橡膠模具設(shè)計教程

橡膠模具設(shè)計教程2024/3/27橡膠模具設(shè)計教程第一節(jié)橡膠及成形工藝一.橡膠的分類及成形工藝特點1.橡膠的分類按材料來源可分為天然橡膠和合成橡膠；合成橡膠按其性能和用途可分為通用合成橡膠和特種合成橡膠；按物理狀態(tài)分類，可分為生橡膠、熟橡膠、硬橡膠、混煉膠和再生膠。橡膠牌號的表示方法如下：2.常用橡膠橡膠制品的使用環(huán)境和要求不同，對橡膠的種類及性能等各方面的要求也有所不同。常用橡膠的主要性能及用途見教材表7-1。橡膠模具設(shè)計教程3.橡膠的成形工藝特點生膠性質(zhì)極不穩(wěn)定，彈性不高，不能直接用來制造橡膠制品，使用價值低。為改善這些性能，常以生膠為基礎(chǔ)，配以碳黑、填料、硫磺等混煉而成混煉膠。再經(jīng)過加熱加壓處理后，便產(chǎn)生彈性，并具有耐熱、耐寒、耐油、耐溶劑、耐磨、減振、密封、電絕緣等重要性能。（1）橡膠制品主要原料是生橡膠，同時要添加各類配合劑、溶劑等。橡膠模具設(shè)計教程（2）橡膠模制品幾乎所有的橡膠制品都要通過相應(yīng)的模具來進行成形加工，但并不是所有的橡膠制品都能稱得上橡膠模制品。其特點是制造容易，外形準確，尺寸精度高，表面光亮整潔，質(zhì)地致密工藝簡便，效率高。（3）橡膠制品的成型工藝模壓法工藝流程：膠料－剪切稱量或其它預(yù)成形－裝入模具型腔－加壓、硫化－起模取件－修除飛邊－成品質(zhì)量檢驗。注射法工藝流程：膠料預(yù)熱塑化－注射入模－硫化－起模取件－修除飛邊－成品質(zhì)量檢驗。（4）橡膠制品的成形工藝特點脫模方便，模具結(jié)構(gòu)簡單；成型時間較長，硫化必須達到硫化點；可選用噸位較小的壓力機。橡膠模具設(shè)計教程二.橡膠制品的結(jié)構(gòu)工藝性1.為脫模方便，設(shè)計一定的脫模斜度；2.便于膠料的流動和充填，設(shè)計零件時，交接處設(shè)計成圓弧形；3.為減少制品的內(nèi)應(yīng)力和收縮變形，制品的壁厚應(yīng)盡量均勻；4.其它工藝要求（1）不宜設(shè)計出小直徑的孔；（2）尺寸公差等級一般為IT11~IT14；（3）一般不需要卸?；虺樾緳C構(gòu)；（4）嵌件應(yīng)具有一定的厚度。橡膠模具設(shè)計教程第二節(jié)橡膠模設(shè)計一.橡膠模分類及基本結(jié)構(gòu)（一）橡膠模分類根據(jù)橡膠模制品的類型、模具的使用條件和操作方法的不同，橡膠模主要可分為填壓模、壓注模和注射模。1.填壓模將定量膠料或預(yù)成形半成品直接填入模具型腔中，然后合模，通過電熱式平板硫化機進行加壓、加熱、硫化等工藝得到橡膠模制品的模具。2.壓注模將混煉過的膠料或半成品裝入模具料室中，通過壓機將膠料由模具的澆注系統(tǒng)擠入模具的型腔內(nèi)。3.注射模利用專用的注膠設(shè)備，將預(yù)熱塑化狀態(tài)的膠料強行擠壓射入模具的型腔，然后硫化、起模得到制品。橡膠模具設(shè)計教程（二）模具基本結(jié)構(gòu)1.填壓?；窘Y(jié)構(gòu)及特點（1）開放式填壓模其結(jié)構(gòu)特點是上、下模板之間沒有直接的定位零件，如果需要定位則通過定位銷等機構(gòu)來實現(xiàn)其相互位置的定位。這種模具結(jié)構(gòu)簡單，易于制作設(shè)計，制造周期短，成本低，操作方便；而且易于排除型腔內(nèi)的氣體，避免制品產(chǎn)生氣泡。橡膠模具設(shè)計教程（2）封閉式填壓模其結(jié)構(gòu)特點是上、下模板在型腔的延長部位直接進行導(dǎo)向和定位。上模有一凸起部分伸入型腔的延續(xù)部分，當(dāng)上模凸起部分與型腔延續(xù)部分的上端接觸后，模具型腔就處于封閉狀態(tài)。這種模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)點是膠料難以流出模具型腔之外，壓力較大，所得制品致密度高；對復(fù)雜制品可避免局部欠壓引起的缺膠現(xiàn)象。橡膠模具設(shè)計教程（3）半封閉式填壓模從結(jié)構(gòu)上看，兼有了開放式填壓模和封閉式填壓模的優(yōu)點。這種結(jié)構(gòu)的排氣性能較好，制品的致密度也較高，膠料流失小，利用率高。這類模具亦適合于夾織物橡膠制品的模壓生產(chǎn)。橡膠模具設(shè)計教程2.壓注模的基本結(jié)構(gòu)及特點

壓注模的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。壓注模的特點是模型閉合后再鑄入膠料，而且塑料在壓力作用下經(jīng)澆注系統(tǒng)鑄入，所以型腔內(nèi)氣體易于排除。膠料經(jīng)澆注系統(tǒng)進入，膠邊少，因此制品質(zhì)量高，適于制造性質(zhì)比較復(fù)雜或含有金屬嵌件的大型制品。橡膠模具設(shè)計教程3.注射?；窘Y(jié)構(gòu)及特點注射模是固定在注射機上的專用生產(chǎn)模具，由動模和定模組成。膠料經(jīng)由注射機噴嘴定模部分的澆注系統(tǒng)進入型腔，動模部分完成開合模動作。為了從型腔中取出制品，在動模板上大都設(shè)有自動推出裝置。橡膠模具設(shè)計教程二.橡膠模成形零件工作部分尺寸的確定（一）橡膠的平均硫化收縮率橡膠的平均硫化收縮率，是指膠料在硫化條件下，稱為合格制品前后體積的收縮量與模具型腔的體積之比?；驗楸阌谟嬎悖部蓪⑸鲜礁膶憺椋合鹉z模具設(shè)計教程（二）影響橡膠硫化收縮率的因素在生產(chǎn)中，影響橡膠硫化收縮率的因素很多，有膠料種類、成型工藝和橡膠制品的結(jié)構(gòu)因素等。（1）膠料因素主要與膠料種類、填充劑的用量、硬度等有關(guān)。（2）成型工藝因素主要是受硫化溫度、硫化時間和硫化壓力的影響。硫化溫度高，硫化收縮率增大，但縮短了硫化時間，提高了生產(chǎn)效率；硫化時間長、壓力大則硫化收縮率小。（3）橡膠制品的結(jié)構(gòu)形狀、大小及是否有嵌件等，均影響到其各部位的硫化收縮率。橡膠模具設(shè)計教程（三）模具成形尺寸及公差的確定（1）模具型腔尺寸及公差的確定（2）模具型芯尺寸及公差的確定（3）壓壓制方向的模具型腔深度和型芯高度尺寸及孔距尺寸確定橡膠模具設(shè)計教程三.橡膠模設(shè)計（一）橡膠模具的基本組成（1）成型零件成型制品形狀和尺寸的工作零件。（2）輔助機構(gòu)與制品成型間接有關(guān)的結(jié)構(gòu)。（3）澆注系統(tǒng)主要包括澆道、冷料穴、分澆道等。（4）定位機構(gòu)在模具結(jié)構(gòu)中，對各有關(guān)零件或嵌件起定位作用的零件。（5）連接零件在模具結(jié)構(gòu)中起連接、緊固作用的零件。橡膠模具設(shè)計教程（二）橡膠制品對橡膠模設(shè)計的工藝要求1.模具型腔尺寸精度模具型腔部分的制造公差值，一般去制品零件圖上要求的公差值的1/3~1/5左右。2.避免粗糙度值橡膠模具的型腔，起表面粗糙度值Ra應(yīng)在0.8~0.2μm之間。3.分型面1）不得影響制品的外觀質(zhì)量和尺寸精度；2）要有利于脫模取件；3）位置設(shè)計，要有利于模具中的排氣；4）要有利于飛邊的切除；5）設(shè)計要力求簡單。4.進料口避免設(shè)計在工作表面和外觀顯眼的位置，保證不因肥料的切除影響制品的使用功能。橡膠模具設(shè)計教程（三）橡膠模結(jié)構(gòu)設(shè)計1.澆注系統(tǒng)的設(shè)計（1）主澆道的設(shè)計主澆道可以直接設(shè)置在模板上，也可以設(shè)計成嵌套式的。主澆道為圓錐孔，上小下大，錐度一般為1:12、1:10等；大頭出口處設(shè)計成圓角，圓角半徑0.5~2.5mm左右；盡量短些，降低膠料的消耗及壓力和熱能的損失。橡膠模具設(shè)計教程（2）分澆道的設(shè)計分澆道是膠料進入主澆道后和進入進料口充滿型腔前，流動速度發(fā)生變化的路段。一般分澆道的深度，由進料口向主澆道在0.8~4mm直接過渡變化。 橡膠模具設(shè)計教程（3）進料口的設(shè)計膠料在擠壓力的作用下，經(jīng)過主澆道、分澆道，再經(jīng)過進料口流入模具型腔。進料口一般呈扁薄狀，使膠料易于充填型腔，厚度一般在0.15~0.25mm之間。橡膠模具設(shè)計教程（4）冷料穴的設(shè)計冷料穴是連接主澆道與各個分澆道之間的、膠料暫時停留和預(yù)塑化的中轉(zhuǎn)小“料庫”，可以緩沖膠料由主澆道到分澆道的速度突變，為膠料的繼續(xù)前進提供塑化處理，是提高流動速度的有利因素。橡膠模具設(shè)計教程2.分型面的設(shè)計把模具型腔分成兩個或三個可分離部分的接觸面稱為分型面，它一般是平面，也可能是曲面或斜面。橡膠模具設(shè)計教程分型面的選擇應(yīng)考慮下述情況：（1）保證制品利于取出。如果分型面設(shè)計位置不對，制品可能完全不能取出。橡膠模具設(shè)計教程（2）利于排氣在壓制過程中，排氣良好是保證制品質(zhì)量的一個重要方面。分型面處的縫隙是理想的排氣通道，分型面盡可能開在空氣最易堵住的邊角。橡膠模具設(shè)計教程（3）不易損傷模具凡有凸出的銳角鋒口的模具，很易碰壞或磨損，從而影響制品的質(zhì)量，有時還會碰傷操作人員。因此分型面應(yīng)盡量避免模具產(chǎn)生銳角鋒口。橡膠模具設(shè)計教程（4）盡量避開制品的工作面制品的工作面往往要求表面光滑且具有較高的精度，而分型面處由于留有縫隙，會在制品的工作面留有膠邊和痕跡，經(jīng)修邊整理，也很難達到較好的質(zhì)量。橡膠模具設(shè)計教程（5）保證制品的精度對同軸度要求高的外形或內(nèi)孔制品，應(yīng)當(dāng)盡可能設(shè)在同一模板上。（6）操作方便分型面的設(shè)計應(yīng)便于裝填膠料，拆卸裝配容易。（7）分型面間隙有一定的要求，一般不大于0.02mm。橡膠模具設(shè)計教程3.測溫孔的設(shè)計測溫孔的設(shè)計位置，是在模具型腔的附近；測溫孔的大小和形狀，根據(jù)所用的測溫儀器而定。4.流膠槽設(shè)計流膠槽用于排除多余的膠料。其大小應(yīng)適當(dāng)，過小容納不了余膠，過大則排膠容易、膠邊太薄，膠料內(nèi)部壓力下降，卸壓嚴重。流膠槽位置距型腔太遠，在型腔中卸壓小，余料不易流出；距離過近，流膠太易影響質(zhì)量，還易壓壞變形。5.排氣槽設(shè)計一般排氣槽寬為1.5~2mm，深0.05~0.5mm。橡膠模具設(shè)計教程6.啟模槽設(shè)計

啟模槽的設(shè)計，應(yīng)使啟模容易、省力、迅速，不損壞模板。啟模槽深為4~6mm，則寬15~20mm。橡膠模具設(shè)計教程7.模具的定位機構(gòu)（