橡胶的硫化与成型技术_十三_

王作龄. 橡胶的硫化与成型技术 (十三) ·51 ·
模具设计方面的发展方向是进一步改善脱 模性 ,特别是在提高芯模至硫化制品间的滑动 性方面希望能给予表面处理 。其它的课题是提 高导热效率 ,控制合模面的胶边 ,降低流道和注 料口的胶料消耗等 。模具加工方面的发展方向
是降低多面性加工中的程序更替和减少电火花 加工等 ,推荐引入多轴控制数控 (NC) 直雕加工 法等作为对应手段 。
寸进行实测 ,并通过对常温硫化型橡胶复制品 的壁厚和合模面端部的错位 (上下模腔接合部 高低差异) 等进行检验之后得到用于判断最终 合格与否的硫化制品 。断定合格后 ,对模腔和 芯模进行表面处理 (一般为镀铬) 而完成模具制 作。
电火花加工予以补偿 。
7. 4. 4 模具的技术发展方向
第 34 卷第 6 期
图 72423 模具基本结构( 冷流道 ,模内热源内藏)
向模腔内胶料供热由传热器通过模具进 行 ,各模板用热电偶调温 ,对于靠近模具外壁部 分和中心部分 ,可变化加热器密度以谋求模具 各部温度分布均匀 。此外 ,也有在模芯配有热 源的情况 。
浇口是经由制品中心部的一点侧向浇口 , 沿合模面配置最小限度的流道 。
图 72321 制动卡钳
(2) 生产工艺 活塞环的生产工艺如图 72 322 所示 。
(3) 模具结构 活塞环的模具结构如图 72 322 所示 ,是由构成圆筒外周面的上下模和位于 内周面的模芯组成的简单结构 。模腔截面图如 图 72323 所示 。 7. 3. 2 O 形圈
(1) 制品概要 O 形圈是最普通的一种密 封件 。O 形圈的用途广泛 ,可用于各种流体 (空 气 、化学品 、水 、油等) 的密封 。其形状像英文字 母“O”,是具有圆形截面的橡胶圈 。按使用条
图 72326 O 形圈注射模具结构
7. 4 汽车胶管硫化模具 7. 4. 1 用模具硫化的空气过滤器胶管
图 72422 空气过滤器胶管外形照片
7. 4. 2 模具的基本规格与特征 (1) 基本规格 在选择注射机和设定模腔
数量及其配置时 ,要考虑注射机最大注射容量 与所需注射量的关系 (式 1) 、注射机最大合模 力与由成型硫化压力产生的开模力的关系 (式
作为模具结构体的耐压强度可由足够的侧 壁厚度确保 。顺便提一下 ,模具 (模腔 、芯模) 材 质广泛使用 S50C 调质钢材 。
硫化时排除模具内气体的措施有时通过合 模面导通气体的方法以及在死路形状部位设置 气体积存处 。
下面对硫化制品脱模进行详细介绍 。图 72 424 为分岔胶管部分的凹槽处理 ,开模时在分岔 胶管部芯模打开的同时一边转动一边从硫化制 品中强制卸下 。图 72425 为开模后使残留在芯 模上的硫化制品从芯模上脱离的方法 。开模时 芯模移动垫片从下模顶上 ,芯模和硫化制品也 在此时于成型机内中途停止 。从波纹部和弯曲 部的芯模上的脱模 ,可采用从芯模端部插入吹 空气喷嘴 ,一边将压缩空气导入芯模与硫化制 品的界面上 ,一边使硫化制品膨胀的脱模方法 。 吹气定时或硫化制品拉拔方向及施加拉拔力的 方法等需要巧妙而熟炼的操作技能 ,但也可像 图 72426 那样由机械手自动进行难度较大的操 作。
此外 ,2006 年 9 月锦湖轮胎投资 3600 万美元 、占地面积 2. 2 万 m2 ,在天津经济技术开发区建成 锦湖轮胎 (中国) 技术研发中心 ,全力以赴开发轮胎新品 ,满足中国市场需要 。这也是锦湖轮胎继美 国 、英国的研发中心之后 ,在海外设立的第三个技术研发中心 。
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 。
图 72322 活塞环生产工艺
图 72323 活塞环模腔截面图
(2) 生产工艺 O 形圈一般多由模压硫化 生产 ,该文仅对硫化工序中使用注射机的注射 模压硫化法生产进行介绍 (见图 72325) 。
第 34 卷第 6 期 2007 年 6 月
世界橡胶工业 World Rubber Industry
Vol . 34 No. 6 :47～51 J un. 2007
新书连载
橡胶的硫化与成型技术( 十三)
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
冷流道分配沟的式样有整体式或两板分开
至螺杆连结的固定式 ,它们各有其优缺点 ,而整
Hale Waihona Puke Baidu
体式能避免胶料泄漏问题 。冷流道的冷却介质
可使用水或油 ,与加热对象的模具一侧用市售
的一般隔热板进行隔热 。
面按照三维变化设计 ,所以合模面组合难度较 高。
上下模腔模开闭时的导向由导销进行 ,此 外芯模和上下模腔模的位置确定一般由设在芯 模两端附近的锥形凹窝进行 。
图 72424 分岔胶管部分的凹槽处理
图 72425 外周波纹部分的凹槽处理
7. 4. 3 模具施工方法 图 72427 为模具加工工序和标准工期 。模
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世 界 橡 胶 工 业
2007
腔及芯模采用以 NC (数控) 直雕为主的施工方 法 ,因此进行模具的计算机辅助设计Π计算机辅 助制造 。 图 72428 为模腔由 NC 直雕加工的照片 。通 常经过粗加工 、半精加工和精加工三道工序得到 所规定的形状 、尺寸 ,也可用 0. 5 mm 的细径刀具 进行加工 。对包括收缩率 、壁厚公差 、起模斜度 、 避免凹模等的制造情况进行反映 ,完成计算机辅 助设计 (CAD) 数据 ,编成用于直雕的计算机辅助 制造数据和电火花加工用电极的数据 。
化时排气的效果 。
模具加工 、组装 、配研后对其主要部位的尺
图 72428 模腔的数控( NC) 直雕加工
作为空气过滤器胶管的特征是 ,胶管截面 多为简单的圆形 ,但在轴向上因以三维变化弯 曲 ,所以切削方向呈多面性 ,多数需要改变程序 等 。此外 ,数控 (NC) 直雕后 ,对于刀具难以加 工的比深棱部或刀具半径还要小的棱角部通过
第 34 卷第 6 期
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2) 、模腔装置与硫化制品脱模操作性和与注料
口平衡的关系等 。
注射机最大注射容量 > 模腔容积 ×模腔个
数 + 流道和浇口容积
(1)
注射机最大合模力 > (模腔投影面积 ×模
腔个数 + 流道 、浇口投影面积) ×模具内注射压
《·
} 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
图 72325 O 型圈注压硫化成型操作过程
(3) 模具结构 模腔部分与普通模压硫化 模相同 。由于在合模线 ( P. L. ) 部分产生胶边 , 所以图 72326 中的 b 尺寸比 a 尺寸要小 。
图 72421 汽车吸气装置用空气过滤器胶管
对于空气过滤器胶管来说 ,要求其有伴随 吸气的耐负压性和发动机振动吸收性等性能 , 因此采用给予加强筋或波纹的形状 ,同时应带 有与用于降低吸气声音的谐振器和用于再送不 燃烧气体的 PVC 胶管连接的分支管部的形状 , 此外为了使各胶管端部具有连接的自由度 ,还 要求空气过滤器胶管具有对轴向呈三维曲折的 复杂形状 ,因此用模具成型硫化是不得已的做 法。
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世 界 橡 胶 工 业
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图 72324 O 形圈的外观照片和截面图
汽车使用的胶管部件有制动系统的制动胶 管 、操纵系统的液压转向胶管 、燃料系统的燃油 胶管 、冷却系统的散热器胶管等 ,其断面都一 样 ,用挤出成型法制造 。
空气过滤器胶管如图 72421 所示用于吸气 系统 ,其基本功能是不泄漏地将由空气过滤器 净化的空气供应至发动机内 。
力
(2)
关于注射机选择和模腔个数设定 ,制模工
的想法也有所不同 ,但大致根据上述考虑方法
推测 ,适用注射机合模力为 50～500 t ,模腔个
数为 1～4 个 。
图 72423 为模具的基本结构 。由于制品较
大而且取多个模腔 ,因此采用以降低胶料消耗
为目的的冷流道式和导热效率或温度均匀分布
优异的模内热源内藏型的模具结构 。
近几年 ,韩国锦湖轮胎公司在中国先后设立了三家轮胎厂 。中国已发展成锦湖轮胎最重要的 海外生产基地 。
1995 年 ,韩国锦湖轮胎公司在中国南京建立了第一家合资轮胎厂 。目前 ,南京锦湖轮胎厂二 期工程已经全部达产 ,轿车子午胎总生产能力已经达到 1200 万条Πa 。2006 年 7 月 ,投资 2. 1 亿美 元 、占地面积 9. 3 万 m2 、设计年产能力为 525 万条轿车子午胎的天津锦湖轮胎厂顺利投产 ,目前产 能已经达到 775 万条Πa 。2006 年 5 月 ,总投资 1. 5 亿美元 、占地面积 23 万 m2 的锦湖轮胎 (长春) 有 限公司在长春高新技术产业开发区正式启动 。该工厂一期设计生产能力为 315 万条Πa 轿车子午 胎 ,计划 2007 年下半年投产 。并且已经与一汽集团达成意向 ,为其提供原配胎 。到 2007 年底 ,随 着长春锦湖的建成和投产 ,锦湖轮胎在中国的总产能将达到 2500 万条 ,成为中国国内产量最大的 轮胎生产企业 。除满足中国市场外 ,50 %的产品用于出口 。
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) 0620047205
7. 3 活塞密封环与 O 形圈用模具 7. 3. 1 活塞密封环 (以下简称活塞环)
(1) 制品概要 活塞环是一种安装在汽车 的制动卡钳上 (图 72321) , 能保持制动液的液 压 ,将活塞返回量保持一定 (由此可使制动垫片 与圆盘的间隙通常保持一定) 的橡胶部件 。活 塞环的形状较简单 ,是一呈矩形截面的环状物 , 因必须使过盈量一定 ,所以对径向厚度的尺寸 公差要求一般较为严格 ( ±0. 03～ ±0. 05) 。
(未完待续)
[ 责任编辑 :邬宜梁 ]
信息传真
锦湖轮胎全面进驻中国市场
锦湖轮胎公司于 5 月 16 日在南京经济技术开发区举行全钢子午线轮胎厂的开工典礼 ,该项目 的实施将使锦湖轮胎步入中国全钢子午胎市场 。新厂由锦湖轮胎公司独资设立 ,预计总投资 2. 2 亿美元 ,占地面积 30 万 m2 ,年产全钢子午胎 140 万条 ,一期设计能力为 30 万条 ,预计 2008 年 6 月 投产 。
图 72426 硫化制品自动脱模
图 72427 模具加工工序与工期
芯模端 部 适 于 车 削 加 工 的 形 状 部 分 占 优
势 ,对于芯模大都采用与 NC 车削组合的加工
方法 。
机械加工后不进行研磨而是通过喷砂处理
得到暗光泽状态 。这样做的目的多数是出于对
发动机室内的外观 (方面) 的美化及为了提高硫
(2) 特征 汽车用空气过滤器胶管的特征 是三维弯曲的波纹状硫化制品的脱模难度 。因 此 ,模腔配置是模具设计时特别煞费苦心的问 题 。包括胶管波纹状部分在内 ,在开模的方向 上需要转动并不成为凹模部分的计算机辅助设 计 (CAD) 数据 ,同时要确定正确的模腔配置 (对 于各轴的倾斜) 。由于合模面在圆筒状制品侧
图 72422 为空气过滤器胶管制品实例 。该 种胶管由氯丁橡胶 、丁腈橡胶Π聚氯乙烯共混 体 、三 元 乙 丙 橡 胶 制 造 。其 规 格 为 长 200 ～ 500 mm ,内径 <70 mm ,壁厚 3～5 mm。该种胶 管也可用模压硫化法制造 ,但一般多数使用垂 直预塑化方式的立式注射硫化机等注射法制 造。
件的不同 ,O 形圈可分为静态密封用和动态密 封用两种 。静态密封用又分为径向密封用和厚 度方向密封用两种 。在模具结构方面 ,由于在 厚度方向的中心部分上存在合模线 ( P. L) ,所 以胶边残留尺寸多数需严格控制 (0. 1 mm 以 下) 。O 形圈的外观照片和截面图如图 72324 所 示。