汽车橡胶减震制品模具设计

汽车橡胶减震制品模具设计

陈安

诺博橡胶制品有限公司河北省保定市071000

摘要:在现代工业发展进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所重视。可以毫不夸张的说，一个国家模具工业的技术水平高低直接代表着这个国家工业设计制造的技术水平。汽车生产企业也不例外，随着人们对汽车需求的增加和性能要求的不断提高，模压橡胶减震制品在汽车生产系统中得到了越来越广泛的应用。本文主要介绍汽车橡胶减震制品外形尺寸、收缩率的测量和计算，模具分型面、启模槽、余胶槽、定位销的设计以及模具型腔的加工精度、材质选择等过程。

关键词：汽车；橡胶；模具

前言：橡胶减震制品经过电热平板硫化机模压成型，在机械传动中属于一种弹性支撑的方法，主要用来减少由于机械往复惯性力和惯性力矩及其他干扰引起的机械震动和噪音。它具有良好的减震、缓冲和隔音作用。橡胶减震制品与橡胶密封类制品相比较，其尺寸精度要求较低，所以收缩率的选择就很容易。由于橡胶减震制品在实际使用中受力复杂，所以除工艺人员从橡胶材料(配方）上保证制品质量外，模具设计人员在确定减震产品模具结构时，应将保证制品的精密度和均匀性作为一个重要方面来考虑。合理的设计橡胶模具可以节约原料、降低制品成本、提高生产效率、保证制品质量。由于橡胶减震制品的形状千差万别，所以在其模具设计过程中，应针对具体制品的使用要求来进行综合性的分析和处理。

1、实物几何尺寸的测量

选择三件制品样件测量其几何尺寸，取每一组数据的平均值。深入设备现场掌握制品的装置过程和使用要求，必要时对个别数据做适当的修整。此外。还要对制品的硬度、拉伸强度、压缩永久变形、扯断伸长率、热老化性能等技术指标进行试验，科学地组建原料配方，使制品能够满足使用条件。

2、确定分型面

分型面是指模具的各个部分分开以便取出制品的界面，即各个模具元件(上模、中模、下模、芯柱等）的接触面。分型面位置的不同使其与成型制品型腔的相对位置也不同。分型面的位置选择、形状设计是否合理，不仅直接关系模具的复杂程度，也关系着模具制品的质量、模具的工作状态和操作的方便程度。因此，分型面的设计是模具设计中最重要的一步。分型面的设计要根据模型的几何形状合理安排，设计时应考虑是否有利于装料和制品取出，是否有利于胶料流动和排气，是否有利于制品的外观质量和机械加工等因素，安排分型面位置的基本原则是将分型面设计在制品最大断面轮廓的变径部位。

3、算制品的收缩率

设计制品的收缩率非常重要，在橡胶模具设计中，收缩率是表示橡胶收缩性大小的一个数字指标。橡胶收缩性是指橡胶成型后所获得的制品从热模具中取出后，因冷却及其他原因而引起尺寸减小或者体积收缩的现象。所以橡胶硫化收缩率指在一定的工艺条件下生产橡胶制品，硫化后的橡胶制品尺寸与模具尺寸差值同制品尺寸之比。即:C＝(D模-D制）/D制×100％；式中C:橡胶的收缩率；D制:硫化成型的制品尺寸；D模:模具型腔尺寸。影响橡胶模压收缩率的因素除胶料配方外，还有硫化过程中压力、温度、时间等要素之间的配合，因此收缩率是一个很难准确把握的数据。所以，一般橡胶制品的收缩率常常根据经验数值取值；而对于一些新配方胶料和模具设计者未接触过又无把握的胶料以及精确度要求较高的产品，则需要测定其收缩率。测定方法是:选择一副与该新产品形状和尺寸相近的产品模具，测量模具各部位尺寸后，在与新产品相同的硫化条件下压出三件产品；将产品放置24小时以上后检测各3尺寸；运用公式计算出该产品的实际收缩率，作为新产品模具水平方向收缩率的设计。而对于垂直方向的收缩情况，要考虑胶边的厚度，一般按收缩率计算后减去胶边厚度值来确定。

4、设计余胶槽、定位销、启模槽、确定模具几何尺寸

4.1设计余胶槽

橡胶模压制品与其他所有的模型产品一样，为了使模具型腔内的胶料或半成品压密实，装入模具型腔内的胶料体积一定要大于型腔体积，制品在模具内受压硫化时，使得多余的胶料能从分型面顺利流出的通道即余胶槽。模具开设余胶槽后，由于两模块分型面的接触面积减小，接触点的压强增大，除排出多余胶料外，还可以骑到排气作用，尤其对于大厚制品，使余胶槽与外界沟通能够有效的防止制品卷气、抽边等质量缺陷。常见的余胶槽有:半园形、三角形、梯形和长方形等多种形式，设计时可根据制品的具体要求灵活选用。

4.2设计启模槽

橡胶模压制品模具最少由两块以上的模板组成，要将装配在一起的模板插入气启子等工具撬开必须开设必要的启模槽。一般情况下，启模槽深度为10-20mm，高度为3-8mm，并靠近定位销，与启模工具相适应围绕模具对称开设。

4.3设计定位销

定位销是保证模具型腔形位配合，限制各模块位置的装置。在平板硫化机模压条件下，以直销和锥销定位方式应用最多。一般般情况下，模板上的锥孔用1∶10的细齿园锥绞刀绞成，与定位销研磨配合，孔、销之间接触面的贴合率大于80%即可，以达到准确定位的目的。

4.4确定模具几何尺寸

对于单腔模具而言，其几何尺寸的估算过程是：按照制品最大外形尺寸加启模槽宽度再加型腔最小壁厚(上下模接触面宽度）来确定。

5、模具材质选择和加工精度

5.1确定模具的加工精度

模具的表面粗糙度与产品形状和要求有关，不同的产品其模具型腔的表面粗糙度要求不同。表面粗糙度越低，产品表面质量越好，对于模具加工要求和模具的材料要求也越高，致使模具的造价相对提高。所以从技术和经济性考虑，针对不同产品的要求适当选择模具的表面粗糙度非常必要。就一般煤矿橡胶减震制品而言，尺寸精度在M2级以下的产品，其型腔表面粗糙度取1.6，模具和各模块上下面、分型面取3.2，其他部位取12.5，尺寸精度在M2级以上的产品，其型腔表面粗糙度取0.8，模具和各模块上下面、分型面取1.6，其他部位取6.3。

5.2模具材质选择

在模具设计过程中，要针对不同零件的要求选择不同的材料。对于一般压制成型模具，通常要求其具有良好的综合机械性能，所以一般采用优质碳素钢中的45钢，为满足中、小批量生产的要求。并有利于切削加工，其热处理方法是淬火后进行高温回火，处理后的硬度达到HRC30-40。

结语：橡胶模具的设计是一个技术性很强的工作，要求设计人员既要掌握机械制图方法和材料成型原理，还要了解橡胶配方组成和硫化加工的程序。按照产品要求，针对自身装备状况和技术工人素质，不断总结和积累经验，对自己设计的模具从技术经济性等方面进行全方位、多角度地分析对比，做出实用性的选择，从而达到成本低廉、效能最大化的目的。

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