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乐通lt118-开炼机:橡胶膜片硫化模的改进设计

发布时间:2018-12-25 21:00:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

泰州科德橡胶机械-开炼机厂家2018年12月25日讯  在分析以往橡胶膜片成形不良原因的基础上,先容了改进后的橡胶膜片硫化模的结构和设计思路,并先容一种便于调节、清理维护的排气结构。使用结果表明,改进后的橡胶膜片硫化模压制出了完全符合图纸要求的橡胶膜片,生产效率提升近百倍。

关键词    橡胶膜片  硫化模  排气结构

1.引言

橡胶膜片(图一)作为灵敏元件,用于以气体、液体为介质的阀门和各种泵中隔离和调节压力,达到控制机械动作的目的。为增加橡胶的力学性能,从而满足其使用要求,膜片一般是由织物和橡胶两部分组成。膜片的质量要求很高,特别是用在仪器仪表中要求对压力做灵敏反应的各种不同形状的膜片,对其表面质量和厚度的均匀性均有严格的要求。

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                     图 一

飞机座舱压力调节器中的橡胶膜片由于其工作环境的特殊性而有了更高的质量要求,膜片厚度公差要求在±0.05mm以内,同时要保证膜片任意点最大厚度和最小厚度之差小于0.075mm,不允许有气泡、凸起、皱折、外来介质等缺陷。以往的橡胶膜片由于硫化成形后厚度尺寸超差、表面皱折等质量问题无法解决而只能办理超差代用单进行生产,在办理超差代用单的前提下膜片的硫化成形合格率也小于1%,极大的制约了产品的研制和生产进度。

过去大家将膜片的不合格基本上归结于模具的加工精度,但我在参加了多次试模后认为模具结构设计不合理才是造成膜片不合格主要因素。

2.以往橡胶膜片的主要缺陷和产生的原因

    图二所示以往橡胶膜片硫化模的常规结构,该模具由上、下模构成,上下模依靠导向锥面保证上下模同心,模具的分模面在进行硫化时要处于贴紧状态,以保证设计好的型腔尺寸,同时承受硫化机的多余压力。在合模前,排气活门在弹簧的驱动下处于打开状态,在进行硫化时要反复开启上模以便充分排出模具内的空气,下模的排气孔也是起排气作用。

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图 二 

模具结构看似简单、紧凑,但其中隐含着诸多不稳定因素,下面针对橡胶膜片的各个成形缺陷对该模具的结构进行分析。

    ⑴膜片厚度超上差,且厚度不均匀

    产生此问题的主要原因是模具的余胶槽位置离膜片外形尺寸过近,图示模具甚至用余胶槽的内圈尺寸限定膜片的外形尺寸。由于在硫化前橡胶膜片的毛坯料在模具内有一个拉伸成形的过程,外围材料要向内补充,同时单边还要留出5~10mm的修边余量,所以所需毛坯料的直径要比膜片的外径大许多。图二所示模具在进行硫化时总会有多余胶料夹在分模面上,从而使模具型腔增大,膜片厚度增加,又因留在分模面上的胶料在沿周各个方向的量是不可控的,所以膜片的厚度也是不均匀的。

    ⑵膜片不平整

产生此缺陷的主要原因是模具上设计有排气孔。由于膜片内夹着一层织物,在进行加压硫化时,多余胶料会带动织物向排气孔内流动,造成织物经纬线间距发生变化,从而使排气孔周边产生皱折,其形成机理参见图三。

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图 三

    ⑶膜片表面易产生气泡

    虽然模具设计有排气活门和排气孔,但这些排气通道在进行硫化时,因上下表面与硫化机上滑块和下台板严密接触,使得模腔内的空气和硫化时产生的气体无法有效地从模具内排出,从而在膜片上形成或大或小的气泡。

3.改进后的模具结构及其设计参数

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1-手柄2-下模3-螺塞4-排气柱5-下活门6-上活门7-弹簧8-螺钉9-上模

D1——膜片外径;D2——余胶槽中心距,D2=D1+15~20mm

图 四

    改进后的模具结构如图四所示,针对原结构存在的缺陷,新结构模具主要有以下改进:

    ⑴加大型腔尺寸,解决膜片壁厚超差问题

    改进后的模具余胶槽中心距比膜片外形尺寸大15~20 mm,确保多余胶料和织物不会进入模具分模面内,从而避免膜片厚度超差,并且保证了厚度均匀度的要求。

    ⑵设计排气柱代替型腔处排气通孔,解决膜片皱折问题

    在膜片需要冲孔部位设置排气柱,这样既可以排气,又可以在膜片上留下冲孔位置标示线。排气柱前端与上模或下模排气孔配合,二者间设计有单边0.05mm的间隙,既可排气又可以防止胶料挤入排气缝隙内,避免膜片皱折,获得平整度符合图纸要求的零件。排气柱底部挂在螺塞顶部的T型槽内,旋转螺塞即可调整排气柱的高低位置,同时也便于清理排气孔内的杂物,保证排气通道的畅通。螺塞内设计加工通孔与模具上下表面的排气槽联通,形成可靠的排气通道。

⑶同时设置多种排气措施,消除膜片上的气泡缺陷

改进后的模具不仅保留了排气活门,还增加了上述的排气柱和排气槽,同时还在余胶槽处设置10个以上的排气孔与排气槽联通,使得模具排气充分,彻底消除了气泡缺陷。

4.新结构模具的使用效果

    按此结构我同时设计了三套橡胶膜片硫化模,从设计到加工调试合格仅用了一个月的时间,而老结构膜片硫化模的调试周期就需要三个月以上,而且最后都要办理超差代用单。

    排除操作环境和设备因素,新结构模具加工橡胶膜片的合格率达到了100 %,而老结构模具的合格率还不足1 %。

5.设计心得

    对比新老模具结构,二者区别其实并不是很大,新结构模具成功的关键因素是把握住了模具细部结构的设计,通过几个结构参数的调整,就解决了困扰企业几十年的难题。作为工程技术人员,当出现质量问题时不能简单的以加工精度不到位作为发生问题的根结,应当找出发生问题的最根本原因,并对症下药将问题彻底排除。


 参考文献:橡胶模具设计方法与实例,2003年10月,北京:化学工业出版社,张秀英编著


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