橡胶模具设计教材

橡胶模具设计教材第一节橡胶及成形工艺一.橡胶的分类及成形工艺特点1.橡胶的分类按材料来源可分为天然橡胶和合成橡胶；合成橡胶按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶；按物理状态分类，可分为生橡胶、熟橡胶、硬橡胶、混炼胶和再生胶。橡胶牌号的表示方法如下：2.常用橡胶橡胶制品的使用环境和要求不同，对橡胶的种类及性能等各方面的要求也有所不同。常用橡胶的主要性能及用途见教材表7-1。3.橡胶的成形工艺特点生胶性质极不稳定，弹性不高，不能直接用来制造橡胶制品，使用价值低。为改善这些性能，常以生胶为基础，配以碳黑、填料、硫磺等混炼而成混炼胶。再经过加热加压处理后，便产生弹性，并具有耐热、耐寒、耐油、耐溶剂、耐磨、减振、密封、电绝缘等重要性能。（1）橡胶制品主要原料是生橡胶，同时要添加各类配合剂、溶剂等。（2）橡胶模制品几乎所有的橡胶制品都要通过相应的模具来进行成形加工，但并不是所有的橡胶制品都能称得上橡胶模制品。其特点是制造容易，外形准确，尺寸精度高，表面光亮整洁，质地致密工艺简便，效率高。（3）橡胶制品的成型工艺模压法工艺流程：胶料－剪切称量或其它预成形－装入模具型腔－加压、硫化－起模取件－修除飞边－成品质量检验。注射法工艺流程：胶料预热塑化－注射入模－硫化－起模取件－修除飞边－成品质量检验。（4）橡胶制品的成形工艺特点脱模方便，模具结构简单；成型时间较长，硫化必须达到硫化点；可选用吨位较小的压力机。二.橡胶制品的结构工艺性1.为脱模方便，设计一定的脱模斜度；2.便于胶料的流动和充填，设计零件时，交接处设计成圆弧形；3.为减少制品的内应力和收缩变形，制品的壁厚应尽量均匀；4.其它工艺要求（1）不宜设计出小直径的孔；（2）尺寸公差等级一般为IT11~IT14；（3）一般不需要卸模或抽芯机构；（4）嵌件应具有一定的厚度。第二节橡胶模设计一.橡胶模分类及基本结构（一）橡胶模分类根据橡胶模制品的类型、模具的使用条件和操作方法的不同，橡胶模主要可分为填压模、压注模和注射模。1.填压模将定量胶料或预成形半成品直接填入模具型腔中，然后合模，通过电热式平板硫化机进行加压、加热、硫化等工艺得到橡胶模制品的模具。2.压注模将混炼过的胶料或半成品装入模具料室中，通过压机将胶料由模具的浇注系统挤入模具的型腔内。3.注射模利用专用的注胶设备，将预热塑化状态的胶料强行挤压射入模具的型腔，然后硫化、起模得到制品。（二）模具基本结构1.填压模基本结构及特点（1）开放式填压模其结构特点是上、下模板之间没有直接的定位零件，如果需要定位则通过定位销等机构来实现其相互位置的定位。这种模具结构简单，易于制作设计，制造周期短，成本低，操作方便；而且易于排除型腔内的气体，避免制品产生气泡。（2）封闭式填压模其结构特点是上、下模板在型腔的延长部位直接进行导向和定位。上模有一凸起部分伸入型腔的延续部分，当上模凸起部分与型腔延续部分的上端接触后，模具型腔就处于封闭状态。这种模具的结构优点是胶料难以流出模具型腔之外，压力较大，所得制品致密度高；对复杂制品可避免局部欠压引起的缺胶现象。（3）半封闭式填压模从结构上看，兼有了开放式填压模和封闭式填压模的优点。这种结构的排气性能较好，制品的致密度也较高，胶料流失小，利用率高。这类模具亦适合于夹织物橡胶制品的模压生产。2.压注模的基本结构及特点

压注模的基本结构如图所示。压注模的特点是模型闭合后再铸入胶料，而且塑料在压力作用下经浇注系统铸入，所以型腔内气体易于排除。胶料经浇注系统进入，胶边少，因此制品质量高，适于制造性质比较复杂或含有金属嵌件的大型制品。3.注射射模模基基本本结结构构及及特特点点注射射模模是是固固定定在在注注射射机机上上的的专专用用生生产产模模具具，，由由动动模模和和定定模模组组成成。。胶胶料料经经由由注注射射机机喷喷嘴嘴定定模模部部分分的的浇浇注注系系统统进进入入型型腔腔，，动动模模部部分分完完成成开开合合模模动动作作。。为为了了从从型型腔腔中中取取出出制制品品，，在在动动模模板板上上大大都都设设有有自自动动推推出出装装置置。。二.橡胶胶模模成成形形零零件件工工作作部部分分尺尺寸寸的的确确定定（一一））橡橡胶胶的的平平均均硫硫化化收收缩缩率率橡胶胶的的平平均均硫硫化化收收缩缩率率，，是是指指胶胶料料在在硫硫化化条条件件下下，，称称为为合合格格制制品品前前后后体体积积的的收收缩缩量量与与模模具具型型腔腔的的体体积积之之比比。。或为便便于于计计算算，，也也可可将将上上式式改改写写为为：：（二二））影影响响橡橡胶胶硫硫化化收收缩缩率率的的因因素素在生生产产中中，，影影响响橡橡胶胶硫硫化化收收缩缩率率的的因因素素很很多多，，有有胶胶料料种种类类、、成成型型工艺艺和和橡橡胶胶制制品品的的结结构构因因素素等等。。（1）胶胶料料因因素素主主要要与与胶胶料料种种类类、、填填充充剂剂的的用用量量、、硬硬度度等等有有关关。。（2）成成型型工工艺艺因因素素主主要要是是受受硫硫化化温温度度、、硫硫化化时时间间和和硫硫化化压压力力的的影影响响。。硫化化温温度度高高，，硫硫化化收收缩缩率率增增大大，，但但缩缩短短了了硫硫化化时时间间，，提提高高了了生生产产效效率率；；硫化化时时间间长长、、压压力力大大则则硫硫化化收收缩缩率率小小。。（3）橡橡胶胶制制品品的的结结构构形形状状、、大大小小及及是是否否有有嵌嵌件件等等，，均均影影响响到到其其各各部部位位的的硫化化收收缩缩率率。。（三三））模模具具成成形形尺尺寸寸及及公公差差的的确确定定（1）模模具具型型腔腔尺尺寸寸及及公公差差的的确确定定（2）模模具具型型芯芯尺尺寸寸及及公公差差的的确确定定（3）压压压压制制方方向向的的模模具具型型腔腔深深度度和和型型芯芯高高度度尺尺寸寸及及孔孔距距尺尺寸寸确确定定三.橡胶胶模模设设计计（一一））橡橡胶胶模模具具的的基基本本组组成成（1）成成型型零零件件成型型制制品品形形状状和和尺尺寸寸的的工工作作零零件件。。（2）辅辅助助机机构构与制制品品成成型型间间接接有有关关的的结结构构。。（3）浇浇注注系系统统主要要包包括括浇浇道道、、冷冷料料穴穴、、分分浇浇道道等等。。（4）定定位位机机构构在模模具具结结构构中中，，对对各各有有关关零零件件或或嵌嵌件件起起定定位作作用用的的零零件件。。（5）连连接接零零件件在模模具具结结构构中中起起连连接接、、紧紧固固作作用用的的零零件件。。（二二））橡橡胶胶制制品品对对橡橡胶胶模模设设计计的的工工艺艺要要求求1.模具具型型腔腔尺尺寸寸精精度度模具具型型腔腔部部分分的的制制造造公公差差值值，，一一般般去去制制品品零零件件图图上上要要求求的的公公差差值值的的1/3~1/5左右右。。2.避免免粗粗糙糙度度值值橡胶胶模模具具的的型型腔腔，，起起表表面面粗粗糙糙度度值值Ra应在在0.8~0.2μm之间间。。3.分型型面面1）不不得得影影响响制制品品的的外外观观质质量量和和尺尺寸寸精精度度；；2）要要有有利利于于脱脱模模取取件件；；3）位位置置设设计计，，要要有有利利于于模模具具中中的的排排气气；；4）要要有有利利于于飞飞边边的的切切除除；；5）设设计计要要力力求求简简单单。。4.进料料口口避免免设设计计在在工工作作表表面面和和外外观观显显眼眼的的位位置置，，保保证证不不因因肥肥料料的的切切除除影影响响制制品品的的使使用用功功能能。。（三三））橡橡胶胶模模结结构构设设计计1.浇注注系系统统的的设设计计（1）主主浇浇道道的的设设计计主浇浇道道可可以以直直接接设设置置在在模模板板上上，，也也可可以以设设计计成成嵌嵌套套式式的的。。主主浇浇道道为为圆圆锥锥孔孔，，上上小小下下大大，，锥锥度度一一般般为为1:12、1:10等；；大大头头出出口口处处设设计计成成圆圆角角，，圆圆角角半半径径0.5~2.5mm左右右；；尽尽量量短短些些，，降降低低胶胶料料的的消消耗耗及及压压力力和和热热能能的的损损失失。。（2）分分浇浇道道的的设设计计分浇浇道道是是胶胶料料进进入入主主浇浇道道后后和和进进入入进进料料口口充充满满型型腔腔前前，，流流动动速速度度发发生生变变化化的的路路段段。。一一般般分分浇浇道道的的深深度度，，由由进进料料口口向向主主浇浇道道在在0.8~4mm直接过渡变变化。（3）进料口的的设计胶料在挤压压力的作用用下，经过过主浇道、、分浇道，，再经过进进料口流入入模具型腔腔。进料口口一般呈扁扁薄状，使使胶料易于于充填型腔腔，厚度一一般在0.15~0.25mm之间。（4）冷料穴的的设计冷料穴是连连接主浇道道与各个分分浇道之间间的、胶料料暂时停留留和预塑化化的中转小小“料库””，可以缓缓冲胶料由由主浇道到到分浇道的的速度突变变，为胶料料的继续前前进提供塑塑化处理，，是提高流流动速度的的有利因素素。2.分型面的设设计把模具型腔腔分成两个个或三个可可分离部分分的接触面面称为分型型面，它一一般是平面面，也可能能是曲面或或斜面。分型面的选选择应考虑虑下述情况况：（1）保证制品品利于取出出。如果分型面面设计位置置不对，制制品可能完完全不能取取出。（2）利于排气气在压制过程程中，排气气良好是保保证制品质质量的一个个重要方面面。分型面面处的缝隙隙是理想的的排气通道道，分型面面尽可能开开在空气最最易堵住的的边角。（3）不易损伤伤模具凡有凸出的的锐角锋口口的模具，，很易碰坏坏或磨损，，从而影响响制品的质质量，有时时还会碰伤伤操作人员员。因此分分型面应尽尽量避免模模具产生锐锐角锋口。。（4）尽量避开开制品的工工作面制品的工作作面往往要要求表面光光滑且具有有较高的精精度，而分分型面处由由于留有缝缝隙，会在在制品的工工作面留有有胶边和痕痕迹，经修修边整理，，也很难达达到较好的的质量。（5）保证制品品的精度对同轴度要要求高的外外形或内孔孔制品，应应当尽可能能设在同一一模板上。。（6）操作方便便分型面的设设计应便于于装填胶料料，拆卸装装配容易。。（7）分型面间间隙有一定定的要求，，一般不大大于0.02mm。3.测温孔的设设计测温孔的设设计位置，，是在模具具型腔的附附近；测温温孔的大小小和形状，，