“锥体”硫化模的优化设计

摘 要 :通过模具结构的改进提高了“锥体”零件的合格率,降低了生产成本,提高了工作效率,取得了良好的经济效益.开阔了橡胶模具设计思路.

Abstract: Enhanced “the cone” through the mold structure's improvement the ponents qualified rate, reduced the production cost, raised the working efficiency, has obtained the good economic efficiency. Widened the rubber mold design mentality.

关 键 词 :锥体外观流胶槽改进硫化模启模板

Key word: The cohe outward appearancethe gummosis troughthe improvementthe curing moldopens the template

作者简介:姓名:崔建勇,出生年:1975年,性别:男,民族:汉族,籍贯:河南新乡,职称:工程师,学位:学士

一、 问题概述

某机型产品所用“锥体”零件是通用零件,生产批量大,零件公差及外观要求严格,加工难度大,废品情况严重时可达34%,废品出现频次最多的是尺寸超差、外观不合格.为提高军品产品质量、减少浪费,立案对该零件加工进行改进.

二、 问题关键点

1) 零件概况

“锥体”零件(图1)在产品中是以A面参与密封的.因此对A面的外观要求为“零件表面不应有气泡、孔眼、杂质,允许有模型轻微磨损或加工不良的痕迹,表面凸起或脱落凹陷不大于0.1mm,模缝错位和毛刺不大于0.2mm”,在零件生产过程中A面的损伤以及加工不良直接造成零件报废.

2) 模具现状

型腔部分:现有模具(图2)在设计时,分模面选在B处,将R1.5分为上下两部分,但是为了降低加工难度将上模部分的R1.5取消,在打毛刺工序去除毛边的同时成型上部R1.5.

流胶槽部分:流胶槽设置情况为环绕型腔互相连通(图3).

3) 生产中出现的问题

① 硫化过程中,经常出现的情况为5.5 0 -0.16mm尺寸超上差,是由于多余的胶料在将流胶槽填充满后,挤入上下分模面处造成的,为清除挤在分模面处的胶料就需要在压制时先预压(2~3)s,然后启开模具清除多余料边,这样会引起模缝错位过大,造成外圆尺寸超差.废品率达到10%~20%,浪费了大量的胶料.而且这一过程使压制时间延长了(3~5)分钟,造成生产效率下降.

② 在压制后启模时,零件留在下模难以取出,启出零件时需用铜针挑出,这样一来就造成A面损伤和分模面处掉块的现象,又产生大量的废品,废品率达到10%.整个硫化过程的废品率能达到将近30%,使得生产效率低下.

③ 在打毛刺工序,清除B处毛边时,由于上模部分的R1.5取消,在清除此处毛边时经常将A面靠近分模面的部分打伤,形成废品.这种情况引起的废品严重时会达到70%,一般情况下为15%~25%.

④ 0709-2-2批次投入1320件的原材料成品有898件.

三、 针对关键点的措施

① 针对5.5 0 -0.16 mm尺寸超上差的情况,我们对流胶槽设计进行改进,加工溢胶槽将两两互联的流胶槽与外界连通(图4),在保证型腔压力的情况下使多余胶料能顺畅的溢出模具外而不是挤在分模面处.这一方法不但保证了零件的高度尺寸稳定,而且减少了清除料边的时间提高了零件加工效率.

② 针对启模时,用铜针挑出零件,使A面损伤和分模面处掉块并且效率低下的现象,我们借鉴塑料模具的顶出机构,在模具结构方面进行改进(图5),在下模下方增加一层模板,启模后轻轻将中模向上启动再压下,用手将零件扫落即可,个别的用手捏下,再也不用将上模启开后挨个的挑取零件了,启模时间不到两分钟,大大地提高了生产效率.

③ 针对打毛刺工序出现的问题,参考180“O”型圈的分模形式,将上模取消的R1.5加上.使得分模面在R1.5的最大外圆处,打毛刺时保证了A面完好,并且R1.5圆滑,毛边小,去除时比较轻松,不象原来的模具那样突出了一部分实体,去毛刺时费时费力,还易打伤A面.

四、 效果检查

2008年6月G4 6578/0036模具加工完毕,试模合格.又经过一批零件的加工试制,使用情况如下:

① 压制过程中,零件高度问题得到完美的解决,硫化过程中不需再启开模具清理毛边,多余的胶料都顺着与外界连通的流胶槽流到模具外,解决了多余胶料将型腔垫高的问题.压制过程中的废品率降为2%.

② 硫化完毕,启模时仅将中模板轻轻抬起再压下,即可将制品从凹槽内轻松启出(费时仅1.5分钟),不但损伤A面的问题得到解决,启模效率也得到提高.整个硫化过程的废品率降为1%~5%.

③ 打毛刺工序.模具改进后,B处类似于180分模的“O”型圈,在旋转机床上清理毛刺,仅会在分模处留下一条无光泽带,不会像以往那样打伤A面.打毛刺工序工作难度得到降低,工作效率提高,并且废品率也直线下降.又经过两个批次观察(0803-1-1和0811-1-1),此工序废品率基本稳定在1%.

5. 结论与经验

这次模具优化设计的完成取得了良好的效果,解决了困扰我们多年的难题.2008年11月26日加工了一批共2060件,只投入原材料为2145件的消耗就顺利及时地进行了提交(废品率仅为4%).

设计橡胶模具时,一般想到的是橡胶的弹性大,而忽略启模时模具凹陷处对零件的卡紧作用,而这个零件较小,R1.5基本上已经是整圆的1/4,再加上A面的倾斜以及中间型芯的限制而使得启模困难,容易伤到A面,当加入启模板后这一问题得到了很好的解决.分模面处去毛刺时易打伤,在借鉴了“O”型圈模具的分模方式后也得到了解决.

这次优化设计,我们在橡胶模具的设计中借鉴了塑料模具的结构元素,在异型件的模具设计中参考了“O”型圈的分模方式,丰富了橡胶模具设计的方法,在模具设计方面又得到了新的思路拓宽了视野.