橡胶模具设计应用实例
阀圈橡胶模具设计2
模具，简称橡胶注压模。此种成形工艺，是利用注压 机的压力，将已塑化好的胶料由螺杆或柱塞经喷嘴直 接注入模腔，完成成形并进行硫化的一种生产方法。 注压成形的特点，是把成形和硫化过程合为一体，成 形周期短，废边料少，劳动强度低，生产效率高，产 品质量好。目前，广泛用于橡胶密封圈、橡胶复合制 品、减振制品及胶鞋等橡胶制品生产。
计算应力状态
➢ 设计任务 设计参数：
设计要求
橡胶件的成型工艺性能分析
• 产品名称：船用中心型船用蝶阀阀圈（150
型）
• 产品材料： 丁腈橡胶 • 产品数量：中批量（<10万模） • 胶件尺寸：图中所示 塑件质量：160g • 胶件颜色：黑色 • 胶件要求：胶件外侧表面较光滑，产品的主
要工作面为内径部分圆弧面因此该处不能出 现流痕、气泡，塑件收缩率为1.4%，零件表 面按HG6-409-79三条（3）项要求，一般尺 寸公差按HB5522-80三级精度。
橡胶传递模：用于橡胶制品传递成形工艺方法的一类
模具，简称橡胶传递模。传递成形就是将混炼过的、 限量的胶条对压料柱塞施压，迫使胶料流经模具的浇 注系统注满模腔，经硫化定型后便可获得外观质量较 好和尺寸精度较高的橡胶制品。
橡胶传递模结构，虽然较压模复杂，但特适于薄壁、 细长、易弯曲以及形状较复杂的橡胶制品成形。采用 此类模具生产的橡胶制品，致密性好，质量也较高。
橡胶挤出模：用于挤出成形各种橡胶型材的一 类模具，简称橡胶挤出模。挤出成形工艺是生 产橡胶产品的主要方法之一。它是利用挤出机 使胶料在螺杆推动下，连续不断地向前运动， 然后借助于挤出口模，挤压出各种所需截面形 状的半成品，以完成不用造型或其他作业过程。 它具有连续、高效、甚至不用金属模具，就能 成形与制造多种不同截面形状的空心或实心半 成品，以达到初步造型的目的。而后进过冷却 定型，输入到硫化罐内进行硫化或作为压制法 所需的预成形半成品胶料。该模具在橡胶工业 中，亦占有及其重要的位置。
Y型橡胶密封圈模具设计及加工
析， 根据其 使用 特点 和要 求 ， 定 了 以车 削代 替 确
模 压 的加 工工 艺 。这种 工艺方 法 的优点 是刃 口
慢， 质量 差 。
维普资讯
第３ ３卷第 ４期
刘桂 明等 ． Ｙ型橡胶 密封 圈模 具 设计 及加 工
・２ ・ ３
／ ／
芯
— — — —
／ ／ ／
Ｌ — 。 千
～ ／
、
＼
Ｆ ／ 模
＼
、
４． ４
图 １ 密 封 刃 口部 位 结构
及 在 Ｙ 形 密 封 圈模 具 的加 工 方 面得 到 了应 用 ， 理 想 的 加 工 精 度 和 表 面粗 糙 度 是 以往 传 统 加 工 方 法 所 其
无 法 比拟 的 。
关键 词 ： Ｙ形 密封 圈 ； 密封 刃 口； 艺 ； 具 工 模
中 图分 类 号 ：３ ． １ ３０４
尺寸可在 一定 范 围内调 节 ， 口尖 锐且 无缺 陷 ， 刃
缩 率则 因硫 化条 件 、 原材料 批 次的不 同 、 混炼工
艺的差异等 因素影 响， 现较大 的变化， Ｙ 出 而 形 密 封 圈对 尺 寸 的要求 是 比较 严格 的 ， 度 的提 高 ， 模具 复 杂 程 度 降低 ， 造工艺 得 到 了明显改 善 ， 的结 构没 有 制 新
型 面不等 高缺 陷 （ 见 图 １ 。 参 ）
产 生这些 缺 陷的 原 因是 模具 型腔 分型 面必
橡胶密封圈模具设计方法
１ 确 定橡 胶 的收 缩 率
设 计 模 具 前 ， 先 要 确 定 橡 胶 的 收 缩 率 ， 则 不 能 保 首 否 证 密 封 制 品 的正 确 轮 廓 和 尺 寸 。 确 定 收 缩 率 应 按 橡 胶 的 硬 度 来选 取 相 应 的 橡 胶 收 缩 率 ， 表 １ 如 。 表 １ 橡 胶 收 缩 率
表 ２
般有 两类 ， ： 面定 位和销 子定位 （ ２ 。 即 锥 图 ）
ｒ — —
图
半圆形
羔十 —旦 —
ｌ
梯形
料 露
从 表 中 可 知 ： 般 橡 胶 制 品 采 用 ６级 精 度 ， 具 型 腔 一 模
销钉定位 锥面定位
图２
作者简介： 熊庆 丰 ， 州 中 国振 华 集 团 永光 电子 有 限 公 司机 动 处 ． 管 工 程 师 ， 事 多年 设 备 制 造 与 维护 的 工 作 。 贵 主 从 收稿 日期 ：０ ８ — ３ ２ ０ —６
碰伤 ； ｅ减 少 密 封 圈 飞 边 的 形 成 ， 型 面 之 间 应 平 行 接 触 ， ） 分 其 接 触 面 之 间 应 不 大 于 ０ ０ ， 样 在 压 制 密 封 圈 时 宜 ． ５ｍｍ 这 获得 薄的飞边 ， 利于外 形修整 。 有 ３ 余 胶槽 的设 置 ） 要 使胶料 容易充 满模腔 ， 般是放 人模腔 的胶 料体 积 一 大于密 封圈 的体积 ， 在硫 化过程 中让多余 的胶 料通 过分模 面 之 间 的 间 歇 而 排 人 流 胶 槽 ， 样 就 不 会 引 起 飞 边 过 厚 以 这 及 厚 度 不 均 匀 ， 果 考 虑 在 下 模 和 中 模 距 模 腔 两 边 ３ｍｍ 如 ４Ｉｍ 的地 方 开 设 Ｒ ～Ｒ。的 余 胶 槽 就 可 以 避 免 上 述 情 ｌ Ｔ 况 发 生 。图 １为 典 型 的 余 胶 槽 。 在 实 际 中 半 圆 形 方 式 一 般 用 得 较 多 ， 有 在 余 胶 量 大 只 时多采 用梯形 。 ４模 具 的定位方式 ）
橡胶堵塞器模具的设计
得 的台阶与基 体直径 比例 为 ２ ９ ％ ， 大 于 临界 ．６ 不
值 ５ ， 以采用 强制脱模 方式 。 可
（ ） 腔 ５型
出现大 范 围的抽 边 现 象 ， 响 了制 品外 观 。为 杜 影
绝 该情 况再次 出现 ， 模具 和毛坯 质量作 了调整 ， 对 通 过加 大 中模 的半 圆形溢 胶 槽 尺 寸 （ 胶槽 半 径 溢 由 ０ ５Ｆｍ增 大 到 １ ５ｍｍ） 只允 许 半 成 品毛 坯 ． ｉ ｌ ． ， 质 量大 于成 品质量 ３ ～５ （ 一般 封 闭式模 具 半
型腔尺寸 的计算 采用 以下公 式 ：
Ｌｌ＝＝Ｌ ＋ ＬＣ ＝
式 中， Ｌ为 图纸 要求 尺 寸 ， Ｃ为 平 均 收缩 率 ， 为 Ｌ
模 具型 腔尺寸 。
定 的影 响 ， 因此 压板 与 中模采 用封 闭式锥 面配合 ， 不仅有 利 于模 具 的 自动 导 向找 正 ， 可 以使模 板 又 均匀受 压 ， 利 于制 品的硫 化 成 型 。另 在 上模 板 有 和压板 处分模 。另一 分 型面 选 在下 模 板处 ， 即金
属嵌件 与下模板 贴合 的平面上 。
６６ ２
橡
胶 工
业
２０ ０ ８年第 ５ ５卷
使用 寿命 ， 产使用 情况 也证 明此模具 结构 合理 。 生
（） ４ 脱模 方式 堵 塞器外 观较 简单 ， 压板与 中模 、 中模 与下模 板均易 脱模 ， 品 与 中模 也易 脱 开 。 由于 该 制 品 制
化 传热 。
３ 结 语
比 较 困难 。根 据 橡 胶 模 具 的 设 计 经 验 和相 关 的技 １ 堵 塞 器 Nhomakorabea结 构
堵 塞器结 构如 图 １所示 。该制 品属 于厚 壁制 品 ， 高度与 径 向尺 寸 比 为 １ ２： ２ ， 有 金 属 其 ６ ３０ 带 嵌 件 ， 虑到结 构的特 殊性 ， 具采用 如 图 ２所示 考 模
多锥体橡胶吸声尖劈模具的设计
新产品开发多锥体橡胶吸声尖劈模具的设计郑永宏(洛阳船舶材料研究所 洛阳 471039)摘 要 介绍了多锥体橡胶吸声尖劈的模具设计,对于结构复杂产品的模具设计,提出采用复合定位机构,并指出了模具设计和使用中应注意的一些问题。
关键词 吸声尖劈 模具设计 复合定位机构 多锥体中图分类号:T Q 330.4+1 文献标识码:B 文章编号:1003-1545(2000)02-0020-03Mould -Design of Multi -Taper Sound -Absorbing Rubber WedgeZheng Yonghong(Luoyang S hip M aterial Research Institute ,Luoyang 471039,China )A bstract The mould -design of mulit -taper sound -absorbing rubber wedge w as described in this paper .Compo site o rientation mechanism applied in the mould -design of structurally complicated product was introduced .Some prob -lems to w hich much attentio n should be paid were proposed during mould desig ning and operationing .Keywords Sound absorbing wedge M ould -design Composite o rientation mechanism M ulti -taper 消声水池是水声学研究中必不可少的设施,其质量取决于吸声层材料的性能和结构。
吸声层材料结构设计的关键是使其表面的特性阻抗尽可能地与媒质(例如水)的特性阻抗相接近,使特性阻抗由表及里逐渐增大,这样绝大部分的入射声波才能进入材料内部被吸收掉,不至于在界面上由于阻抗突变而被反射。
橡胶成型工艺及模具设计
橡胶塑炼的实质
降低分子量是生胶获得可塑性的最有效 方法。只有这样才能使粘度下降，可塑性增 加。 降低分子量，实质上就是使分子链断链。 低温塑炼：机械降解为主 塑 炼 的 方 法
机械塑炼法 高温塑炼：自动氧化降解 为主机械力强化橡胶与氧 的接触
化学塑解法
混炼
指在炼胶机上将各种配合剂加入到 橡胶中制成混炼胶的工艺过程
橡胶成型工艺及模具设计
第1章 橡胶概述
橡胶是高弹性的高分子材料，由于橡胶具有 其他材料所没有的高弹性，因而也称作弹性体。 天然橡胶 通用橡胶 用途 特种橡胶 合成橡胶 来源 再生橡胶 功能橡胶
粉末橡胶 液体橡胶 热塑性橡胶 板块固态橡胶
形态
橡 胶
生物胶 物化状态 熟橡胶 硬橡胶 混炼橡胶
天然橡胶（NR）
★一般工作温度：-10～150℃ ★基本特性：良好的耐高温，较好的耐油（包括含 硫的油）、耐磨性，耐寒性差。 ★主要用途：耐油、耐热、密封、板、囊、护套制 品。
★参考价格：10.0～12.0万元/吨
橡胶的基本特性
1.高弹性：弹性模量低，伸长变形大，有可恢复 的变形,并能在很宽的温度（-50~150℃）范围内 保持弹性。 2.粘弹性：橡胶材料在产生形变和恢复形变时受 温度和时间的影响，表现有明显的应力松弛 和蠕 变 现象，在震动或交变应力作用下，产生滞后损 失。
压型
压型是将胶料压制成一定断面形状的半成品或 表面有花纹的胶片。
压型工艺要求规格准确，花纹清晰，胶料密致， 故要求胶料收缩变形率小及配方中含胶率不宜过高。
压型工艺方法
纺织物挂胶（贴胶、擦胶）
纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒间隙，使 其表面挂上一层薄胶，制成挂胶帘布或挂胶帆布， 作为橡胶制品的骨架层。 贴胶
CADCAM软件在橡胶模具设计中的应用
Value Engineering 0引言众所周知，计算机软件已被广泛应用于各类模具的设计中，根据产品设计和加工的需要，尽管所用的软件种类有所不同，但一般情况下，计算机二维软件用于工程图样的设计中，三维软件用于模具零件的三维实体造型和NC 代码的编制。
虽然随着三维软件技术的不断完善，三维图亦可正确地转换为工程图样，用于生产。
但是，三维软件草图绘制功能与AutoCAD 二维软件比较则稍逊一筹，后者具有易用、简单的绘图命令和修改编辑功能。
因此，为了提高模具设计效率，设计者经常将二维软件和三维软件混合使用。
在众多的三维软件中，Pro/E 软件为设计者提供了最全面、集成最紧密的产品开发环境，被认为是模具设计最好的软件，广泛用于中、小企业的模具设计和加工中。
在使用计算机软件进行模具设计时，设计依据通常分为以下三种情况：①根据客户提供的产品图纸设计模具。
②根据客户提供的实物样品设计模具。
③根据客户提供的产品图片设计模具。
第一种情况不需要对产品图样进行设计，但需要校核产品图样中的每一个尺寸，分析结构的加工工艺性能，再进行模具设计。
后两种情则需要测绘实物或产品图片，并设计出客户认可的产品图样，然后，再设计模具。
根据测绘对象的结构、精度、材料等不同，测绘方法又可分为以下几种：①使用量具对实物进行测绘。
②使用测量仪对实物进行测绘。
③利用AutoCAD 二维软件对产品图片进行测绘。
前两种是我们常用到的测绘方法，而后者随着网络技术的发展，设计者可以根据客户从网上提供的产品图片，设计出客户满意、结构合理、使用方便的橡胶模具。
因此，该测绘方法亦广泛用于橡胶模具的设计之中。
本文通过对狗蹄印门垫橡胶模具的设计，简要介绍应用CAD/CAM 软件，对产品图片进行测绘及橡胶模具的设计过程。
模具设计的基本步骤为：设计产品图、确认产品图、设计模具。
1设计产品图根据客户提供的产品图片设计产品图样时，一是要满足客户的要求，二是在保证使用要求的前提下，满足加工工艺性的要求。
橡胶塑料模具设计范例
第一节绪论随着我国橡胶制品工业的开展，橡胶制品的种类日益增多，产量日益扩大，促使着橡胶模具设计与制造由传统的经验设计到理论计算设计。
尤其是橡胶生产设备的不断提高与生产工艺的不断改良，橡胶模具越来越多，模具的制造水平与模具复杂程度也越来越高越精致。
高效率、自动化、精细、长寿命已经成为橡胶模具开展的趋势。
一、橡胶模具的分类橡胶模具根据模具结构和制品生产工艺的不同分为：压制成型模具、压铸成型模具、注射成型模具、挤出成型模具四大常用模具，以与一些生产特种橡胶制品的特种橡胶模具，如充气模具、浸胶模具等。
1．压制成型模具又称为普通压模。
它是将混炼过的、经加工成一定形状和称量过的半成品胶料直接放入模具中，而后送入平板硫化机中加压、加热。
胶料在加压、加热作用下硫化成型。
特点：模具结构简单，通用性强、使用面广、操作方便，故在橡胶模压制品中占有较大比例。
2．压铸成型模具又称传递式模具或挤胶法模具。
它是将混炼过的、形状简单的、限量一定的胶料或胶块半成品放入压铸模料腔中，通过压铸塞的压力挤压胶料，并使胶料通过浇注系统进入模具型腔中硫化定型。
特点：比普通压模复杂，适用于制作普通模压不能压制或勉强压制的薄壁、细长易弯曲的制品，以与形状复杂、难以加料的橡胶制品。
采用这种模具生产的制品致密性好、质量优越。
3．注射成型模具它是将预加热成塑性状态的胶料经注射模的浇注系统注入模具中定型硫化。
特点：结构复杂、适用于大型、厚壁、薄壁、形状复杂的制品。
生产效率高、质量稳定、能实现自动化生产。
4．挤出成型模具通过机头的成型模具制成各种截面形状的橡胶型材半成品，达到初步造型的目的，而后经过冷却定型输送到硫化罐内进展硫化或用作压模法所需要的预成型半成品胶料。
特点：生产效率高、质量稳定、能实现自动化生产。
二、成型设备模压法模具使用平板硫化机。
〔蒸汽硫化机：一般饱和蒸汽的最高压力可达0.6～0.8Mpa，硫化温度在158～168X围内。
电阻丝加热平板、油压平板硫化机〕压铸法模具使用压铸机。
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橡胶配方
❖ 促进剂的互换关系 ❖ DM 1 ==》CZ 0.5-0.61 ❖ DM 1 ==》M 0.52-0.8 ❖ DM 1 ==》NOBS 0.63-0.69 ❖ DM 1 ==》TMTD 0.08-0.10 ❖ NOBS 1 ==》DM 1.43-1.6 ❖ NOBS 1 ==》TMTD 0.1 ❖ NOBS 1 ==》M 0.7-0.75 ❖ CZ 1 ==》NOBS 1.2-1.3
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橡胶的特性及其用途
❖ 橡胶具有独特的高弹性性能、优异的抗疲
劳强度、极好的电绝缘性能、良好的耐磨耗 性能和耐热性；还具有良好的防振、不透水、 不透气和化学稳定等性能。因此，橡胶在国 防、航海、汽车、机械、化工、医疗和日常 生活等各个方面，都得到广泛应用。
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• 橡胶制品分为三类：
《橡胶模具设计应用实例》
主编 许发越
机械工业出版社 2005年6月出版
…………总论（第一章） …………橡胶模具设计基础（第二章） …………橡胶模具设计方法（第三章） …………O形橡胶密封圈模具设计（第四章） …………其他类型橡胶密封制品模具设计（第五章） ………… 13. PUR（聚氨酯） 100 古马隆15M1 DM4促进剂Caytur4 0.35硫磺0.7 5硬脂酸镉0.5HAF30
❖ 14. CO（氯醇） 100硬 脂酸铅2 FEF30 铅丹1.5 防老剂 NBC2 促进剂NA-22 1.2
❖ 15. FKM（氟橡胶） 100中裂子热裂炭点（（MT）20氧 化镁15硫化剂Diak3* 3.0。
❖
10. CIIR（氯化丁基） 100 3 1 DM2TMTD1 （HAF50）2
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橡胶配方
❖ 11. PSR（聚硫） 100 10 0.5 DM0.3DPD0.1 （SRK60）
❖ 12. ACM（丙烯酸酯） 100 FEF60硬脂酯钾0.75防RD1硬 脂酸钠1.75硫磺 0.25
•橡胶基础知识
种类 橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。按形态分为 块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。乳胶为橡胶的 胶体状水分散体；液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前 一般为粘稠的液体；粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状，
以利配料和加工制作。20世纪60年代开发的热塑性橡胶，
无需化学硫化，而采用热塑性塑料的加工方法成形。橡 胶按使用又分为通用型和特种型两类。
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橡胶（Rubber）：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在 室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去 外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化 转变温度（T g）低， 分子量往往很大，大于几十万。
❖ 橡胶一词来源于印第安语cau-uchu，意为“流泪的树”。 天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后 而制得。1770年，英国化学家J.普里斯特利发现橡胶可用来擦 去铅笔字迹，当时将这种用途的材料称为rubber，此词一直沿 用至今。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发 生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能 和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮 胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。
10
橡胶
提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳,加工后制成的具有 弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。 高弹性的高分
子化合物。分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶
是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；
合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广
泛应用于工业或生活各方面。
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橡胶rubber
❖
7. IR（异戊） 100 5 2 NS0.7 2.25 (HAF35)
❖
8. EPDM（三元乙丙 ） 100 5 1 (环烷油15) M0.5TMTD1.5 1.5 (HAF50)
❖
9. CSM（氯磺化聚乙烯）100 黑SRK40一氧化铅25DM0.5DPPT 2白氧化
镁4DPPT2 季戊四醇3
1
橡胶模具设计
第一讲 橡胶总论 第二讲 橡胶制品、轮胎 第三讲 橡胶模具设计 第四讲 橡胶加工
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第一讲 橡胶
❖
❖ 橡胶基础知识
❖
种类
❖ 橡胶配方
❖ 橡胶的原始
❖
橡胶
❖ 橡胶老化
❖ 橡胶老化的因素
❖
结构
❖
用途
❖ 橡胶加工
❖ 天然橡胶的规格划分
❖ 天然橡胶的成分
❖ 天然的橡胶来源
❖ 橡胶行业发展情况
生产资料、生活用品、特种制品。
❖ 橡胶模制品
❖ 橡胶模制品也叫橡胶模型制品，是通过相 应的模具来实现的，将胶料装入或注入模具 型腔中，进行加压定型、加热硫化，即可得 到橡胶模制品。
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橡胶制品
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工程巨胎
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橡胶的分类
❖ 按来源 :天然橡胶、合成橡胶
❖ 按用途 ：通用橡胶、特种橡胶、专用橡胶
❖ 按物理状态：生橡胶、熟橡胶、硬橡胶、
❖
混炼胶、再生胶
❖ 按形态:板块固态橡胶、粉末橡胶、液体橡胶、 热塑性橡胶
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橡胶配方
❖ 配方 ❖ 不同的橡胶搭配配合剂应适当参照基础配方，
❖
3. CR（氯丁） 100 5 0.5 （D2） （NA-22 0.35） （SRF29） 4
❖
4. IIR（丁基） 100 5 3 TMTD 1 1.75 （HAF50）
❖
5. NBR（丁腈） 100 5 1 DM 1 1.5 (瓦斯40)
❖
6. BR（顺丁） 100 3 2 （103油15） NS0.9 1.5 （HAF60）
如下； ❖ 橡胶主胶、 氧化锌、 硬脂酯、 防老剂、
促进剂、 硫磺、 碳黑、 氧化镁。碳黑比表面积 研究是非常重要的，
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橡胶配方
❖
1. NR(天然胶) 100 5 2 （PBN 1） (DM 1) 2.5
❖
2 SBR（丁苯松香） 100 3 1 （NS 1） 1.75 （炉法50）