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荒野行动玩不了: [模具制造] 模具設計精講,薄壁橡膠套模具結構設計

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發表于 2019-5-10 09:38:26 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

橡膠套為薄壁套筒類零件,采用模壓工藝成型制造。本文從模具分型、定位導向方式、溢料排氣通道及模具脫模等方面講解橡膠套模具結構設計技術,為此類模具結構設計提供可靠的技術參考。
橡膠套用于軸類精密產品內防護,因為其壁厚不足外徑的10%,因此為薄壁套筒類結構,主要有封閉式、半封閉式和開放式結構,如圖1所示。鑒于橡膠套的結構、材料特點,其制品采用模壓工藝,將一定量的膠料直接填入模具型腔中,然后合模,通過加壓、加熱及硫化等工藝流程而得到制品。
因此,模具結構設計時主要考慮在滿足零件結構的基礎上,能較好地實現模壓工藝流程,其主要內容包括模具型腔分型、合模過程的定位導向方式、溢料排氣通道以及便于模具裝配脫模等。
1. 分型設計
分型面設計是確定模具結構方案首先要考慮的因素,分型面設計考慮如下幾點:①分型面不得影響零件的外觀質量、尺寸精度及模具剛性。②分型面的選擇要有利于脫模取件。③分型面的位置設計要有利于模壓中的排氣、飛邊修除等。④分型面的設計要力求簡單,并有利于加工工藝性及模具裝配。
考慮以上幾點,橡膠套模具常用分型面為水平分型面,位置設計在橡膠套大開口端面,不影響型面結構、飛邊的修除及脫模取件。然而,根據橡膠套結構的復雜程度,也會增加工藝分型面,或設計垂直分型面、復合分型面。
如圖2所示,橡膠套倒鉤形結構使得凹模內型面有個鉤形凹槽,其凹模無法加工或加工工藝性較差,因此將凹模拆分為墊塊和凹模底座兩部分,通過臺階定位、螺栓聯接,既不影響橡膠套結構、脫模取件,還有利于模具的加工。

如圖3所示,橡膠套為倒V形結構,兩端大、中間小,單從一個分型面無法脫模取件??悸峭涯:湍Q構ひ招?,可按圖3a所示進行工藝分型面設計,從橡膠套中間分型,上下模從兩端拆分取件;若考慮從一個方向脫模,可以按圖3b所示進行復合分型面設計,凹凸模水平分型、內環垂直分型。如圖4所示,內環被切割為兩瓣,采用鑲塊通過螺栓聯接,待與橡膠套整體頂出后,兩瓣分開取件。

分型面的結構多種多樣,是由橡膠套的形體結構所決定的,但合模位置只有一個。合模位置是保證構成模具型腔零件絕對接觸的位置,其接觸面為合模面,合模面是零件尺寸公差的設計基準。當只有一個水平分型面時,其分型面也為合模面;若為復合分型面時,選擇接觸面積最大或剛性最好的面作為合模面。
2. 定位導向設計
模具合模時的運動方向是由導向裝置來保證的,同時在導向過程中又要保證模具間隙的均勻性,對合模過程起定位作用,這就要求定位、導向相輔相成,定位導向精度較高。因此,模具的定位導向設計常采用過定位導向設計,常用結構如下。
(1)定位臺階導向結構。定位臺階因為其車削工藝較好,能很好的保證配合尺寸的公差、形位精度及表面粗糙度,是較常用的一種定位方式,但不具有導向功能。用于模具結構尺寸較?。>咄餼緞∮?00mm)時,可采用凹凸模型腔配合初定位、定位臺階精定位以及臺階倒角合模導向的方式進行導向定位設計,如圖5所示。
(2)定位銷結構。定位銷相較于定位臺階,本身既可以實現精確定位還具有導向作用,因此也是較常用的一種定位導向設計。根據定位精度及導向深度,可采用直銷或錐銷。由于定位銷和銷孔的配合精度直接影響到凹凸模的裝配精度,為了保證橡膠套的成型質量,定位銷與其配合孔的間隙很小,公差配合通常采用H8/h7或H7/h8,一方面對定位銷孔的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度質量要求較高,增加了加工難度,尤其是錐銷;另一方面定位銷及銷孔的極小間隙,增加了凹凸模的合模難度,直銷啟模操作尤為困難。

為了降低加工難度、合模難度,優化定位銷結構,采用臺階銷,如圖6所示。臺階銷頭部采用錐面導向,便于合模啟模操作;尾端以定位臺階方式,螺紋緊固銷體;著重保證凸模銷孔的形位精度即可。
由于定位銷及銷孔的間隙極小、合模較難,其導向長度建議不超過200mm。若導向長度較長時,可采用分段定位的方式。分解臺階銷定位功能,保留導向作用、粗定位,可適當增加導向長度、增大銷與孔的間隙、降低銷孔及銷的加工精度;將定位結構拆分為模具上端與下端兩處,下端采用凹凸模本體的軸與孔配合實現初定位,上端采用定位臺階實現精定位。


(3)導向板結構。當模具結構尺寸過大(模具外徑大于800mm)時,采用定位銷一方面加工精度難以保證,另一方面為保證銷體剛性需同時增加定位銷直徑及凹凸模外徑,使得整體模具結構超大。因此可以考慮優化導向設計,采用導向板結構(見圖7),利用導向板內平面與凹模外徑配合實現導向。在凸模外圓銑削至少3處槽口用以安裝導向板,導向板采用45鋼并調質硬度、取厚度為20~30mm,以保證導向剛性及耐磨度,與凹模外徑配合面設計15°~30°斜面導向;定位方式仍設計為分段定位結構,下端用凹凸模本體的軸與孔配合實現初定位,上端采用定位臺階實現精定位??悸塹僥>囈峁鉤嘰緙喲?,定位臺階至少20mm,深度較大。為保證既能跑料又能定位,采用均布定位塊結構代替定位臺階。
(4)軸結構。以上定位導向結構多應用于封閉式或半封閉式橡膠套模具,針對開放式橡膠套模具,鑒于其兩端開口較大且深度較深,可采用中心軸結構定位導向,如圖8所示。但軸結構不利于脫模。
3. 溢料排氣設計
為了不影響零件的外觀質量、飛邊修除等,通常將溢料排氣通道設計在合模面或橡膠套兩端分型面,設計溢料通道時應增加切斷面設計,便于橡膠套成型及飛邊切斷。針對小型橡膠套模具,因預填膠料較少,僅從合模面溢料即可。如圖5所示,直接利用凹凸模型腔配合面切斷,沿切斷面以上銑通四處缺口(見圖9)用以排料,既不影響臺階定位,還有益排料。
若針對較大的橡膠套模具,其膠料較多,需在橡膠套兩端分型面均留有溢料通道。如圖10所示,在凹模上端合模面設計切斷面,并銑削均布溢料槽,既保證合模面接觸面積又不影響溢料;在凹模下端分型面,仍設計切斷面臺階,因下端凹模與凸模本體有初定位配合,將定位臺階內圓設計為“梅花形”,銑削5~6處缺口用以排料,同時保證定位面精度及溢料排氣。






若采用圖2所示工藝分型面,通過增加墊環保證凹模加工工藝性,此時溢料面過寬,不便于膠性材料引流,在溢料面銑削均布溢料槽引導溢料。
4. 脫模設計
通常模具脫模方法是采用脫模螺桿預緊將凸模頂出凹模,因此,在凸模大端面設計幾處螺孔用于頂絲操作。但當模具結構過大,脫模力較大時,采用螺桿頂絲的力不足以達到脫模力要求,這時在凹模結構設計時,保證凹模底部法蘭可以裝夾或壓緊固定在專用脫模平臺上,利用氣動、液壓泵等自動控制系統,從凸模頭部將凸模頂出,實現脫模。
5. 結語
圖10 兩端分型面溢料結構圖
1.切斷面 2.均布溢料槽 3.梅花形缺口
本文介紹的模具分型、定位導向方式、溢料排氣通道和模具脫模設計等關鍵技術,能夠滿足薄壁套筒結構的橡膠套模具結構設計,尤其是中大型模具,通過提出臺階銷、導向板及定位塊等優化結構,以降低加工、操作難度,為中大型模具的設計提供可靠的技術參考。


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沙發
發表于 2019-5-29 15:59:51 | 只看該作者
憶昔去年春,江邊曾會君。今日重來訪,不見知音人!但見一抔土,慘然傷我心。傷心傷心復傷心,不忍淚珠紛!來歡去何苦,江畔起愁云。子期子期兮,你我千金義,歷盡天涯無足語,此曲終兮不復彈,三尺瑤琴為君死!
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