ug

 找回密码
 注册UG网

QQ登录

只需一步,快速开始

用百度帐号登录

只需两步,快速登录

用新浪微博登录

只需一步,快速搞定

搜索
查看: 357|回复: 1

[模具制造] 模具设计精讲,薄壁橡胶套模具结构设计

[复制链接]
发表于 2019-5-10 09:38:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

橡胶套为薄壁套筒类零件,采用模压工艺成型制造。本文从模具分型、定位导向方式、溢料排气通道及模具脱模等方面讲解橡胶套模具结构设计技术,为此类模具结构设计提供可靠的技术参考。
橡胶套用于轴类精密产品内防护,因为其壁厚不足外径的10%,因此为薄壁套筒类结构,主要有封闭式、半封闭式和开放式结构,如图1所示。鉴于橡胶套的结构、材料特点,其制品采用模压工艺,将一定量的胶料直接填入模具型腔中,然后合模,通过加压、加热及硫化等工艺流程而得到制品。
因此,模具结构设计时主要考虑在满足零件结构的基础上,能较好地实现模压工艺流程,其主要内容包括模具型腔分型、合模过程的定位导向方式、溢料排气通道以及便于模具装配脱模等。
1. 分型设计
分型面设计是确定模具结构方案首先要考虑的因素,分型面设计考虑如下几点:①分型面不得影响零件的外观质量、尺寸精度及模具刚性。②分型面的选择要有利于脱模取件。③分型面的位置设计要有利于模压中的排气、飞边修除等。④分型面的设计要力求简单,并有利于加工工艺性及模具装配。
考虑以上几点,橡胶套模具常用分型面为水平分型面,位置设计在橡胶套大开口端面,不影响型面结构、飞边的修除及脱模取件。然而,根据橡胶套结构的复杂程度,也会增加工艺分型面,或设计垂直分型面、复合分型面。
如图2所示,橡胶套倒钩形结构使得凹模内型面有个钩形凹槽,其凹模无法加工或加工工艺性较差,因此将凹模拆分为垫块和凹模底座两部分,通过台阶定位、螺栓联接,既不影响橡胶套结构、脱模取件,还有利于模具的加工。

如图3所示,橡胶套为倒V形结构,两端大、中间小,单从一个分型面无法脱模取件。考虑脱模和模压工艺性,可按图3a所示进行工艺分型面设计,从橡胶套中间分型,上下模从两端拆分取件;若考虑从一个方向脱模,可以按图3b所示进行复合分型面设计,凹凸模水平分型、内环垂直分型。如图4所示,内环被切割为两瓣,采用镶块通过螺栓联接,待与橡胶套整体顶出后,两瓣分开取件。

分型面的结构多种多样,是由橡胶套的形体结构所决定的,但合模位置只有一个。合模位置是保证构成模具型腔零件绝对接触的位置,其接触面为合模面,合模面是零件尺寸公差的设计基准。当只有一个水平分型面时,其分型面也为合模面;若为复合分型面时,选择接触面积最大或刚性最好的面作为合模面。
2. 定位导向设计
模具合模时的运动方向是由导向装置来保证的,同时在导向过程中又要保证模具间隙的均匀性,对合模过程起定位作用,这就要求定位、导向相辅相成,定位导向精度较高。因此,模具的定位导向设计常采用过定位导向设计,常用结构如下。
(1)定位台阶导向结构。定位台阶因为其车削工艺较好,能很好的保证配合尺寸的公差、形位精度及表面粗糙度,是较常用的一种定位方式,但不具有导向功能。用于模具结构尺寸较小(模具外径小于200mm)时,可采用凹凸模型腔配合初定位、定位台阶精定位以及台阶倒角合模导向的方式进行导向定位设计,如图5所示。
(2)定位销结构。定位销相较于定位台阶,本身既可以实现精确定位还具有导向作用,因此也是较常用的一种定位导向设计。根据定位精度及导向深度,可采用直销或锥销。由于定位销和销孔的配合精度直接影响到凹凸模的装配精度,为了保证橡胶套的成型质量,定位销与其配合孔的间隙很小,公差配合通常采用H8/h7或H7/h8,一方面对定位销孔的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度质量要求较高,增加了加工难度,尤其是锥销;另一方面定位销及销孔的极小间隙,增加了凹凸模的合模难度,直销启模操作尤为困难。

为了降低加工难度、合模难度,优化定位销结构,采用台阶销,如图6所示。台阶销头部采用锥面导向,便于合模启模操作;尾端以定位台阶方式,螺纹紧固销体;着重保证凸模销孔的形位精度即可。
由于定位销及销孔的间隙极小、合模较难,其导向长度建议不超过200mm。若导向长度较长时,可采用分段定位的方式。分解台阶销定位功能,保留导向作用、粗定位,可适当增加导向长度、增大销与孔的间隙、降低销孔及销的加工精度;将定位结构拆分为模具上端与下端两处,下端采用凹凸模本体的轴与孔配合实现初定位,上端采用定位台阶实现精定位。


(3)导向板结构。当模具结构尺寸过大(模具外径大于800mm)时,采用定位销一方面加工精度难以保证,另一方面为保证销体刚性需同时增加定位销直径及凹凸模外径,使得整体模具结构超大。因此可以考虑优化导向设计,采用导向板结构(见图7),利用导向板内平面与凹模外径配合实现导向。在凸模外圆铣削至少3处槽口用以安装导向板,导向板采用45钢并调质硬度、取厚度为20~30mm,以保证导向刚性及耐磨度,与凹模外径配合面设计15°~30°斜面导向;定位方式仍设计为分段定位结构,下端用凹凸模本体的轴与孔配合实现初定位,上端采用定位台阶实现精定位。考虑到模具结构尺寸加大,定位台阶至少20mm,深度较大。为保证既能跑料又能定位,采用均布定位块结构代替定位台阶。
(4)轴结构。以上定位导向结构多应用于封闭式或半封闭式橡胶套模具,针对开放式橡胶套模具,鉴于其两端开口较大且深度较深,可采用中心轴结构定位导向,如图8所示。但轴结构不利于脱模。
3. 溢料排气设计
为了不影响零件的外观质量、飞边修除等,通常将溢料排气通道设计在合模面或橡胶套两端分型面,设计溢料通道时应增加切断面设计,便于橡胶套成型及飞边切断。针对小型橡胶套模具,因预填胶料较少,仅从合模面溢料即可。如图5所示,直接利用凹凸模型腔配合面切断,沿切断面以上铣通四处缺口(见图9)用以排料,既不影响台阶定位,还有益排料。
若针对较大的橡胶套模具,其胶料较多,需在橡胶套两端分型面均留有溢料通道。如图10所示,在凹模上端合模面设计切断面,并铣削均布溢料槽,既保证合模面接触面积又不影响溢料;在凹模下端分型面,仍设计切断面台阶,因下端凹模与凸模本体有初定位配合,将定位台阶内圆设计为“梅花形”,铣削5~6处缺口用以排料,同时保证定位面精度及溢料排气。






若采用图2所示工艺分型面,通过增加垫环保证凹模加工工艺性,此时溢料面过宽,不便于胶性材料引流,在溢料面铣削均布溢料槽引导溢料。
4. 脱模设计
通常模具脱模方法是采用脱模螺杆预紧将凸模顶出凹模,因此,在凸模大端面设计几处螺孔用于顶丝操作。但当模具结构过大,脱模力较大时,采用螺杆顶丝的力不足以达到脱模力要求,这时在凹模结构设计时,保证凹模底部法兰可以装夹或压紧固定在专用脱模平台上,利用气动、液压泵等自动控制系统,从凸模头部将凸模顶出,实现脱模
5. 结语
图10 两端分型面溢料结构图
1.切断面 2.均布溢料槽 3.梅花形缺口
本文介绍的模具分型、定位导向方式、溢料排气通道和模具脱模设计等关键技术,能够满足薄壁套筒结构的橡胶套模具结构设计,尤其是中大型模具,通过提出台阶销、导向板及定位块等优化结构,以降低加工、操作难度,为中大型模具的设计提供可靠的技术参考。

就上UG网淘宝直营店
回复

使用道具 举报

发表于 2019-5-29 15:59:51 | 显示全部楼层
忆昔去年春,江边曾会君。今日重来访,不见知音人!但见一抔土,惨然伤我心。伤心伤心复伤心,不忍泪珠纷!来欢去何苦,江畔起愁云。子期子期兮,你我千金义,历尽天涯无足语,此曲终兮不复弹,三尺瑶琴为君死!
回复 支持 反对

使用道具 评分 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册UG网 用百度帐号登录

本版积分规则

刘磊刘磊


5千人UG技术分享群

人工充值,要备注帐号

咨询热线
15217189306
微信扫一扫 |加 刘磊好友

QQ|关于我们|小黑屋|手机版|ug ( 粤ICP备14026368号-3

GMT+8, 2019-7-20 15:32 , Processed in 0.187500 second(s), 23 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 9sug.com

粤公网安备 44030602002371号

快速回复 返回顶部 返回列表