橡胶支座的研制

了志

橡胶支座的研制
       
    前  言
% a. l9 a# M- q2 {$ j8 _+ ^! O6 v    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。
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3 k+ d5 e+ I) X) ~# o* j/ ^9 X* H; I图1  橡胶支座
1  模具结构设计
1)普通压模与压注成型模具的比较
; b& ~/ q7 ]3 ?  [  [9 Q; f1 R    普通压模结构简单，成本较低，但是存在以下几个问题。
    (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。
2 l0 r5 J6 ~4 T$ U    (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。
* k! Q  C6 d1 M4 Y2 s2 w* W    (3)胶边太厚，修边费时、费力。
    (4)废品率较高。
2)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
+ ]- D! Y8 Q7 U" f+ `    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。
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图2  分型的选择
    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。

图3  支座式橡胶件模具结构简图
3 C) u3 d. D' }2  胶料配方设计
    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。
. h6 v) k. [/ U! d" t; J3 o8 x0 A  u5 r确定配方如下：
: U( V# J- l, }1天然橡胶              80
' g( `/ y8 Z1 s7 S2顺丁橡胶              10
3再生橡胶              20
4硫磺                  1.2
, s4 ?& i, z/ L3 G  ~" @5促进剂CZ             0.8
) U4 V+ f2 p: V* O4 U. L( V6氧化锌                3
. c. h% F5 k! H3 J- }/ e$ P, u9 R7硬脂酸                2
8防老剂D               1
* R$ O9 w( _0 K; }* e% s9 y9防老剂4010            1
$ A" O' X$ |' D3 f1 I7 s8 s/ U10防老剂B              0.3
11石蜡                 1
12碳黑                 25
硫化条件℃×min         143×5
物理机械性能
300％ 定伸强力Mpa      7.9-8.8
3 @+ R, N* |! p+ v' Y9 u! S硬度（邵氏）            50-55
+ O* w( O$ o1 f! z. Y扯断伸长率％            595-632
6 a$ |/ C+ i# u4 K( `, k. I撕裂强度Mpa            10.9
9 q# U" N+ q& ~. L" o* \" H# _, \3  模具的制造
a 材料：45
b 热处理：HRC28～33
5 ^0 W0 J, Z& Lc 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：
5 [+ N$ ^; R; W+ l; A6 y（1）备料：240×240×35mm毛坯料两块，240×150×55mm一块。
' J! \; ~* q- l1 V（2）粗加工，根据模具尺寸，留余量1.5mm，模芯毛坯留余量1.2mm。
8 l  z# w2 I, ~5 [3 }（3）热处理：调质HRC28-33。
（4）半精加工。
3 U0 W1 Z8 e1 n# h（5）半精磨，精磨上下平面。
（6）加工中心制作模芯。
（7）电火花加工上下模型腔。
（8）抛光，去除尖角毛刺。
- g) d" H8 X5 \- Z, N（9）模具表面处理。
    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。
# Z4 X1 P( k5 f4 @; z* J    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
2 j7 D2 g6 `5 a  U* b* R5 h0 `5 k$ c" K    硫化设备： XLB/630KN快速开合模型硫化机
1 K* b" J/ Q$ q; P' {3 K. K9 R    硫化条件：
7 {  f) B3 ^6 B    温度℃     143
    压力       10Mpa
9 f( l* T- F4 ^  G/ ?' Q) {    时间       8min
7 V# k/ _- n: @) w: ]' K4 ~    胶料制备：半成品制作时应避免沾上水分，杂质。
/ T2 ^3 ^$ U; h# d2 X装模及工艺
% w# H. }, g+ Y7 E; O- S    (1)将胶料裁成100×30×4mm的长方体备用。
! b' D: n9 f' J    (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。
2 p( C( P4 M& I8 `+ K. G    (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．
% u0 }0 j- q  w2 Q# p; k    (6)将模具从硫化机中取出。
0 W" T/ Z/ `& v, p    (7)开压注塞，放于一侧。
    (8)起上模，放于一侧。
) W7 i3 e  t, `3 }    (9)用起模工具将模芯取下。(起模工具必须用黄铜制造)
1 j# f6 @4 V* o) {2 ?    (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。
/ x( b  S* `: Z7 \/ m5  结论
- {2 ~+ H- z9 G4 d  K* ]. }. n7 P    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！！！
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！
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
; P  f  X; O4 f, R1 s==============
3 l+ ?  Z- T  v: ^; z( B! ]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。