橡胶模具设计关键点指南：从结构到工艺的全面解析

橡胶模具设计关键点指南：从结构到工艺的全面解析

橡胶模具设计是橡胶制品生产中的关键技术环节，它直接影响到最终产品的质量、精度和生产效率。本文将从橡胶模具的定义、结构种类、分型面设计、定位方式、胶料收缩率解析、飞边处理、浇注系统设计、成型工艺选择、模具材料与热处理等多个方面，全面介绍橡胶模具设计的关键要点。

橡胶模具的定义

橡胶模具是利用精确设计的型腔来塑造具有特定形状和尺寸精度的橡胶制品的工具。这些模具在橡胶加工行业中扮演着至关重要的角色。

压制成型模具概述

压制成型模具是一种工艺设备，它首先将可塑性胶料预制成简单形状，然后将其填充至模具型腔中。通过加压和加热硫化过程，最终获得所需形状和质量的橡胶制品。

压制成型模具的结构种类及用途

• 开放式：适用于形状简单、胶料硬度低且流动性好的橡胶制品。
• 封闭式：特别适合于夹布、夹织物的高硬度、低流动性制品。
• 半封闭式：适用于同轴度要求高的单腔模具，也适合内夹织物的制品模压生产。

分型面的概念与种类

分型面是模具设计中用于分离模具各部分的界面，根据制品的几何特性和质量要求确定。常见类型包括水平分型面、垂直分型面、阶梯分型面、斜分型面及复合分型面等。

分型面选取原则

1. 确保制品顺利脱模，便于型腔中气体排出。
2. 避开制品的工作面以减少痕迹。
3. 根据制品类型和工艺需求选择最佳分型面。
4. 优选制品边角和圆弧突出点作为分型面，便于修除飞边。
5. 针对夹布、夹织物制品和特殊结构制品（如套管、防尘罩、橡胶轴承）合理选择分型面。
6. 保证制品精度，尤其是同轴度要求高的制品，应尽可能将外形或内孔设计在同一块模板上。

模具定位方式

模具定位方式多样，包括圆柱面定位、圆锥面与斜面定位、分型面定位、导柱导套定位、镶块与挡板定位、哈夫定位、螺钉定位等，以确保模具各部分精确对齐。

胶料收缩率解析

• 概念：胶料收缩率是指制品硫化后，从模具取出并冷却至室温的尺寸变化与模具型腔尺寸之比的百分比。
• 产生原因：温度变化、化学反应、分子链取向。
• 影响因素：含胶率、胶种、硬度、硫化温度、半成品重量、加工工艺、制品形状大小等。
• 一般规律：包括压延方向与流动方向收缩率大于垂直方向、半成品胶料量与制品致密度关系、多孔模腔中间与边缘制品差异、注射成型与模压成型差异等。

飞边处理与压铸成型

• 飞边：通过合理设计模具结构和精确控制骨架封模尺寸来减少或消除飞边。
• 压铸成型：在普通模压模具基础上增加压铸塞和加料室，利用平板硫化机压力推动胶料快速填充模具型腔，实现高效硫化成型。

浇注系统与排气孔设计

• 浇注系统：由主流道、分流道、内浇口和冷料穴组成，确保胶料平稳流动和填充。
• 排气孔：位置选择需考虑气体聚集点、嵌件位置、壁厚最薄处及模具分型面等因素。

注射成型与挤出成型

• 注射成型：缩短硫化时间，提高生产效率，对产品质量和自动化程度有显著提升。
• 挤出成型：通过螺杆和机筒的挤压作用，使胶料在高温下塑化并通过口型模形成连续型材。挤出工艺需关注机头设计、挤出胀大现象及其影响因素。

模具材料与热处理

• 材料要求：良好的加工性、热处理稳定性、抛光性、耐磨性、淬透性和耐腐蚀性。
• 常用材料：碳素钢和合金钢。
• 热处理：对模具的制造精度、强度、工作寿命和成本有直接影响。

模具表面处理与加工方法

• 表面处理：通过涂覆、改性或复合处理改善模具表面性能。
• 加工方法：包括机床加工、数控机床加工、特种加工及内外工作面的精细加工。