橡膠件的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

王丹丹

摘 要：橡膠模具是快速模具里的一種最為簡(jiǎn)單的方法，在工業(yè)發(fā)展中具有很好的彈性和復(fù)制性能， 質(zhì)量好、加工精度高、開發(fā)周期短，其設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的要求越來越高，已成為模具制造企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：橡膠件；模具；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；

膠模具是將天然橡膠或合成橡膠制成橡膠成型件的模具。又稱橡膠模具、橡膠壓模、橡膠硫化模。用于壓制橡膠產(chǎn)品的金屬模型。橡膠模具是在模具型腔的固定包容和限制下被硫化定形，因此其制品形狀與模腔的形態(tài)完全吻合，只要設(shè)計(jì)縮比正確，就能得到合格的制品。因此，橡膠模具技術(shù)是一個(gè)綜合性的工程，模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是型腔尺寸的確定。所以，要加強(qiáng)在模具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能保證橡膠件正產(chǎn)生產(chǎn)。

一、橡膠件的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理。不正確的橡膠件設(shè)計(jì)往往會(huì)增加模具修改次數(shù)，提高模具成本，從而增加零件和產(chǎn)品的成本。因此，橡膠件的設(shè)計(jì)需要盡量減少模具的修改次數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮零件的可注射性，零件可注射性好，零件注射成型后質(zhì)量高，模具修改次數(shù)就少，模具修改費(fèi)用低。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是從綜合方面來考慮，一般做一個(gè)工程時(shí)需經(jīng)過大量的計(jì)算，要計(jì)算出結(jié)構(gòu)內(nèi)部的如何排放、最合理、空間容納以及能夠承受重量和熱量的沖擊等。例如，要將裝配間隙合理化，所有插入式的結(jié)構(gòu)均應(yīng)預(yù)留間隙。保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，并適當(dāng)設(shè)計(jì)合理的安全系數(shù)。

（二）產(chǎn)品保持精確的幾何形狀和尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常要綜合考慮尺寸穩(wěn)定性及表面質(zhì)量。要了解制件的生產(chǎn)性質(zhì)是試制還是批量或大量生產(chǎn)，以確定模具的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。結(jié)合實(shí)際情況來分析該零件的形狀特點(diǎn)、零件的最小孔邊距、孔徑、材料厚度等尺寸信息，以及對(duì)材料精度要求和材料性能等多種因素是否來符合工藝的要求。由于橡膠制品收縮率受膠料硬度、含膠率、硫化工藝等的影響很大。一般來說，膠料含膠率越高、硬度越低時(shí)收縮率越大，反之收縮率越小。因此，這就是橡膠產(chǎn)品難以實(shí)現(xiàn)高尺寸精度的主要原因。對(duì)于許多要求高尺寸精度的橡膠產(chǎn)品而言，必須應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定膠料的收縮率，并依據(jù)收縮率來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并生產(chǎn)。模具型腔與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相同，型腔尺寸必須考慮不同橡膠的收縮率，在產(chǎn)品尺寸基礎(chǔ)上進(jìn)行放大或縮小，方可得到合適的產(chǎn)品尺寸。

（三）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單精準(zhǔn)度高。作為現(xiàn)代制造業(yè)的重要基礎(chǔ)行業(yè)之一，模具制造業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛。模具精度包括加工上獲得的零件精度和生產(chǎn)時(shí)保證產(chǎn)品精度的質(zhì)量意識(shí)，但通常所講的模具精度，主要是指模具工作零件的精度。幾乎所有的五金、塑料、橡膠制品都需要通過模具的加工制成。模具設(shè)計(jì)與制造的效率直接關(guān)系到產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)效率。模具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，定位可靠，且模具表面應(yīng)有一定的光潔度和精度。橡膠模具的研究和設(shè)計(jì)，它的發(fā)展特點(diǎn)集中 表現(xiàn)為精密化、多模腔、自動(dòng)推出或采用壓縮空氣從模腔中吹出零件， 骨架定位準(zhǔn)確可靠，便于裝填膠料和成品取出，操作方便、 迅速，實(shí)踐中不產(chǎn)生模具錯(cuò)位現(xiàn)象。例如，設(shè)計(jì)中要考慮導(dǎo)向孔對(duì)大平面的垂直度、模板相鄰側(cè)面間的垂直度、導(dǎo)柱與導(dǎo)套間的配合精度等等。

（四）模具設(shè)計(jì)要輕便和適用。做模具的過程就是把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化的過程。所以，模具設(shè)計(jì)應(yīng)符合系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、能通用。要在保證強(qiáng)度的前提下，力求模具輕便。在保證足夠強(qiáng)度和剛度下，力求減輕模具。包括開放式，即利用上下模最終吻合時(shí)的壓力壓制制品，多余膠料從分型面益出，制品有水平方向飛邊，該方式適用于硬度較低，具有較大流動(dòng)性的膠料和形狀簡(jiǎn)單的制品。還包括封閉式、半封閉等制品。模具結(jié)構(gòu)合理，定位可靠，操作方便，易于清洗和制品修邊，且不影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。因此，模具在工作中由于橡膠的填充和流動(dòng)要承受較大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具保持形狀的精度和尺寸精度的穩(wěn)定性，保證模具有足夠的使用壽命。模具結(jié)構(gòu)中開設(shè)模腔數(shù)量應(yīng)適當(dāng)，便于機(jī)械加工和使用。模具的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是建立在正確的橡膠產(chǎn)品設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上的。模具設(shè)計(jì)制造與橡膠加工密切相關(guān)，橡膠加工的成敗很大程度上取決于模具設(shè)計(jì)和模具制造質(zhì)量的影響，其中模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會(huì)清晰地顯示，線條清晰，線條清晰，使用多種圖形表達(dá)。

（五）應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)工具。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)進(jìn)入了全球化的新時(shí)代，競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)、工藝和上市時(shí)間的要求也越來越高。通過數(shù)字化設(shè)計(jì)，很快就能分析出模具結(jié)構(gòu)的幾何形狀，分析其中的使用要求，在系統(tǒng)中建立清晰的三維形象外，能夠通過各種信息來充分了解模具的用途，結(jié)構(gòu)中的各部分各起什么作用，明確模具的成型收縮率、尺寸公差、透明度、表面粗糙度等信息。因而，在模具的應(yīng)用上，數(shù)字化技術(shù)開發(fā)程度較高。在制造行業(yè)，數(shù)字化模具制造逐漸取代傳統(tǒng)模具制造，廣泛應(yīng)用于各個(gè)制造環(huán)節(jié)。同時(shí)，還能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行分析，采用什么樣的模具結(jié)構(gòu)，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行排工序，確定各工序的內(nèi)容，并利用信息化軟件進(jìn)行模具的產(chǎn)品展開。由此可見，模具設(shè)計(jì)是很復(fù)雜的工作，最基本的要求是每套模具之間必須恰到好處地配合。從而設(shè)計(jì)出了優(yōu)化而合理的模具方案，從而加速產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新，并提升了效率。

二、結(jié)束語

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，成本和效率因素不約而同地成為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中重點(diǎn)考慮和布局的要素，這種情形在制造業(yè)尤其突出。因此，我們要加強(qiáng)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，秉承可持續(xù)設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出最優(yōu)化、最合理的方案，加速產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新，提升效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁志文，礦用橡膠減震制品模具設(shè)計(jì)的一般流程[J]；甘肅科技；2006年02期

[2]周毅，一種過壁膠圈的橡膠模具設(shè)計(jì)[J]；機(jī)械工程師；2013年07期

[3]王濤，精密注塑模具數(shù)字化工廠技術(shù)研究[J]；工程塑料應(yīng)用；2014年05期

[4]康愛英，試析模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)及相關(guān)制造技術(shù)[J]；煤炭技術(shù)；2012年11期