1、橡膠模具設(shè)計(jì)教材,第一節(jié) 橡膠及成形工藝,一.橡膠的分類及成形工藝特點(diǎn) 1.橡膠的分類 按材料來源可分為天然橡膠和合成橡膠； 合成橡膠按其性能和用途可分為通用合成橡膠和特種合成橡膠； 按物理狀態(tài)分類，可分為生橡膠、熟橡膠、硬橡膠、混煉膠和再生膠。 橡膠牌號的表示方法如下： 2.常用橡膠 橡膠制品的使用環(huán)境和要求不同，對橡膠的種類及性能等各方面的要求也有所不同。常用橡膠的主要性能及用途見教材表7-1。,3.橡膠的成形工藝特點(diǎn) 生膠性質(zhì)極不穩(wěn)定，彈性不高，不能直接用來制造橡膠制品，使用價(jià)值低。 為改善這些性能，常以生膠為基礎(chǔ)，配以碳黑、填料、硫磺等混煉而成混煉膠。再經(jīng)過加熱加壓處理后，便產(chǎn)生彈性，

2、并具有耐熱、耐寒、耐油、耐溶劑、耐磨、減振、密封、電絕緣等重要性能。 （1）橡膠制品 主要原料是生橡膠，同時(shí)要添 加各類配合劑、溶劑等。,（2）橡膠模制品 幾乎所有的橡膠制品都要通過相應(yīng)的模具來進(jìn)行成形加工，但并不是所有的橡膠制品都能稱得上橡膠模制品。 其特點(diǎn)是制造容易，外形準(zhǔn)確，尺寸精度高，表面光亮整潔，質(zhì)地致密工藝簡便，效率高。 （3）橡膠制品的成型工藝 模壓法工藝流程：膠料剪切稱量或其它預(yù)成形裝入模具型腔加壓、硫化起模取件修除飛邊成品質(zhì)量檢驗(yàn)。 注射法工藝流程：膠料預(yù)熱塑化注射入模硫化起模取件修除飛邊成品質(zhì)量檢驗(yàn)。 （4）橡膠制品的成形工藝特點(diǎn) 脫模方便，模具結(jié)構(gòu)簡單；成型時(shí)間較長，硫化

3、必須達(dá)到硫化點(diǎn)；可選用噸位較小的壓力機(jī)。,二.橡膠制品的結(jié)構(gòu)工藝性 1.為脫模方便，設(shè)計(jì)一定的脫模斜度； 2.便于膠料的流動(dòng)和充填，設(shè)計(jì)零件時(shí)，交接處設(shè)計(jì)成圓弧形； 3.為減少制品的內(nèi)應(yīng)力和收縮變形，制品的壁厚應(yīng)盡量均勻； 4.其它工藝要求 （1）不宜設(shè)計(jì)出小直徑的孔； （2）尺寸公差等級一般為IT11IT14； （3）一般不需要卸?；虺樾緳C(jī)構(gòu)； （4）嵌件應(yīng)具有一定的厚度。,第二節(jié) 橡膠模設(shè)計(jì),一.橡膠模分類及基本結(jié)構(gòu) （一）橡膠模分類 根據(jù)橡膠模制品的類型、模具的使用條件和操作方法的不同，橡膠模主要可分為填壓模、壓注模和注射模。 1.填壓模 將定量膠料或預(yù)成形半成品直接填入模具型腔中，然后

4、合模，通過電熱式平板硫化機(jī)進(jìn)行加壓、加熱、硫化等工藝得到橡膠模制品的模具。 2.壓注模 將混煉過的膠料或半成品裝入模具料室中，通過壓機(jī)將膠料由模具的澆注系統(tǒng)擠入模具的型腔內(nèi)。 3.注射模 利用專用的注膠設(shè)備，將預(yù)熱塑化狀態(tài)的膠料強(qiáng)行擠壓射入模具的型腔，然后硫化、起模得到制品。,（二）模具基本結(jié)構(gòu) 1.填壓?；窘Y(jié)構(gòu)及特點(diǎn) （1）開放式填壓模 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是上、下模板之間沒有直接的定位零件，如果需要定位則通過定位銷等機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其相互位置的定位。 這種模具結(jié)構(gòu)簡單，易于制作設(shè)計(jì)，制造周期短，成本低，操作方便；而且易于排除型腔內(nèi)的氣體，避免制品產(chǎn)生氣泡。,（2）封閉式填壓模 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是上、下模板在型

5、腔的延長部位直接進(jìn)行導(dǎo)向和定位。上模有一凸起部分伸入型腔的延續(xù)部分，當(dāng)上模凸起部分與型腔延續(xù)部分的上端接觸后，模具型腔就處于封閉狀態(tài)。 這種模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是膠料難以流出模具型腔之外，壓力較大，所得制品致密度高；對復(fù)雜制品可避免局部欠壓引起的缺膠現(xiàn)象。,（3）半封閉式填壓模 從結(jié)構(gòu)上看，兼有了開放式填壓模和封閉式填壓模的優(yōu)點(diǎn)。 這種結(jié)構(gòu)的排氣性能較好，制品的致密度也較高，膠料流失小，利用率高。這類模具亦適合于夾織物橡膠制品的模壓生產(chǎn)。,2.壓注模的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 壓注模的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。壓 注模的特點(diǎn)是模型閉合后再鑄入膠料， 而且塑料在壓力作用下經(jīng)澆注系統(tǒng)鑄 入，所以型腔內(nèi)氣體易于排除。 膠料

6、經(jīng)澆注系統(tǒng)進(jìn)入，膠邊少， 因此制品質(zhì)量高，適于制造性質(zhì)比較 復(fù)雜或含有金屬嵌件的大型制品。,3.注射?；窘Y(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 注射模是固定在注射機(jī)上的專用生產(chǎn)模具，由動(dòng)模和定模組成。膠料經(jīng)由注射機(jī)噴嘴定模部分的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，動(dòng)模部分完成開合模動(dòng)作。為了從型腔中取出制品，在動(dòng)模板上大都設(shè)有自動(dòng)推出裝置。,二.橡膠模成形零件工作部分尺寸的確定 （一）橡膠的平均硫化收縮率 橡膠的平均硫化收縮率，是指膠料在硫化條件下，稱為合格制品前后體積的收縮量與模具型腔的體積之比。 或 為便于計(jì)算，也可將上式改寫為：,（二）影響橡膠硫化收縮率的因素 在生產(chǎn)中，影響橡膠硫化收縮率的因素很多，有膠料種類、成型 工藝和橡膠制

7、品的結(jié)構(gòu)因素等。 （1）膠料因素 主要與膠料種類、填充劑的用量、硬度等有關(guān)。 （2）成型工藝因素 主要是受硫化溫度、硫化時(shí)間和硫化壓力的影響。 硫化溫度高，硫化收縮率增大，但縮短了硫化時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率； 硫化時(shí)間長、壓力大則硫化收縮率小。 （3）橡膠制品的結(jié)構(gòu)形狀、大小及是否有嵌件等，均影響到其各部位的 硫化收縮率。,（三）模具成形尺寸及公差的確定 （1）模具型腔尺寸及公差的確定 （2）模具型芯尺寸及公差的確定 （3）壓壓制方向的模具型腔深度和型芯高度尺寸及孔距尺寸確定,三.橡膠模設(shè)計(jì) （一）橡膠模具的基本組成 （1）成型零件 成型制品形狀和尺寸的工作零件。 （2）輔助機(jī)構(gòu) 與制品成型間接

8、有關(guān)的結(jié)構(gòu)。 （3）澆注系統(tǒng) 主要包括澆道、冷料穴、分澆道等。 （4）定位機(jī)構(gòu) 在模具結(jié)構(gòu)中，對各有關(guān)零件或嵌件起定 位作用的零件。 （5）連接零件 在模具結(jié)構(gòu)中起連接、緊固作用的零件。,（二）橡膠制品對橡膠模設(shè)計(jì)的工藝要求 1.模具型腔尺寸精度 模具型腔部分的制造公差值，一般去制品零件圖上要求的公差值的1/31/5左右。 2.避免粗糙度值 橡膠模具的型腔，起表面粗糙度值Ra應(yīng)在0.80.2m之間。 3.分型面 1）不得影響制品的外觀質(zhì)量和尺寸精度； 2）要有利于脫模取件； 3）位置設(shè)計(jì)，要有利于模具中的排氣； 4）要有利于飛邊的切除； 5）設(shè)計(jì)要力求簡單。 4.進(jìn)料口 避免設(shè)計(jì)在工作表面和外

9、觀顯眼的位置，保證不因肥料的切除影響制品的使用功能。,（三）橡膠模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （1）主澆道的設(shè)計(jì) 主澆道可以直接設(shè)置在模板上，也可以設(shè)計(jì)成嵌套式的。主澆道為圓錐孔，上小下大，錐度一般為1:12、1:10等；大頭出口處設(shè)計(jì)成圓角，圓角半徑0.52.5mm左右；盡量短些，降低膠料的消耗及壓力和熱能的損失。,（2）分澆道的設(shè)計(jì) 分澆道是膠料進(jìn)入主澆道后和進(jìn)入進(jìn)料口充滿型腔前，流動(dòng)速度發(fā)生變化的路段。一般分澆道的深度，由進(jìn)料口向主澆道在0.84mm直接過渡變化。,（3）進(jìn)料口的設(shè)計(jì) 膠料在擠壓力的作用下，經(jīng)過主澆道、分澆道，再經(jīng)過進(jìn)料口流入模具型腔。進(jìn)料口一般呈扁薄狀，使膠料易于充填

10、型腔，厚度一般在0.150.25mm之間。,（4）冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是連接主澆道與各個(gè)分澆道之間的、膠料暫時(shí)停留和預(yù)塑化的中轉(zhuǎn)小“料庫”，可以緩沖膠料由主澆道到分澆道的速度突變，為膠料的繼續(xù)前進(jìn)提供塑化處理，是提高流動(dòng)速度的有利因素。,2.分型面的設(shè)計(jì) 把模具型腔分成兩個(gè)或三個(gè)可分離部分的接觸面稱為分型面，它一般是平面，也可能是曲面或斜面。,分型面的選擇應(yīng)考慮下述情況： （1）保證制品利于取出。 如果分型面設(shè)計(jì)位置不對，制品可能完全不能取出。,（2）利于排氣 在壓制過程中，排氣良好是保證制品質(zhì)量的一個(gè)重要方面。分型面處的縫隙是理想的排氣通道，分型面盡可能開在空氣最易堵住的邊角。,（3）不易損

11、傷模具 凡有凸出的銳角鋒口的模具，很易碰壞或磨損，從而影響制品的質(zhì)量，有時(shí)還會碰傷操作人員。因此分型面應(yīng)盡量避免模具產(chǎn)生銳角鋒口。,（4）盡量避開制品的工作面 制品的工作面往往要求表面光滑且具有較高的精度，而分型面處由于留有縫隙，會在制品的工作面留有膠邊和痕跡，經(jīng)修邊整理，也很難達(dá)到較好的質(zhì)量。,（5）保證制品的精度 對同軸度要求高的外形或內(nèi)孔制品，應(yīng)當(dāng)盡可能設(shè)在同一模板上。 （6）操作方便 分型面的設(shè)計(jì)應(yīng)便于裝填膠料，拆卸裝配容易。 （7）分型面間隙有一定的要求，一般不大于0.02mm。,3.測溫孔的設(shè)計(jì) 測溫孔的設(shè)計(jì)位置，是在模具型腔的附近；測溫孔的大小和形狀，根據(jù)所用的測溫儀器而定。 4.流膠槽設(shè)計(jì) 流膠槽用于排除多余的膠料。其大小應(yīng)適當(dāng)，過小容納不了余膠，過大則排膠容易、膠邊太薄，膠料內(nèi)部壓力下降，卸壓嚴(yán)重。流膠槽位置距型腔太遠(yuǎn)，在型腔中卸壓小，余料不易流出；距離過近，流膠太易影響質(zhì)量，還易壓壞變形。 5.排氣槽設(shè)計(jì) 一般排氣槽寬為1.52mm，深0.050.5mm。,6.啟模槽設(shè)計(jì) 啟模槽的設(shè)計(jì)，應(yīng)使啟模容易、省力、迅速，不損壞模板