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1、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、
2、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
3、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IT11IT14；（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
4、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
5、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
6、金属嵌件的大型制品。,3.注射模基本结构及特点 注射模是固定在注射机上的专用生产模具，由动模和定模组成。胶料经由注射机喷嘴定模部分的浇注系统进入型腔，动模部分完成开合模动作。为了从型腔中取出制品，在动模板上大都设有自动推出装置。,二.橡胶模成形零件工作部分尺寸的确定（一）橡胶的平均硫化收缩率 橡胶的平均硫化收缩率，是指胶料在硫化条件下，称为合格制品前后体积的收缩量与模具型腔的体积之比。或 为便于计算，也可将上式改写为：,（二）影响橡胶硫化收缩率的因素 在生产中，影响橡胶硫化收缩率的因素很多，有胶料种类、成型工艺和橡胶制品的结构因素等。（1）胶料因素 主要与胶料种类、填充剂的用量、硬度等有关。（
7、2）成型工艺因素 主要是受硫化温度、硫化时间和硫化压力的影响。硫化温度高，硫化收缩率增大，但缩短了硫化时间，提高了生产效率；硫化时间长、压力大则硫化收缩率小。（3）橡胶制品的结构形状、大小及是否有嵌件等，均影响到其各部位的硫化收缩率。,（三）模具成形尺寸及公差的确定（1）模具型腔尺寸及公差的确定（2）模具型芯尺寸及公差的确定（3）压压制方向的模具型腔深度和型芯高度尺寸及孔距尺寸确定,三.橡胶模设计（一）橡胶模具的基本组成（1）成型零件 成型制品形状和尺寸的工作零件。（2）辅助机构 与制品成型间接有关的结构。（3）浇注系统 主要包括浇道、冷料穴、分浇道等。（4）定位机构 在模具结构中，对各有关零
8、件或嵌件起定位作用的零件。（5）连接零件 在模具结构中起连接、紧固作用的零件。,（二）橡胶制品对橡胶模设计的工艺要求1.模具型腔尺寸精度 模具型腔部分的制造公差值，一般去制品零件图上要求的公差值的1/31/5左右。2.避免粗糙度值 橡胶模具的型腔，起表面粗糙度值Ra应在0.80.2m之间。3.分型面 1）不得影响制品的外观质量和尺寸精度；2）要有利于脱模取件；3）位置设计，要有利于模具中的排气；4）要有利于飞边的切除；5）设计要力求简单。4.进料口 避免设计在工作表面和外观显眼的位置，保证不因肥料的切除影响制品的使用功能。,（三）橡胶模结构设计1.浇注系统的设计（1）主浇道的设计 主浇道可以直
9、接设置在模板上，也可以设计成嵌套式的。主浇道为圆锥孔，上小下大，锥度一般为1:12、1:10等；大头出口处设计成圆角，圆角半径0.52.5mm左右；尽量短些，降低胶料的消耗及压力和热能的损失。,（2）分浇道的设计 分浇道是胶料进入主浇道后和进入进料口充满型腔前，流动速度发生变化的路段。一般分浇道的深度，由进料口向主浇道在0.84mm直接过渡变化。,（3）进料口的设计 胶料在挤压力的作用下，经过主浇道、分浇道，再经过进料口流入模具型腔。进料口一般呈扁薄状，使胶料易于充填型腔，厚度一般在0.150.25mm之间。,（4）冷料穴的设计 冷料穴是连接主浇道与各个分浇道之间的、胶料暂时停留和预塑化的中转
10、小“料库”，可以缓冲胶料由主浇道到分浇道的速度突变，为胶料的继续前进提供塑化处理，是提高流动速度的有利因素。,2.分型面的设计 把模具型腔分成两个或三个可分离部分的接触面称为分型面，它一般是平面，也可能是曲面或斜面。,分型面的选择应考虑下述情况：（1）保证制品利于取出。如果分型面设计位置不对，制品可能完全不能取出。,（2）利于排气 在压制过程中，排气良好是保证制品质量的一个重要方面。分型面处的缝隙是理想的排气通道，分型面尽可能开在空气最易堵住的边角。,（3）不易损伤模具 凡有凸出的锐角锋口的模具，很易碰坏或磨损，从而影响制品的质量，有时还会碰伤操作人员。因此分型面应尽量避免模具产生锐角锋口。,
11、（4）尽量避开制品的工作面 制品的工作面往往要求表面光滑且具有较高的精度，而分型面处由于留有缝隙，会在制品的工作面留有胶边和痕迹，经修边整理，也很难达到较好的质量。,（5）保证制品的精度 对同轴度要求高的外形或内孔制品，应当尽可能设在同一模板上。（6）操作方便 分型面的设计应便于装填胶料，拆卸装配容易。（7）分型面间隙有一定的要求，一般不大于0.02mm。,3.测温孔的设计 测温孔的设计位置，是在模具型腔的附近；测温孔的大小和形状，根据所用的测温仪器而定。4.流胶槽设计 流胶槽用于排除多余的胶料。其大小应适当，过小容纳不了余胶，过大则排胶容易、胶边太薄，胶料内部压力下降，卸压严重。流胶槽位置距型腔太远，在型腔中卸压小，余料不易流出；距离过近，流胶太易影响质量，还易压坏变形。5.排气槽设计 一般排气槽宽为1.52mm，深0.050.5mm。,6.启模槽设计 启模槽的设计，应使启模容易、省力、迅速，不损坏模板。启模槽深为46mm，则宽1520mm。,7.模具的定位机构（1）圆柱面定位（2）圆锥面定位（3）导柱、导套定位,四.橡胶模典型结构,总结,本章主要讲述橡胶的分类、成型工艺特点和橡胶制品的结构工艺性；橡胶模的分类及基本结构，橡胶模成型尺寸的确定和设计要点。要重点掌握橡胶模的典型结构、橡胶模分型面的确定、浇注系统的设计和橡胶模的结构设计。,谢谢欣赏,
