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橡胶件工艺分析与模具设计原则 

该橡胶件如图1所示,材料为硅橡胶,颜色为黑色,收缩率为2%,每件重250g,长155mm,直径为150mm,最大壁厚为3mm,最小壁厚为2mm。产品成型后要求表面平整、光滑,无影响外观的分色、缺料、飞边、裂纹和变形等工艺缺陷。为了保证制品有正确的几何形状和一定的尺寸精度,在设计模具时应遵循如下原则:①掌握和了解橡胶制品所选用的橡胶材料(牌号)硬度(邵氏)和收缩率;②设计的模具结构合理、定位可靠、操作方便、易于清洗和制品修边;③模具中模腔的数量适当、便于机械加工和使用;④在保证模具强度和刚度情况下力求模具轻便;⑤模具设计符合标准化。

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模具结构设计 

分型面的选择及溢流槽设计 

考虑到上、下模及型芯的机加工工艺性与进浇系统位置的合理布置,设置如图2所示分型面,这样既不会影响橡胶件的尺寸精度及外观,避免产生飞边,同时又能使橡胶完好地成型,有利于脱模,且使橡胶件完全留在型芯上,便于取出橡胶件(如图3所示),通过左侧充气塞充气加压,溢流槽设置的位置选在产品四周距离产品外形线0.2-0.4mm处,溢流槽深度为4mm,宽度为3mm,以确保整个橡胶件良好地成型。

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脱模机构设计 

考虑到该齿形罩橡胶件脱模比较困难,纯粹靠手工可能很难脱模,故将模具结构设计如图4所示,在模具开模后产品是与型芯3、6、8连在一起的,从模具型腔中取出后待冷却至室温,先把小型芯3取出,通过采取图3的充气取件系统把充气塞装入齿形罩橡胶件内,然后充气从型芯6、8上将产品顺利取下。

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模具结构及工作过程 

该模具属于两板模,模具最大外形尺寸为250×190×180,模架自制,选用45t硫化机。模具所有活动部分保证定位准确,动作平稳可靠,不得有歪斜和卡滞现象,固定零件不得有相对窜动。其结构如图4所示。

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模具工作过程为:动、定模合模,将混炼过的、经加工成一定形状和称量过的半成品胶料直接放入模具中,而后送入平板硫化机中加压、加热,胶料在加压、加热作用下硫化成型。开模时,进行如图4所示的分型,下模1与上模4分开,同时上模慢慢脱离橡胶件,此时,产品完全脱出定模,当到达设定开模行程250mm后,取出动模侧的橡胶件与型芯,紧接着把橡胶件与型芯分离。再次将型芯装入模内,动、定模合模注胶,一个成型周期也随之完成。 

加工工艺 

上模的具体加工工艺为:备料(该材料为45)—粗铣六面—磨基准—打孔攻丝—数控粗加工—数控精加工(模板角落处采用精雕加工)—除毛刺—粗抛光—精抛光。模芯的具体加工工艺为:备料(该材料为45)—数控粗车—数控精车—打孔攻丝—除毛刺—粗抛光—精抛光。 

配模工艺 

在零部件装配过程时,必须先检查重点零部件的配合尺寸与形状(特别是需不需要倒角,这可能也有一些圆角牛鼻刀具在加工时产生的圆角),以免在装配时产生干涉。型芯在装配过程中显得非常重要,因为它在机械加工时必须考虑装配间隙一次加工到位,以免发生其在装配过程中达不到尺寸要求,而型芯装配时通过定位销定位,从而确保型芯装配到位。这样整个模具的配模就非常省心顺畅。经过试模,该模具一次试模成功,整个模具的工作过程都很顺畅。 

模具组装技术要求 

橡胶尺寸精度的高低主要取决于模具的组装技术要求,为了生产出优质的橡胶件,必须对模具的组装提出严格的要求。该模具的的组装技术要求如下: 

(1)模具分型面与安装平面或支承面之间的平行度偏差,在200mm长度以内不大于0.1mm。 
(2)模具安装在硫化机上时,其分型面应保持良好的闭合状态。允许有不大于0.1mm的间隙。 
(3)成型镶块、浇注系统零件的分型面不允许低于模板分型面,其高出不得大于0.1mm。 
(4)导柱在装配后,其轴线与模板平面的垂直度偏差,在200mm内不大于0.05mm。 
(5)模具的各活动零部件装配后应灵活,在室温状态下用手施力时,各相互关联的活动零部件不应产生卡滞现象。 
(6)模具上开设的溢流槽应紧靠产品,其深度在2~4mm,一般形状为“V”字形,距离产品大概0.2~0.4mm。 

结语 

经生产实践验证,该模具结构设计合理,动作平稳、可靠,成型出的橡胶件尺寸精度高,表面平整、光滑,无任何影响外观的缺料、飞边和变形等工艺缺陷,达到了满意的效果。 

本文以齿形罩为例详细阐述了两板式橡胶模具的结构设计要点与工作过程,通过采用典型的型芯结构、充气取工件系统,使得模具的使用寿命和可靠性大大提高;经过在实践中不断优化加工工艺、控制加工精度和改进配模技术,从而大大缩短了配模时间和模具的制造周期,提高了劳动生产效率,降低了模具的制造成本。

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