橡胶模具教案

构或采用压缩空气从模腔中吹出零件，操作方便，迅速。 ④ 重视研究、试验、技术改造工作。 当今标准化的应用加快了橡胶、塑料模具生产的速度，而计算机辅助设计 与辅助制造系统（即 CAD/CAM 系统）在国外橡塑工业中的应用更是模具生产中 的一项革命性措施，也是模具发展的一个重要里程碑，它的出现从根本上改变 了模具生产的面貌，其技术的经济效益是十分巨大的，不仅使模具的生产效率 提高几倍甚至几十倍，更重要的是可以保证模具质量水平的提高。 CAD 是在人的参与下，以计算机为中心的一整套系统对产品自动进行最优 化设计，其中包括资料检索、计算、确定形状，自动制图和输出数控加工程序。 CAM 也是在人的参与下，用计算机对产品的制造进行监督、控制和管理。CAM 的 输入信息直接来自 CAD 的输出信息，二者紧密配合。总的来说，CAD/CAM 就是计 算机控制的自动化信息流从产品的最初构思、设计直至最终制造、装配、检验、 管理进行控制的集成系统。 据美国数控协会声称其 Compu Tool 从设计到加工完毕所需的时间减少 90％。可见其明显的经济效益。但由于投资巨大，目前国外大公司在产品开发 时，已大多采用 CAD/CAM 技术。目前，我国也开展了这方面的研究和应用工作。 非线性有限元数值模拟技术在模具开发设计广泛应用，对传统的模具开发 过程的变革产生了深远的影响，美国的模具行业采用了数值模拟技术，模具开 发的周期平均缩短了 30-40%, 开发成本平均降低了 30-40%。目前美国的三大汽 车公司已经将数值模拟技术作为模具开发过程中不可缺少的环节。 除简易模具外，一般模具的制造费用是十分昂贵的。一副优良的注射模具 可生产制品百万件以上，压制模具约能生产 25 万件。
适用于一些形状较复杂、细长、薄壁、多嵌件、以及直接装胶有困难的制品。
(3) 注射模 是指注射机上（注压机）专用的模具。 利用注射机的压力，将胶料直接由机筒注入模腔，完成成型并进行硫化的生产方 法。 特点：先闭模，再注胶，胶边少，质量高，且生产和自动化程度高，但造价高， 结构上比压铸模复杂。
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适于大型成批生产的厚、薄壁以及几何形状复杂的制品。 (4) 压出成型模具（挤出口型模） 通过螺杆的旋转，使胶料在螺杆和机筒之间受到强大的挤压力并不断向前移送， 通过机头上的口型模而挤出各种截面形状的橡胶半成品。 特点：成本低、效率高，制品致密性好。 六、 橡胶制品成型及其加工方法 按工艺过程和使用设备的差异，可分为两大类：模压法（平板硫化机）和注射法 （注射机） ①生产工艺（见前述） ②生产所需设备及工艺条件 模压法常采用单层或多层平板硫化机，硫化时，常采用 0.4～0.5Mpa 蒸汽压力， 硫化温度为 143℃～151℃±2℃。平板硫化机的工作压力控制在 12～15Mpa，一 般橡胶模压制品硫化时，需要的单位压力为 25～35kgf/cm2. 注射法采用立试或卧式螺杆（柱塞）式注射机，注射机工作压力为 100～140Mpa， 硫化温度为 140～185℃，硫化时间短多为 1～5min。 ③橡胶制品的半成品形状与成形 半成品胶料经过炼胶机加工，胶料被压成一定厚度和宽度的胶片，然后采用各种 不同的方法，按模具结构、型腔大小、预制一个形状类似的半成品胶料。 具体方法有：人工剪切成形，切胶机切条，挤出机挤出预成形或采用精密预成形 机。 称量：加入型腔中的半成品胶料重量应为制品重量加上 5％～10％的飞边流失。 半成品重量不宜过多，否则会使硫化时形成大量的外溢飞边，造成胶料浪费，外 观质量差，，启模困难。 半成品胶料也不宜过少，否则会使制品缺胶而有缺陷，微孔而报废。 ④橡胶模制品成型过程 首先，对新模具按产品图样要求试压 1-2 模，并检查模具结构，操作性能，按产 品图纸核对试压样品的外形尺寸（核样），合格后投入正常生产。 压制成型过程的步骤： 1) 将模具置于平板硫化机中，预热 10～20min 至硫化温度。 2) 将预热后的模具从平板硫化机中拉出（手工）或推出（机械）到工作台上，
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化较差，严重影响模具的通用性，降低了生产效率。 2. 国外现状 国外橡胶公司所属制品厂，都十分重视橡胶模具研究，均自行设计和制造部 分或大部分模具（包括骨架、弹簧等配件），大大提高了生产效率。
随着橡胶制品品种的不断创新及产量的飞跃发展，对橡胶模具提出了越 来越高的要求，促使橡胶模具生产不断向前发展。
第一章 橡胶模具设计概述
一、橡胶的特性及用途 橡胶工业在国民经济中占有及其重要的地位，发挥着十分重要的作用。在工
程应用中，材料大致可分为两大类：一类是结构材料（主要用其强度、弹性等力 学性能），另一类是功能材料（主要用其声、光、电、磁等功能）。橡胶既是重要 的结构材料，又具有一定的功能，因而是一种非常重要的工程材料。
通用橡胶 特种橡胶
专用橡胶
按物理状态分
生橡胶 熟橡胶
硬橡胶 混炼胶
再生胶
按形态分
板块固态橡胶 液体橡胶
粉末橡胶 热塑性橡胶
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三、 常用橡胶的性能与用途
橡胶种类
主要性能
缺点
天然橡胶(NR)
有很好的耐磨性、弹 在空气中易老化，遇
性和力学性能，滞后 热变粘，易溶于汽油
损失小。
和某些非极性溶剂、
耐油性差。
橡胶模具设计与制造
绪论
一、 模具分类 按制品成型的方法和模具结构的不同可将模具分为两大类： 贯通式模具：如：冲裁模、拉拔模、挤压模、粉末冶金压模等。 型腔式模具：如：压弯模、压铸模、锻模、塑料注射模、橡胶模等。 下面介绍一下这几种模具： 冲压模具：将金属板材成形为制品的模具。成型方法：冲裁模、弯曲模、拉伸模、 压缩模。 塑料模具：将各种塑料成形为制品的模具。成型方法：压制成型模、注射成型模、 挤出成型模、吹塑成型模、真空成型模。 压铸模具：将液态金属在压力状态下成形为制品的金属模具。 成型方法：压力铸造成型，（低熔点合金：锌合金、铝、锡、铅等） 锻造模具：将金属棒材或块材在加压状态下成形为制品的模具。 成型方法：模锻成型 橡胶模具：将橡胶成形为制品的模具。（压力成形，注射成形） 粉末冶金模具：将金属粉末成形为制品的模具。（压力成型） 拉丝模具：将金属材料拉伸成为各种金属丝的模具。 无机材料成形模具：将玻璃、陶瓷等无机非金属材料成形为制品的模具。（玻璃 模、陶瓷模） 铸造模：砂型模、石蜡模、金属型铸模等。 橡胶模具的概念：是指利用特定形状的型腔，成形具有一定形状和尺寸精度橡胶 制品的工具。 模具成型方法的优点：模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可提高生产效 率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本。因而，德国把模具称为“金属加 工中的帝王”，把模具视为“关键工业” 美国把模具称为“美国工业的基石”，日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的 动力” 二、 橡胶模具发展动态
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四、 橡胶模制品 通常是指胶料在其模具型腔中成型并硫化所得到的制品。 橡胶模制品是橡胶制品中品种最多，应用最广的一类特殊制品。 其特点是：制造容易、外形准确、尺寸精度高、表面光洁、质地致密、工艺简单、 易于机械化和半自动化生产，生产效率高，成本低。
在橡胶模制品零件的生产中，最广泛的生产工艺是模压成型方法和注射成型 方法。 模压成型法：是将胶料或预成型半成品直接装入模具型腔，然后上机进行压制， 同时加热硫化，从而得到制品零件的工艺方法。 生产流程：胶料→剪切称量或其它预成型→装入模具型腔→加压、硫化→启模取 件→修除飞边→成品质量检查。 注射成型法：是将胶料通过橡胶注射机直接注入模具型腔而硫化，从而得到制品 零件的工艺方法。 生产流程：胶料预热塑化→注射入模→硫化→启模取件→修除飞边→成品质量检 查。 五、 橡胶模具的分类 1.橡胶模具的用途与结构 用途：用于成型橡胶制品的工具。 结构：由成型件和结构件组成。 成型件是指与胶料直接接触成型的零件。如上下模、中模、型芯、镶块等。 结构件是指成型件以外用于组合模具，实现相互配合或自动开启、闭合所需的各 种零件。如：定位销、导向柱、顶出装置等。在模具中起安装、定位、导向、装配等
自粘性差，加工工艺 性不好，耐寒性差。
用途
用于生产轮胎、胶管 （带）、胶鞋、日用 品、体育用品等。
用于制造各种耐油 制品，丁腈-40 用于 直接与油类接触及 耐油性能要求较高 的制品（油封），丁 腈-30 用于普通耐油 制品（油箱、印刷胶 辊、耐油胶管）丁腈 -20 用于耐油性较低 的制品。 用于生产内胎、硫化 胶囊、电缆。化工容 器衬里，耐热、耐水 的密封垫片等。
橡胶模具设计和制造由经验设计阶段逐步向理论设计阶段发展，尤其向 高效率、自动化、标准化、精密、高寿命方向发展。对制品成型过程中各个 环节，进行定量分析和数值模拟，优化成型工艺，确定最佳模具设计参数。
近年来，国内外橡胶模具的发展特点： ① 专业化、系列化、标准化程度提高。 ② 重视薄飞边或无飞边，新型和特殊模具结构的研究。 ③ 机械化、自动化程度高，如模具与主机配合使用，自动推出、顶出机
橡胶具有独特的高弹性，优异的抗疲劳强度，极好的电绝缘性能，良好的耐
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磨耗性和耐热性；还有良好的防振性、不透水性、不透气性和化学稳定性等，因 而应用范围十分广泛。 二、橡胶的形态与分类
一般橡胶原材料的形态，无论 NR 还是 SR，都呈板块状软固体形态。 橡胶的种类：
NR
按来源分
SR
橡胶的分类
按用途分
聚氨酯(PU) 硅橡胶(Q)
气密性优良，是所有 橡胶中最好的，化学 稳定性好，耐热、耐 臭氧不易老化、耐强 酸、碱腐蚀。 机械强度高、耐热性 能、耐高温性能、耐 候老化性能及耐臭氧 老化性能、气密性能 等都很良好。 尤其是其耐热油性能 特别突出。 具有优良的耐磨性、 强力和弹性，并具有 良好的耐油、耐低温 及耐臭氧老化性。 具有耐热、耐寒、耐 臭氧、耐大气老化及 良好的电绝缘性，并 且无任何毒性。
耐热耐油的制品零 件，如各种发动机中 的耐热元器件、高温 油的密封件等. 使用温度范围是－ 10~180℃。
用于生产各种密封 件（油封），胶辊、 胶带、胶鞋、实心轮 胎。 耐高、低温橡胶制品 如垫圈、衬垫。密封 件、耐高温电缆，也 可用于食品、医疗行 业的制品。 用于石油、化工、航 天、火箭、导弹等领 域（最初是作为喷气 式飞机所用的耐高 温橡胶而研制的，使 用 温 度 -30 ℃ ～ 250 ℃。