橡膠成型工藝及具設(shè)計(jì)課件

橡膠成型工藝及模具設(shè)計(jì)橡膠成型工藝及模具設(shè)計(jì)1第1章橡膠概述橡膠是高彈性的高分子材料，由于橡膠具有其他材料所沒有的高彈性，因而也稱作彈性體。粉末橡膠液體橡膠熱塑性橡膠板塊固態(tài)橡膠通用橡膠特種橡膠功能橡膠天然橡膠合成橡膠再生橡膠來源橡膠用途形態(tài)生物膠熟橡膠硬橡膠混煉橡膠物化狀態(tài)第1章橡膠概述橡膠是高彈性的高分子材料，由于橡膠具有其他材2天然橡膠（NR）★一般工作溫度：-73～120℃★基本特性：較好的強(qiáng)伸、彈性、低溫、耐磨以及耐泥水、油污、酒精、甘油★主要用途：減震、緩沖、防塵、膜片、密封、襯墊、制動液制品★參考價(jià)格：1.9～2.4萬元/噸聚合單體：異戊二烯天然橡膠（NR）★一般工作溫度：-73～120℃★基本特性：3丁腈橡膠（NBR）★一般工作溫度：-40～120℃★基本特性：良好的耐油性，較好的綜合性能?！镏饕猛荆耗陀秃腿榛褐破贰⒚芊庵破?、防塵罩、圈?！飬⒖純r(jià)格：2.0～2.3萬元/噸聚合單體：丁二烯/丙烯腈丁腈橡膠（NBR）★一般工作溫度：-40～120℃★基本特性4★一般工作溫度：-60～120℃聚合單體：丁二烯\苯乙烯★主要用途：轎車、輕卡車輪胎等、膠鞋、膠布、文體用品、膠板、蓄電池殼、膠帶等★參考價(jià)格：1.8～2.4萬元/噸丁苯橡膠（SBR）★性能：彈性比NR稍差，耐磨和耐老化比NR好★一般工作溫度：-60～120℃聚合單體：丁二烯\苯乙烯★主5聚合單體:乙烯\丙烯\第三單體三元乙丙膠(EPDM)★一般工作溫度：-50～150℃★性能：耐老化耐臭氧性、耐極性液體、耐水及過熱水、水蒸氣好、耐電性能好★用途：電線電纜絕緣層、汽車玻璃除水條、窗戶密封條、蒸汽膠管、輸送帶等★參考價(jià)格：2.8～3.3萬元/噸聚合單體:乙烯\丙烯\第三單體三元乙丙膠(EPDM6聚合單體：氯丁二烯氯丁橡膠（CR）★用途：輪胎內(nèi)襯層、低壓電線電纜、輸送帶、減震橡膠、窗戶密封條、膠粘劑、膠布、涂料★特性：耐候性、耐臭氧性、阻燃、耐熱性及耐化學(xué)藥品性均好★一般工作溫度：-35～120℃★參考價(jià)格：3.0～3.5萬元/噸聚合單體：氯丁二烯氯丁橡膠（CR）★用途：輪胎內(nèi)襯層、低壓電7★性能：使用溫度范圍最廣,毒性最低、具生理惰性、透氣性好、電絕緣性好，物理機(jī)械性能較差硅膠(Q)聚合單體：主鏈由硅原子和氧原子交替組成★用途：膠管、膠帶、膠輥、電絕緣制品、人造皮膚、器官等.★一般工作溫度：-93～250℃★參考價(jià)格：7.0～8.0萬元/噸★性能：使用溫度范圍最廣,毒性最低、具生理惰性、透氣性好、電8橡膠成型工藝及具設(shè)計(jì)ppt課件9聚合單體：偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯氟膠(FKM、FPM、VITON)★一般工作溫度：-30～250℃★性能：防火.耐油.耐溶劑是所有膠中最好的.★用途：導(dǎo)彈、飛機(jī)、汽車等用密封件，化工廠耐腐蝕皮碗、襯墊、薄膜，油箱襯層、膠管及泵用零件等★參考價(jià)格：40～80萬元/噸聚合單體：偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯氟膠(FKM、10丙烯酸酯橡膠（ACM）★一般工作溫度：-10～150℃★基本特性：良好的耐高溫，較好的耐油（包括含硫的油）、耐磨性，耐寒性差?！镏饕猛荆耗陀?、耐熱、密封、板、囊、護(hù)套制品?！飬⒖純r(jià)格：10.0～12.0萬元/噸聚合單體：丙烯酸與帶有可提供交聯(lián)反應(yīng)活性基團(tuán)的單體共聚制得丙烯酸酯橡膠（ACM）★一般工作溫度：-10～150℃★基本11橡膠的基本特性1.高彈性：彈性模量低，伸長變形大，有可恢復(fù)的變形,并能在很寬的溫度（-50~150℃）范圍內(nèi)保持彈性。2.粘彈性：橡膠材料在產(chǎn)生形變和恢復(fù)形變時(shí)受溫度和時(shí)間的影響，表現(xiàn)有明顯的應(yīng)力松弛和蠕變現(xiàn)象，在震動或交變應(yīng)力作用下，產(chǎn)生滯后損失。3.電絕緣性：橡膠和塑料一樣是電絕緣材料。橡膠的基本特性1.高彈性：彈性模量低，伸長變形大，有可恢復(fù)的124．有老化現(xiàn)象：如金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風(fēng)化一樣，橡膠也會因?yàn)榄h(huán)境條件的變化而產(chǎn)生老化現(xiàn)象，使性能變壞，壽命下降。5.必須進(jìn)行硫化才能使用，熱塑性彈性體除外。6.必須加入配合劑。其它如比重小、硬度低、柔軟性好、氣密性好等特點(diǎn)，都屬于橡膠的寶貴性能。4．有老化現(xiàn)象：如金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風(fēng)化一樣，橡膠也會13橡膠基本加工工藝無論什么橡膠制品，都要經(jīng)過混煉和硫化這兩個過程。橡膠基本加工工藝主要包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型和硫化等。另外，對于一些特殊產(chǎn)品還包括注壓、澆注和黏合。橡膠基本加工工藝無論什么橡膠制品，都要經(jīng)過混煉和硫化這兩個過14塑煉為了改善生膠黏度過大和不均勻現(xiàn)象，在煉膠機(jī)中通過機(jī)械應(yīng)力、熱氧或加入塑解劑等方法對生膠進(jìn)行加工，使生膠由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳洝⒈阌诩庸さ乃苄誀顟B(tài)。塑煉為了改善生膠黏度過大和不均勻現(xiàn)象，在煉膠機(jī)中通過機(jī)械應(yīng)力15高溫塑煉：自動氧化降解為主機(jī)械力強(qiáng)化橡膠與氧的接觸塑煉的方法機(jī)械塑煉法化學(xué)塑解法低溫塑煉：機(jī)械降解為主降低分子量是生膠獲得可塑性的最有效方法。只有這樣才能使粘度下降，可塑性增加。降低分子量，實(shí)質(zhì)上就是使分子鏈斷鏈。橡膠塑煉的實(shí)質(zhì)高溫塑煉：自動氧化降解為主機(jī)械力強(qiáng)化橡膠與氧的接觸塑機(jī)械塑16一、定義指在煉膠機(jī)上將各種配合劑加入到橡膠中制成混煉膠的工藝過程二、混煉的目的和意義1.保證產(chǎn)品的質(zhì)量3.高效節(jié)能2.適合于進(jìn)一步的加工混煉一、定義指在煉膠機(jī)上將各種配合劑加入到橡膠中制成混煉膠的工藝17第一種狀態(tài)：不能緊包前輥第二種狀態(tài)：緊包前輥第三種狀態(tài)：脫輥——出兜第四種狀態(tài)：粘流態(tài)包輥原因：溫度適宜，膠料的可塑性中。原因：溫度略高，膠料的可塑性略大。原因：溫度太高，可塑度太大生膠的混煉性原因：混煉溫度低，膠料的可塑性小。第一種狀態(tài)：不能緊包前輥第二種狀態(tài)：緊包前輥第三種狀態(tài)：脫輥18壓延—指將混煉膠在壓延設(shè)備上制成膠片或與骨架材料制成膠布半成品的工藝過程。壓片貼合壓型掛膠（貼膠、擦膠）壓延壓延壓延—指將混煉膠在壓延設(shè)備上制成膠片或與骨架19從原理上看，壓延過程主要是通過兩個輥筒作用把膠料輾壓成具有一定厚度和寬度的膠片的過程。從表面上看，壓延只是膠料造型的變化，但實(shí)質(zhì)上是一種流體流動過程。在壓延過程中，膠料一方面發(fā)生粘性流動，一方面又發(fā)生彈性變形。從原理上看，壓延過程主要是通過兩個輥筒作用把膠料輾壓成具有一20壓片是指將熱煉好的膠料用壓延機(jī)在輥速相等的情況下，壓制成有一定厚度和寬度的膠片。1.工藝方法（1）中下輥不積膠（2）中下輥積膠（3）四輥壓延機(jī)壓片壓片壓片是指將熱煉好的膠料用壓延機(jī)在輥速相等的1.工藝方法壓片21貼合工藝方法：二輥壓延機(jī)貼合三輥壓延機(jī)貼合四輥壓延機(jī)貼合貼合貼合是通過壓延機(jī)將兩層薄膠片貼合成一層膠片的作業(yè)。貼合工藝方法：二輥壓延機(jī)貼合三輥壓延機(jī)貼合四輥壓延機(jī)貼合22壓型工藝要求規(guī)格準(zhǔn)確，花紋清晰，膠料密致，故要求膠料收縮變形率小及配方中含膠率不宜過高。壓型工藝方法壓型壓型是將膠料壓制成一定斷面形狀的半成品或表面有花紋的膠片。壓型工藝要求規(guī)格準(zhǔn)確，花紋清晰，膠料密致，壓型23貼膠壓力貼膠貼膠是利用壓延機(jī)上轉(zhuǎn)速相同輥筒的壓力將一定厚度的膠片貼于紡織物上。進(jìn)行貼合的兩輥筒之間有積膠，利用積膠的壓力將膠料擠壓到布縫中去。紡織物掛膠（貼膠、擦膠）紡織物掛膠是使紡織物通過壓延機(jī)輥筒間隙，使其表面掛上一層薄膠，制成掛膠簾布或掛膠帆布，作為橡膠制品的骨架層。貼膠壓力貼膠貼膠是利用壓延機(jī)上轉(zhuǎn)速相同輥筒的壓24擦膠擦膠是利用輥速不同所產(chǎn)生的剪切力和輥筒的壓力，將膠料擠擦入紡織物的縫隙中，以提高膠料與紡織物的附著力。擦膠只能處理帆布，不能處理簾布。擦膠擦膠是利用輥速不同所產(chǎn)生的剪切力和輥筒的壓力，將膠料擠擦25擠出與壓延的比較擠出是使膠料通過擠出機(jī)連續(xù)地制成各種不同形狀半成品的工藝過程。擠出機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：①補(bǔ)充混煉和熱煉作用，使膠料質(zhì)量更致密，更均勻。②適用面廣，可壓出各種尺寸、斷面形狀半成品。③設(shè)備占地面積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，靈活機(jī)動性大。壓出（擠出）擠出是使膠料通過擠出機(jī)連續(xù)地制成各種不同形狀擠出機(jī)具26擠出機(jī)由螺桿、機(jī)身、機(jī)頭（包括口型和芯型）、機(jī)架和傳動裝置等部件組成。一、螺桿螺桿種類：按螺紋分：單頭、雙頭、三頭按螺距分：等距收斂式和復(fù)合螺紋等按螺桿外形分：圓柱形、圓錐形擠出機(jī)由螺桿、機(jī)身、機(jī)頭（包括口型和芯型）、一、27三、機(jī)頭與口型1.機(jī)頭①直向形機(jī)頭如圓筒形、喇叭形②T形、Y形2.口型二、機(jī)身(機(jī)筒)①壓出實(shí)心及片狀半成品的口型②壓出中空半成品的口型由口型、芯型和芯型支座構(gòu)成。機(jī)筒為中空圓筒,為了及時(shí)散發(fā)和提供熱量,機(jī)筒備有夾套,可通入冷卻水和蒸汽。三、機(jī)頭與口型1.機(jī)頭2.口型二、機(jī)身(機(jī)筒)①壓出實(shí)心及片28硫化但是所有這些產(chǎn)品凡是遇到氣溫高和經(jīng)太陽暴曬后就變軟發(fā)粘，在氣溫低時(shí)就變硬和脆裂.制品不能經(jīng)久耐用.直到美國人C.Goodyear（固特異）在一個偶然的機(jī)會發(fā)現(xiàn)硫磺粉灑在晾曬的膠塊上可以避免膠塊發(fā)粘，使膠塊表明光滑有彈性，后經(jīng)一年多的實(shí)驗(yàn)，證明在橡膠中加入硫磺粉和堿式碳酸鉛，經(jīng)共同加熱熔化后所制出的橡膠制品可以長久的保持良好的彈性.C.Goodyear（固特異）于1839年發(fā)現(xiàn)了橡膠的硫化，從此天然橡膠才真正被確定具有特殊的使用價(jià)值，成為一種極其重要的工業(yè)原料硫化但是所有這些產(chǎn)品凡是遇到氣溫高和經(jīng)太陽暴曬后就變29硫化前線形結(jié)構(gòu)，分子間以范德華力相互作用性能：可塑性大，伸長率高，具可溶性。硫化時(shí)分子被引發(fā)，發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)硫化后網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子間主要已以化學(xué)鍵結(jié)合結(jié)構(gòu)：1）化學(xué)鍵；2）交聯(lián)鍵的位置；3）交聯(lián)程度；4）交聯(lián)性能：1）力學(xué)性能（定伸強(qiáng)度、硬度、拉伸強(qiáng)度、伸長率、彈性）；2）物理性能；3）化學(xué)穩(wěn)定性硫化前線形結(jié)構(gòu)，分子間以范德華力相互作用30橡膠成型工藝及具設(shè)計(jì)ppt課件31橡膠成型工藝及具設(shè)計(jì)ppt課件32橡膠成型工藝及具設(shè)計(jì)ppt課件33橡膠模具類別橡膠模具的種類很多，但根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和壓制工藝的不同，大體上講橡膠壓制成型模具分別為四個大類一、壓制成型模具二、壓鑄成型模具三、注壓成型模具四、壓出成型模具橡膠模具類別橡膠模具的種類很多，但根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和壓34壓制成型模具壓制成型模具又稱普通壓模。它是將混煉過的、經(jīng)加工成一定形狀和稱量過的半成品膠料直接放入敞開的模具型腔中，而后將模具閉合，送入平板硫化壓機(jī)中加壓、加熱。膠料在加熱和壓力作用下硫化成型。根據(jù)分型面處型腔與外界相同的形式不同，壓制成型模具可分為開放式、半封閉式、和封閉式三種結(jié)構(gòu)。壓制成型模具的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、適用性廣、操作方便壓制成型模具壓制成型模具又稱普通壓模35開放式開放式模具利用上下模最終吻合時(shí)的壓力壓制制品，多余膠料易從分型面流掉（外溢），制品有水平方向飛邊。開放式模具適用于硬度較低并具有較大流動性的膠料制造形狀簡單的制品。開放式開放式模具利用上下模最終吻合時(shí)的壓力壓制制品，多余膠料36封閉式模具型腔上端帶有一定高度的鑲嵌結(jié)構(gòu)，壓制過程中膠料不易外溢而充分地充滿型腔，制品致密性好。封閉式模具適用于夾布、夾其它織物的制品以及膠料硬度較高、流動性較差的制品。封閉式封閉式模具型腔上端帶有一定高度的鑲嵌結(jié)構(gòu)，壓制過程中膠料不易37半封閉式模具即模腔的一端帶有一定深度錐面鑲嵌配合。其特點(diǎn)是操作安全，定位可靠，并且不易拉毛配合面，使用面廣。半封閉式模具適用于上下模帶有型腔，制品同軸度要求較高的單腔模具。半封閉式半封閉式模具即模腔的一端帶有一定深度錐面鑲嵌配合。其特點(diǎn)是操38壓鑄成型模具又稱傳遞式模具或擠膠法模具。它是將混煉過的、形狀簡單的、限量一定的膠條或膠塊半成品放入壓鑄模料腔中，通過壓鑄塞的壓力擠壓膠料，并使膠料通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔中硫化定型的。壓鑄成型模具的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比普通壓模復(fù)雜，適用于制作普通模壓法所不能壓制或勉強(qiáng)壓制的薄壁、細(xì)長易彎的制品以及形狀復(fù)雜的制品，制品致密性好，質(zhì)量優(yōu)越。壓鑄成型模具壓鑄成型模具又稱傳遞式模具或擠膠法模具。它是39橡膠成型工藝及具設(shè)計(jì)ppt課件40注射成型模具又稱為注射法模具，它是利用注射機(jī)或注壓機(jī)的壓力，將預(yù)加熱或塑性狀態(tài)的膠料經(jīng)注壓模的澆注系統(tǒng)注入模具型腔中定型硫化。注射成型模具的特點(diǎn)：比壓鑄成型模具復(fù)雜，適用于大型、厚壁、薄壁以及形狀復(fù)雜的制品，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。注射成型模具注射成型模具又稱為注射法模具，它是利用注射機(jī)或41臥式注射機(jī)立式注射機(jī)注壓機(jī)臥式注射機(jī)立式注射機(jī)注壓機(jī)42壓出成型模具又稱擠出口型摸。它是在壓出機(jī)中對膠料加熱與塑化，通過與螺桿的旋轉(zhuǎn)，使膠料在螺桿和機(jī)筒筒壁之間受到強(qiáng)大的擠壓力并不斷的向前移送，