橡胶模具制品

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1、1 橡胶模压制品 青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室 李培军 2 2 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 橡胶模具的分类 根据结构 、 压制工艺的不同大体可分为四大类 : 1 压制成型模具 即压模 。将半成品胶料直接放入敞开的模具型腔中，将模具闭合，送入平板硫化机中加压、加热硫化。 特点： 结构简单、通用性强、使用面广、操做方便，在模压制品的中生产中占较大的比例。 2. 压铸成型模具 又称 传递式模具 或 挤胶法模具 。将一定量的混炼胶条或块半成品放入压铸料腔中，通过压铸塞的压力挤压胶料，胶料通过流道进入模具腔中进行硫化。 特点：结构比普通压模复杂，一般适用

2、于制作薄壁、结构较复杂的难于加料的制品。制品致密性好，质量优越。 3 3 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 3.注压成型模具 又称 注射法模具 。 利用注射机的或铸压机的压力 ， 将预加热的有一定塑性的胶料经铸压模的浇注系统铸入模腔中硫化 。特点： 模具制品生产中较为先进的设备 ， 其结构较铸压模具更为复杂 ， 更适用于大型 、 厚壁 、 薄壁以及几何形状复杂的制品 。 生产效率较高 ， 质量稳定 ， 自动化程度较高 。 4.压出成型模具 又称 压出口型模 。这种模具在橡胶制品生产中广泛应用，成本低，效率高，生产的半成品致密性好。 专用的模具制品模具 ， 如轮胎模

3、具 、 充气模具 、 浸胶模具等 橡胶模具的分类 4 4 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 压模 和部分 简单的压注模 用平板硫化机 加压 、 加热 硫化 ， 通常蒸汽压力 0.4-0.5MPa(143 -151 )， 合模力 12-15Mpa。 较 复杂的注压模 及 注射模具 一般使用橡胶注射机进行生产 ，P=100-140MPa， T=140-185 ， t较短 ， 1-5min。 生产的两个 必要条件 ： 首先应有 能保证橡胶制品几何形状的及规格尺寸的 模具 其次 有使模具制品硫化的 硫化设备 只有具备了这两个条件才能制作出要求的橡胶制品 橡胶模具制品的成型

4、及加工方法 1.模压制品的生产工艺过程 2.一般模压制品使用的设备 5 5 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 在把半成品放入模腔或压注腔之前 ， 一定要根据成品的形状或重量进行 预成型 。 既保证胶料充满模腔又保证没有过多的余胶 。 压模制品 要求半成品的形状及重量尽量接近成品 压注模及注射模 半成品重量尽量接近成品重量 3.制品的预成型 橡胶模具制品的成型及加工方法 6 6 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 国内外模型制品的发展 品种集中，专业化、系列化、标准化程度提高、生产规模大 为保证质量、提高效率，公司设有专门的模具设计和制造

5、部门 机械化、自动化程度高、生产效率高 模具结构向精密、多模腔且与主机配合使用方向发展 重视研究、实验、技术改造工作 材料实验室：配方、工艺、物化测试 成品实验室：成品模拟实验和结构研究、新技术、新工艺、新设备、新材料 7 7 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 我国橡胶制品现状 2014 橡胶制品50强 19.1% 欧洲： 9家 日本： 7家 美国： 8家 50.6% 前 25名 8 8 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 我国橡胶制品现状 2016 橡胶制品50强 20.6% 欧洲： 8家 日本： 5家 美国： 9家 52.2% 前

6、25名 9 9 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 2015 年度 2014 年度 公司 /总部所在地 2014 销售额 2013 销售额 2012 销售额 2011 销售额 2010 销售额 1 1 普利司通 /日本 260.45 273.9 285.75 284.5 244.25 2 2 米其林 /法国 246.685 255.45 262.22 274.14 225.15 3 3 固特异 /美国 163.55 175.86 189 204.9 169.5 4 4 大陆轮胎 /德国 118.75 111.5 108.95 106.45 81 5 5 倍耐力 /意

7、大利 79.922 80.072 76.27 78.02 63.2 6 6 住友橡胶工业 /日本 69.177 69.713 77.63 74.13 58.5 7 7 韩泰轮胎 /韩国 62.006 68.681 62.59 57.44 45.131 8 8 优科豪马 /日本 47.032 49.156 55.7 60.28 47.5 9 9 正新橡胶 /中国台湾 44.413 47.686 46.31 42.68 33.564 10 10 中策橡胶集团 /中国 41.185 45.291 45.58 33.34 32.261 11 11 佳通轮胎 /新加坡 34.74 37.557 26.9

8、6 28.97 22.075 12 12 固铂轮胎橡胶 /美国 34.248 34.392 42.01 39.27 33.61 13 13 锦湖轮胎 /韩国 32.399 34.19 36 35.22 30.259 14 14 东洋轮胎橡胶 /日本 29.593 29.7 28.67 30.65 25 15 15 三角集团 /中国 28.697 27.124 24.7 25.271 22.589 16 16 MRF公司 /印度 23.258 26.199 27.08 23.518 17.397 17 17 阿波罗轮胎 /印度 20.845 24.057 23.46 25.268 19.434

9、18 22 耐克森轮胎 /韩国 18.623 17.702 14.4 14.715 11.574 19 19 诺基亚轮胎 /芬兰 17.527 18.179 18.65 18.25 12.61 20 18 山东玲珑轮胎 /中国 16.728 18.841 18.24 16.035 14.28 21 23 山东恒丰橡胶 /中国 16.23 15.8 11.27 9.327 / 22 20 双钱轮胎 /中国 15.3 18 18.01 15.59 12.225 23 21 帝坦国际 /美国 15.15 18 14.55 11.85 6.61 24 34 赛轮金宇 /中国 14.542 9.956

10、11.41 6.4 4.07 25 24 兴源轮胎 /中国 14.08 15.569 15.28 13.569 10.4 我国橡胶制品现状 2015轮胎 50强 41.7% 欧洲： 4家 日本： 4家 美国： 3家 68.7% 前 25强 亚洲： 14家 （中国 9） 前 50强 : 中国 20家 10 10 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 一 、 模具设计的步骤 模具结构的选择 分型面的选择 模腔尺寸的确定 镶块型芯安装方法的确定 其他尺寸的确定。 4-2 橡胶压模 11 11 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 二、压模的结构种类

11、、主要用途 1.开放式：只在完全闭合时 ， 上下膜端面才接触 利用上下模最终吻合时产生的压力压制制品，多余胶料从分形面外溢，使制品产生水平方向飞边。 适用于 外形较简单，胶料硬度较低、有较大流动性。 2.封闭式 是在模具上端有一定高度的镶嵌结构 ， 在加压过程中胶料不宜外溢 ， 充分充满模腔并使制品有较好的致密性 。 一般 适用于 有织物骨架或硬度较高流动性较差的胶料 ， 或制品质量要求高 、 尺寸精度严的制品 。 12 12 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 3.半封闭式 半封闭式压模的结构一般是模腔的一端带有一定深度锥面配合。其定位准确，又不宜擦伤配合面，适用

12、于上下模都带有模腔、制品同轴度要求高的模具。 4.铰链式 适用有凸模或镶块的模具 ， 并且制品比较小 。 二、压模的结构种类、主要用途 13 13 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 5.外箍压紧式 适用于胶带、 V带等的硫化。 二、压模的结构种类、主要用途 14 14 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 二、分型面的选择 1.保证制品顺利取出与脱模 2.模具分型面应尽量避免制品的工作面 15 15 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 3.分型面应选择在圆弧的突出位置，圆弧与相交线的交点，不允许造成模具有小于

13、30的夹角。 4.夹布、织物制品的分型面，要分别考虑织物的填充、安放，又要考虑压紧与压实，所以一般使型腔镶嵌，并有一定镶嵌高度 H。常用的镶嵌高度在 3-6 mm。 5.常用 O形橡胶密封圈分型面的选择，一般按使用要求分为 180与 45分型结构摸具。 180分型面适用静态密封场合， 45分型面适用往复直线、旋转运动密封场合。 二、分型面的选择 16 16 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 四、模具型腔尺寸的确定 硫化胶收缩率随含胶率的增大而增大。 制品胶料收缩率随硬度的增加在 75-85度出现最小值。 胶料的收缩率随硫化温度的提高而增大。一般温度升高 10 收缩

14、率增加0.1%-0.2% 胶料压延方向、胶料流动方向的收缩率大于垂直方向的收缩率 模具装入的半成品的量越多 ,成品的致密度越高，收缩率越小 胶料的可塑性越大收缩率越小。填充剂用量越多收缩率越小 1. 胶料收缩率的确定 胶料硫化后几何尺寸有一定的收缩 ， 因此设计模具时应相应加大几何尺寸 ， 加大的比例称模压制品的胶料的收缩率 。 影响收缩率的因素 结构形式、断面厚度、有无骨架、硫化温度、胶料种类等 17 17 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 四、模具型腔尺寸的确定 就胶种而言收缩率由大到小的顺序： FKMQIIRNBRCRSBRNR 有织物骨架时收缩率 : 棉骨

15、架 0-0.4%，涤纶骨架 0.4%-1.5%，锦纶骨架0.8%-1.8%。并层数越多收缩率越小。 橡胶与塑料并用的橡塑制品的收缩率一般在 1.1%-1.6%。 影响收缩率的因素 （ 续 ） 18 18 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 胶料收缩率的计算方法 胶料硫化后的收缩率一般在 1.2%-3.5%， 夹布制品一般在 0-1.2%。 到目前为止还没有一个十分准确、完善的具有实用价值的计算公式。常用的有以下三种公式： 四、模具型腔尺寸的确定 a. 橡胶制品与模腔相应尺寸的计算公式 C=（ L1-L2） /L1 % C-制品胶料的收缩率 L1-室温时测得的模具型腔的尺寸 L2-室温时测得的橡胶制品的尺寸 19 19 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 青 岛 科 技 大 学 b. 以邵氏硬度计算制品胶料收缩率的经验公式 C=（ 2.8-0.02K）