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1、内蒙古石油化工 第8026卷 橡胶制品的模具设计吉志亮(呼和浩特三角有限公司) 摘 要 橡胶模具是模制橡胶制品的专用工作部件,胶料或半成品在一定温度、压力、时间下、借助模具完成制品的硫化,即可获得所需形状的橡胶模制品。橡胶模具是在压力作用下工作的,而且外压与内压都很大,因此,模具必须具有足够的机械强度,以确保模具的正常工作,模具设计是否合理会直接影响制品的外形尺寸,物理性能和外观质量,即制品的质量。所以,模具的设计必须保证制品质量。本文就模具设计中的几个关键问题做如下分析。1 模具最小承压面积的确定
2、31111 不穿透的圆模计算PFmin=Rb+0.4PoRbD=r(-1)Rb-1.3Po)2 式中:Fmin——模具最小承压面积,cm;31112 中心穿透的圆模计算P——液压机的吨位、公斤;Rb——模具材料的许用应力,公斤öD=r(Rb-1)cm2。Rb-3Po同时,所设计的模具承压面积F应满足下述 以上二式所计算的壁厚应按下式验算:22条件,F≥FminR=R+rP022≤RbR-rP22F=4(D-d) 式中:D——模具壁厚,cm;r——圆模内半径,cm;2Rb——材料许用应力,公斤öcm;2R——模具承受
3、的最大应力,公斤öcm;R——圆模外半径,cm。2 最小外形面积的确定模具设计中,通常将直接与平板硫化机所接触的面积称为模具的外形面积,外形面积太小可能损坏硫化机平板,因此,对模具外形面积要求如下:①圆模直径应大于:110mm2②矩形模面积应大于:110×110mm3 模具壁厚的确定311 圆模壁厚的计算图2 不穿透圆模示意图当圆模外径R与圆模内径r之比(Rör=K)d—圆模内径(d=2r);D—圆模外径(D=2R);D—模具壁厚;P2;h—模腔高度。0—模腔内压,公斤öcm比值K>1.1时,则该模称之为厚壁容器,就不能
4、按一般的薄壁容器来计算,其计算方法如下:©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 第26卷 橡胶制品的模具设计 81312 矩形模具的计算时,模具壁厚与模具内径r有关。当需要制造较大矩形模具在设计中,主要检验A-A,B-B直径的产品时,如增加模具壁厚势必会使模具变(图3)断面弯曲变形时的强度。验算公式如下:得很笨重,因此,可以在设计上
5、采取如下措施从结P2M构上加以改进,使模具得到加强,从而减少壁厚。+≤Rb2FW①上、下模反包中模(图4a) 其中:P2=P0hL2、F=hD、M=P1L1ö12②上、下模咬住中模(图4b)2③销钉增强。W=hDö6、P1=P0bL12式中:F—模壁断面积,cm;P2—短边总压力,公斤;2M—弯曲力矩,公斤1cm;W—抗弯断面系数;2Rb—材料许用应力,公斤öcm;4 模具总高度和模板厚度的确定模具设计过程中、规定模具总高度的等级便于在同一平板上同时放几付模具,从而提高生产率。在确定模具总高度时,应注意模具的外形尺寸与
6、高度之比要大于2∶1,否则对模具在硫化时传热不利。模具总高度(毫米)有下列等级:-0.10-0.10-0.10-0.10-0.2020、25、30、40、50、-0.20-0.20-0.20-0.20-0.2060、70、80、90、100。设计中模板厚度应参考下列数据确定:2(1)模具外形尺寸小于:150×150mm,或直2b—胶层厚度,cm;P0—模腔内压,公斤öcm;径小于150mm时,简单模腔模具的模板厚度不得p1—长边总压力,公斤;D—模壁厚度,cm小于:6mm,复杂模腔不得小于8mm。(2)模具的外形尺寸在1
7、50×150～300×在模具设计中,模腔内压的选取是非常复杂2300mm时,或直径在150～300时,简单模腔模的,对一般模具而言要视产品的填胶量,硫化速度板厚度不得小于10mm,复杂模腔不得小于及压制时橡胶本身的承压面积而定,橡胶的热膨12mm。胀系数大于一般钢材,当胶温上升内压升高时,外(3)模具的外形尺寸在300×300～600×2缘胶料仍然可以向流胶缝隙流动,这时内压便不600mm时,或直径在300～600时,简单模腔模会突然上升。若填胶量多随着温度升高,外缘部分板厚度不得小于:12mm,复杂模腔不得小于:先行硫
8、化就不能在分形面的缝隙中及流胶槽内流15mm。动,而橡胶本身的承压面积又很小时,内压p0可2能升得很高,大时可达800～1200公斤ö厘米。超过了一般材料的许用应力,这时就需要使用高级钢材,而用原有材料,即使增加壁厚也是无济于事。从以上二式中可以看出:当113p0≥Rb或3P0≥Rb时,上述二式就无意义了。当模具内压
