橡胶的硫化与成型技术_十二_

精密铸造法 。
图 72229 轮胎硫化模具精密铸造法
如图 72229 所示 ,精密铸造法的加工工序如 下:
1) 由钢铁坯料车削模座 。 2) 在石膏上雕刻轮胎胎面花纹 ,按该模型
花纹制成橡胶模 ,将发泡性石膏流入橡胶模中 制造铸型 ,经干燥后 ,在铸造工作台上以圆形配 置 ,覆盖上冷模 ,浇铸熔融的铝合金 (硅铝明合 金) ,制造胎面花圈 。
模具材质
模具洗涤 模具精度 模具加工法
模具材质源自文库导热性 、强度 、加工性为重点进行选择设计 1. 胎面部分使用铸铝 :导热性好 ,可适于复杂花纹 ,切削加工速度快 ,热膨胀系数大 ,强度低 ,精度差 ,铸 造困难 ,造价较高 2. 胎侧部使用铁 :强度高 ,成本低 ,重量大 ,导热性低 ,对于复杂形状较困难
图 72222 轮胎各部名称
图 72223 轮胎生产工艺流程图
在轮胎的成型硫化中 ,图 72224 也作了部分 图所示 ,先在成型鼓上贴合帘线排列呈 90 度的
说明 ,但生胎的预成型很重要 ,要考虑生胶装模 帘布层 ,以此作为胎体 。在其内胶层上面装入
后在模具内均匀流动性的控制 。斜交轮胎和子 气囊 ,在超低压状态下 ,膨胀成环状后再贴合由
图 72221 斜交轮胎和子午线轮胎的结构
7. 2. 2 轮胎制造方法 如图 72223 所示 ,轮胎的生产工艺是利用混
炼后的未硫化橡胶的流动性 、可塑性 、粘着性以 及利用未硫化橡胶和覆盖未硫化橡胶的部件的 粘着性贴合成型制成生胎 ,然后再由模具加热 硫化制造 。也就是说 ,轮胎是经过橡胶混炼 、补 强帘线的浸胶预处理以及贴胶 、裁料 、多层异种 橡胶胎面挤出 、胎圈成型 、生胎成型等许多工序 制成的 。
轮胎大致可分为实心轮胎 、充气轮胎和备用 轮胎等 。其中有代表性的充气轮胎如图72221所 示 ,可分为斜交轮胎和子午线轮胎两类 。
轮胎的基本结构如图 72222 所示 ,由将轮胎 固定在轮辋上的胎圈部 、设在侧壁上的胎侧部 、 雕刻有花纹且与地面接触的胎面部 、承受空气 压的胎体部构成 ,而无内胎轮胎则由里面气密
(组合模)
图 72227 轮胎硫化模具
(1) 整圆硫化模 如图 72227 所示 ,整圆硫化模是从轮胎的中
心部分割成上下模两部分的结构 ,因分割数少 而容易加工 。该种模具适用于因欠硫 、粘着致 使脱模困难或变形成为问题的那种结构复杂的 模具 。该模具制造时间短而且成本也较低 。
(2) 组合硫化模 组合硫化模又称节段硫化模 ,是一种如图 72227 所示的胎面花纹部被分割成多段的模具 。 该模具的结构为在开闭模具时花纹部分滑动可 使模具分开 、分离的结构 。该模具因具有滑动 部分而容易产生胶边 ,为防止胶边产生则要求 对组合进行无间隙的高精度加工 。由于该模具
3) 在完成的模座上插入胎面花圈 。 精密铸造法可制作复杂的胎面花纹 ,模型 雕刻容易 、加工期短 、成本较低 ,适于批量生产 , 但存在花纹的锐度难以获得和铸件气孔多的缺 点 。加工期和成本约为手工雕刻模的 1Π3 。
(未完待续)
[ 责任编辑 :邬宜梁 ]
层 ,缓冲层上贴合胎面而成为外胎胎坯 ,即生 稳定的橡胶性状 ,生胎对于模具内容积之填充
胎 。在如图 72225 所示的定型硫化工序中 ,将气 囊装入生胎内贴近内层胶 ,而后在模具中 ,在超 低压状态下 ,一边膨胀一边进行硫化 。
子午线轮胎的成型工序如图 72226 的下方
率的设定也是非常重要的 。 7. 2. 3 轮胎硫化模具
作者简介 :王作龄 (19382) ,男 ,山东青岛人 ,高级工程师 ,长期 从事橡胶科技情报研究 ,日文科技文献翻译及审定工作 。
性好的丁基橡胶组成的气密层构成 。 如图 72221 所示 ,斜交轮胎由制造胎体的帘
布进行斜裁命名 ,从字面看胎体帘线排列方向 以倾斜交叉 。子午线轮胎的特征是胎体帘线不 斜交而朝着半径方向排列 ,主要通过由钢丝组 成的强度较高的带束层调节高度 。
中图分类号 :TQ 330. 4 ,TQ 330. 6 ,TQ 330 ,TQ 334 文献标识码 : E 文章编号 :167128232 (2007) 0520044204
第 7 章 橡胶制品模具
7. 1 前言 橡胶制品制造中 ,应用模具进行硫化定型 的居多 。亦即 ,轮胎以及减振橡胶 、隔震器 、O 形圈 、各种绝缘橡胶制品等几乎都用模具硫化 生产 。正如前面所述 ,橡胶模具设计与塑料相 比有其独特性 。模具设计思路基本相同 ,但设 计方法以及独特性则由制品而定 。该章对有代 表性的橡胶制品 ———轮胎 、胶管 、活塞环 、O 形 圈的硫化模具进行介绍 。 7. 2 轮胎硫化模具 轮胎是汽车最重要的部分之一 ,它具备载 荷支承 、驱动与控制 、振动吸收 、行驶路线保持 等功能 ,是最大限度利用橡胶特性的制品 。模 具是在最后的硫化成型工序中对成型的生胎进 行硫化所使用的重要硫化设备之一 。为了了解 轮胎用模具 ,现对轮胎的种类和制造方法作简 单归纳 。 7. 2. 1 轮胎种类
图 72225 轮胎硫化机成型硫化工作原理图 (a) - 生胎和定型囊在打开的硫化机上的位置 ; ( b) - 上模压 紧瞬间定型囊的位置 ; (c) - 硫化机关闭状态下生胎和定型囊 的位置 ; (d) - 硫化后硫化机的位置 ;1 - 上模 ;2 - 生胎 ;3 - 下 模 ;4 - 定型囊 ;5 - 液压缸 ;6 - 支柱 ;7 - 硫化的轮胎
一般用喷砂处理法
通常在 1Π100 mm 以上 1. 压铸法 :在雕刻有轮胎胎面花纹的模具 (母模) 上安装压入铝合金嵌件 ,精加工后组装在模座上 2. 手工雕刻法 :对铸钢件切削加工出轮胎花纹沟面 ,再由手工雕刻胎面花纹 3. 精密铸造法 :在石膏上雕刻轮胎花纹 ,对橡胶模仿形 ,再将发泡性石膏流入橡胶模中制造铸模 。干燥 后盖上包覆冷模 ,浇铸熔融的铝合金制造胎面花圈 ,然后插入模座中
第 34 卷第 5 期 2007 年 5 月
世界橡胶工业 World Rubber Industry
Vol . 34 No. 5 :44～47 May. 2007
橡胶的硫化与成型技术( 十二)
王作龄 编译
摘要 : 该书系编译自由日本橡胶协会模具分会编写 、日本工业调查会于 2004 年 11 月出版的
午线轮胎的生胎形状如图 72226 。
钢丝组成的带束层 ,其上再贴合胎面 ,作为外胎
即 ,斜交轮胎的成型如图 72226 的上方所 胎坯 。由于带束层的强烈抑制作用 ,所以能控
示 ,在成型鼓上相互交叉贴合偶数枚斜裁帘布 , 制钢丝带束的伸长率 。
以此作为胎体 。其上贴合用于吸收冲击的缓冲
不言而喻 ,为得到外观 、尺寸均匀的硫化和
《·
} 用金型技术》一书 。全书共分 10 章 :模具工业动向 、橡胶与弹性体 、橡胶与弹性体
的硫化方法及其进步 、模具内胶料流动和硫化行为与模具设计的关系 、配炼与配方设计 、模具设计 、橡胶
制品模具 、模具制作 、脱模与防止污染 、硫化事故与对策 。
关键词 : 橡胶 ;硫化 ;成型 ;模具设计 ;模具制作
项目 模具基本结构
表 72221 轮胎硫化模具设计的注意事项
设计的注意事项
整圆硫化模 1. 在轮胎中心部分上下模两部分 ,因此加工工艺较简单 2. 适用于脱模难的橡胶和易变形的复杂模具 3. 加工期短 ,造价较低 组合硫化模 1. 胎面花纹部被分割成多段 ,加工工艺复杂 2. 只更换胎面花纹部分 ,故适用于多种花纹轮胎 3. 加工期较长 ,造价较高 模具内部构成为在模具本体内组装以用精密铸造法加工的胎面花圈 (铸铝合金) 的简单结构
第 34 卷第 5 期
王作龄. 橡胶的硫化与成型技术 (十二) ·47 ·
加工费时 ,所以加工期长而且成本较高 。 模具排气孔结构的研究是个重要问题 。例
如可设置如图 72228 所示的排气孔 。
图 72228 代表性轮胎用模具结构与排气孔
模具设计的基本注意事项是模具基本结 构 、模具材质 、模具精度 、模具洗涤 、模具加工方 法 (见表 72221) 。
模具材质 ,胎面部分一般使用铸铝 ,胎侧部 分一般使用铁 。必须掌握铸铝和铁的优缺点之 后再进行设计 。模具精度要求在 1Π100 mm 以 上 。模具洗涤可考虑各种方法 ,喷砂处理是一 般方法 。 轮胎硫化模具加工方法有压铸法 、手工雕 刻法 、精密铸造法 。但随着年代的变迁 ,手工雕 刻法在向压铸法 、精密制造法转变 。现在 ,手工 雕刻法或压铸法基本上已不再使用 ,主要采用
对于轮胎硫化模具的要求就是其能有效吸 收热源的热量 ,制造出尺寸精度 、外观和内在质
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世 界 橡 胶 工 业
2007
量优异的制品 ,而对于硫化机来说 ,就是希望其 精度优异 ,操作方便 。轮胎硫化模具可分为整 圆硫化模和组合硫化模两种 (见图 72227) 。
图 72226 斜交轮胎和子午线轮胎硫化用模具及生胎成型 图 72224 轮胎成型工序
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王作龄. 橡胶的硫化与成型技术 (十二) ·45 ·
采用模具成型工序为主的斜交轮胎和子午 线轮胎的制造方法如图 72224 所示 。成型硫化 时使用轮胎硫化机 。要了解其与模具的关系可 见参图 72225 (成型硫化设备的基本工作原理) 。
图 72225 (a) 为轮胎硫化机打开状态的生胎 和隔膜式定型胶囊所处位置 。首先是在上模往 下压的同时定型胶囊提升 ,且沿生胎内部扩大 。 胶囊的这一上升 ,使蒸汽压入胶囊内 。通过胶 囊内部的压力从内部压紧模具进行定型硫化 。 胶囊内的蒸汽或过热水成为硫化热源 。硫化结 束后胶囊恢复到最初位置 ,硫化机打开 ,附着在 上模的硫化轮胎落下 ,然后转入修边工序 。