橡胶支座的研制

了志

橡胶支座的研制
       
% y7 A6 a' M+ f    前  言
1 {! w6 y" T9 B  R& j    图1为橡胶支座简图，该件由底座、加强筋、支撑开口的头部四部分组成，结构比较复杂。

图1  橡胶支座
2 S+ Z1 Y- r) j% e" h* e1  模具结构设计
, {8 V  H- v9 D8 ~1)普通压模与压注成型模具的比较
1 _3 A9 V) e1 W9 A5 E    普通压模结构简单，成本较低，但是存在以下几个问题。
% z9 B5 ~8 `7 M7 h7 ?) K    (1)由于结构特殊，型腔存在尖角部位，硫化时难以到料，制品存在缺胶、裂纹、明疤等缺陷。
1 \: \& g1 R; @' [    (2)半成品制作困难，若做不准确，胶料将模芯托起，合模时极易发生啃模现象。
    (3)胶边太厚，修边费时、费力。
    (4)废品率较高。
9 n0 B3 P; O2 J$ K2)压注模除制作成本较高外，上述问题都可迎刃而解，相比之下，还是采用压注模制作更为合适。
3)分型面的选择
    该件的形状为支座形，两端实体较大，特别是头部，曲面相接，形状复杂，中间部位是一规则的六方体，中间有一贯穿底部的书12通孔，底座是四方体，有四个台阶孔与机座连接。根据其结构，纵向开模几乎是不可能的，选择巾12通孔的中心线分型是最佳的也是唯一的。但是A-A和B-B两种分型怎样选取呢，还必须作进一步的分析，如图2所示。
; K& ^7 G5 T; X7 @) q% f" @
7 ?9 _2 g1 H  t0 U* D8 h' D7 A图2  分型的选择
7 C4 T; h/ F: J4 D( L0 N    A-A分形面具有面积小的特点，也就是说在相同的面积上可排列更多的孔数，以提高生产效率。但是却带来许多问题，一是型腔变深，加工难度大，模具加高硫化时间增长。二是半成品胶料的制作和放料更不方便，发生啃模的几率增大。而选择B-B分型面可使型腔高度由95mm减少为50mm，加工难度大大降低，模具成本可下降1/4，同时，由于型腔的变浅，模具高度相应变薄，硫化时间减少60s左右。而且采用B-B分型面可充分利用胶件头部31×26.3的方型平面，使模芯与上下模型腔接触，以限制模芯X方向的转动，这不仅有利于提高产品质量，而且节省了一个定位销钉，简化了模具结构。综合分析，采用B-B分型面利大于弊。

" p! m9 w& `3 V  {, C3 W; H图3  支座式橡胶件模具结构简图
2  胶料配方设计
- r9 c* y, w8 g9 p. T& U# E    胶料方面
    该制品属于减震类橡胶件，除具有良好的弹性外，胶料还必须具有较好的流动性，以减少型腔底部尖角处的缺胶现象。另外该制品用料较多，从降低成本的角度增加20份的再生橡胶，不会对制品性能造成很大影响。另外加上10份顺丁橡胶并用以提高塑炼和混炼性能，胶料配方着重在这两方面进行改造，以提高其性能。经改进后的配方减少了填充剂的比重，补强剂采取适宜的用量，使胶料以上两方面有所提高。
" k4 {' n9 Y7 c( H0 T确定配方如下：
; g1 i+ W/ s+ @1天然橡胶              80
# l2 n7 s7 d1 R8 V. d3 I2顺丁橡胶              10
3再生橡胶              20
4硫磺                  1.2
" x4 G8 P  I! B% M5促进剂CZ             0.8
8 U1 Q7 p" I# M% E' t( y/ L0 X+ C# x6氧化锌                3
/ R7 {8 Y* x- e" U9 a7硬脂酸                2
7 s1 a2 N& L- }" |0 E& t8防老剂D               1
0 n. ]/ a* S0 E, i9防老剂4010            1
10防老剂B              0.3
; c! [+ I. R; _( s/ g# w9 Z- J* [+ B1 @. |11石蜡                 1
12碳黑                 25
# P. p+ j1 U/ r2 B9 n硫化条件℃×min         143×5
物理机械性能
, N' s$ i( p' S; K) u  ~300％ 定伸强力Mpa      7.9-8.8
6 Y# [5 J, |0 w硬度（邵氏）            50-55
1 A1 Q; }7 V) j' c' o2 t扯断伸长率％            595-632
撕裂强度Mpa            10.9
3  模具的制造
4 P; ~4 o/ b* S2 |" T3 g) F3 D, ga 材料：45
$ |3 Q0 d+ A% P- ib 热处理：HRC28～33
c 制造工艺
d 模具的热处理
    模具的形状比较复杂，由于支座底部较深且有尖角存在，数控加工中心加工也不太方便，还是电火花加工更为适宜。其工艺过程是：
" z$ G( m! s; S  F$ J+ r9 w' q（1）备料：240×240×35mm毛坯料两块，240×150×55mm一块。
（2）粗加工，根据模具尺寸，留余量1.5mm，模芯毛坯留余量1.2mm。
（3）热处理：调质HRC28-33。
6 T5 s5 {' K* a9 ~4 o# H（4）半精加工。
  v6 c  \: Q! q+ E, Q* P% D（5）半精磨，精磨上下平面。
0 ]1 d5 ?; C" |# n$ U9 C; e（6）加工中心制作模芯。
（7）电火花加工上下模型腔。
0 R3 z( R; J. ]! k（8）抛光，去除尖角毛刺。
4 u" |/ ~- ]" X（9）模具表面处理。
3 f& ?, O* j/ j' E$ o, ]% \    如果用普通机床加工模芯，则必须做样板，样板的加工可用线切割制作。模芯加工时必须与样板完全相符，否则制品易出现错位、厚薄不匀等缺陷。
5 Y2 I4 N6 `1 f  f5 r4 o    模具在工作中除了要求基体具有足够高的强度和韧性的合理配合外，其表面性能对模具的工作性能和使用寿命至关重要。这些表面性能指：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。这些性能的改善，单纯依赖基体材料的改进和提高是非常有限的，也是不经济的，而通过表面处理技术，往往可以收到事半功倍的效果，这也正是表面处理技术得到迅速发展的原因。模具的表面处理技术，是通过表面涂覆、表面改性或复合处理技术，改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需表面性能的系统工程。从表面处理的方式上，又可分为：化学方法、物理方法、物理化学方法和机械方法。虽然旨在提高模具表面性能新的处理技术不断涌现，但在模具制造中应用较多的主要是渗氮、渗碳和硬化膜沉积。  渗氮工艺有气体渗氮、离子渗氮、液体渗氮等方式，每一种渗氮方式中，都有若干种渗氮技术，可以适应不同钢种不同工件的要求。由于渗氮技术可形成优良性能的表面，并且渗氮工艺与模具钢的淬火工艺有良好的协调性，同时渗氮温度低，渗氮后不需激烈冷却，模具的变形极小，因此模具的表面强化是采用渗氮技术较早，也是应用最广泛的。模具精加工完成后，硬度较低，如果不处理就使用，尖角部位很快会因各种原因导致磨损，所以必须进行表面或真空热处理，考虑到该件批量不是太大，采用表面处理是比较适宜的。
4 硫化工艺
$ ]. V  u9 Y; k4 }& |    硫化设备： XLB/630KN快速开合模型硫化机
    硫化条件：
* m- n. }2 j0 \% o5 U    温度℃     143
+ _$ O. h9 \. k/ I( x) V    压力       10Mpa
    时间       8min
6 d. I7 P' _2 q; D" n, }    胶料制备：半成品制作时应避免沾上水分，杂质。
2 v  {5 U0 D/ T: \装模及工艺
    (1)将胶料裁成100×30×4mm的长方体备用。
    (2)将加热完毕的模具拖出，打开压注塞
    (3)胶料弯曲，将压注腔填入每模所需胶料。
6 [6 \6 b$ }* ^* R0 j. x4 \    (4)压注塞对准压注腔放入。
    (5)推入硫化机加压注胶，硫化时问8min．
    (6)将模具从硫化机中取出。
; X: g4 Z& |& i& K' k1 B    (7)开压注塞，放于一侧。
    (8)起上模，放于一侧。
    (9)用起模工具将模芯取下。(起模工具必须用黄铜制造)
    (10)将模芯置于专用脱模工具，利用橡胶支座的底平面将制品取下，从而完成一个工艺循环。
+ @. Z! x! Z  @7 c5  结论
    采用以上方案压注出的橡胶支座，外观整洁，壁厚薄均匀，脱模时无撕裂，无缺胶、烂泡、明疤等现象，可比较容易的从模芯上取下，效果较理想。

少校

沙发，谢谢楼主的资料！！！

linshidewo

板凳，谢谢楼主的资料！！！
: d6 x* U6 n# s( D, E7 Y$ p8 Z橡胶技术网 http://bbs.sto.net.cn/thread-30742-1-1.html

MDS

谢楼主奉献很好的资料！
- f+ a/ v) ]( X  x) x楼主的配方撕裂强度单位不对（不应该是MPa、如果是10.9KN/m则太低、如果是109KN/m则楼主的配方达不到、感觉楼主的配方不是生产配方。

zsgqust

多谢楼主无私分享！！

xzltg

楼主在哪里抄来的资料哦，是什么支座哦，说有简图，又没有简图。

了志

http://news.mechnet.com.cn/content/2009-03-23/48377.html
原文地址，我发上来见不到图片
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你说的很对，本产品不是我自己做的，本文在模具设计方面还是值得学习，但配方上我也不认同。

小城故事

这个配方不行，返原厉害，烧边。应该改进。