橡胶的硫化与成型技术11

第 34 卷第 4 期 2007 年 4 月 世 界 橡 胶 工 业 World Rubber Industry Vol . 34 No. 4 :40～42 Apr. 2007 橡胶的硫化与成型技术(十一) 王作龄　编译 　　摘要 : 　该书系编译自由日本橡胶协会模具分会编写、日本工业调查会于 2004 年 11 月出版的 《 ” À·ˆ É ™ ¨ ¾} 用金型技术》一书。全书共分 10 章 :模具工业动向、橡胶与弹性体、橡胶与弹性体 的硫化方法及其进步、模具内胶料流动和硫化行为与模具设计的关系、配炼与配方设计、模具设计、橡胶 制品模具、模具制作、脱模与防止污染、硫化事故与对策。 关键词 : 　橡胶 ;硫化 ;成型 ;模具设计 ;模具制作 　　中图分类号 :TQ 330. 4 ,TQ 330. 6 ,TQ 330 ,TQ 334 文献标识码 :E 文章编号 :167128232(2007) 0420040203 作者简介 :王作龄 (19382) ,男 ,山东青岛人 ,高级工程师 ,长期 从事橡胶科技情报研究 ,日文科技文献翻译及审定工作。 6. 3 　 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 模具设计 模具设计前首先要收集有关模具设计的基 本资料 ,即 : ①确定用模具制造的产品 (产品图、类似样 品等) ; ②产品的订货数量 (一年或一月的量) ; ③硫化机的种类和硫化方法 ; ④模具制造预算。 必须将上述工作内容作为设计准备条件加 以收集。此外 ,在该阶段还要和使用模具的用 户进行详细商量 ,以避免模具完成后双方产生 不必要的麻烦。 模具设计的程序如下 : ①在完成上述工作的基础上与模具定购单 位就有关模具的规格参数等细节问题进行商 洽 ; ②根据制品图纸和胶种 ,考虑橡胶的收缩 率 ,设定模具尺寸 ; ③确定与硫化机相匹配的模具的体积大小 和安装方法 ; ④根据制品图纸确定模具的分模位置 ,使 制品容易脱模 ; ⑤使制品图纸化、数据化 ; ⑥以图纸或数据为依据 ,将用户的意见与 要求加以汇总并征得用户确认 ; ⑦绘出模具制作详图并进行模具制造。 但是 ,在模具制造过程中反复进行检验是 非常重要的。 6. 4 　制造模具的基本步骤 6. 4. 1 　选定硫化成型方法 ①模压硫化成型 该方法也叫作平板硫化成型 ,是单纯地将 胶料和预成型坯料装入模具 ,经上下压缩硫化 成型的方法。 虽然模具简单 ,但脱模费时且硫化周期长。 此外 ,装料易发生偏差 ,容易产生气泡和接头融 合不良现象。但是由于模具价格便宜且硫化成 型简单 ,所以该法对试制模具或订货量小的批 量生产模具适用。 ②移植硫化成型 该方法是在模具闭合的状态下将胶料从注 入口填充到模腔中的方法。与模压硫化不同 , 因装料不会产生偏差 ,所以硫化制品的精度比 用模压硫化的要高。此外 ,由于胶料注入位置 固定 ,所以胶料接头融合位置也固定 ,可改善不 良的工艺操作规程。模腔压力高 ,对于嵌入金 属配件的制品的粘合有利是该方法的特点。 ③注射硫化成型 此方法是近几年最被推崇的硫化成型方 法。硫化成型机为卧式和立式两种机型 ,卧式 机多数用于硫化纯胶制品 ,无人操作的场合居 多。立式机一般配备操作人员 ,管理 5～6 台机 器。此外 ,多数橡胶制品中镶嵌有金属配件 ,在 橡胶中镶嵌金属件需在硫化成型时完成。从金 属配件的嵌入到制品的脱模已实现了自动化 , 连立式机也在其周围配备了自动化装置 ,近年 来采用自动流水线进行硫化成型的方法正越来 越普遍。 模具因采用脱模装置和冷流道方式 ,并且 还安装了电子装置从而变得复杂起来。正因为 如此 ,模具初期投资成本较高 ,但根据制品的订 货数量 ,其投资成本最终可以收回。根据上述 特征 ,充分考虑制品的订货数量、工厂的设备、 企业的态度等诸多因素再决定模具制作方案是 非常重要的。 6. 4. 2 　模具材质选定 模具材质可使用各种金属材料 ,经日本橡 胶协会模具分会的征询意见调查 ,可用于制造 模具的材质如下表所示 (参见第 1 章表 1. 1) 。 模具用金属材质 模具材质 质量等级 一般结构用轧制钢 SS500、SS400、SS41～50 机械结构用碳钢 S25C～S55C 碳素工钢 SK3～SK5 合金工具钢 SKD11、SKD61 高速工具钢 SKH5 铬钼钢 SCM35、SCM440、IMPAX 不锈钢 SUS420、SUS304 ,STAVAX、PSLHPM238 铝合金 A5052、A7075、A5056、A2017、A1070 , AC27、YH75 硬铝 AMP79 其他 NAK80、HPM21、HPM22 　　模具材质按企业所用橡胶的种类不同而有 所差异 ,大体情况如下 : NR :S45C～S55C ; BR :S45C ,SUS303 ,DDV ; NBR :S45C～S55C ,PSL ; EPDM : S45C ,S55C ,NAK,SS41 ,SKD11 ,SCM 钢 ; CR :S45C～S55C ;SS41 ; FKM :S45C～S50C ,不锈钢 ; ACM :SUS 420 ECO :S45C～S50C ,不锈钢。 橡胶模具使用的钢材 ,实际上是在对其施 以表面处理后再使用的 ,所以表面处理方法应 作为参考。橡胶模具使用的钢材种类很广泛 , 除了直接雕刻模具外 ,模腔部分一般使用硬质 钢材 ,其它部分基本上以 S30C～S50C 型钢材为 主。模腔材料主要使用 NAK、HPM、STAVAX、 PSL ,预硬化钢由于其切削性好而且质地较硬 , 所以也可以使用。 6. 5 　模具要求的功能与各部分的设计 6. 5. 1 　模腔设计 橡胶硫化成型因其一个周期的硫化时间较 长 ,所以多数橡胶制品企业希望增加模腔的数 量 ,以提高生产效率。另外 ,随着近年来企业要 求降低生产成本 ,因此 ,模腔数量在逐渐增大。 有的企业则采用模腔量少且短时间硫化的方 法。企业的想法虽然不同 ,但在考虑多模腔模 具的模腔排列时 ,模具的纵横列数基本相同。 但因具体情况不同而不能相同排列时 ,则一方 的偶数排列方位也可按照模具操作行为和流道 排列等因素安排合适的朝向。 关于模腔的位置 ,这是一个最使模具设计 者为难 ,即往往要求整个模具板面布满模腔的 问题。对此若考虑不周且设计不当 ,便成为出 现锁模力不足、产生胶边、欠硫、胶料不足等缺 陷的原因。 其次 ,关于模腔本身的问题 ,近年来的发展 趋势是从雕刻转向挡块 ,有的企业出现了模具 盒式化的动向。特别是盒式化模腔 ,随着全球 模具产业的发展而得以普及。现在虽不能说实 现了盒式化 ,但在考虑模具维护费用 (维修、改 造、变更设计) 时 ,因其价格便宜而推荐不直接 雕刻的挡板化模腔。 6. 5. 2 　胶料收缩率与模腔尺寸 由图 6214 所示的方法得出了收缩率 ,进而 设计模腔。橡胶硬度与收缩率的关系如表 621 所示。 胶料收缩率可由下式求出 : 胶料收缩率 = 模腔尺寸 - 硫化制品尺寸模腔尺寸 胶料收缩率用千分比或百分比表示。例 如 ,胶料硫化收缩率为 20Π1000 ,硫化制品尺寸 为 100 时 ,则模腔的尺寸为 : 100 1 - 20Π1000 = 102. 04 6. 5. 3 　流道 关于流道可参考 6. 2. 3 中的注射成型模 具。流道直径因流道形状和胶料的流动性不同 而各异 ,但一般多为 6 mm～10 mm。关于流道 的形状 ,热流道采用半园形、梯形形状 ,而冷流 道则不太采用这些形状。根据流道制作难易程 度热流道多数设计为有锥形斜度 (图 6215) 。 ·14·　第 34 卷第 4 期 王作龄. 橡胶的硫化与成型技术 (十一) 　　　　　　 图 6214 　硫化时模具中胶料收缩特性 表 621 　橡胶硬度与收缩率的关系 橡胶硬度Π度 收缩率Π% 40 2. 2 50 2. 0 60 1. 9 70 1. 8 80 1. 7 　　注 :数据因材质不同而有差异 ,仅作为参考值。 图 6215 　流道形状 6. 5. 4 　浇口 作为浇口所要求的功能 ,虽然是从指定的 部位进行注入 ,但浇口脱离模具时 ,因为在不固 定的部位断开会产生异物 ,所以必须附加割口 效应 ,一定要使断开的部位相同。因此 ,多在制 品一侧设置了基座 (图 6216) 。 图 6216 　浇口 　　此外 ,若希望同时向模腔中注入胶料时 ,为 了在模状浇口脱离模型时断开它以及在后道工 序中不断开浇口 ,使用了如同加工塑料那样被 称为隧道型浇口或沉陷式浇口。 6. 5. 5 　导销、导销套、开板、斜角定位销 对于注射成型模具 ,为了使模具上下移动 不摇晃而减小了导销尖端锥度 ,使导销直线部 有效地上下移动。但对于压模则与此相反 ,减 少导销锥度会带来麻烦 ,极大地影响操作。因 此 ,在着手确定缩短导销直线部的位置时 ,最好 是在合模之前确定之。 6. 5. 6 　加热器 模具需加热时 ,一般多采用圆筒式电热器 , 模具的外侧与内侧有时产生温差。其原因是模 具外侧与外部空气接触 ,温度有降低倾向。此 外 ,为导出模具而使用滑板时 ,因滑板的突起部 分放热多而产生温差。此时 ,解决温差的对策 是在外侧和内侧更改加热器的功率 ,或者用一 台加热器改变加热的强度 (图 6217) 。 图 6217 　用一台加热器变更强度的方法 　　由于加热器断线需要更换 ,从而容易造成 管理不善 ,所以最好是在模具侧面安装绝热板 , 或者用完全脱脂的耐热铝涂料进行涂覆。 (未完待续) [责任编辑 :邬宜梁 ] ·24· 　 　世 　界 　橡 　胶 　工 　业 2007