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橡胶支座的研制

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发表于 2009-11-12 15:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。
' ]5 r' v6 V3 V* ?: z2 V) c, q
001.JPG
图1  橡胶支座

9 Q* C# E- m! j% l
6 N) ~3 S/ J7 M# {5 v9 t; _* P1  模具结构设计 ; h; v3 v6 B3 F/ Y, ?, Z
1)普通压模与压注成型模具的比较 9 \2 o& `8 X' n( ^# \3 D$ W
    普通压模结构简单,成本较低,但是存在以下几个问题。 4 I5 G' g, O: l! C  y
    (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。
& j4 T0 d" B) s. l; D2 E    (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。
: K7 A' q7 C( g    (3)胶边太厚,修边费时、费力。
" D* Z: v4 N- f/ i7 M3 a8 G& y    (4)废品率较高。
: X/ L: {& j+ u4 l$ z2 ~5 U2)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。
  G8 X2 t% T9 o. P2 w$ k3)分型面的选择
& i. J6 j" P  g! N4 o7 `$ @2 V0 g    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。
1 K( _5 i) N9 n  G+ X, P
002.JPG
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。
/ `, u- u4 ^$ i/ u) Q4 `5 c
003.JPG
图3  支座式橡胶件模具结构简图
2  胶料配方设计
/ Y7 H* p! C& l1 j/ P: O8 G! e
) t1 |* C  |- i    胶料方面
) P  `! Q4 a% T) ]  T    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。 ) ]( K6 `. Q0 w& a9 o7 u
确定配方如下:
2 }) c" e  S0 I! I1 D3 u( ]1天然橡胶              80
) Y. I; B2 y$ P' r  D2顺丁橡胶              10 ; ~4 `# b0 z) S9 z4 f+ b
3再生橡胶              20
9 S: v/ @7 V6 z% E. q6 _4硫磺                  1.2
6 b" O6 W5 ?/ b& y* D! ^. q5 T/ z5促进剂CZ             0.8 & L$ G. q6 M7 c/ T( W. K: [
6氧化锌                3 , X' {' }* r0 @" }& O1 t% `# Z6 j
7硬脂酸                2
: D! O+ }: l6 }4 x+ K8防老剂D               1
- @1 S* j9 o/ W3 S- ^9防老剂4010            1 0 c! r! Y! \2 f6 g+ ^
10防老剂B              0.3
1 P) s5 p, `+ n2 I7 T11石蜡                 1
( [/ l6 H2 N+ v9 i, j12碳黑                 25 * w* G, [6 _5 W- _, t7 C
硫化条件℃×min         143×5
0 I9 m/ F8 U- h. b" D6 ]3 u( [物理机械性能
6 s% r# G& p* r( U+ A300% 定伸强力Mpa      7.9-8.8 8 J5 c2 m/ J4 t+ k( p8 i5 g: b
硬度(邵氏)            50-55
0 X5 m; X  x  R4 B0 G' ^& ]  ]扯断伸长率%            595-632
, f/ G/ E8 O) N0 r! {撕裂强度Mpa            10.9
, s' L. J7 e7 \- D3 U3  模具的制造' g( e# e- H) F3 n
a 材料:451 v/ P2 M, B) r
b 热处理:HRC28~33
. z0 w; T6 A- ^7 J" f: Q; ?" e- Zc 制造工艺
" C$ h6 z2 P: G% S$ I# V6 Md 模具的热处理2 H% Y$ i( |: r! [* ]
    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:4 z* j+ }/ Q; }
(1)备料:240×240×35mm毛坯料两块,240×150×55mm一块。9 g, U/ a7 g% b
(2)粗加工,根据模具尺寸,留余量1.5mm,模芯毛坯留余量1.2mm。
1 o9 G& G6 A: e8 }8 w9 ?(3)热处理:调质HRC28-33。( T3 [+ `! t8 T/ H
(4)半精加工。
# K& ]4 ]/ t3 i3 O' [7 f. U(5)半精磨,精磨上下平面。
: G2 P% S8 r* S& k5 k(6)加工中心制作模芯。
8 n9 A* u+ @. Y6 w9 {. [0 n(7)电火花加工上下模型腔。1 n  n% K9 R7 t, V
(8)抛光,去除尖角毛刺。
; R0 V" L, F4 {4 H7 O2 b5 p(9)模具表面处理。
( G( j# u! E$ \, J( z2 }% u4 m    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。# F  K  x+ Q/ h+ d) ?
    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 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。 - F8 K6 f/ h! Q# k
4 硫化工艺- {1 l+ Y& X7 A! e4 I+ K
    硫化设备: XLB/630KN快速开合模型硫化机5 K9 [; v. V) F" u
    硫化条件:2 u% s; V+ t- \2 |1 n: I8 H
    温度℃     1435 @& O& S, [4 m6 i- F5 [) o
    压力       10Mpa
6 s- G+ T6 f! n5 f    时间       8min
4 v/ r' C5 n) d( w( p    胶料制备:半成品制作时应避免沾上水分,杂质。! d: O: o' L3 ~* Q6 Y) R6 ]: n4 F3 _
装模及工艺% k  J. L- u# a" p( m) u& Z* f( X' J
    (1)将胶料裁成100×30×4mm的长方体备用。5 V5 C' T, j! t6 Y
    (2)将加热完毕的模具拖出,打开压注塞
" w$ z2 v) |. }! F0 i    (3)胶料弯曲,将压注腔填入每模所需胶料。
$ q+ p# y4 ]; I. Z3 ]    (4)压注塞对准压注腔放入。
6 A/ ?! y$ D- {9 ^. @9 ], ?    (5)推入硫化机加压注胶,硫化时问8min.- f: t- J! x( K8 \7 p
    (6)将模具从硫化机中取出。
+ i: _/ o/ H: F( v) K+ |, g    (7)开压注塞,放于一侧。
- t, x- S3 n- ?4 L4 c. x    (8)起上模,放于一侧。
9 h5 T# ^* S3 M# R    (9)用起模工具将模芯取下。(起模工具必须用黄铜制造)
( V. a" Y" }$ {' W3 T    (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。
+ @, n* D4 h8 a0 f$ i5  结论; ~5 s% r! W& b7 y
    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。
发表于 2009-11-16 14:25 | 显示全部楼层
写的不错.很有专业水平
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