模压制品胶料的收缩率。
　　影响橡胶胶料收缩率的因素很多, 如橡胶的线膨胀系数、制品的结构型式、壁厚、制品的含胶量、胶料的硬度、制品的致密度、硫化工艺参数等。通常,胶料收缩率采用经验数据与计算公式相结合的办法确定。防尘折箱胶料采用耐油的丁腈橡胶, 胶料硬度在70°A左右, 制品厚度平均为4mm, 属较薄橡胶制品范畴, 同时制品对合缝线胶边厚度要求较高, 结合以上考虑, 我们确定收缩率应在1.6%～1.8%之间。
2.分型面的选择
& c! B" f% E* I7 s/ R, |　　分型面的选择是模具结构设计的关键, 一般应遵循的原则是: 模具的分型面应尽量避开制品的工作面; 硫化后制品脱模方便; 胶料的填充方便快捷;胶料流动顺畅; 模具制造容易; 工人操作简便。按照上述原则, 根据防尘折箱对称的结构特点, 选择了轴向对称平面, 即纵中剖面为分型面。
3.制品脱模方法的选择
　　制品通过模具进行硫化成型后, 从模具模腔或模芯中取出, 称为脱模。脱模是橡胶模压制品硫化工艺过程中关键工序之一, 它直接影响到制品质量和工效高低。脱模与模具结构、操作方法、熟练程度、胶料强度、硬度等有关系。
　　对于防尘折箱产品, 因制品具有外径较大, 而口径小, 波纹高度较高, 胶料硬度较高等特点, 故采用了较为典型的镶块模芯手工脱模方法。设置圆形的中心模芯、内模镶块环绕中心模芯依次排列, 脱模时, 首先敲出中心模芯然后按次序取出镶块, 比较方便地取出制品。而镶块的数量和切割组合方法, 则综合考虑了制品内部尺寸、内模重量、模具加工方法和难易程度等因素, 将内模分为八瓣镶块, 见图2,使得操作工单手即可很方便地进行操作。
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" C4 P6 Y! o6 g9 \7 z4 [0 C4.模具的基本结构型式
　　防尘折箱为轴向对称结构, 将模具设计为卧式结构(见图2 所示) , 便于胶料的填充操作和胶料的流动。两端通过端盖与上、下模之间的尺寸配合保证制品壁厚均匀、模芯不易歪斜, 同时通过锁紧螺母保证内模与外模之间的锁紧定位。使用时, 为了方便操作, 减轻工人的劳动强度, 可将上模固定于平板硫化机的上热板上, 除上、下模板外的其它部分通过定位轴、端盖及垫片和锁紧螺母方便组合或拆卸, 胶片均分为上下两部分分别填放, 下模推入时靠长定位销导入, 简便可靠。
5.溢胶槽的设置
　　在硫化过程中, 由于胶料中的水分和吸湿性填料中的水分等, 受热后易产生气体、膨胀, 从而导致制品产生气泡。另外, 为提高胶料的致密性, 促使胶料充满模腔, 一定量的余胶和设置合理的溢胶槽是必要的。让多余的余胶流入溢流槽, 借以排除气体,提高胶料的流动性, 提高制品的外观质量。本模具溢胶槽设置在分型面上, 因为分型面上最容易排除气体, 溢胶槽可设置为V 型或半圆型, 大小应适宜,与模腔的距离也应很好的掌握。
6.模具外形尺寸的确定
4 g, G. {8 U( u. k　　模具在硫化过程中除了受热外还承受着两方面的压力, 一是硫化机对模具的压力, 二是胶料的热膨胀力, 因此要求模具必须有足够的强度和刚度, 设计计算时, 应根据模具所承受的最大应力不得大于模具材料的许用应力建立强度条件, 这是模具外形尺寸确定的首选问题, 同时再根据在热膨胀力作用下产生的弹性变形不得超过模具精度允许的限度建立刚度条件, 确定出模具壁厚。但是, 通过模板强度和刚度的计算, 是确定模具壁厚和外形尺寸的主要依据, 而不是惟一依据, 还应综合考虑模具结构需要、模具重量、操作方便, 以及与硫化机拉力的匹配等。
7.模具加工及工艺要求
: y+ V9 \8 ?2 W5 I) A　　( 1) 模具材料的选用
　　本防尘折箱模具选用45号优质碳素结构钢, 因为此种材料具有易得、易锻打、易传热、淬透性好、并且热处理后具有良好的机械强度、良好的机械加工性能和焊接性能, 在一定程度上能耐硫化物的腐蚀等优点。为提高材料的整体均匀机械性能, 提高模具的使用寿命, 采用了调质的热处理方法, 调质处理后硬度不高, 便于修复和精加工。调质热处理应安排在精加工之前进行。
　　( 2) 表面粗糙度
$ `4 ~. v+ y$ m　　根据模具部位及作用的不同, 制定适当的模具加工表面粗糙度要求: 上、下模内腔及内模镶块表面因其表面粗糙度直接影响制品的质量, 要求其粗糙度应控制在Ra0.8以上, 而模具分型面、导销配合部位、端盖配合面等部位可控制在Ra3.2以上, 至于模具的外形、启模部位等非配合表面, 为降低模具加工难度控制在Ra12.5以上即可。
4 \- A' B: M9 R* ~　　( 3) 配合公差和加工精度
　　模具模腔及其各零件的配合尺寸及加工精度对模具的方便使用、制品的外观质量有着不同程度的影响; 同时, 零件的加工费用随着精度的提高而增加, 尤其对于过高精度要求时, 这种增加是极其显著的, 因此应根据配合面的实际需要对各个部位的精度进行适当的控制。对于镶块配合表面, 应保持密合, 配合间隙值不得大于0.03mm, 端盖与上下模的锥形配合表面可选用过渡配合, 保证准确定位和开合模的方便, 其它部位按模具的结构可相应的降低配合精度要求。
6 u4 A4 z6 c0 W6 ?8 o$ m  T二、结论
1 g3 S; H. u' z　　该模具顺利完成加工, 经使用确认: 该模具结构合理、操作方便, 生产的防尘折箱制品完全达到制品图纸及使用性能要求。专利产品防尘折箱引起了广泛的关注, 用户使用后普遍反应质量可靠, 效果良好。

xla0815

顶一下，经验之谈。值得学习！！！！！！

与胶共舞

好资料，学习了！

yong09

看了很长见识，不错！