橡胶支座的研制

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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

1  模具结构设计
1)普通压模与压注成型模具的比较
* z0 a5 z9 h+ Z' d0 O) |/ ]4 _    普通压模结构简单，成本较低，但是存在以下几个问题。
. {( B* {8 R( D$ l/ S    (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)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。
9 N* ?* n3 R) C# |' _    (3)胶边太厚，修边费时、费力。
; p. E. o3 J' G" G6 y    (4)废品率较高。
' J3 d( S" s6 }0 c# Z" \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
    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。
5 f; E) W% q5 t- o

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

2  胶料配方设计

    胶料方面
- L+ u# Z* h( t' @" v9 Y. Y    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。
6 F3 i  l# N8 F! P9 G确定配方如下：
# n! }5 x) @8 A  z8 c  S1天然橡胶              80
- m: @3 _' d% N8 k2顺丁橡胶              10
: Z5 x" R! `$ ?* h9 {3再生橡胶              20
  @* h# Y+ Y( R4硫磺                  1.2
5促进剂CZ             0.8
6氧化锌                3
1 P0 y% A+ [4 r7硬脂酸                2
% P8 y  o$ u  }8防老剂D               1
; T$ T* {2 V  d% e( i9防老剂4010            1
10防老剂B              0.3
11石蜡                 1
12碳黑                 25
硫化条件℃×min         143×5
+ B3 K4 M# Q" l) e, ?& }6 d物理机械性能
6 Q4 l# G; _- b8 |% |+ `300％ 定伸强力Mpa      7.9-8.8
硬度（邵氏）            50-55
8 c  _% |; d* y% o# I4 v' `扯断伸长率％            595-632
# x# {) ]+ ?* M* H" g撕裂强度Mpa            10.9
8 a. n, Y: b( m. s0 |% p7 R3  模具的制造
a 材料：45
/ S' w3 P8 F4 Q% C9 k, t7 b( Xb 热处理：HRC28～33
$ r, I; `" b0 k* g9 ac 制造工艺
3 k) d- x' F$ e( ]2 I* Id 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：
1 L5 p  b% l  h, R" |（1）备料：240×240×35mm毛坯料两块，240×150×55mm一块。
3 @3 b! j1 t9 H6 J* h% S（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。
（4）半精加工。
（5）半精磨，精磨上下平面。
（6）加工中心制作模芯。
  Y( _# q; O3 W* @- f' P8 v; J7 x（7）电火花加工上下模型腔。
（8）抛光，去除尖角毛刺。
$ U% v1 \* K+ f3 M; B1 X6 E（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。
$ I5 t! W3 g$ @$ ]5 j0 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 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。
& w/ F, B- Y3 J0 `2 ?4 硫化工艺
$ S) N$ ~$ W7 E2 M1 p% Q7 Z' x    硫化设备： XLB/630KN快速开合模型硫化机
* t9 B4 P" K" [    硫化条件：
    温度℃     143
* F9 U) J3 R- D- ^4 X7 Y$ H    压力       10Mpa
    时间       8min
    胶料制备：半成品制作时应避免沾上水分，杂质。
) G  j# |3 Q, O3 g6 q. @$ w装模及工艺
! a, P1 c3 q" M) n4 K, n9 M    (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
+ g$ m) m8 b& T% I8 v( |7 ]    (3)胶料弯曲，将压注腔填入每模所需胶料。
    (4)压注塞对准压注腔放入。
2 i6 h8 N5 w# x- c0 f2 F2 T    (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。
    (7)开压注塞，放于一侧。
    (8)起上模，放于一侧。
3 i" p% x6 ~6 B" A    (9)用起模工具将模芯取下。(起模工具必须用黄铜制造)
' y, Z0 p6 m' d* c- n    (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。
3 I0 x3 [' p* ^& r5  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。

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写的不错.很有专业水平