轮胎模具的加工工艺方法

轮 胎模 具 的加 工 工 艺方 法带
孙 小丽 ，袁光明
（ 东 理 工 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 山东 淄 博 山 ２５４） ５ ０９
摘要 ： 介绍 了轮胎模具的３ 种加工工艺方法 ，即铝合金精 密铸造 、电火花加工和高速铣 削加工；列举 了３ 种工
艺 的特 点 及 应 用局 限 性 ，并 对３ 进 行 了对 比 ，综 合 分 析 了３ 轮胎 模 具 加 工 工 艺 的选 择 。 者 种
模具 花纹 的 日渐复杂 精细 ，不仅促进 了轮胎模 具工艺 的快速 发展 ，而 且使模 具 的加 工工艺 方法有 了很大 的 进步 ［。本 文主要 介 绍 了石 膏型铝 合金 精密 铸造 、 电 １ ］ 火花加工 以及 高速铣 削 ３种加工工 艺方法 。 １ 铝合金精密铸 造 近几年 用铝合 金精密 铸造 的方 法来制作 轮胎模 具 花纹 圈的技术 已经 目益成 熟跚， 目前 较 多企业采 用 石 膏型精密铸造 。该 工艺适合 轮胎模 具批量生产 ，其加 工 过程 中模 具上 的钢 片较其 他工艺 更牢 固，综合经济
效益更好 ，但其工序 繁多 ，成本 较高 。 １ １ 石 膏型铝合金精 密铸造 的特 点嘲 ． （）可铸造 较复杂 结构 的铸件 ，从 而使零部件 设 １ 计 的 自由度更广 ，使产 品的机械 性能 、气 密性 能得 到 提高 。
（） 可 铸 造 出微 细 表 面 结 构 以及精 细 的 内部 结 ２ 构。 （） 铸件 的成 形 性 能 较 好 ， 可铸 造 大 面积 的铸 ３ 件 ，所得 到的铸件 的机械性 能和 结 晶组织 比较 均匀 。 （）加工工 艺较 简单 ，成 本较低 ，周期较 短，铸 ４ 件 的表面质 量较 好 ，精 度较 高。 （） 铸件 的残 留强度低 ，容易清理 。 ５
关键词 ： 轮胎模具 ；铝 合金精 密铸造 ；电火花加工；高速铣 削 中图分类号 ： Ｇ ６ Ｔ ３ ６ １ Ｔ ７ ：Ｑ ３ ． 文献标 识码 ： Ａ
０ 引言
近年来 ，汽 车行业 的发展 为轮胎工 业提供 了 巨大 的市场 ，同时对 轮胎 模具 行业 也提 出了严 峻 的挑 战 。 不 仅对模具 交货 的周期要 求越来越 短 ，而且 对模具 的
＊ 山 东 省科 技 发 展 计 划项 目资助 （０ ８ Ｇ ０ ０ ０ ３ ｝ ２ ０ Ｇ １０ ４０ １ 收 稿 日期 ：２ １－ ｌ２ ；修 回 日期 ：２ １ — ４ ２ ０ ｌｏ 一 ５ ０ ｌｏ — ３
（）采 用 石 膏 型 精 铸 某 些合 金 时 ，因 为氧 化 性 ２
强 ，合金液 的氧化夹 渣就 会增 多 ，产 生气 孔 、疏松 、 夹渣 （ 、缩 陷 （ 等 问题的可 能性就 很大 。 杂） 孔）
方法 ，又称放 电加工 。
２ １ 电火花加 工的特点 ．
电火花 加工 能够 加工普 通切 削加工方 法难 以加工 的复杂形状和材 料 的工件 ，而材料 硬度及 热处理状 况
对其 没有影 响；加工 过程 中没有毛刺和 刀痕沟 纹 以及 切 削力的产生 ；放 电时产生 的热量扩散 范 围较 小 ，减 少 了材 料受热影 响 的范 围 ；电极制造 比较容 易，而且
１２ 石膏型铝合金精 密铸 造 的局 限性 ． 由于铝 合金 的特 点 ，工 艺上容 易产 生气 孔、疏松 等缺 陷 ，导致所 加工轮胎 模具 的质量稳 定性较差 。 目 前轮 胎模 具 以花纹块 间距 的不 均 匀现 象也 比较严 重 ， 致 使 其使用 寿命 降低 。当模具 有 复杂精 细 的花 纹时 ， 完 全铸造就 比较 困难 ，需 要其他工 艺配合 来完成 。 （） 由于石 膏型导热性 较差 ，而且采用 的是热 型 １
浇 注 ，因此 当合 金液 浇注后 ，其结 晶凝 固 时间变 长 ， 铸件 产生气 孔、疏松 等 问题 的倾 向大 ，降低 了铸 件 的
机械性 能。
精度 、质量 、寿命要 求也越 来越 高 。这就要 求模具 企
业 的设计能 力、工艺 能力和 制造 能力都能够 迎合行业 的需求 。 目前 ，轮胎 模具制 造业 的 日益进步 以及轮胎
第 ４期 （ 总第 １７ ） ６期
２１ ０ １年 ８月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨ ＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ０Ｍ ＡＴＩ ＯＮ
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Ａｕ ． ｇ
文 章 编 号 ：６ ２ ６ １ ２ １ ）０ — ２ ２ ０ １７ — ４ ３（ ０ １ ４ ０ １— ２
作者简介 ：孙小￣（９６ ）女 ， １８－ ， 山东烟台人 ， 在读硕士研究生 ， 研究方向： 进制造技术 。 先
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孙 小丽，等：轮 胎模 具的加 工工艺方法
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电极材料 不必 比工件材 料 的硬度 高 。 电火花 加工 在加工 模 具花纹 块 内部 的尖角 及深 径 比较大 的深 槽 时起到 了很 重要 的作用 。轮 胎模 具 一般 都具有 比较 复杂 的花 纹块 形状 ，铣 刀很难 够 到工件 的 复杂表 面 ，这时 电火 花加 工的作 用就 更加 突 出 。 目前 由于石 墨 电极提 高 了材 料 的表面 质量 ，使 得 电火花 加 工 能提 供 的表面 质量变 得 更好 ，这让 电火 花加 工 的应 用空 间更广 阔［。 ４ ３
（ ３ ）石膏型铸件的表面粗糙度与熔模陶瓷壳型铸
件 的相 比较Hale Waihona Puke Baidu 。
（）石 膏型透气 性 比较 差 ，合 金液 的密 度又 比较 ４ 小 ，表面 张力较大 ，导致铸件 成形较 困难 ，产 生欠铸 的可 能性 也变大 ，尤其 是大平面 的薄壁铸件 。
２ 电火 花加工
电火花加工 是利用浸 在工作 液 中的两个 电极 间脉 冲放 电时产生 的电蚀作用 来蚀 除导 电材料 的特种 加工