橡胶模具设计 凌毅 安徽中鼎密封件股份有限公司 内容提要：橡胶作为一种高分子材料，在现实生活中的应用越来越广泛，橡胶制品的好坏直接影响其使用性能。生胶-塑炼-混炼-成型-硫化-修整（检验）是生产橡胶制品的必要工序，其中硫化是关键工序，对橡胶制品的质量起决定作用。因此，作为橡胶硫化用模具就显得尤为重要，模具的好坏直接影响橡胶制品的质量、成本、能耗等。 关键词：橡胶模具设计概述 橡胶模具的设计是一项系统工程，涉及橡胶加工工艺学、金属材料加工工艺学、材料力学、计算机软件工程等学科。本人初涉模具设计，就橡胶模具的设计谈一些自己肤浅的看法。 橡胶模具设计的基本工作流程：客户图纸评审阶段产品材料评审阶段计算成本确定模具结构利用电脑软件如AutoCAD或Pro/E出图校对试模修改总结。下面我就每一阶段的工作做一个简要的阐述。 客户图纸评审：根据客户提供的图纸，认真吃透、消化顾客对产品的要求，明确产品的使用条件，确定产品工作面、关键尺寸、尺寸公差等。这一阶段的工作非常重要，因为即使你模具设计得非常好，但是生产出来的产品不符合客户的要求也是枉然，有必要的话还需与客户沟通。这一阶段所得到的信息是我们进行模具结构设计的依据。 产品材料评审：依据材料工程师确定的胶料，掌握该胶料的相关性
能，最主要的是硫化速度、焦烧时间、流动性、硬度、胶料收缩率等，该工作阶段获取的信息是确定模穴数、模腔尺寸等的依据。 成本计算：包括胶料的价格、模具费用等相关费用，初步估算产品的单位成本以确定该产品是否宜于开发。 模具结构设计：根据前三个阶段所得到的基本信息，初步确定模具结构，该阶段为重要阶段，是信息的输出阶段，也是设计人员具体水平体现的阶段，这一阶段的工作较多，主要包括以下几方面内容： 1.分型面的选择：依据产品结构，选择分型面。 分型面的选择应考虑：a）保证制品易取出；b）排气方便；c)避免锐角；d）避开制品工作面；e）保证制品精度；f）便于装填胶料，模具易于装拆；g）加工的难易程度等因素，同时进行综合分析，选择最优方案。2.分型面选择好以后，依据硫化机的类型，制品厚度等确定模具层数、高度及其材料。 3.依据硫化条件、压机类型、生产效率、模具材料的强度确定模穴数。 4.导向定位装置的采用。对于那些采用活动模芯的模具应考虑定位。 5.根据胶料收缩率确定模具型腔的基本尺寸，一般高度方向由于飞边的影响，收缩率可放小一点。 6.余料槽的开设。 出图：经过以上步骤后，可以将模具在大脑中形成的初步设想通过AutoCAD或Pro/E等软件绘出来。注意图纸须符合国家标准要求。 校对:对图纸进行校对，可由别人或自己进行。校对顺序依次进行，先粗略看一下整个幅面是否符合国标要求，尺寸是否齐全，公差配合是
金属基实心弹簧的制备 计划以钇稳定的四方多晶氧化锆为原料，采用凝胶注模成型方法，制备圆柱形螺旋陶瓷弹簧。 实验设计的主要方向包括以下几个方面： （1）预混液的制备 有机单体、交联剂和蒸馏水比例为 20:2:100。丙烯酰胺 20g，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺 2g，一同倒入烧杯中并加入 100ml 水，在磁力搅拌器上搅拌至完全溶解。将配好的预混液覆盖保鲜膜静置待用。 2）氧化锆浆料的制备 使用亚微米级钇稳定的四方多晶氧化锆粉末（氧化钇掺杂的摩尔分数为 3%）与预混液混合球磨来制备氧化锆浆料，为使浆料分散均匀，且保持稳定，外加原料质量百分比为 0.2-1%的分散剂，分散剂可为聚丙烯酸，聚丙烯酸铵或聚丙烯酸与聚丙烯酸铵的混合液。再加入预混液，搅拌均匀。 （3）样品的成型 将配置好的浆料进行真空抽滤，外加引发剂，用玻璃棒搅拌混合均匀。为便于脱模，需在模具内侧均匀涂抹一层凡士林。将混合浆料倒入弹簧模具中，恒温干燥箱中固化成型，根据不同参数弹簧凝胶速度的不同，在烘箱中保温，待浆料固化成型后脱模，置于室内，于室温下自然干燥天，制得螺旋形陶瓷弹簧坯体。 （4）样品的烧结 将干燥后的螺旋形陶瓷弹簧坯体置于烧结容器中，烧结容器中的螺旋形陶瓷弹簧坯体内部及周围充满高温莫来石陶瓷纤维，再将烧结容器放入烧结炉中加热，并保温进行无压烧结，制得螺旋形陶瓷弹簧。 实验流程图如下：
参考文献：赵岚.高温弹性元件氧化锆陶瓷弹簧的制备及性能研究.[D].天津：天津大学材料,2014
聚合物基弹簧的制备 思路来源：刘炳涛.橡胶弹簧的设计计算 [J].煤矿设计1983.（7） 参考文献：陈耀庭.橡胶加工工艺[M].北京:化学工业出版社. 1982.11 橡胶弹簧是将实心或空心的橡胶块的表面与金属硫化在一起,利用橡胶的弹性变形实现弹簧的作用。 原理：利用橡胶的弹性后效，不同牌号橡胶的弹性后效不同。利用橡胶的弹性和金属的刚性制备弹簧。 制备方案：生胶采用丁腈橡胶（韧性大），塑炼机用开炼机，混炼机用开放式混炼机。在制备空心和实心的弹簧时挤出机设备不同，其他原理均相同。 橡胶弹簧的原材料：生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的金属材料 1.原材料的选取 1.1生胶的选取： 丁腈橡胶具有优良的耐油性，和弹性。丁腈橡胶主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管等，也用于制作胶板和耐磨零件。丁腈胶因耐油、耐热性能和物理机械性能优异，已经成为耐油橡胶制品的标准弹性体。丁睛胶是非结晶性橡胶，所以生胶强度不高。加工时必须加入补强剂。 1.2金属材料的选取：选用易切结构钢；弹簧钢65Mn、55Si2Mn、60Si2Mn(A)、 30W4Cr2VA等 橡胶制品的基本生产工·艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本 工序
隔振理论的要素及隔振设计方法 采用隔振技术控制振动的传递是消除振动危害的重要途径。 隔振分类 1、主动隔振 对于本身是振源的设备，为了减少它对周围的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少设备传到基础的力称为主动隔振，也称为积极隔振。 2、被动隔振 对于允许振幅很小，需要保护的设备，为了减少周围振动对它的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少基础传到设备的振动称为被动隔振，也称消极隔振。 隔振理论的基本要素 1、质量m（Kg）指作用在弹性元件上的力，也称需要隔离构件（设备装置）负 载的重量。 2、弹性元件的静刚度K（N/mm） 在静态下作用在弹性元件上的力的增量T与相应位移的增量δ之比称为刚度 K=T（N）/δ（m）。如果有多个弹性元件，隔振器安装在隔振装置下，其弹性元件的总刚度计算方法如下： 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件并联安装在装置下其总刚度K=K1+K2+K3+…+Kn。 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件串联安装在装置下其总刚度1/K=（1/K1）+ （1/K2） + （1/K3） +（…） + （1/Kn）。
3、弹性元件的动刚度Kd。对于橡胶隔振器，它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的 高低，使用橡胶的品种有关，一般的计算办法是该隔振器的静刚度乘以动态系数d，动态系数d按下列选取： 当橡胶为天然胶，硬度值Hs=40-60，d=1.2-1.6 当橡胶为丁腈胶，硬度值Hs=55-70，d=1.5-2.5 当橡胶为氯丁胶，硬度值Hs=30-70，d=1.4-2.8 d的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异，很难获得正确数值，通常只考虑橡胶硬度Hs=40°-70°。按上述范围选取，Hs小时取下限，否则相反。 4、激振圆频率ω（rad/s） 当被隔离的设备（装置）在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率，激振力可视为发动机或电动机的常用轴速n 其激振圆频率的计算公式为ω=（n/60）×2π n—发动机（电动机）转速n转/分 5、固有圆频率ωn（rad/s） 质量m的物体作简谐运动的圆频率ωn称固有圆频率，其与弹性元件（隔振器）刚度K的关系可由下式计算：ωn（rad/s）=√K（N/mm）÷m（Kg） 6、振幅A（cm） 当物体在激振力的作用下作简谐振动，其振动的峰值称为振幅，振幅的大小按下列公式计算：A=V÷ω V—振动速度cm/s ω—激振圆频率，ω=2πn÷60（rad/s） 7、隔振系数η（绝对传递系数） 隔振系数指传到基础上的力F T与激振力F O之比，它是隔振设计中一个主要要
圆柱弹簧的设计计算 (一)几何参数计算 普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有：外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋升角α及弹簧丝直径d。由下图圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数图可知，它们的关系为： 式中弹簧的螺旋升角α，对圆柱螺旋压缩弹簧一般应在5°～9°范围内选取。弹簧的旋向可以是右旋或左旋，但无特殊要求时，一般都用右旋。 圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数 普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸计算公式见表(普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸（mm）计算公式)。 普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸（mm）计算公式
(二)特性曲线
弹簧应具有经久不变的弹 性，且不允许产生永久变形。因 此在设计弹簧时，务必使其工作 应力在弹性极限范围内。在这个 范围内工作的压缩弹簧，当承 受轴向载荷P时，弹簧将产生 相应的弹性变形，如右图a所 示。为了表示弹簧的载荷与变形 的关系，取纵坐标表示弹簧承受 的载荷，横坐标表示弹簧的变 形，通常载荷和变形成直线关系 (右图b)。这种表示载荷与变 形的关系的曲线称为弹簧的特 性曲线。对拉伸弹簧，如图<圆 柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线> 所示，图b为无预应力的拉伸 弹簧的特性曲线；图c为有预 应力的拉伸弹簧的特性曲线。 右图a中的H0是压缩弹簧 在没有承受外力时的自由长度。 弹簧在安装时，通常预加一个压 力 Fmin，使它可靠地稳定在安 装位置上。Fmin称为弹簧的最 小载荷(安装载荷)。在它的作 用下，弹簧的长度被压缩到H1 其压缩变形量为λmin。Fmax 为弹簧承受的最大工作载荷。在 Fmax作用下，弹簧长度减到 H2，其压缩变形量增到λmax。 圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线λmax与λmin的差即为弹簧的 工作行程h,h=λmax-λmin。 Flim为弹簧的极限载荷。在该 力的作用下，弹簧丝内的应力达 到了材料的弹性极限。与Flim 对应的弹簧长度为H3，压缩变 形量为λlim。
隔振器广泛应用于设备的减震降噪，不同的类型适用的环境是不一样的，通常有下列几种常见的类型： 一、橡胶隔振器 选用橡胶为材料，天然橡胶由于变化小、拉力大、受破坏时延伸率长,价格低廉，所以应用较多。 该隔振器外表全包覆有金属壳，上部为防油密封护盖。使硅橡胶免受油污的侵害，应用于具有油污污染的振动环境。具有自锁装置，保证设备的使用安全。适用于小型发动机或者其他机构的隔振安装。
主要优点是具有持久的高弹性，有良好的隔振、隔冲击和隔声性能;造型和压制方便，能满足刚度和强度的要求;具有一定的阻尼性能，可以吸收机械能量，对高频振动量的吸收尤为突出；由于橡胶材料和金属表面间能牢固的黏结，因此不但易于制造安装，而且还可以利用多层叠加减小刚度，改变其频率范围，价格低廉。 二、软木隔振 软木是一种应用历史悠久的隔振材料。软木具有质轻、耐腐蚀、保温性能好、施工方便等特点，并有一定的弹性和阻尼，适用于高频或冲击设备的隔振。 三、金属隔振器 该隔振器全称为金属橡胶吊装式隔振器，隔振器阻尼大，环境适应能力强、工作频率范围宽、耐高低温、防湿热、霉菌、盐雾、寿命长。广泛应用于航空、航天、机载、舰载、车载等各类电子设备的吊装式振动隔离安装。 四、玻璃纤维
玻璃纤维是一种松散纤维材料，它靠本身良好的弹性和纤维间的压缩和摩擦而具有一定的阻尼和弹性 ,是一种良好的隔振材料，使用较为普遍。玻璃纤维的优点是不易老化、不腐、不蛀，又有抗酸、抗碱和抗油的良好性能，也不会燃烧。 五、毛毡 毛毡的适用频率范围为30Hz左右，适用于对车间内中小型机器隔振降噪处理，毛毡隔振系统的固有频率主要取决于毛毡的厚度，而不是它的面积和静荷载，毛毡压得越密实，系统的固有频率就越高。通常采用的毛毡厚度为10~25mm，当承受2~ 70N/cm2压力时，固有频率约为20~40Hz。其优点：价格便宜、容易安装，可以随意裁剪使用，与其他材料表面黏结性强；变形在25%以内时载荷特性为线形。
1、隔振理论的要素及隔振设计方法
隔振理论的要素及隔振设计方法采用隔振技术控制振动的传递是消除振动危害的重要途径。 隔振分类 1、主动隔振 对于本身是振源的设备，为了减少它对周围的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少设备传到基础的力称为主动隔振，也称为积极隔振。 2、被动隔振 对于允许振幅很小，需要保护的设备，为了减少周围振动对它的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少基础传到设备的振动称为被动隔振，也称消极隔振。 隔振理论的基本要素 1、质量m（Kg）指作用在弹性元件上的力，也称需要隔离构件（设备装置）负 载的重量。 2、弹性元件的静刚度K（N/mm） 在静态下作用在弹性元件上的力的增量T与相应位移的增量δ之比称为刚度 K=T（N）/δ（m）。如果有多个弹性元件，隔振器安装在 隔振装置下，其弹性元件的总刚度计算方法如下： 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件并联安装在装置下其总刚度K=K1+K2+K3+…+Kn。 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件串联安装在装置下
其总刚度1/K=（1/K1）+ （1/K2） + （1/K3） +（…） + （1/Kn）。 3、弹性元件的动刚度Kd。对于橡胶隔振器，它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的 高低，使用橡胶的品种有关，一般的计算办法是该隔振器的静刚度乘以动态系数d，动态系数d按下列选取： 当橡胶为天然胶，硬度值Hs=40-60，d=1.2-1.6 当橡胶为丁腈胶，硬度值Hs=55-70，d=1.5-2.5 当橡胶为氯丁胶，硬度值Hs=30-70，d=1.4-2.8 d的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异，很难获得正确数值，通常只考虑橡胶硬度Hs=40°-70°。按上述范围选取，Hs小时取下限，否则相反。 4、激振圆频率ω（rad/s） 当被隔离的设备（装置）在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率，激振力可视为发动机或电动机的常用轴速n 其激振圆频率的计算公式为ω=（n/60）×2π n—发动机（电动机）转速n转/分 5、固有圆频率ωn（rad/s） 质量m的物体作简谐运动的圆频率ωn称固有圆频率，其与弹性元件（隔振器）刚度K的关系可由下式计算：ωn（rad/s）=√K（N/mm）÷m（Kg） 6、振幅A（cm） 当物体在激振力的作用下作简谐振动，其振动的峰值称为振幅，振幅的大小按下列公式计算：A=V÷ω V—振动速度cm/s ω—激振圆频率，ω=2πn÷60（rad/s） 7、隔振系数η（绝对传递系数）
都说术业有专攻，各行各业都有自己的一个考核标准，一套橡胶模具从研究开发到完全生产制造出来是非常有讲究的，不仅要拥有多年从事研究开发经验的技术工程团队，在橡胶制造的细节上，也是一点也马虎不得的。 一套模具的造价相对来说还是比较昂贵的，少则几万块，多则几百万。无论是对于模具的制造方还是模具的验收方来说，保证模具制作过程的高标准，需要在模具的设计阶段做到深思熟虑，考虑得面面俱到。 如果是不专业的厂家定制的模具，在模具设计上就会有缺陷，不仅严重影响到注塑生产的连续性和稳定性，也会影响生产效率，并且在注塑过程当中容易产生不稳定的情况，生产出来的产品不良率也会变高，不专业的厂家还容易因为不了解商家定制模具结构的需求，容易造成料耗高和人工浪费的情况专业的模具制造厂家从模具设计、模具制造、橡塑产品材料开发，半成品、成品、印刷、包装的完整生产线，采用符合ROHS标准的日本、德国、美国、台湾及国内各种性能高的硅胶、橡胶、塑胶、五金原料。拥有全面的橡塑模具和橡塑产品的生产设备和检测试验设备，能够满足各种注塑件加工需求。 深圳佳诺佳精密科技有限公司一直致力于模具和中高端橡塑制品的研究和开发工作。拥有成套的橡塑模具及生产设备和检测试验设备。团队有多名从事模具设计、橡塑配方、及超过20年以上相关经验的工程技术和管理人员。公司从模具设计、模具制造、橡塑产品材料开发，半成品、成品、印刷、包装的完整生产线。从胶料引进到多样化产品的出厂，每一个生产过程都得到严密的控制，成熟的生产设备，现代的生产管理是品质产品的保障。引进橡塑模具和橡塑产品的专业生产设备和检测试验设备，不断改进生产工艺，为业内提供更好的塑胶配件，是我们共同的理想，也是我们砥砺前行的伟大使命！
橡胶隔振设计指导 设计和选用的原则： 优先选用标准产品，对于一些有特殊要求而又无标准的产品，则可根据需要自行隔振 设计。 隔振设计主要流程： 1)输入：隔振系统固有频率和减振装置刚度的要求，输出：减振装置的形状和几何 尺寸； 2)输入：系统通过共振区的振幅要求，输出：阻尼系数或阻尼比； 3)输入：隔振系统所处的环境和使用期限，输出：橡胶的材料。 隔振设计原则： 结构紧凑、材料适宜、形状合理、尺寸尽量小以及隔振效率高。具体设计和选用时， 还应注意以下因素： 1)载荷特点：确保支撑物的重心与支撑点中心重合，载重后的支撑面与基础面平行。 很多零件支撑大多采用几何对称布置，而设备的重心却往往偏离几何对称轴，设计时需将该偏差考虑进去。在设计和选用减振器时，不仅要考虑总重量，还应考虑各支撑部位的重力大小，以确定每个减振器的实际承载量，使产品安装减振器后，其安装平面与基础平行。 2)减振装置的总刚度应满足隔振系数的要求。此外，无论产品的支撑布置是否与几 何中心对称，均应使各支撑部位的减振装置刚度对称于系统的惯性主轴。 3)减振装置的总阻尼既要考虑系统通过共振区时对振幅的要求，也要考虑隔振区隔 振效率，尤其是在频率较高时对振动衰减的要求。 减振装置设计： 橡胶减振器是以橡胶作为减振器的弹性元件，以金属作为支撑骨架，故称为橡胶一金 属减振器。这种减振器由于使用橡胶材料，因而阻尼较大，对高频振动的能量吸收尤为显著，当振动频率通过共振区时，也不至产生过大的振幅。橡胶能承受瞬时的较大 形变，因此能承受冲击力，缓冲性能较好。这种减振器采用天然橡胶，受温度变化大，当温度过高时，表面会产生裂纹并逐渐加深，最后失去强度。此外，天然橡胶耐油性差，对酸性和光等反应敏感，容易老化。近年来化工技术的发展，人工橡胶使其工作
弹簧设计计算 弹簧在材料选定后，设计时需要计算出弹簧刚度F、中径D、钢丝直径d、有效圈数ｎ、变形量f。 以下面弹簧设计为例； 1.计算弹簧受力： 假设弹簧端克服１个标准大气压,即推动钢球,则弹簧受力为： F=PA＝1×１0错误!N/mm错误!×πd1错误!/4 其中d1——钢球通道直径 弹簧还须克服钢球下降重力: Ｇ=mρV=ｍ×4ρπR错误!/３ 其中R——钢球半径 弹簧受合力： F合=F+G 考虑制造加工因素,增加1.２倍系数 F′=1.2F合 2.选材料:（一般选用碳素弹簧钢丝６５Mn或琴钢丝) 以6５Mｎ为例,钢丝直径d=１．4mm 3.查表计算许用应力： 查弹簧手册８-10表中Ⅰ类载荷的弹簧考虑(根据阀弹簧受力情况而言) 材料的抗拉强度σb与钢丝直径d有关 查表2-３０(选用D组): σｂ=2150~24５０Ｍｐａ 安全系数Ｋ＝1．１～1.3, 可取Ｋ=1.２, 则σb＝１791.7~２0４１.7
Mpa 因此σb=１７9１.７Ｍｐa(下限值） 查表2-10３,取切变模量Ｇ=78.８×10错误!Ｍpａ 查表8-１0,取许用切应力τs=＝0．5σb＝0.3×1791.7＝53７.51Mｐａ4．选择弹簧旋绕比C: 根据表８-4初步选取C=10 ５.计算钢丝直径：d≥1．6√KFC/[τ] 其中Ｋ——曲度系数,取K＝1.1~1．3 F——弹簧受力 6．计算弹簧中径： Ｄ=Cｄ 7.计算弹簧有效圈数: n＝Ｇd错误!ｆ／8FD错误!则总圈数n总=n＋n1(查表8-6) 8.计算试验载荷: Fs=πd错误!τs／８D ９.自由高度: Ｈ0=nt+1.５ｄ 其中：ｔ——初步估计节距t=ｄ＋f/n+δ1(δ1=0.１d) 查表8-7系列值Ｈ0取整数 １０.节距计算: t=（H0-1.5ｄ)/n １1.弹簧螺旋角:（此值一般符合=5°～9°)
液态硅橡胶模具设计要点 摘要该文介绍了液态硅橡胶模具设计的若干要点，旨在提高液态硅橡胶制品的质量和产量，使加工者获益匪浅。 关键词：LSR；固化；充模；注压 热固性液态硅橡胶(LSR)注压模具的结构，总的来说跟热塑性胶料所用的模具结构相似，但也有不少显著差别。例如，LSR胶料一般粘度较低，因而充模时间很短，即使在很低的注射压力下也是如此。为了避免空气滞留，在模具中设置良好的排气装置是至关重要的。 另外，LSR胶料在模具内不会像热塑性胶料那样收缩，它们往往遇热膨胀，遇冷轻微收缩。因而，其制品并不总是如所期望的那样留在模具的凸面上，而是滞留在表面积较大的模腔内。 1 收缩率 虽然LSR并不会在模内收缩，但它们在脱模和冷却后，常常会收缩2.5%-3%。至于究竟收缩多少，在一定程度上取决于该胶料的配方。不过，从模具角度考虑，收缩率可能受到几种因素的影响，其中包括模具的温度、胶料脱模时的温度，以及模腔内的压力和胶料随后的压缩情况。 注射点的位置也值得斟酌，因为胶料流动方向的收缩率通常比与胶料垂直流动方向的收缩率大一些。制品的外形尺寸对其收缩率也有影响，较厚的制品的收缩率一般要比较薄者小。如果需进行二次硫化，则可能再额外地收缩0.5%-0.7%。 2 分型线 确定分型线的位置是设计硅橡胶注压模具的前几个步骤之一。排气主要是通过位于分型线上的槽沟来实现的，这样的槽沟必经处在注压胶料最后到达的区域内。这样有助于避免内部产生气泡和降低胶接处的强度损失。 由于LSR粘度较低，分型线必须精确，以免造成溢胶。即便如此在定型的制品上还常能看见分型线。脱模受制品的几何尺寸和分型面位置的影响。将制品设计成稍有倒角，有助于保证制品对所需的另一半模腔有一致的亲合力。 3 排气 随着LSR的注入，滞留在模腔内的空气在模具闭合时被压缩，然后随着充模过程而通过通气槽沟被排出。空气如果不能完全排出，就会滞留在胶料内(这样往往会造成制品部分露出白边)。通气槽沟一般宽度为lmm-3mm，深度为0.004mm-0.005mm。 在模具内抽真空可创造最佳的排气效果。这是通过在分型线上设计一个垫圈，并用真空泵迅速将所有的模腔抽成真空来实现的。一旦真空达到额定的程度，模具即完全闭合，开始注压。
橡胶与塑料模具设计教案 橡胶模具设计 第一节绪论 随着我国橡胶制品工业的进展，橡胶制品的种类日益增多，产量日益扩大，促使着橡胶模具设计与制造由传统的经验设计到理论计算设计。尤其是橡胶生产设备的不断提高与生产工艺的不断改进，橡胶模具越来越多，模具的制造水平与模具复杂程度也越来越高越精巧。高效率、自动化、周密、长寿命差不多成为橡胶模具进展的趋势。 一、橡胶模具的分类 橡胶模具依照模具结构和制品生产工艺的不同分为：压制成型模具、压铸成型模具、注射成型模具、挤出成型模具四大常用模具，以及一些生产特种橡胶制品的特种橡胶模具，如充气模具、浸胶模具等。 1．压制成型模具 又称为一般压模。它是将混炼过的、经加工成一定形状和称
量过的半成品胶料直接放入模具中，而后送入平板硫化机中加压、加热。胶料在加压、加热作用下硫化成型。 特点：模具结构简单，通用性强、使用面广、操作方便，故在橡胶模压制品中占有较大比例。 2．压铸成型模具 又称传递式模具或挤胶法模具。它是将混炼过的、形状简单的、限量一定的胶料或胶块半成品放入压铸模料腔中，通过压铸塞的压力挤压胶料，并使胶料通过浇注系统进入模具型腔中硫化定型。 特点：比一般压模复杂，适用于制作一般模压不能压制或牵强压制的薄壁、细长易弯曲的制品，以及形状复杂、难以加料的橡胶制品。采纳这种模具生产的制品致密性好、质量优越。3．注射成型模具 它是将预加热成塑性状态的胶料经注射模的浇注系统注入模具中定型硫化。 特点：结构复杂、适用于大型、厚壁、薄壁、形状复杂的制品。 生产效率高、质量稳定、能实现自动化生产。 4．挤出成型模具 通过机头的成型模具制成各种截面形状的橡胶型材半成品，达
弹簧参考资料
§12-1 概述 弹簧是常用的弹性零件，它在受载后产生较大的弹性变形，吸收并储存能量。 弹簧有以下的主要功能： (1)减振和缓冲。如缓冲器，车辆的缓冲弹簧等。 (2)控制运动。如制动器、离合器以及内燃机气门控制弹簧。 (3)储存或释放能量。如钟表发条，定位控制机构中的弹簧。 (4)测量力和力矩。用于测力器、弹簧秤等。 按弹簧的受力性质不同，弹簧主要分为： 拉伸弹簧，压缩弹簧，扭转弹簧和弯曲弹簧。 按弹簧的形状不同又可分为螺旋弹簧、板弹簧、环形弹簧、碟形弹簧等。 此外还有空气弹簧、橡胶弹簧等。 §12-2 圆柱拉、压螺旋弹簧的设计 一、圆柱形拉、压螺旋弹簧的结构、几何尺寸和特性曲线 1、弹簧的结构 (1)压缩弹簧（图12－1） A、YI型：两端面圈并紧磨平 B、YⅢ型：两端面圈并紧不磨平。 磨平部分不少于圆周长的3/4，端头厚度一般不少于d/8。
(a)YⅠ型(b)YⅡ型 图12-1 压缩弹簧 (2)拉伸弹簧（图12－2） A、LI型：半圆形钩 B、LⅡ型：圆环钩 C、LⅦ型：可调式挂钩，用于受力较大时 图12-2 拉伸弹簧 2、主要几何尺寸 弹簧丝直径d、外径D、内径、中径、节距p、螺旋升角、自由高度(压
缩弹簧)或长度(拉伸弹簧)，如图12-3。此外还有有限圈数n，总圈数，几何尺寸计算公式见表12-1。 (a) (b) 图12-3 圆柱形拉、压螺旋弹簧的参数
表12-1 圆柱形压缩、拉伸螺旋弹簧的几何尺寸计算公式 螺旋升角 对压缩弹簧，推荐＝5°～9° 间距 /mm＝p－d＝0 L=D2n1/cos L=D2n+钩部展开长度弹簧指数C：弹簧中径D2和簧丝直径d的比值即：C=D2/d。 弹簧丝直径d相同时，C值小则弹簧中径D2也小，其刚度较大。反之则刚度较小。通常C值在4～16范围内，可按表12-2选取。 表12-2 圆柱螺旋弹簧常用弹簧指数C 3、特性曲线 弹簧所受载荷与其变形之间的关系曲线称为弹簧的特性曲线。
弹簧设计计算 已知条件： 弹簧自由长度H0=796.8mm 弹簧安装长度L1=411mm 弹簧工作长度L2=227mm 弹簧中径D=22.3mm 弹簧直径d=3.2mm 弹簧螺距P=12mm 弹簧有效圈数n=66 弹簧实际圈数n1=68 计算步骤： （1）初步考虑采用油淬火-回火硅锰弹簧钢丝60Si2MnA C 类，抗拉强度1716-1863MPa ，切变模量G=79GPa ，弹性模量E=206GPa 。 取b σ=1716MPa 。 （2）压缩弹簧许用切应力 p τ=(0.4~0.47) b σ=(0.4~0.47)*1716MPa=686.4~806.52MPa 取p τ=686.4MPa 。 （3）由于弹簧刚度尚未可知，但是弹簧的中径、直径、有效圈数都已知。 2 .33.22==d D C =6.9688（计算值在5~8之间） 6.9688 615.046.9688416.96884615.04414+-?-?=+--=C C C K =1.2139 弹簧的最大工作压缩量Fn=795-227=568mm 由公式348D P F Gd n n n =可得最大工作载荷34343.226685682.3798????==nD F Gd P n n = 803.5758N 弹簧刚度663.2282.379834 34' ???==n D Gd P =1.4147N/mm 节距t= 66 2.35.1795)2~1(0?-=-n d H =11.9727≈12 计算出来的自由高度H0=nt+1.5d=66*12+1.5* 3.2=796.8mm 压并高度Hb=(n+1.5)d=(66+1.5)*3.2=216mm
《橡胶模具设计》课程报告 报告题目橡胶模具成型十字头密封圈作者所在系别材料工程学院 作者所在专业材料成型及控制工程 作者所在班级B11812 作者姓名刘策 作者学号20114081221 指导教师姓名武向南 完成时间2014 年11 月 北华航天工业学院教务处制
目录 1.设计任务及要求 (2) 1.1制品外形与尺寸 (2) 1.2模具精度要求 (2) 1.3橡胶模具设计的基本要求 (2) 2.材料特性 (2) 3.分型面设计 (3) 4.相关尺寸设计计算及校核 (3) 4.1模腔数 (3) 4.2启模口 (3) 4.3余胶槽 (4) 4.4锥面定位 (4) 4.5模具型腔尺寸 (4) 4.6模厚的计算 (4) 4.7模具的高度 (5) 5.模具设计图 (5) 6.参考文献 (6)
1.设计任务及要求 1.1制品外形与尺寸 1.2模具精度要求 粗糙度要求：内型腔R=1.6，外配合面R=3.2，其余部分R=6.3 1.3橡胶模具设计的基本要求 1.3.1满足设备的使用要求，保证制品质量 1.3.2操作方便 1.3.3制造容易，成本低廉 设计模具时，应从胶料的收缩率引起的尺寸变化、排气、定位、分型面的确定，型腔数的多少等因素来考虑，使得模具的设计满足制品的使用要求。 2.材料特性 模具所用材料为45号钢，其许用应力为78MPa，橡胶模具在硫化制品时受到硫化机的压力和胶料的胀力，在启模取制品时受到敲击作用，另外硫化时逸出的腐蚀性气体对模具材料也有腐蚀作用，因此对模具材料应具有以下儿点特点 ①较高的机械强度和一定的表而硬度; ②良好的机加工性能;
③良好的导热性; ④抗腐蚀性能较好; ⑤在具有前四点性能的前提下，易得，价格较低 根据模具使用场合，材料性能与成本，以及加工性能三者之间进项权衡，成本核算后选择45钢，其重要的力学性能参数许用应力78MPa,用于强度校核。 3.分型面的设计 分型而选择得是否合理是模具设计好坏的第一个关键，同一制品，因分型而选择不同则可设计出各种不同结构的模具来，其对胶料填充、制品的质量及生产工艺、操作工序产生不同的影响。 该零件是一个回转体，可以采用径向分型，模具中间使用一个型芯，使制品容易取出，模具之间靠锥面定位，避开制品的工作面，使排气更加容易。余胶槽对称分布，设计图如下： 4.相关尺寸设计计算及强度校核 4.1模腔数 从模具加工角度来看，型腔数多了，加工困难，同轴度、平行度以及其它各种尺寸的精度要求都必须相应地提高，否则各另部件组合不好，严重影响制品质星，并且模具木身，在使用过程中也很容易损坏，此模具非大批生产，因此我们选用单腔模。 4.2启模口 为了减少承压而积和模型重缝并使加工方便，可沿整个周边车启模口。选择启模口深度为4毫米，宽度为12毫米。
第一节绪论 随着我国橡胶制品工业的发展，橡胶制品的种类日益增多，产量日益扩大，促使着橡胶模具设计与制造由传统的经验设计到理论计算设计。尤其是橡胶生产设备的不断提高与生产工艺的不断改进，橡胶模具越来越多，模具的制造水平与模具复杂程度也越来越高越精致。高效率、自动化、精密、长寿命已经成为橡胶模具发展的趋势。 一、橡胶模具的分类 橡胶模具根据模具结构和制品生产工艺的不同分为：压制成型模具、压铸成型模具、注射成型模具、挤出成型模具四大常用模具，以及一些生产特种橡胶制品的特种橡胶模具，如充气模具、浸胶模具等。 1．压制成型模具 又称为普通压模。它是将混炼过的、经加工成一定形状和称量过的半成品胶料直接放入模具中，而后送入平板硫化机中加压、加热。胶料在加压、加热作用下硫化成型。 特点：模具结构简单，通用性强、使用面广、操作方便，故在橡胶模压制品中占有较大比例。 2．压铸成型模具 又称传递式模具或挤胶法模具。它是将混炼过的、形状简单的、限量一定的胶料或胶块半成品放入压铸模料腔中，通过压铸塞的压力挤压胶料，并使胶料通过浇注系统进入模具型腔中硫化定型。 特点：比普通压模复杂，适用于制作普通模压不能压制或勉强压制的薄壁、细长易弯曲的制品，以及形状复杂、难以加料的橡胶制品。采用这种模具生产的制品致密性好、质量优越。 3．注射成型模具
它是将预加热成塑性状态的胶料经注射模的浇注系统注入模具中定型硫化。 特点：结构复杂、适用于大型、厚壁、薄壁、形状复杂的制品。生产效率高、质量稳定、能实现自动化生产。 4．挤出成型模具 通过机头的成型模具制成各种截面形状的橡胶型材半成品，达到初步造型的目的，而后经过冷却定型输送到硫化罐内进行硫化或用作压模法所需要的预成型半成品胶料。 特点：生产效率高、质量稳定、能实现自动化生产。 二、成型设备 模压法模具使用平板硫化机。（蒸汽硫化机：一般饱和蒸汽的最高压力可达0.6～0.8Mpa，硫化温度在158～168范围内。电阻丝加热平板、油压平板硫化机） 压铸法模具使用压铸机。 注射法模具使用注射机。（注射机工作压力一般为100～140Mpa，硫化温度为140～18 5，硫化时间为1～5分） 挤出法模具使用挤出机。 第二节橡胶压制成型模具 一、压制成型模具的设计原则 为了保证制品有正确的几何形状和一定的尺寸精度，在设计模具时应遵循如下原则： 1．掌握和了解橡胶制品所选用的橡胶材料（牌号）硬度（邵氏）和收缩率。 2．设计的模具结构合理、定位可靠、操作方便、易于清洗和制品修边。 3．模具中模腔的数量适当、便于机械加工和使用。 4．在保证模具强度和刚度情况下力求模具轻便。 5．模具设计符合标准化。
橡胶模具设计 摘要：模具设计就是根据产品技术要求，再通过机械加工把金属变成模具实体，橡胶模具的设计只是模具设计的一个分支。在这次毕业设计中，通过对橡胶材料和橡胶模具相关资料的搜集准备，然后开始从橡胶产品图纸的审查，模具结构形式的确定，再到橡胶收缩率的确定，模具型腔和外形尺寸的确定，以及到模具精度和材料的选择，模具整体结构分析，最后才设计出结构合理﹑经济实用的橡胶模具。其中橡胶的实际收缩率的确定是关键，直接关系到橡胶模具设计的成败。对橡胶制品生产工艺﹑橡胶模具的基本结构形式和机械加工工艺等知识的全面掌握，是完成这次橡胶模具设计的基础。 关键词：橡胶收缩率；橡胶模具的设计；模具结构
Design of Rubber Molds Abstract:The design of mold is according to the technical requirements of products, and makes the metal into mold.The design of rubber mold only is a branch of mould design.In the graduation design,We go through the rubber material and collect related rubber mold material,then start from checking rubber product drawings，make sure mould structure,determine the shrinkage of rubber material,rubber mold cavity and determine the mold dimension,as well as ascertain the precision of the molds and material selection,analysis overall structure of rubber mould,and finally design the reasonable structure,economic and practical rubber mold.The determination of actual rubber shrinkage is key,directly related to the success or failure of the rubber mold design.Production technology of rubber products,rubber mold basic structure and machining technology of knowledge,are the foundation of design of rubber molds. Key words:The rate of rubber shrinkage;Mold structure;Rubber mold design
橡胶空气弹簧是由帘线层、内外 橡胶层或钢丝圈经成型后硫化形 成一种挠性体，利用充入空气的 可压缩性实现弹性功能的一种橡 胶元件。俗称空气弹簧、橡胶气 囊、气囊等。 橡胶空气弹簧总成由橡胶空 气弹簧、上底座、下底座（活塞）、 缓冲垫经装配后形一个具有密闭 气室的整体。 橡胶空气弹簧按形状分为囊式、膜式和袖筒式三大类。按密封结构形式分为压力自封式、轮缘夹紧式、箍环密封式和混合式四大类。 橡胶空气弹簧的载荷主要由帘线承受，帘线的层数主要由2层组成，特殊要求产品由4层帘线层组成。内层橡胶主要是起密封作用，外层橡胶除了起密封作用外，还起保护作用。 橡胶空气弹簧工作时，内腔充入压缩空气，形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加，弹簧的高度降低，内腔容积减小，弹簧的刚度增加，内腔空气柱的有效承载面积加大，此时弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时，弹簧的高度升高，内腔容积增大，弹簧的刚度减小，内腔空气柱的有效承载面积减小，此时弹簧的承载能力减小。这样，空气弹簧在有效的行程内，空气弹簧的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动载荷的高效控制。还可以用增、减充气量的方法，调整弹簧的刚度和承载力的大小，还可以附设辅助气室，实现自控调节。 AW=F/P 式中：AW---橡胶空气弹簧有效面积，mm2， F—橡胶空气弹簧负荷，kN, P—橡胶空气弹簧的内压，MPa
橡胶空气弹簧装配成总成后，向空气弹簧内充入压缩空气，利用空气的可压缩性实现弹性作用，是具有弹簧作用的非金属弹簧，同时橡胶空气弹簧拥有许多优越金属弹簧的特点：橡胶空气弹簧具有非线性特性，可根据需要将它的特性线设计成比较理想的曲线；橡胶空气弹簧的刚度随载荷而变，使弹簧装置具有理想的特性：橡胶空气弹簧能同时承受轴向和径向载荷，也能传递扭矩：橡胶空气弹簧通过调整内压力，可以得到不同的承载能力，因此适应多种载荷的需求：橡胶空气弹簧的重量轻，使用寿命长：橡胶空气弹簧的高频隔振和隔音性能好。橡胶空气弹簧所需安装空间小，更换方便。 1. 橡胶空气弹簧在车辆悬架系统上的应用 以橡胶空气弹簧为弹性元件的悬架方式叫做空气悬架系统。目前国外高档客车、轿车及牵引车上几乎都装有空气悬架系统，国内中高档客车正在试制性使用或准备使用空气悬架系统。当车辆采用空气悬架系统后，可以实现车身高度的自动调节，使车身高度保持不变，橡胶空气弹簧的自然频率低，减振和隔音效果好，可以大大提高车辆行驶的平顺行，乘座的柔软性和舒适性，同时可有效保护车上自身的和运输的精密仪器和电器设备，减少维修次数和降低维修费用，延长车辆使用寿命，并大大降低车辆对路面的冲击，延长路面的使用寿命。随着国内空气悬架系统应用技术的成熟，以及国家对客车质量等级评审新规定的执行，空气弹簧在车辆上的应用前景将越来越普遍和广阔。 2.橡胶空气弹簧在举升设备上的应用 传统的举升设备采用的气缸或液压缸进行举升物体，所需安装空间大，制造困难，重量重，
1、金属弹簧隔振器 金属弹簧隔振器是目前国内影用最广泛的隔振器，常作为振动设备的减振支撑。优点是固有频率可控制在20Hz以内，价格便宜，性能稳定，耐高温，乃低温，耐油，耐腐蚀，乃老化，寿命长。可适用于各种要求的弹性支撑，可预压呀也可以做成悬吊型使用。缺点是阻尼性能差，高频振动隔振效果差，。在高频，弹簧逐渐成刚性，弹性变差，隔振效果变差，被称为“高频失效”。目前较多使用的是小型螺旋钢弹簧组合，配以铸铁外壳，做一定的阻尼处理，但实际阻尼改善不大。将在安装减振器时垫入橡胶垫和减弱高频失效的影响，但有些橡胶在承压状态下容易老化，有时也可安装在附注楼板上，效果更理想。 2、橡胶隔振器 将橡胶固化、剪切成型，可以形成各式各样的橡胶隔声器。优点是不仅在轴向，而且在回转方向均具有隔离振动的性能，固有频率和控制在15Hz以内。橡胶内部阻尼比金属大很多，高频隔振效果好。安装方便，容易与金属牢固的粘结，体积小，重量轻，价格低。缺点是耐老化问题普通橡胶使用温度范围是0℃-70℃，特殊工艺下限温度方可达-50℃；在空气中容易老化，特别是在阳光直射下会加速老化，一般寿命5-10年，荷载特性常不一致，经受常时间打荷载的作用，会产生松弛现象。橡胶隔振器的性能与质量主要取决于橡胶的配方和硫化工艺，硫化温度和时间是非常重要的，常需经过反复试验总结才能确定最佳工艺。 3、橡胶隔振垫 与橡胶隔振器不同，橡胶隔振垫是一块橡胶板，可大面积的铺在振动设备和基础之间。橡胶隔振垫表面常切划出一些凹槽，是为了受压时变形的需要。因其具有持久的高弹性，有良好的隔振、隔冲、隔声性能，使用非常广泛。橡胶隔振垫的适应隔振固有频率在10-15Hz，多层叠放可低于10Hz。橡胶隔振垫与橡胶隔振器的缺点类似，容易受温度，油质、日光即化学试剂的腐蚀，造成性能下降、老化，一般寿命为5-10年，应定期检查更换。
隔振理论的要素及隔振设计方法采用隔振技术控制振动的传递就是消除振动危害的重要途径。 隔振分类 1、主动隔振 对于本身就是振源的设备,为了减少它对周围的影响,使用隔振器将它与基础隔离开来,减少设备传到基础的力称为主动隔振,也称为积极隔振。 2、被动隔振 对于允许振幅很小,需要保护的设备,为了减少周围振动对它的影响,使用隔振器将它与基础隔离开来,减少基础传到设备的振动称为被动隔振,也称消极隔振。 隔振理论的基本要素 1、质量m(Kg)指作用在弹性元件上的力,也称需要隔离构件(设备装置)负载的 重量。 2、弹性元件的静刚度K(N/mm) 在静态下作用在弹性元件上的力的增量T与相应位移的增量δ之比称为刚度 K=T(N)/δ(m)。如果有多个弹性元件,隔振器安装在隔振装置下,其弹性元件的总刚度计算方法如下: 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件并联安装在装置下其总刚度K=K1+K2+K3+…+Kn。 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件串联安装在装置下其总刚度1/K=(1/K1)+ (1/K2) + (1/K3) +(…) + (1/Kn)。
3、弹性元件的动刚度Kd。对于橡胶隔振器,它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的 高低,使用橡胶的品种有关,一般的计算办法就是该隔振器的静刚度乘以动态系数d,动态系数d按下列选取: 当橡胶为天然胶,硬度值Hs=40-60,d=1、2-1、6 当橡胶为丁腈胶,硬度值Hs=55-70,d=1、5-2、5 当橡胶为氯丁胶,硬度值Hs=30-70,d=1、4-2、8 d的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异,很难获得正确数值,通常只考虑橡胶硬度Hs=40°-70°。按上述范围选取,Hs小时取下限,否则相反。4、激振圆频率ω(rad/s) 当被隔离的设备(装置)在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率,激振力可视为发动机或电动机的常用轴速n 其激振圆频率的计算公式为ω=(n/60)×2π n—发动机(电动机)转速n转/分 5、固有圆频率ωn(rad/s) 质量m的物体作简谐运动的圆频率ωn称固有圆频率,其与弹性元件(隔振器)刚度K的关系可由下式计算:ωn(rad/s)=√K(N/mm)÷m(Kg) 6、振幅A(cm) 当物体在激振力的作用下作简谐振动,其振动的峰值称为振幅,振幅的大小按下列公式计算:A=V÷ω V—振动速度cm/s ω—激振圆频率,ω=2πn÷60(rad/s) 7、隔振系数η(绝对传递系数) 隔振系数指传到基础上的力F T与激振力F O之比,它就是隔振设计中一个主要