CN108454018A - 一种外风挡硫化成型模具及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外风挡硫化成型模具及其生产方法，包括上模板、下模板和基板，所述上模板和下模板之间设有模腔，所述上模板上设有十二组注射嘴，所述隔室内安装有加热管，所述上模板顶部也设有隔室以及设置于隔室内的加热管，所述隔室一侧还设有感应探头，所述转盘底部一侧安装有和感应探头电性连接的温控开关，所述支撑板顶部设有液压装置，所述液压装置顶部输出端也通过支撑板连接于上模板，本发明通过温控开关方便进行控制加热管的加热温度，调整方便，采用十二组注射嘴同时注射至上模板和下模板之间的模腔内，保证胶料可以第一时间均匀注射到模腔中，可以加速模腔内的胶料流动，使得胶料充分进入模腔，提高了生产产品的质量。

Description

一种外风挡硫化成型模具及其生产方法

技术领域

本发明涉及高速列车组外风挡技术领域，具体为一种外风挡硫化成型模具及其生产方法。

背景技术

列车风挡是铁路客车的重要部件，位于两节车辆之间。不论车辆处于任何相对位置，风挡均与车辆保持严密接触，防止风、砂、雨、雪、灰尘等进入车内。在列车连挂和运行中，风挡起着非常重要的作用，随着高铁技术的不断发展，高速动车组对外风挡的要求也不断提高，目前国内列车组上的外风挡大都从国外进口，国内尚没有一套完整的外风挡生产技术。专利号CN201010606312《对外风挡橡胶涂漆的方法》仅仅对橡胶表面的喷漆方法进行了阐述；专利号CN201610510771.4《一种高速列车组外风挡及其制备方法》对外风挡的成型工艺进行了阐述，但是无法适用于外形较复杂，产品尺寸较大的外风挡产品。尤其对于截面为U型的胶囊状外风挡，胶囊成型困难；并且现有工艺加工出的外风挡残品率高，造成原料的极大浪费；对于少量的成品，使用寿命也较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外风挡硫化成型模具及其生产方法，方便进行控制加热管的加热温度，调整方便，保证胶料可以第一时间均匀注射到模腔中，装置移动方便，可以加速模腔内的胶料流动，使得胶料充分进入模腔，提高了生产产品的质量，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种外风挡硫化成型模具，包括上模板、下模板和基板,所述上模板和下模板之间设有模腔，所述上模板上设有十二组注射嘴，所述基板底部安装有万向轮，所述基板顶部安装有支撑板和隔室，所述隔室顶部连接于下模板，所述隔室内安装有加热管，所述上模板顶部也设有隔室以及设置于隔室内的加热管，所述隔室一侧还设有感应探头，所述转盘底部一侧安装有和感应探头电性连接的温控开关，所述支撑板顶部设有液压装置，所述液压装置顶部输出端也通过支撑板连接于上模板。

进一步，所述上模板上还设有余量腔，所述余量腔与所述模腔连通，并且余量腔沿模腔连续排列。

进一步，所述基板和下模板之间还安装有转动装置，所述转动装置顶部安装有转盘，所述转盘顶部安装有支撑板和隔室。

进一步，所述转动装置包括电机、主轴和皮带轮，所述主轴底部转动连接于基板，所述电机的输出轴和主轴上均安装有皮带轮，所述皮带轮和所述皮带轮之间通过皮带传动连接。

进一步，所述温控开关和加热管之间电性连接。

进一步，所述液压装置包括液压缸和设置在液压缸输出端的活塞杆。

进一步，所述上模板上对称设有四组定位柱，所述下模板上对应定位柱连接位置设有定位孔。

进一步，所述注射嘴分别通过连接板以及贯穿于连接板的定位螺栓固定在上模板上。

一种利用上述的外风挡硫化成型模具生产外风挡的方法，包括以下步骤：

(1)切胶：首先对生胶进行切割，切成规定重量的料块；

(2)塑炼：将切好的生胶放入密炼室，进行塑炼，然后将胶料从密炼机中倒出，在开炼机上纵横薄通两遍，下成标准重量的卷；

(3)混炼：将塑炼好的生胶投入密炼机中密炼，然后分批将助剂投放入密炼机，混炼5-10min；

(4)加剂：打开开炼机，将密炼机排出的混炼胶投入开炼机两辊之间，压胶包辊，胶料包辊后，将促进剂和硫磺加入，待促进剂和硫磺吃尽后，调小辊距，将胶料打三角包两次，再纵横薄通两次，然后将胶料停放至少24h；

(5)热炼：混炼胶经开炼机热炼均匀后，切割成标准宽度的料条；

(6)注压硫化成型：硫化前先将上模板和下模板合模，进行预热，预热完成后，将热炼好的胶料通过机器注射到模腔中，在150℃-160℃温度下、220-230bar下硫化20-50min，再将温度升高至170-180℃、压力降低至200-220bar，硫化10-20min，硫化完成后模具开模，液压装置顶起上模板，产品附于上模板上，将产品拿下；

(7)修边：硫化成型后的成品先停放，冷却至室温后进行修边整理；

(8)打磨：对其进行喷涂的上表面进行表面打磨；

(9)喷涂：进行喷涂前再次对产品喷涂面进行表面清洁，打开自动喷涂机，将产品放入传送带中，对产品进喷涂操作；

(10)烘干。

进一步，所述步骤(6)注压硫化成型中，注入模腔中的胶料量比模腔体积多。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过利用感应探头实时感应温度，通过温控开关方便进行控制加热管的加热温度，调整方便；

2、采用十二组注射嘴同时注射至上模板和下模板之间的模腔内，保证胶料可以第一时间均匀注射到模腔中；

3、通过装置底部的基板上设置的万向轮结构，使得装置移动方便，利用转动装置控制转盘可以转动，使得转盘上的模具装置在注射完成后，转盘提供转动力，可以加速模腔内的胶料流动，使得胶料充分进入模腔，提高了生产产品的质量；

4、在模腔上方设置余量腔，注入模腔中的胶料量稍大于模腔体积，避免由于硫化过程中回缩等造成的产品边缘缺陷。并且余量腔设置在上模板上，一方面便于多余胶料的储存，还便于胶料的回流，并且开模时，余量腔中的胶料与产品连接在一起，不需要对余量腔进行特殊清理；

5、硫化温度和压力采用双段式，开始时采用低温高压进行硫化，使橡胶分子链在低温下缓慢交联，分子链形成较长支链，胶料的机械强度高，初始硫化温度过高交联键形成短支链，降低胶料的机械性能。低温硫化一段时间后，胶料中的多余气体已排出，内部已经部分形成交联网络，再采用高温低压硫化，不仅缩短硫化时间，还能提高产品的各方面性能。

附图说明

图1为本发明实施例一的整体结构主视示意图；

图2为本发明的上模板部分结构示意图；

图3为图2的A处放大结构示意图；

图4为图1的B处放大结构示意图；

图5为本发明实施例二的整体结构主视示意图。

图中：1上模板、2下模板、3模腔、4注射嘴、5隔室、6加热管、7支撑板、8液压装置、81液压缸、82活塞杆、9转盘、10基板、11万向轮、12转动装置、121电机、122主轴、123皮带轮、124皮带、13定位柱、14连接板、15定位螺栓、16温控开关、161感应探头，31余量腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种外风挡硫化成型模具，包括上模板1、下模板2和基板10，所述上模板1和下模板2之间设有模腔3，所述上模板1上设有十二组注射嘴4，采用十二组注射嘴4同时注射至上模板1和下模板2之间的模腔3内，保证胶料可以第一时间均匀注射到模腔3中，所述基板10底部安装有万向轮11，所述转盘9顶部安装有支撑板7和隔室5，所述隔室5顶部连接于下模板2，所述隔室5内安装有加热管6，隔室5内位于加热管6外侧填充满氧化镁粉，降低加热管6表面的热负荷，可以减少管的表面氧化，有效延长管的使用寿命；所述上模板1顶部也设有隔室5以及设置于隔室5内的加热管6，所述隔室5一侧还设有感应探头161，所述转盘9底部一侧安装有和感应探头161电性连接的温控开关16，感应探头161实时感应温度，配合温控开关16实时控制加热温度；所述温控开关16和加热管6之间电性连接；通过温控开关16控制加热管6的加热温度。所述支撑板7顶部设有液压装置8，所述液压装置8顶部输出端也通过支撑板7连接于上模板1。所述液压装置8包括液压缸81和设置在液压缸81输出端的活塞杆82；通过液压缸81推动活塞杆82移动，实现活塞杆82将上模板1顶起，方便取模。所述上模板1上对称设有四组定位柱13，所述下模板2上对应定位柱13连接位置设有定位孔；设置定位柱13和相匹配的定位孔，方便进行合模。所述注射嘴4分别通过连接板14以及贯穿于连接板14的定位螺栓15固定在上模板1上；通过采用连接板14和定位螺栓15的固定方式，使得注射嘴4拆装方便。由注射嘴4注入胶料时，注射嘴4内为高压状态，通过压力将胶料快速挤入并充满模腔3。

如图4所示，上模板1上还设有余量腔31，所述余量腔31与所述模腔3连通，并且余量腔31沿模腔3连续排列。

另外，本发明还提供一种列车外风挡生产方法：

1.切胶：首先对生胶进行切割，切成规定重量的料块；

2.塑炼：打开密炼机，将切好的生胶放入密炼室，进行塑炼。塑炼时，密炼机转子和机壁要通入冷却水，保证胶料温度在60℃以下。塑炼时间到后，将胶料从密炼机中倒出。在开炼机上纵横薄通两遍，下成标准重量的卷；

3.混炼：将塑炼好的生胶投入密炼机中密炼，然后分批将称量好的防老剂、活性剂、炭黑、DOS等投放入密炼机，混炼5-10min；

4.加剂：打开开炼机，将密炼机排出的混炼胶投入开炼机两辊之间，压胶包辊。胶料包辊后，将促进剂和硫磺加入，待促进剂和硫磺吃尽后，调小辊距，将胶料打三角包两次，再纵横薄通两次。混炼好的胶料停放24h后；

5.热炼：混炼胶经开炼机热炼均匀后，切割成标准宽度的料条，方便下一道工序取用。

6.注压硫化成型：利用上述模具硫化成型，模具分为上模板1和下模板2，当合模时形成中间模腔3，硫化前先将上模板1和下模板2合模，进行充分预热，温度由加热管控制。预热完成后，将热炼好的胶料通过机器注射到模腔3中，注入模腔(3)中的胶料量比模腔(3)体积多5％，机器冷流道有12个注射嘴4，可以同时注射，保证胶料可以第一时间均匀注射到模腔3中，在150℃-160℃温度下、220-230bar下硫化20-50min，再将温度升高至170-180℃、压力降低至200-220bar，硫化10-20min，硫化完成后模具开模，液压装置8顶起上模板1，产品附于上模板1上，将产品拿下。

7.修边：硫化成型后的成品先停放，冷却至室温后运往修边部进行修边整理。把多余的胶料和不整齐的胶边修理整齐、整洁。

8.打磨：修整完的外风挡产品要对其进行喷涂的上表面进行表面打磨。

9.喷涂：进行喷涂前再次对产品喷涂面进行表面清洁，打开自动喷涂机，调整传送带速度10Hz-15Hz，调整喷枪的流量和雾化效果，调整喷枪压力0.4MPa-0.6MPa，将产品放入传送带中，对产品进行半密闭式自动喷涂操作。

10.烘干：喷漆完成后，产品首先通过传送带进入预烘干箱，预烘干箱温度40℃-60℃，干燥5-10min后，将产品运入自动烘干箱，让油漆在密闭的环境中干燥和凝固，加热时，保证鼓风机开启，避免干燥时一些灰尘和杂质的混入。在80℃-150℃烘干1h，将产品拿出，降至室温。

实施例二：

本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：

所述基板10顶部安装有转动装置12，所述转动装置12顶部安装有转盘9，转动装置12控制转盘9转动，带动模具装置转动；所述转动装置12包括电机121、主轴122和皮带轮123，所述主轴122底部转动连接于基板10，所述电机121的输出轴和主轴122上均安装有皮带轮123，所述皮带轮123和所述皮带轮123之间通过皮带124传动连接；通过电机121带动主轴122转动，使得主轴122带动转盘9转动。

工作原理：使用时，通过隔室5内的加热管6分别对上模板1和下模板2进行加热，利用感应探头161实时感应温度，通过温控开关16方便进行控制，采用十二组注射嘴4同时注射至上模板1和下模板2之间的模腔3内，保证胶料可以第一时间均匀注射到模腔3中，通过装置底部的基板10上设置的万向轮11结构，使得装置移动方便，利用转动装置12控制转盘9可以转动，使得转盘9上的模具装置在注射完成后，转盘9提供转动力，可以加速模腔3内的胶料流动，使得胶料充分均匀的进入模腔3，并利于模腔3中的气体和胶料中的气泡排出，提高了生产产品的质量。尤其对于长度长达3.5米的U型列车外风挡，模腔3部分位置空间很小，不利于胶料的流动和均匀分布，造成成品率低，采用转动装置之后，成品率大大提高，产品性能也明显提升。

实施例三：

本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：

在进行注压硫化成型时，硫化条件为：在153℃温度下、225bar下硫化30min，再将温度升高至175℃、压力降低至205bar，硫化12min。

实施例四：

本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：

在进行注压硫化成型时，硫化条件为：在150℃温度下、230bar下硫化50min，再将温度升高至170℃、压力降低至220bar，硫化20min。

实施例五：

本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：

在进行注压硫化成型时，硫化条件为：在160℃温度下、230bar下硫化20min，再将温度升高至180℃、压力降低至200bar，硫化20min。

对比实验：

对照组一、二、三分别按照实施例一的装置进行，但是硫化条件不同，对照组一的硫化条件为150℃、230bar条件下硫化100min。对照组二的硫化条件为165℃、220bar条件下硫化80min。对照组三的硫化条件为180℃、200bar条件下硫化50min。

分别对实施例三、四、五和对照组一、二、三生产出的外风挡产品进行性能测试，测试结果如下表1：

表1

利用本发明的模具进行列车外风挡的生产，生产出的产品，其拉伸强度，断裂伸长率，硬度，耐老化是传统方法生产出的外风挡胶料的1.5-2倍。(传统外风挡性能一般拉伸强度12Mpa,断裂伸长率400％，耐老化性能＜25％)

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种外风挡硫化成型模具，包括上模板(1)、下模板(2)和基板(10)，其特征在于：所述上模板(1)和下模板(2)之间设有模腔(3)，所述上模板(1)上设有十二组注射嘴(4)，所述基板(10)底部安装有万向轮(11)，所述基板(10)顶部安装有支撑板(7)和隔室(5)，所述隔室(5)顶部连接于下模板(2)，所述隔室(5)内安装有加热管(6)，所述上模板(1)顶部也设有隔室(5)以及设置于隔室(5)内的加热管(6)，所述隔室(5)一侧还设有感应探头(161)，所述转盘(9)底部一侧安装有和感应探头(161)电性连接的温控开关(16)，所述支撑板(7)顶部设有液压装置(8)，所述液压装置(8)顶部输出端也通过支撑板(7)连接于上模板(1)。

2.根据权利要求1所述的一种外风挡硫化成型模具，其特征在于：所述上模板(1)上还设有余量腔(31)，所述余量腔(31)与所述模腔(3)连通，并且余量腔(31)沿模腔(3)连续排列。

3.根据权利要求1所述的一种外风挡硫化成型模具，其特征在于：所述基板和下模板之间还安装有转动装置(12)，所述转动装置(12)顶部安装有转盘(9)，所述转盘(9)顶部安装有支撑板(7)和隔室(5)。

4.根据权利要求3所述的一种外风挡硫化成型模具，其特征在于：所述转动装置(12)包括电机(121)、主轴(122)和皮带轮(123)，所述主轴(122)底部转动连接于基板(10)，所述电机(121)的输出轴和主轴(122)上均安装有皮带轮(123)，所述皮带轮(123)和所述皮带轮(123)之间通过皮带(124)传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种外风挡硫化成型模具，其特征在于：所述温控开关(16)和加热管(6)之间电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种外风挡硫化成型模具，其特征在于：所述液压装置(8)包括液压缸(81)和设置在液压缸(81)输出端的活塞杆(82)。

7.根据权利要求1所述的一种外风挡硫化成型模具，其特征在于：所述上模板(1)上对称设有四组定位柱(13)，所述下模板(2)上对应定位柱(13)连接位置设有定位孔。

8.根据权利要求1所述的一种外风挡硫化成型模具，其特征在于：所述注射嘴(4)分别通过连接板(14)以及贯穿于连接板(14)的定位螺栓(15)固定在上模板(1)上。

9.一种利用如权利要求1-8任一所述的外风挡硫化成型模具生产外风挡的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)切胶：首先对生胶进行切割，切成规定重量的料块；

(2)塑炼：将切好的生胶放入密炼室，进行塑炼，然后将胶料从密炼机中倒出，在开炼机上纵横薄通两遍，下成标准重量的卷；

(3)混炼：将塑炼好的生胶投入密炼机中密炼，然后分批将助剂投放入密炼机，混炼5-10min；

(4)加剂：打开开炼机，将密炼机排出的混炼胶投入开炼机两辊之间，压胶包辊，胶料包辊后，将促进剂和硫磺加入，待促进剂和硫磺吃尽后，调小辊距，将胶料打三角包两次，再纵横薄通两次，然后将胶料停放至少24h；

(5)热炼：混炼胶经开炼机热炼均匀后，切割成标准宽度的料条；

(6)注压硫化成型：硫化前先将上模板(1)和下模板(2)合模，进行预热，预热完成后，将热炼好的胶料通过机器注射到模腔(3)中，在150℃-160℃温度下、220-230bar下硫化20-50min，再将温度升高至170-180℃、压力降低至200-220bar，硫化10-20min，硫化完成后模具开模，液压装置(8)顶起上模板(1)，产品附于上模板(1)上，将产品拿下；

(7)修边：硫化成型后的成品先停放，冷却至室温后进行修边整理；

(8)打磨：对其进行喷涂的上表面进行表面打磨；

(9)喷涂：进行喷涂前再次对产品喷涂面进行表面清洁，打开自动喷涂机，将产品放入传送带中，对产品进喷涂操作；

(10)烘干。

10.根据权利要求9所述的生产外风挡的方法，其特征在于，所述步骤(6)注压硫化成型中，注入模腔(3)中的胶料量比模腔(3)体积多。