橡胶密封制品讲座

contender · 发表于 2009-3-1 12:51:03

好贴,学习了 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

hyxrxl · 发表于 2009-3-1 13:16:43

好资料楼主辛苦了~~~谢谢分享

sun00222 · 发表于 2009-3-1 14:24:04

橡胶密封制品技术讲座《六》2008年11月26日星期三 08:55一般无骨架密封制品，影响收缩率较显著的为硬度与含胶率。而注压又比压铸模硫化的制品收缩率小。

总结的实验公式如下：

收缩率（径向）=2.1-0.012×硬度（邵氏A）值﹢0.9×含胶率

通过实验，测得的骨架油封收缩率为：

外径0.03～0.08%

内径1.5～1.7%

形腔尺寸的计算：

D1=D（1-K）±A/2 ------1-2

D4=模腔在室温的尺寸；D----制品在室温的尺寸。

K---制品的收缩率；A---制品的公差（见表1-1）

表1-1 制品、模具型腔公差

公称尺寸

毫米
6级精度

制品
3级精度模具成型件
7级精度制品
5级精度模具成型件
8级精度制品
6级精度模具成型件

6以下

而通常的密封制品采用6级精度，而模具成型件采用3级精度，刚好为制品的二分之一，若制品要求的公差不是6级精度，视对产品的要求而定，一般模具成型件的精度比制品的精度提高2～3级；制品公差单向分布时，模具成型件按制品，原为负取负，原为正取正，若制品等值双向分布时，项为零，按式计算完毕后按精度要求的公差1标注在计算的D1右上角。

（一）模具最小承压面积的确定：

Fmin=P/Rb-----(1-3)

式中：Fmin---模具最小承压面积（厘米2）

P----液压机的吨位（最大工作压力；公斤）

Rb----模具材料的许用应力；公斤/厘米2，

设计模具时，要求模具的承压面积下≥Fmin

参考图1-4

（二）最小外形面积确定：

直接与平板接触的面积称之为模具的外形面积，外形面积太小可能损坏硫化机的平板。根据平板材料特性的结构特点，要求模具最小外形面积：

圆模﹥p110 毫米

矩形模﹥110*110 毫米

模具壁厚的计算：

在计算模具壁厚时，若圆形模具不是穿孔的（如图1-5），我们把它看成一个厚壁的高压容器，则不能按薄壁容器的计算较准确地计算出来、否则误差太大、一般时就称之为厚壁容器[3]。时（R-----模型外半径）为薄壁容器。

sun00222 · 发表于 2009-3-1 14:25:28

橡胶密封制品技术讲座《六》续2008年11月26日星期三 08:571、圆模计算公式：

（1）不穿透的圆模计算公式[3]

------------(1-4)

式中： —模具壁厚    厘米

— 材料的许用应力公斤/厘米2

—模腔的压公斤/厘米2

—模具的半径：厘米。

（2）中心穿透的模具计算公式[4]

--------------(1-6)

可有用下式验算：

----------（1-6_）

式中： —模具承受的最大应力；公斤/厘米2

   R—模的外径；厘米

   其它符号与式（1-4）相同。

2、矩形模具的计算。

按图1-6，矩形模具主要检验A-A；B-B装饰面的弯曲变形：

-------(1-7)

式中：P2—短边总压力：公斤

   b—胶层原变；厘米

   P2—P0 h l2

   M—弯曲力矩；M=P1L1/12；公斤/厘米

   P1—长边总压力；P1=P0 L1 b公斤

   W—抗弯曲断面系数；W= ; 厘米3

   F—模壁的断面积；厘米2

在模具设计中，P0 （模腔内压）的选取是很重要的，对于一般模具，胶料在型腔中的内压决定于平板硫化机的注压力，而对于一些特殊模具，如压铸模、注压模、胶料经狭窄的小口进入模腔，胶料的胀力很大时不能使上模产生足够的反作用力，使上模和平板产生一定量的位移时，此时主要考虑胶料的胀力，胶料的胀力最大时可达800～1200公斤/厘米2，此时超过材料的许用应力，模具就不能在这种条件下使用，尽管模壁加厚，按式（1-4）；式（1-5）分析是无效的，只有采用新的强度更高的材料。在胶料胀力不是很大时，在材料许用的范围以内时，模具的壁厚直接与模具的内径r有关，当需要制造直径的产品时，模壁就要很厚，这样模具就很笨重，为减轻重量，可从模具的结构改进达到这一要求：

（1）    上、下模反包中模（图1-7a）。

（2）    上、下模咬住中模（图1-7b），

矩形胶板模具，可以在中模模框上、下设几处销钉、合模时插入上、下模板，增强模框的抗弯曲变形能力。

sun00222 · 发表于 2009-3-1 14:26:05

橡胶密封制品技术讲座《六》续一2008年11月26日星期三 08:58一、          模具总高度和模板厚度的确定；

规定模具总高度的等级，便于在同一平板上同时放几付模具，提高生产效率。在确定模具总高度时，应注意模具的外形尺寸与高度之比要小于2：1；否则传热不均，模具总高度有下列等级；

20-0.10    25-0.10 30-0.10 35-0.10 40-0.10 50-0.20

60-0.20 70-0.20 80-0.20 90-0.20 100-0.20

模板厚度参考下列数据确定：

1、          模具外形尺寸小于150×150毫米2或P150时，简单模腔不得小于6毫米；复杂模腔不得小于8毫米。

2、          模具的外形尺寸在150×150～300×300毫米2时，或（P150～300）时。

简单模腔不得小于10毫米；复杂模腔不得小于12毫米。

3、          模具外形尺寸在300×300～600×600毫米2，或（P300～600）时。

简单模腔不得小于12毫米；复杂模腔不得小于15毫米。

二、          模具成型件之间的定位：

（一）圆柱定位：如图1-8a，圆柱有5-8毫米的配合面高度，其他为5-100的倾斜面。配合高度太大，启模困难，太小影响定位的可靠性。

（二）锥面度位：如图1-8b,要求锥与配合接触面积不低于70-90%.

（三）销钉定位：如图1-8C1，H1=H5; H2=4-6;H3=1×45°;H4=1;C=15-20;X=5-6°;而图1-8C2为有弯筒的与销钉的动配合，磨损后将整筒换掉，可提高模具的使用寿命。

定位配合：凡轴与孔的配合，当直径为P3～10毫米时，静配合为；大于10毫米时，静配合为；动配合时，要求高的为；一般为；要求不高的为。

（四）定位注意事项：

1、          模板转向或翻身不致损坏模具，或会产生不合格产品。这样需保证正、反都有同样的尺寸和精度（如图1-9a），中模可以转向或翻身。若不能满足上述要求时，要么正、反都有明显的尺寸差别，使用销钉定位时，可采用几个明显尺寸差别的销钉，也不容易而损坏模具，或产生不合格产品。

2、          模具定位要考虑到装胶后，上中模是否吻合，要有足够的导向长度、填胶量多或断面复杂的模腔更应注意。否则轴与孔脱节，无法导向容易压坏相似。

3、          带有嵌件的制品还需考虑嵌件的定位，如图1-10a中，嵌件用芯轴定位。油封金属骨架的定位，如图1-10b、c、d，b为中模径向沟纹，c.d分别为下模的突台和定位销点定位，在突台上方有径向沟纹，或鑽孔胶料能通过，而定位销是另外插几个销子、与突台定位类似，在销子之间胶料可以流过。

三、          模具分型面的设置

为了取出产品容易，便于模具加工，所以模具都是由两个或两个以上的部件组成，这些部件的相互配合称为分型面。分型面的选取应根据以下几点考虑：

(一)          分型面应尽可能避开工作面，如图1-11a分型面在工作面上，且不易取出产品。如图1-11b分型面不在工作面上，且取产品容易。“O”形圈模具采用180°和45°分型都是为了避开工作面，如前面的图1-11C,但45°分型模具加工难度大，成本高，目前国外修边技术的发展，动态密封的“O”型圈也采用180°的分型。采用液氮冷冻修边，表面抛光等新技术可以毛边清除干净，表面加工光洁。

(二)          分型面的设置，应注意排除气体，如图1-12a.b.c中，b模难于排除气体，存有死角，且距分型面太远。a.c模排气容易。

(三)          分型面应考虑保证制品的精度

对于同心度、厚度等尺寸精度要求高的部分，应设在同一层模板上，如图1-13a同心度较差，而b模同心度较好。在图1-13c中同心度较差，而d模同心度较好。

（四）分型面的设置，应考虑模具加工方便，取产品容易；胶边应尽量落在制品的边角处，修边容易。如图1-14a结构简单，加工方便，但只适合于产品断面宽大于厚度的二倍，而宽度又要求在4毫米以上、厚度要在6毫米以下，否则填胶与启模取产品都很困难。图1-14c填胶取产品都较容易，但结构复杂。b模填胶比c模困难，特别是制品断面宽度小时更突出。图1-14d采用两半的内套。中模将内套箍紧，这样便于取出产品。a.b.c结构的模具都不便硫化夹层制品，织物很容易在上、下模板的分型面处压坏，而模具，填胶、取产品都容易，且压制产品密实。

（五）    设置分型面时，应注意避免锐角。分型面尽可能采用平面、锥面。如图1-15a中、下模的分型面落在产品底部，取产品容易又无锐角，而图1-15b中，中、下模分型面在产品侧部，而且下模构成锐角，模具很容易损坏，启模时产品落在下模难以取出。

四、          余胶槽（或称流胶槽）的设置

为了充满模腔，半成品胶料的体积，总是要比模腔的体积（成品的体积）要大一些，多余的胶除少部分形成胶边外，大部分流入余胶槽，余胶槽的形式如图1-16a.b.c，最常见的半圆形（图1-16a）,余胶量较多的大型模具，一般多采用梯形断面的余胶槽（图1-16c），除a.b.c两种形式外，也有采用三角形断面的余胶槽，如图1-16b。余胶槽的布置，通常距产品边缘较近（3～5毫米），多槽模余胶槽的布置要视产品的大小，和胶料的流动性质而定，一般小规格的产品胶料流动性好，余胶槽可距产品大的规格的产品且胶料流动性差，余胶槽要围绕边缘较近的地方布置（如图1-16E）。

五、          启模口的设置

启模口（或撬口）的形式、规格与模具的规格、结构及启模力的大小有关，一般的中、小模具启模口形式、规格如图1-17d，启模口的深度为4毫米，宽度为15毫米，沿圈边的长度，视模具的具体情况而定，如图1-16E启模口沿周向分布，这样可以减少承压面积，模型重量，并使加工方便；若无定位销定位，是中心圆柱定位，则可以沿整个周边车成4毫米的阶梯。矩形模具一般斜对角设两处启模口即可。启模口不应有倒角，如图1-17a有倒角撬模时费力。启模口更不能车成斜角（如图1-17b），启模更加困难，也不能将启模口的深度车得太大（如图1-17C），启模时难于受力。规定一定规格的启模口，便于使用统一的撬棍。当模具较大，或启模力较大时，可以有特制的适应于大的撬棍的启模口，或使用专门的启模口，或利用螺钉的旋力来启模。

sun00222 · 发表于 2009-3-1 14:26:38

橡胶密封制品技术讲座《六》续二2008年11月26日星期三 08:59一、          模具手柄的设计

模具较重时，为使搬动方便需要安置手柄，手柄的形式和规格与模具的形式与规格有关。矩形模具手柄为凵形，手柄内沿宽度。至少大于较宽大的手带上双层手套的宽度，如图1-18所标注的宽度≥110毫米，减去钢筋的直径即为最小操作宽度。凵形手柄规格与连接方式见图1-18a.b.c。圆模手柄规格与连接方式见（图1-18E、F）。手柄与模具连接的方式采用焊接（图1-18b.E），结构简单、加工方便，但焊接时易使模板变形，对精度要求高的，或模板体积小的查具，采用螺纹连接，而螺纹连接的手柄，又分中间焊接式（图1-18a），和套管式（图1-18c）,套管式检修折除方便。当模板较薄采Ⅱ型，模板较厚有足够的操作高度时采用Ⅰ型。

十二、模具的锒块

为方便机械加工，减少热处理的变形、型腔损坏便于检修或车换，一般大规格模具（或质量要求高的，或复杂型腔的）多采用锒块，锒块使用的材料视具体情况而定。要求经久耐用，耐腐蚀可采用不锈钢，或其他优质合金钢，外沿部分仍可以使用一般钢材。模具锒块应注意以下几点：

（一）、锒块的外形结构应尽量呈圆形或方形，便于机械加工和模具的装配，锒块的结构，尺寸应考虑防止胶料直接鑽入拼鏠。

（二）、锒块应尽量使硫化的产品修边容易，且有利于排气。常见锒块形如下列各图：

在图1-19a中拼鏠盖过余胶槽，胶料不容易直接鑽入，这在启模时不易撕破产品。图1-19b为试压模，采用锒块是为了模具加工方便，类似的胶板模具都可以采用这种形式的结构。图1-19c.d，为小规格“O”型圈硫化模具的锒拼结构，为上模板、下模板、上模芯、下模芯、及两个不同大小的定位销组成，便于在同一模板上硫化多个产品，其中任何一个模芯（锒块）损坏，可用备品替换，只要模板与模芯的装配尺寸统一，可在一模板上硫化不同规格的产品。这种锒拼结构也便于模板、模芯标准化。

十二、模具表面的粗糙度、不平行度

偏心度的要求：

（一）、粗糙度：

1、型腔表面粗糙度一般要求在0.8以上、模具外形部分，上、中、下模的接触面为1.6，外绕周边和启模口（非接触面）为12.5。

1、销钉和销孔、模芯与模板配合面为1.6，其余为6.3。

（二）、模具表面的不平行度偏差不得大于0.05毫米。

（三）、模具各部件的偏心度不得大于0.05毫米。

以上的标准要求，主要决定于产品的精度要求，若产品要求粗糙度高，精度高取高标准，否则取低标准。

十三、模具的保养与清洗。

（一）、模具的清洗：模具经一段时间的使用，由于硫化胶和隔离剂中产生的残留沉积物，沉积在模腔的表面或棱角处，或由于保管不当，长期受潮、酸、碱等化学物质对模腔的侵蚀而出现斑点，锈迹影响产品的精度和光洁度，必须进行清洗，清洗的方法如下：

1、擦磨：将粒径很小的金刚砂（1～6微米）粘在尼龙刷上，尼龙刷装在高速旋转的软油上，可以逐块擦洗模型表面、然后再以1/10微米的细磨料抛光。磨料的细度决定于模具的精度要求，此法简单易行。

2、玻璃珠喷擦：采用专门的玻璃珠喷擦设备喷擦，玻璃珠藉气流从喷枪喷出，模具置于密封室内与喷枪成一定角度，操作人员可通过玻璃窗观察，清洗情况，玻璃珠可回收再用，玻璃珠平均使用寿命约为400次。此法适合于简单模腔或模腔表面较大的模具清洗。

3、用热苛性纳溶液清洗

将模型置于20%热的苛性纳溶液中，经3～8不时后，取出用清水冲净、揩干，同时可通电（直流电），将相似接电极上，每隔3分钟交换一次电流方向，效果更好。模具经电解清洗后，用5%的HCL溶液处理2-3分钟，然后洗净、干燥、立即涂上防护层保存使用。

2、针对模具沉积物的性质，采用专门配方的胶料清洗模具，这一方法适应于配方固定的大规模生产的产品模具的清洗（一般要求镀铬的模具）.

（二）、模具的保养

1、不能随意用砂纸或螺丝刀等去清理型腔表面，和棱角处，以免降低型腔表面的光洁度、和留有刀痕、砂迹，影响制品的质量。

2、启模用的撬棍材料的硬度，要低于有撬口的模板的硬度。以防撬口损坏，或手撬棍接触模腔表面时，损伤模腔表面。

3、保管存放的地方要通风、防潮、防止化学物质的侵蚀，较长时间不用时应经清洗后，涂防护层。

4、防护层防护：

目前多数生产单位保管的模具都是涂上一层高粘度的润滑油脂，可以起到防护的作用。缺点在于使用时开始硫化的产品容易造成废次品，因为模具型腔表面，棱角处和细缝中总是要残留一些润滑脂；复杂模腔的模具更为明显。现也单位使用可剥性防护层，效果很好，采用有一定强度的（剥离时不易撕碎的）高分子膜，将高分子材料溶于可挥发的溶剂中，配入一定量的润滑油，表面“润湿”利剂等，制成易涂的糊状物，涂在模上，待溶剂挥发后便结成一层薄膜，可起防护作用，当模具需使用时，只要将防护膜剥掉即可使用，剥下的膜可循环使用，这样即方便以经济，还保证质量。

可剥性防护层配方举例：（以重量计）

过氯乙烯100；醋酸乙酯（或二氯乙烷）800；航空机油70；羊毛脂镁皂35；邻苯二甲酸二丁酯35。

制备：

      （1）       将过氯乙烯溶于醋酸乙酯（或二氯乙烷）。

      （2）       将羊毛脂镁皂在250～280℃熔化滤去杂质、然后与机油混合，在110℃保温至无气泡，最后冷至室温。

将冷却的镁皂和油液加入，溶于醋酸乙醋的过氯乙烯溶液中，最后加入领笨二甲酸二丁酯匀待用。

sun00222 · 发表于 2009-3-1 14:27:33

橡胶密封制品技术讲座《六》续三2008年11月26日星期三 09:02一、          模具设计需考虑的因素：

（一）能保证产品有正确的轮廓与尺寸。

（二）在保证有足够强度的条件下，应尽可能地减轻重量，而且要求定位可靠、启模、装模等操作简便。

（三）在保证质量的前提下，应尽量使模具易于加工。

（四）要求有一定的光洁度、合理的分型面、容易修正胶边。

（五）有适当的流胶槽，容易排气。

二、          模具分类

从模具的用途可分为：压模、压铸模和注压模。

（一）    压模：压模为模压硫化最常见的模具。根据模具的形式，压模又分为：开放式、半封闭式和封闭式。其中，开放式（图1-1a）：上模板无导向，定位部分，模具结构简单，空气易逸出，因压制过程中，胶料承受的单位压力小，只适合制造断面形状简单的制品。同时因上模板无定位，在压制的过程中，边沿容易磨花，影响制品边沿部分的光洁度。封闭式（图1-1c）：由于填胶的模腔，比产品体积大，且胶料不那么容易直接从上模板两边排出，所以填胶容易、易充满模型、胶料所受的单位压力大，适合制造复杂断面及有夹层的制品，产品质地密实；但模具加工难度大，成本高。半封闭式：此种模具的特点，介于开放式与封闭式之间（如图1-1b）。例：较复杂断面无夹层的制品，采用半封闭式（图1-1d），和有夹层的复杂断面制品，采用封闭式（图1-1E）。

（二）    压铸模

压铸模的特点是胶料不是直接填入制品模腔，而是填入压缩室，（图1-2a为一复杂断面密封圈模，图1-2b为一管状制品模），经柱塞2的压力，使胶料经过铸道流入模腔，胶料经细窄的铸道时，得到较均匀的预热，流动性好，易充满模腔，硫化的制品质量均匀而密实。适合制造复杂断面、及模腔不利填胶、质量要求较高的产品（如图1-2b）。

（三）    注压模（或称注射模）

这种模具，是与注压机配合使用的模具，结构复杂，材料强度要求高，最简单的形式如图1-3所示。

注压机注射的胶料，经注射口3，流胶道2而进入模腔1，注压的产品精度高，质量均一而密实，且胶边少；但模具成本高。

三、          制造模具的材料与处理

模具所用的材料，有合金钢（铬、锰合金，耐腐蚀用镍铬合金）、硬铝、炭钢等，一般合金钢较贵，多用于模具工作面的锒块，单独由优质合金钢制得的模具强度高，经久耐用。硬铝导热性好、加工易，但强度较低。常见模具材料为45#钢，它的特点是耒沅广，切削性能、调质后加工性能好，能满足强度要求。

（一）    热处理

45#钢、采用一般的淬火方法容易使模腔变形、对于精度要求高的制品、采用调质处理。先经粗加工后在820℃淬火至（骆氏硬度）HRC-50-52，然后在600～620℃回火至骆氏硬度HRC-35～40（约4小时），再进行加工，这样可以减少热处理后的变形。后来用高频淬火，可更好地解决模型热处后的变形问题。

（二）模具表面处理

为提高型腔表面的耐用程度及光洁度，及在硫化过程中的抗腐蚀能力，在型腔表面可镀一层铬、铬层厚度为0.006—0.01毫米，镀铬前粗糙度在0.8 7以下，镀层不能过厚，否则易剥离、镀铬后仍要进行抛光。但复杂断面模腔镀铬仍存在困难。

四、          组成模具的另件

（一）成形另件：构成产品的形腔、决定制品的形状与尺寸部分，称之为成形另件、根据产品的复杂程度不同，有中模、下模和模芯等----------

（二）结构另件：将成型另件装配在一起，所用的定位、导向、连接螺丝、手柄等，称之为结构另件。

五、          模具各部位尺寸的确定

（一）    形腔尺寸的确定

1、收缩率的确定：收缩率K值按下式近似值计算

   -------（1-1）

式中：D1----模腔在室温的尺寸；D----制品在室温的尺寸。

K值的大小与下列因素有关。

（1）    胶料的硬度：胶料的硬度愈大，收缩率愈小，硬度小则收缩率大。

（2）    生胶含量：含胶率高收缩率大，含胶率低收缩率小。

（3）    生胶的种类：收缩率随使用胶料的种类不同而有差异收缩率与生胶种类的关系排列，顺序如下：

天然胶﹤丁苯胶﹤氯丁胶﹤丁晴胶﹤丁基胶﹤硅橡胶﹤氟橡胶。

（4）    金属骨架与织物夹层的影响：在有织物夹层和金属骨架的部分收缩率小。

（5）    模具的结构、加工方法、硫化程度等对收缩率都有影响，采用压铸模硫化的比一般的模压制品收缩率要小。而注压又比压铸模硫化的制品收缩率小。

一般无骨架密封制品，影响收缩率较显著的为硬度与含胶率。总结的实验公式如下：

收缩率（径向）=2.1-0.012×硬度（邵氏A）值﹢0.9×含胶率

通过实验，测得的骨架油封收缩率为：

外径0.03～0.08%

内径1.5～1.7%

形腔尺寸的计算：

D1=D（1-K）±A/2 ------1-2

D4=模腔在室温的尺寸；D----制品在室温的尺寸。

K---制品的收缩率；A---制品的公差（见表1-1）
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因上传的资料有点乱，我这些资料也是一个橡胶老专家自己多年的经验积累，我看我还是把他的博客地址提供给大家去看吧。希望能够从中得到一些帮助。http://hi.baidu.com/wukeqian/blog/index/4

大灰羊 · 发表于 2009-3-1 14:46:21

资料很实用，不知道有没有关于配方的呢？

MDS · 发表于 2009-3-1 15:22:46

好资料、分享了、谢楼主！

meteor-liu · 发表于 2009-3-1 15:47:43

找这些资料不难，ＬＺ什么时候搞段视频上来看看阿！

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