畢業(yè)論文（設(shè)計）隔震橡膠支座模具設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書1 設(shè)計的主要任務(wù)及目標 主要任務(wù)：審查隔震橡膠支座，了解牛產(chǎn)量及產(chǎn)品所用膠種。確定模具結(jié)構(gòu)，要確定模 具結(jié)構(gòu)形式，腔數(shù)和分型面，考慮好模塊間定位，余膠槽和啟模槽。確定收縮率。計算 型腔尺寸。確定模具外形尺寸。確定模具精度。模具材料的選擇及熱處理。模具的整體 分析。目標：設(shè)計一個符合規(guī)定性能要求的隔震橡膠支座模具。2 設(shè)計的基本要求和內(nèi)容設(shè)計圖紙齊全；畢業(yè)設(shè)計說明書一份；答辯ppto3.主要參考文獻1 陳良輝.模具工程技術(shù)手冊m北京:機械工業(yè)出版社，20022 張秀英.橡膠模具方法與實例m.北京:化學(xué)工業(yè)岀版社，2003： 46-1103 模具使用技術(shù)叢書編委會橡膠模具設(shè)計應(yīng)用實

2、例m.北京:機械工業(yè)出版社，20034 劉小年.機械制圖m北京：高等教育出版社，20074.進度安排設(shè)計（論文）各階段名稱起止日期1進行調(diào)查研究，查閱資料，完成開題報告3月3日3月23日2補充模具知識，掌握本設(shè)計相關(guān)內(nèi)容3月24日4月12 s3中期檢查4月13日4月30日4計算設(shè)計繪圖5月1日5月18日5編寫說明書、打印，準備畢業(yè)答辯資料5月19日6月10日隔震橡膠支座模具設(shè)計摘要：面對擁有巨大破壞力的地震災(zāi)害，我們不能任其禍害。在建筑物基礎(chǔ)層與底層間 安裝疊層隔震橡膠支座是一種被實踐證明了的有效的減震技術(shù)。隔震這種抗震方式比單 純強化結(jié)構(gòu)本身及主要承重構(gòu)件更體現(xiàn)以柔克剛。支座代替上部結(jié)構(gòu)承受

3、地震強烈的位 移動力，以此來隔離或耗散地震的能量，避免或減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)傳輸，此時上 部建筑結(jié)構(gòu)的反應(yīng)相當于不隔震情況下的1/41/8。對隔震橡膠支座性能提高的追求促 進著隔震橡膠支座模具設(shè)計的不斷優(yōu)化。在支座生產(chǎn)工廠的實習(xí)經(jīng)驗和認知積累能夠保 證該設(shè)計結(jié)果的一定的實用性。針對有效直徑600的支座，本文對余膠槽，啟?？冢?化收縮率，型腔尺寸等模具設(shè)計所含內(nèi)容進行了設(shè)計。為i型支座設(shè)計了普通型和鉛芯 型的兩種類型的模具。關(guān)鍵詞：隔震橡膠支座，模具，實用性，有效直徑，i型the mold design of seismic isolation rubber bearingsabstract

4、:faced with the enormity of the earthquake disaster, we can" t let it scourge. thatstacked seismic isolation rubber bearings islnstailed between the base layer emd the bottom of buildings is a proven and effectivc technique. isolating is a better waywhich embodys softness than simply strengthen

5、ing the structure itself and the main load-bearing components. bearings replace upper structures subject to seismic strong motivationthus isol ating or di ssipating earthquake energy and avoiding or reduci ng the energy transferred to the superstructure. the pursu it of per forma nee improvement of

6、seismic isolation rubber bearings promote continuous optimization of its moulddesign .internship experience in the factory which produce thisrubber bearing and the accumulation of knowledge can ensure the certain utility of the design result. for effective diameter 600mm, this papcrdcscripcsandintcr

7、prctatcs residual glue groove, restart of die mouth, cavity dimensions and other mold design contents. for type i , two molds of general and lead bearing arc dcsigncd.key words:stacked seismic isolation rubber bearings, molds, utility，cffcctivc diameter, type i1前言12隔震橡膠支座審查22.1隔震橡膠支座簡介22.2制品信息22.2.1

8、數(shù)據(jù)信息22.2.2膠種選擇22.2.3膠粘劑32.2.4 嵌件42.2.5生產(chǎn)階段52.3關(guān)于生產(chǎn)量63模具結(jié)構(gòu)的確定83.1模具結(jié)構(gòu)形式和腔數(shù)的確定83.1.1模具結(jié)構(gòu)形式的確定83.1.2模具腔數(shù)的確定83.2分型面的確定83.3模具的定位83.4余膠槽和啟模槽93. 4余膠槽93.4.2啟模槽104收縮率的確定124.1模壓制品收縮率的影響因素124.2橡膠模壓硫化收縮率的確定125型腔尺寸的計算135.1型腔尺寸的計算和相關(guān)因素考慮135.2型腔尺寸公差的確定146模具外形尺寸的確定156.1中模的壁厚156.2模具的高度167模具精度要求187.1形位公差確定187.2模具的表面粗

9、糙度188手柄209模具材料的選擇及熱處理2110模具的整體分析2210硫化工藝的可行性2210.2機械加工的可行性和經(jīng)濟性分析22結(jié)論錯誤!未定義書簽。參考文獻24致謝25隔震橡膠支座又稱為夾層橡膠墊，世界上一些發(fā)達國家，如口本、美國、新西 蘭、意大利等早已在20世紀80年代初開始將隔震橡膠支座應(yīng)用于各類重要建筑物、 橋梁、設(shè)備等的隔震工程中。中國也于20世紀90年代初也開始在各類建筑物上推廣 使用。迄今為止，國內(nèi)外在建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、設(shè)備上采取的主要隔震措施，絕大多數(shù) 是采用橡膠與鋼板疊合的“夾層橡膠墊”隔震技術(shù)。應(yīng)用這一技術(shù)的建筑物或橋梁在 中國、日本、美國等均已成功地經(jīng)受了地震的考驗，因

10、此，它已成為一項比較成熟的、 可以推廣應(yīng)用的隔震技術(shù)。隔震橡膠支座是由橡膠片和規(guī)定厚度的鋼板分層疊合置于模型中經(jīng)加熱加壓硫 化粘結(jié)而成。由于在橡膠層中設(shè)置夾層鋼板，且橡膠層的鋼板通過膠黏劑牢i古i地粘接 成一個整體，當橡膠支座承受垂直載荷時，橡膠層的橫向變形受到約束，使橡膠支座 具有很大的垂直承載力和豎向剛度。當橡膠支座承受水平載荷時，橡膠層的相對側(cè)向 位移大大減少，使橡膠支座獲得很人的整體側(cè)向位移而不致失穩(wěn)，并口保持較小的水 平剛度（僅為豎向剛度的1/5001/1500）。由于夾層鋼板與橡膠層緊密牢固地粘結(jié) 成一個整體，橡膠層在豎向地震作用下還能承受一定的拉力，使橡膠支座成為一種豎 向承載力

11、極大（可高達200000kx） 水平剛度較小、水平側(cè)向位移容許值很大（可達 1000mm）, 乂能承受豎向地震作用的理想隔震裝置。將它安裝在建筑物底部和基礎(chǔ)之 間，把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)“隔開”。這樣，就改變了結(jié)構(gòu)的動力特性和動力作用，明顯 地減輕了結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)，達到了 “以柔克剛”的效果。當?shù)匕l(fā)生劇烈震動時，上 部結(jié)構(gòu)仍然處丁正常的彈性工作狀態(tài)。根據(jù)地震模擬震動臺實驗和地震實測的結(jié)果表 明，隔震橡膠支座隔震體系的結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)只相當于傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)固定）的 加速度反應(yīng)的1/4l/12o同時，它耐久性能好，一般使用壽命可在50年以上，起碼 與建筑物使用壽命相同，因此，隔震橡膠支座在建筑機構(gòu)上

12、將會應(yīng)用越來越廣泛。2隔震橡膠支座審查2.1隔震橡膠支座簡介建筑隔震橡膠支座一般分為普通型（無鉛芯型gzp）和有鉛芯型（gzy） o gzy型 主要由上連接鋼板，上封板，疊層的內(nèi)部鋼板和橡膠，下封板，下連接鋼板，保護層 橡膠和鉛芯組成。標注示例：gzp400表示普通型圓柱型有效直徑為400nini的支座。 支座按構(gòu)造分為：i型一一連接板和封板用螺栓連接，封板與內(nèi)部橡膠黏合，橡膠保 護層在支座硫化前包裹；ii型一一連接板直接與內(nèi)部橡膠黏合；【i型一一支座與連接 板用凹槽或暗銷連接。2.2制品信息2. 2. 1數(shù)據(jù)信息在建筑隔震橡膠支座型號系列屮，選取gzp/gzy600作為口標制品，并設(shè)計其成

13、型壓膠模。表1. 1 gzy600數(shù)據(jù)gzy600-120 參數(shù)表橡膠外徑鉛芯直徑橡膠層厚橡膠總數(shù)中間鋼板厚 度中間鋼 板總數(shù)600mm120mm5mm24片2mm23片封鋼板厚 度隔震器總高 度連接板尺寸一次形狀系 數(shù)二次形狀系 數(shù)設(shè)計載 荷16mm198mm650x650x22mm305. 452827kn2. 2. 2膠種選擇由于天然橡膠黏度低，流動性好，伸長率大，產(chǎn)品易脫模，模壓工藝性好，但易 卷氣，選天然橡膠作支座用膠種。天然橡膠（nr）也叫聚異戊二烯。它具有優(yōu)良的物理 性能和力學(xué)性能，滯后損失小，多次變形下的生熱量低，述具有良好的耐寒性能。該 橡膠的彈性、耐磨耗性及抗撕裂性能都非常

14、好，扯斷伸長率大，在低溫條件下?lián)锨?能也很好。此外，還具有優(yōu)良的氣密性、防水性、電絕緣性、熱絕緣性及耐酸、耐堿 性能。天然橡膠缺點是耐候抗熱性能差，遇熱時間長就會變粘，耐臭氧老化和耐熱氧 老化。該橡膠對植物油和醇類卻較為穩(wěn)定。天然橡膠大量用于制作各種輪胎；以正丁 醇/蒐麻油為制動液的液壓制動系統(tǒng)中的密封件；天然橡膠因適用于水、甘醇及乙醇 等帶有氫氧根(-0h)的液體之中，故可用來制作各種非油性膠管、膠套、膠墊、橡膠 囊及電工器材等制品；此外，還可用于制作各種生活用品，如雨衣、雨鞋、熱水袋、 醫(yī)療衛(wèi)生用品和體育用品等。天然橡膠的使用溫度范圍在-5080°c之間。與密封類橡膠制品相比，

15、減震器產(chǎn)品的尺寸精度要求較低，所以收縮率的選擇就 很容易。由于橡膠減震器在實際使用中受力復(fù)雜，所以除工藝人員從橡膠材料上保證 產(chǎn)品質(zhì)量z外，模具設(shè)計人員在確定減震器模具結(jié)構(gòu)時，應(yīng)將保證制品的致密度和均 勻性作為一個重要方面來考慮。減震器往往是由兩個以上的骨架組成，而且骨架上一般都安裝定位孔。在模具結(jié) 構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意骨架的定位、骨架的相互位置要求以及其他連接件的位置。避免由于 安裝孔位置不準造成無法安裝的情況。由于減震器帶有金屬骨架，而且很多的減震器 形狀不規(guī)則，所以骨架的定位、產(chǎn)品的取出就成為模具設(shè)計過程中的重點問題。減震器的形狀差異很大，骨架的形狀也千差萬別。所以在模具設(shè)計過程屮，應(yīng)針 對具

16、體產(chǎn)品來進行。2.2.3膠粘劑膠粘劑有jqt，rm-1等各種膠粘劑。jqt膠粘荊，常常用于橡膠和各種金屬嵌 件、非金屬嵌件的粘接。該膠粘刺的優(yōu)點是粘合力很強。缺點是有毒性，對光敏感, 遇濕氣易于分解降效，存放條件要求苛刻等。由于該粘合劑有毒，屈于淘汰過渡型產(chǎn) 品，雖然目前仍在使用，但卻逐步減少，僅限于工業(yè)制品方面應(yīng)用，禁止用于食品、 醫(yī)療衛(wèi)牛及醫(yī)藥、體育以及與環(huán)境有密切關(guān)系的橡膠制品方面應(yīng)用，當然也不能用于 出口的橡膠零部件制品。rm-1腔粘荊的優(yōu)點是無毒、防銹、性能穩(wěn)定、粘合力強、操作工藝簡單，涂有 rm-1的嵌件不受季節(jié)、環(huán)境、濕度的影響。經(jīng)過預(yù)固化后的嵌件，可以長時間存放(大 約為30天

17、左右)，其粘合力不下降、不水解、不產(chǎn)生銹蝕。此外，rm-1膠粘劑對模具無任何腐蝕蝕，對環(huán)境也沒有污染。除了上述兩種膠粘劑外，使用比較好的膠粘劑 述有fxy-4和凱木洛可等。2. 2. 4嵌件關(guān)于帶有嵌件的橡膠制品零件及其嵌件的設(shè)計，要注意以下要求：i）嵌件嵌入橡 膠制品零件形體之內(nèi)的部分，從結(jié)構(gòu)上來講，要求必須牢i古i可靠，滿足使用要求。不 能因為機器的振動、制品零件的受力等而脫落，或嵌入部位膠體開裂、脫膠等現(xiàn)象出 現(xiàn)。嵌件帶有螺紋時，不管是內(nèi)螺紋還是外螺紋，在形體設(shè)計時必須考慮模壓工藝, 以免壓傷螺紋部分或損壞模具相應(yīng)部位。在設(shè)計內(nèi)螺紋嵌件時，對于有關(guān)尺寸必須有所控制，以防止膠料在模壓過程中

18、被 擠入螺紋之中。在設(shè)計外螺紋嵌件時，必須在無螺紋部分，對其尺寸公差提出要求, 以便用來作為模具設(shè)計時與相關(guān)部位進行配合的定位基準。無螺紋部分，除了用以實 現(xiàn)嵌件在模具型腔中的定位之外，還可以用來防止膠料的溢出或者橡膠薄層包覆嵌件 的螺紋部分。嵌件在模具相應(yīng)部位的定位，嵌件為軸類結(jié)構(gòu)形式的，通常選用丫、坐、罟 h7 f7 h9 等配合；對予嵌件為孔的配合，則采用相應(yīng)精度或者近似于該精度的基軸制配合，既選用護護常等配合形式。此外,嵌件在模具型腔中的固定，還可以設(shè)計成卡式結(jié)構(gòu)、螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)等形式。無論采用何種結(jié)構(gòu)形式，都必須保證嵌件在模具的定位 準確、可靠。從嵌件的強度方面看，可以分為硬體嵌件和軟

19、體嵌兩類。硬體嵌件用如上所述金 屬材料和非金屬材料制成的各種嵌件，而軟體嵌件則是各類織物等，如棉織物、化纖 織物以及各種導(dǎo)線等。嵌件材料的選擇與形狀的設(shè)計，取決于橡膠模制品的使用功能和要求。制品零件 中增設(shè)嵌件的目的，是為了有利于制品的安裝、與其他機械零件的連接，或者是為了 實現(xiàn)密封、緩沖沖擊、減少振動、導(dǎo)電、傳導(dǎo)磁力或者是增加制品的強度等。嵌件周圍橡膠包層的厚度和嵌件嵌入深度的確定，取決于制品的工作功能、在機 器中的工作狀態(tài)和環(huán)境條件，也取決于制品件所用橡膠的碩度、彈性性能以及嵌件本 身所選用的材料、自身的形狀和強度等各種因素。設(shè)計帶有嵌件的橡膠制品零件時, 要綜合考慮上述各種因素，深入分析

20、和研究，以便對嵌件被嵌入部位的形狀結(jié)構(gòu)和尺 寸作出合理的設(shè)計。2. 2. 5生產(chǎn)階段 生產(chǎn)準備階段1.生產(chǎn)準備階段 在橡膠模制品零件的生產(chǎn)工藝流程中，將膠料或者半成品（即預(yù)成型而尚未硫化的中間制品件）裝入模具型腔之前的生產(chǎn)過 程，稱為生產(chǎn)準備階段。在這個階段里，首先按照產(chǎn)品圖樣的設(shè)計要求，選取所需要 的膠料，再經(jīng)混煉機進行揉煉成為制品成型所需的一定厚度的板料；然后由手工剪切 成合適的方塊、長條、圓片或界形膠塊等，以便裝入模具型腔。如果有條件，可通過 各種不同類型的成型機，作模壓硫化前半成品的預(yù)成型處理（或精密預(yù)成型處理）。預(yù)成型處理設(shè)備，按其功能的不同，可分為精密預(yù)成型機、一般預(yù)成型機、切圓

21、機、切條機、沖切機、鉆床式劃圓機、擠壓機等類型。膠料的預(yù)成型處理，特別是精 密預(yù)成型處理，不僅使生產(chǎn)效率得到了提高，有利于半自動化生產(chǎn)，麗且還具有以下 各項優(yōu)點：1）半成品形狀準確，有利于快速裝模。2）半成品的重量準確，橡膠原材料的利用率得到了提高，降低了生產(chǎn)成本。3）制品零件成型后的飛邊微薄，尺寸精度高，修邊工作量小，提高了生產(chǎn)效率, 同時也保證了制品零件的質(zhì)量。 模壓硫化階段膠料或膠料半成品（包括制品零件所需的嵌件）裝入模具型腔 z后.在一定的壓力、溫度和時間三個條件的同時作用下進行成型和硫化，然后再將 模具啟開，從型腔中將制品零件取出來的生產(chǎn)過程，稱為模壓硫化階段。對于某些膠 料的制品零

22、件，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，述耍進行二段硫化處理，其目的在于縮短膠料 在模具型腔內(nèi)的硫化時間，提高模具和硫化機的利用率。二段硫化是將模壓成型（即 一段硫化）后的制品零件集中起來，在烘箱或硫化罐中進行的。因此，可提高生產(chǎn)效 率。 清除飛邊階段清除飛邊，就是將制品零件沿模具分型面形成的膠邊（或稱膠 膜）剔除掉，使制品零件的外觀達到要求。 質(zhì)量檢查階段 生產(chǎn)全過程的最終口的，就是得到合乎設(shè)計要求、用戶滿意的 橡膠模制品零件。判斷制品零件是否合格的過程，稱為制品零件的檢驗階段，即質(zhì)量 檢查階段。制品零件的質(zhì)量檢查，可分為隨機抽樣檢查和最終批量檢驗。隨機抽樣檢 查，旨在及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的質(zhì)量問題，查明

23、原因，及時調(diào)整有關(guān)工藝因素, 確保制品零件的質(zhì)量。最終批量檢驗，目的在于對已經(jīng)壓制出來的制品零件作出質(zhì)量 評定，淘汰度品和次品。這兩種檢驗手段都是非常重要的。制品零件所用膠料在硫化之后的物理力學(xué)性能的檢驗，不包括在質(zhì)量檢查這個階 段，是由膠料的配方和配制工藝決定的。制品零件的壓制工藝（硫化溫度的高低、壓 力的大小及硫化時間的長短），必須嚴格遵循膠料的工藝要求。制品零件質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容，主要是指形體尺寸檢驗、表面質(zhì)量檢驗，橡膠與嵌件 粘合牢靠程度檢驗等。形體尺寸的檢驗，是使用游標卡尺、量規(guī)或光學(xué)儀器等，對構(gòu) 成制品等。在橡膠模制品零件上設(shè)計文字、符號、花紋圖案等標記的要求是：1）文字、符號等的

24、凸起高度不得小于0. 3mm,花紋圖案的線條寬度不得小于0.3111111, 一般以0.60.8nmi為宜，兩條線之間的距離不得小于0.4mm,邊框比字、符號等高出 0. 3mm以上。2）對于外表面有條形花紋的蓋子、塞子z類的制品零件，必須使其條紋的方向與脫模 的方向相一致。3）制品零件表面上的文字、符號、花紋圖案等標記的高度一般在0. 5mm左右，如果達 到0. snini,或大于0.8姍時，為了預(yù)防根部斷裂，應(yīng)當制作成上窄下寬的結(jié)構(gòu)形狀。 也就是說，產(chǎn)品上的標記符號應(yīng)有一定的脫模斜度，一般控制在1。3。左右。2.3關(guān)于生產(chǎn)量汶川大地震和青海玉樹地震中的慘痛損失再次為防震敲響了警鐘，也推動了

25、隔震 橡膠支座的發(fā)展。由于其隔震有效性，特別適用于較重耍的低層和多層建筑，如醫(yī)院， 學(xué)校，商場，科研機構(gòu)，博物館以及重要的指揮職能單位。對人民生命和社會財富的 保障刺激著隔震支座廣泛的市場需求。一旦某建筑或工程投標于某公司，其直接需求 往往批量很大。對于批量較大的制品模具，在設(shè)計結(jié)構(gòu)和選材時要把模具的使用壽命，硫化工人 的操作方便放在第一位，而把模具的加工費用，機械加工難度放在第二位。3模具結(jié)構(gòu)的確定3.1模具結(jié)構(gòu)形式和腔數(shù)的確定3.1.1模具結(jié)構(gòu)形式的確定由于隔震橡膠支座特殊的薄鋼板和薄橡膠疊層加外保護層結(jié)構(gòu)，不適合于用壓鑄模和注射模，故而選用簡單的壓制模3. 1.2模具腔數(shù)的確定由于支座體

26、積大，設(shè)計為單腔模具。3.2分型面的確定分型面的選擇原則(1) 分型面要有利于啟模和制品取出(2) 分型面的位置要利于飛邊的去除(3) 使壓制結(jié)構(gòu)模具分型面裝膠容易(4) 密封制品模具分型面要盡量避開產(chǎn)品密封部位(5) 模具加工容易，強度足夠3.3模具的定位模具的定位包括模具各模塊z間的定位和模具與硫化設(shè)備z間的定位。圓形模具 的定位方式主要是圓柱面定位和圓錐面定位。圓柱面定位按其作用的不同可分為上、下兩部分，上段錐面部分為導(dǎo)向部分，下 段圓柱面為定位部分。圓錐斜角-般取5。左右，圓柱定位長度般取35伽。公差 一般選擇基孔制間隙配合。圓柱配合較錐面配合易于加工，但模具裝拆不如錐面容易, 而且一

27、旦磨損就會影響模具定位精度。所以，圓柱定位一般用于單件或少量生產(chǎn)的橡 膠制品模具。當不允許圓柱動配合的上、下兩模相對旋轉(zhuǎn)時，止轉(zhuǎn)銷加在其中一模上。 圓柱配合也用于壓鑄成型模具料腔深度較小時的料腔和柱塞的配合。圓錐面配合在模具屮被廣泛采用，因為它具有以下優(yōu)點:錐面配合同軸度高; 裝拆方便，多次拆裝后仍能保證精確的定心作用; 錐面角度較小時，可傳遞很大的扭矩。圓錐的四個基本參數(shù)為：圓錐的斜角©或錐度k；圓錐的大端直徑d；圓錐的小端直徑d；錐形部分長度l。以上以個參數(shù)只需標注三個即可。dd錐度k二l車削錐面時，一般需要標注大端直徑、錐形部分長度和斜角。如果不標斜角，而標出犬端和小端直徑，車

28、削吋需要算出斜角。為方便加工人員，錐面配合常規(guī)尺寸標注方式如圖2-12所示。錐面配合用于模塊之間的定位配合時，斜角一般在3。8。特殊情況下需要大斜 度錐面配合時，角度在45。以內(nèi)。錐形部分長度與模具具體要求有關(guān)。圖2-12中一 般取圓角尺寸r二11.5mm； r - 35加。3.4余膠槽和啟模槽3. 4.1余膠槽支座半成品的體積要比模腔大一些，才能使型腔有足夠的壓力將膠料壓密實,所有的膠料不可能全部被壓入型腔，余膠槽的主要作用就是使多余的膠料能盡量流入其中，而不留在分型面處產(chǎn)生大厚膠邊，影響支座的質(zhì)量。此外，余膠槽也有跑氣作 用，并能使分型面接觸面積減少，使這一分型面的壓強增大。余膠槽按其主要

29、作用的不同可分成普通型余膠槽、薄片型余膠槽、剪切型余膠槽、 整體型余膠槽、不需要開設(shè)余膠槽的模具。本設(shè)計采用普通型余膠槽：大部分的余膠槽屬于這種類型，起到接受余膠和跑氣 的作用。其形狀可根據(jù)加工方便選擇半圓形（半徑一般在r二13伽】之問，深度與半 徑相等）、三角形（也叫v形，寬度1. 55rnm,深度13mm,大型模具最大5mm左右。 另外，硬度高的膠料余膠槽體積偏大，硬度低的膠料余膠槽開得小一些。3.4.2啟模槽該支座模具由上中下三塊模板組成，要將裝配在一起的模板啟開，必須開設(shè)必要 的啟模槽（撬口）。所以說，啟模槽的作用就是便于將啟模用的工具（銅啟子，撬棒 等）插入以撬開模具。一般情況下，圓

30、形模具啟模槽為圓環(huán)狀。io設(shè)計橡膠模制品零件的脫模斜度吋，應(yīng)掌握以下原則：制品零件的軸向尺寸（即芯棒，芯軸或型芯成型的長度尺寸）越大，其脫模斜度較??；制品零件的壁厚越薄, 脫模斜度越小；制品零件的直徑越小，其脫模斜度也就越小。設(shè)計時，綜合橡膠模制 品的形體結(jié)構(gòu)特點來進行設(shè)計。一般在不影響模制品零件使用功能這一前提條件下, 脫模斜度盡量取得大一些，這樣有利于抽拔芯軸，脫模取件。4收縮率的確定4.1模壓制品收縮率的影響因素膠料在模壓硫化時，其收縮率不僅受膠種和膠料配方的彫響，而且還要受模壓時 的硫化條件（溫度，壓力和時間）的影響，另外也與制品的形狀，尺寸，結(jié)構(gòu)及模具 的結(jié)構(gòu)有關(guān)。4.2橡膠模壓硫化

31、收縮率的確定因為影響橡膠模壓硫化收縮率因素很多，故收縮率較難準確把握，但也非常重要。 止是因為橡膠硫化收縮率的準確值較難把握，所以一般橡膠制品的公差較機械公差要 寬得多。對于一般橡膠制品（公差要求在m2級和m2級以下）的收縮率，可以根據(jù)經(jīng) 驗數(shù)據(jù)取值。從模具可修性考慮，收縮率取大一些有利，再結(jié)合工廠實際膠料收縮情 況，選擇收縮率為2%。5型腔尺寸的計算模具型腔尺寸的設(shè)計計算及其公差標注是模具設(shè)計屮一個非常重要的環(huán)節(jié)。5.1型腔尺寸的計算和相關(guān)因素考慮按照有無膠邊影響把型腔尺寸確定分為兩部分：水平方向尺寸計算和沿垂直壓制 方向尺寸計算。式中幾一模具型腔尺寸（mm）dz制品零件尺寸（mni）%橡膠

32、平均硫化收縮率（%）a 制品零件尺寸的公差（mni）s-模具型腔的制造公差（dim）采用式（3-28）進行計算時，有以下三種情況：第一種情況，當制品零件的公差若為單向分布且公差值為正值時，則仝取正號（+）。 2反之，制品零件的公差如果也為單向分布，但是，公差值卻為負值，則*取負號（-）。2第二種情況，如果制甜零件尺寸的公差范圍橫跨正、負兩個區(qū)間，且為對稱分布， 則式中仝取值為零。2第三種情況，如果制品零件尺寸的公差在正、負兩個區(qū)間，卻為非對稱分布，則式中羋取雙向公差算術(shù)和之半，其正、負號的確定，則取決于絕對值大的一方。這樣 就求得了模具型腔的基本尺寸。然后，再給計算所得的基本尺寸標注以制造公差

33、。模具型腔尺寸公差的標注，要看制品零件相應(yīng)尺寸的屬性而定。制品零件的尺寸 為軸類者，其型腔上相應(yīng)的尺寸公差值為負，并注以（-）號；制品零件的尺寸屬于 孔類者，其型腔上相應(yīng)的尺寸公差值為正，并注以(+)號。然后再根據(jù)機械零件的設(shè) 計要求和加工工藝要求，對模具型腔的相關(guān)尺寸進行調(diào)整。在經(jīng)平板硫化機硫化時支座承受豎向載荷，由于隔震橡膠支座的薄鋼板和薄橡膠 層特殊的疊層結(jié)構(gòu)，骨架鋼板層限制了橡膠層的徑向收縮，故不計徑向收縮率；豎直 方向上只考慮橡膠層的收縮率，鋼板沒有收縮率，所以型腔深度為收縮前內(nèi)部橡膠和 鋼板及上下封板的總厚。內(nèi)部層膠收縮前厚度% = (i + s,x代土號+ s=(1 + 2%)

34、x 120 ± 0 -0. 4= 122mm型腔高度為仇 =122 + 2 x 23 + 2 x 16 = 200她5.2型腔尺寸公差的確定模具型腔尺寸公差值的確定，是以制品零件的公差值為基礎(chǔ)的，即模具型腔尺寸 的制造公差，一般取制品零件尺寸公差的1/31/5,即5 = (1/31/5) ao無論是產(chǎn)品的哪個尺寸，只要有公差，在給定模具尺寸時都不要只考慮收縮率。 參考公差是很有必要的，很多時候往往肓接將產(chǎn)品的尺寸上限作為模具的型腔尺寸。6模具外形尺寸的確定6.1中模的壁厚在橡膠模具設(shè)計中，中模壁厚一般都是依照設(shè)計的實際經(jīng)驗，同時結(jié)合模具的定 位結(jié)構(gòu)形式、啟?？诘脑O(shè)計布局等來確定。這樣

35、進行的設(shè)計都可以滿足中模工作的需 要，通常不進行強度和剛度方面的校核。但是，在必要的時候，例如設(shè)計較大制品零 件時，應(yīng)當進行這方面的計算，以便在使用中能夠滿足強度條件和剛度條件。否則, 會產(chǎn)生以下不良后果：第一，由于屮模剛度的不足，承壓后產(chǎn)生彈性變形，影響制品 零件的某些尺寸準確性，甚至造成廢品；第二，雖然模具使用安全可靠，但是由于過 于笨重，則會造成模具材料的浪費，使操作工人的勞動強度增大，生產(chǎn)效率下降和生 產(chǎn)成本提高。橡膠模具的中模材料一般都是選用45鋼，其熱處理工藝為調(diào)質(zhì)，熱處理后硬度 為3045hrco在校核計算中，它的許用應(yīng)力。取80loompa。模具型腔內(nèi)部的單 位壓力一般為202

36、4. 5mpao中模的材料如果選擇碳素工具鋼t8a、t10a等，其熱處 理后硬度為5055hrc,它的許用應(yīng)力取。二140160mpao圓形型腔中模壁厚的確定圓形型腔的橡膠模具，其基本結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。將圓形型腔的中模簡化成厚壁圓筒容器，當型腔內(nèi)壁受到膠料所給予內(nèi)壓時，其 受力分析如圖3-2所示。圓形型腔中模壁厚計算公式為：式中辺徑向應(yīng)力（mpa）；兀切向應(yīng)力（mpa）；q型腔內(nèi)壁承受的單位壓力（mpa）；斗中模外形半徑(cm)；兀中模型腔半徑(c m) o按照最大切應(yīng)力強度理論，其計算公式為:式中"為屮模材料的許用應(yīng)力(mpa) o由上式可得片=9中模的壁厚f g _坨=j1將上

37、式變?yōu)閠 =軋 令為了計算查對方便，亦可將k和l的數(shù)值進行計算并列表。取可為80mpa,又q=16mpa,通過上式可計算得出壁厚為86.5mm。6.2模具的高度在模具的設(shè)計屮，其高度也是重要的設(shè)計參數(shù)z。模具高度的確定，取決于該 模具的模壓對象一一橡膠模制品零件的形體尺寸。模具的高度不宜選取過大。這是因為模具高度過大，不僅浪費模具材料，而且還 使得模具笨重，工人勞動強度大，以及在每批生產(chǎn)的首模所需要的加熱時間很長。在 使用中，由于模具的高度過大，熱量散失多，造成了能源的浪費。模具的高度也不宜選取得過小。如果模具的高度設(shè)計制作得過小，則其型腔部分 的剛度就會變差，易于產(chǎn)生變形，從而對制品零件的形

38、狀和尺寸精度會造成直接的影 響，也會縮短模具的使用壽命。一般來說，橡膠模具的高度與其外形其他尺寸的關(guān)系是：模具外形如果為長方形, 則其高度不要大于短邊的2/3左右；模具外形如果為正方形，則其高度不要大于邊長 的一半；模具外形如果為圓形，則其高度不要大于圓的半徑。在設(shè)計中，模具的高度 最好選用已經(jīng)標準化了的尺寸系列。在此，推薦下列各個高度的基本尺寸，作為普通 橡膠模具設(shè)計時，選取模具高度的參考尺寸（單位均為mm）:模具的外形尺寸，在設(shè)計時應(yīng)該取值相宜，長、寬、高比例協(xié)調(diào)。這樣，模具在 使用中，可以使其木身的容熱能力和保溫性能都達到工程應(yīng)用的理想范圍。同時，模 具作為制造工藝過程中的重要裝備，或者

39、作為委托加工的產(chǎn)品，成比例的外形沒汁也 符合美學(xué)原則。如果模具外形設(shè)計不得體，長、寬、高失去了應(yīng)有的比例，就會使模具木身的熱 量吸收和熱量散失在使用中失去平衡，從而影響制品零件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。生產(chǎn)屮，經(jīng)常會遇到一些薄形制品零件。對此，在設(shè)計模具時可以將其高度選取 得小一些，而在生產(chǎn)中則采用多層疊壓法來進行模壓加工。為此，在設(shè)計中必須對模 具的上、下兩個平面提出平行度和表面粗糙度的要求。模板是組成模具型腔和整個模具的主要零件，一般可分為上模板、屮模板和下模 板，簡稱為上模、中模和下模。模板厚度的確定，取決于制品零件在相應(yīng)方向上形體 結(jié)構(gòu)的特征（即分型面的選擇）和尺寸大小，同時還要考慮到模具的整

40、體結(jié)構(gòu)以及每 一件模板的強度（包括剛度）、尺寸精度的要求和熱處理工藝規(guī)范等。對于形體非常薄的制品零件，在其成型模具的設(shè)計中，構(gòu)成型腔的各個模板，特 別是中模板的厚度，必須滿足制品零件形體結(jié)構(gòu)的分型要求，按照制品零件形體結(jié)構(gòu) 的特點進行分型面的選擇和設(shè)計。如果模板過薄而無法增厚時，應(yīng)對模具的結(jié)構(gòu)進行 研究，保證模板（特別是屮模）在模具的使用過程中不產(chǎn)生變形、不損壞，從而確保 制品零件的質(zhì)量，并延長模具的使用壽命。7模具精度要求模具的精度應(yīng)該包括尺寸精度、形位公差和表面粗糙度三方面。前面已介紹過型 腔尺寸和模具外形尺寸的確定。下面介紹模具各部分形位公差和表面粗糙度的選擇。7.1形位公差確定一般要求

41、的橡膠制品模具，其形位公差按照7級精度取值。對于要求較嚴格的制 品，一般每塊模板上、下面的不平行度不大于(0. 0150. 02)/100:;各水平面與軸線 不垂直度不大于(0.0150. 02)/100，圓形型腔與圓形定位面不同軸度不大于 (0.0150. 02)/100o模具合模后上、下平面不平行度不大于0. 02/100o7.2模具的表面粗糙度模具的表面粗糙度與產(chǎn)品形狀和要求有關(guān)。不同的產(chǎn)甜其模具型腔的表面粗糙度 要求不同。表面粗糙度越低，產(chǎn)品表面質(zhì)量越好，對于模具加工的要求和模具的材料 要求也越高，當然意味著模具造價的提高。表面粗糙度要求越低，特別是表面粗糙度 低于嵌，要求模具材料的剛

42、度和硬度高、熱處理要合適，有些復(fù)雜型腔需要花費大 量的手工研磨時間。所以從經(jīng)濟性考慮，針對不同產(chǎn)品的要求選擇適當?shù)谋矶植诙仁呛苡斜匾?。下面提供常用的選擇原則。 般的民用產(chǎn)品，尺寸精度在m2級以下，其型腔表面粗糙度取廳，模具和各模塊上下面、分型面取&其他部位取孑0,8/ 尺寸精度在h2級和m2級以上的產(chǎn)品，其型腔的表面粗糙度取7特殊要az/求的取bv ,模具和各模塊上下面、分型面取其他部位取9 于一些高度大或長模芯的模具，應(yīng)注意型腔的表面粗糙度會影響產(chǎn)品的取出。0.8/其表而粗糙度一定要低，一般在以上，以利于產(chǎn)品的順利取出。 于有些產(chǎn)品，為了在脫模時使其留在利于產(chǎn)品取出的模板上，可有

43、意使此模 板型腔的表面粗糙度比其他模板高一級，以便于產(chǎn)品的取出。為了使產(chǎn)品留 在下模上，手段z就是使下模的表面粗糙度大于上模12個等級。表面粗糙度一般是指模具型腔的表面和模具各個分型面的表面粗糙度。通常，橡 膠模具的型腔表面粗糙度的ra值應(yīng)達到0. 10. 4這樣，對于膠料在模壓過程中的流 動、成型和啟模取件均為有利。不僅如此，而且對于制品零件的表面質(zhì)量也是很有益 處的。同時，也有利于增強型腔表面的抗腐蝕能力。模具各個分型面的表面粗糙度尺值一般均為0.8,這一等級的表面粗糙度屬于橡 膠模具制造中的經(jīng)濟表面粗糙度，既有利于保證制品零件的尺寸精度（垂直于分型面 方向的），又有利于使型腔屮的空氣排出

44、模具型腔z外。這一等級的表面粗糙度在模 具制造加工中也是比較容易實現(xiàn)的。8手柄對于一些外形和質(zhì)量較大的模具，為了硫化操作和搬運方便，需要安裝相適應(yīng)的 手柄。對于一些模塊較多的注射模具，還需要用連接塊將幾塊模板連接在一起，便于 整體搬運。有些模具需要開設(shè)測溫孔、抽真空裝置等。本節(jié)主要講述模具設(shè)計中經(jīng)常 涉及到的手柄的設(shè)計。9模具材料的選擇及熱處理要正確選擇模具材料，必須對模具所用各種鋼材的性能有一個全面的了解。橡膠 模具常用鋼材及其熱處理：模具常用的鋼材包括碳素鋼和合金鋼兩大類。下面分別講 述它們的基本性能和熱處理。碳素鋼是鐵和碳的合金，理論含碳量不能大于2%。我國生產(chǎn)的碳素鋼分為普通碳 素鋼、

45、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和碳素工具鋼三大類。（1）普通碳素鋼 根據(jù)岀廠時保證條件的不同，普通碳素鋼又分為甲類鋼、乙類 鋼和特類鋼。乙類鋼和特類鋼在模具中很少用，因為凡是重要的設(shè)計就直接采用優(yōu)質(zhì) 碳素鋼。對于一些不重要的零件，比如手柄、螺釘和模具的墊塊等通常采用甲類鋼中的 q235（a3）,而一些骨架材料則選用q275ca5）。甲類鋼在實際應(yīng)用屮不需要進行熱處理。（2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼 優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的有害雜質(zhì)（如硫、磷等）的含量比普通碳素鋼 低，其性能比普通碳素鋼好。根據(jù)含碳量的不同，優(yōu)質(zhì)碳素鋼可分為低碳鋼、中碳鋼 和高碳鋼。其牌號由兩位數(shù)字表示，例如1 5#、45#、和75#鋼，數(shù)字表示該牌號的 碳素鋼平均含碳量

46、的萬分z幾。優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的中碳鋼45#鋼，在調(diào)質(zhì)（淬火后進行高溫回火）后具有良好的綜 合機械性能，不但在其他機械行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，而且在橡膠模具中的應(yīng)用也最多。除一些用于大批量生產(chǎn)的模具型腔的零件或有特殊要求的模具外，一般用于屮等 牛產(chǎn)量以下的模具，其材料全部采用45#鋼。45#鋼常用的熱處理為淬火后進行高溫回火（調(diào)質(zhì)），或表面淬火。在模具中應(yīng) 用45#鋼通常采用淬火后高溫回火，熱處理硬度iirc3035。這個硬度范圍能滿足大 部分用于中、小批量生產(chǎn)模具的要求，而且利于切削。對于要求更高的模具可將熱處 理碩度提高至hrc4045,并對型腔進行鍍錚，珞層厚度在0.0080.01mm，并拋光。 尤其對于有腐蝕性的膠料（如氟橡膠）一般都要求對型腔進行鍍鈕處理，這樣不但能 夠防腐，而且經(jīng)拋光后的型腔表面粗糙度低。10模具的整體分析按照常規(guī)的機械設(shè)計過程，在設(shè)汁完成z后，要進行圖紙的校對。內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)、 尺寸、視圖等方面。而一副橡膠模具完成之后，不但要對視圖、尺寸進行仔細校對, 更要從模具的加工工藝、橡膠模壓工藝等方面進行分析，對不足之處進行改進，以期 達到最佳結(jié)構(gòu)。這個工作在前面的結(jié)構(gòu)設(shè)計部分已經(jīng)做過，這里再重新進行全面的分 析，實際上是