CN108501326A - 一种内径≤2mm的O形圈注射加工模具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内径≤2mm的O形圈加工模具及方法,所述的模具包括上模、中模、下模、注胶孔、注胶腔、流道腔和O形圈型腔;所述的上模下表面和中模上表面形成注胶腔;所述的中模下表面和下模上表面形成O形圈型腔;所述的注胶孔为中模的开孔,所述的注胶孔位于两个对应的O形圈型腔中间的上部位置,所述的流道腔位于注胶孔下部,其径向尺寸与O形圈内径相同,所述的注胶孔径向尺寸小于O形圈内径。所述的流道腔在竖直方向的高度为0.04~0.06mm。本发明的加工模具产生的O形圈制品不需要修边机修边,模具结构简单,成本低廉、显著提高修边效率和产品质量,利于推广。
Description
技术领域
本发明属于橡胶O形圈的加工领域,尤其是涉及一种内径≤2mm的O形圈注射加工模具及加工方法。
背景技术
橡胶O形圈结构简单,密封性能可靠,广泛用于各种密封领域。O形圈飞边大小对其密封性的影响极大,O形圈飞边越小其密封性能越好。
而常规尺寸的O形圈,修边方式会选择手工修边和冷冻修边,可使得O型圈的飞边在宽度度方向控制在0.08~0.10mm。而对于一些小内径的O形圈,内圈飞边去除比较困难,手工修边时,因O型圈内径较小不好操作,修边效率低。而冷冻修边,因O型圈内径较小,弹丸撞击到内圈飞边的有效性较差,内圈飞边无法修干净,效率低,产品质量差。
对于现有技术中的修边工具也能检索到相关的申请案,中国专利申请CN201110251411.4,公开日期为2012.02.22的申请案公开了一种冷冻油封修边机。该发明修边完成后,钢球、飞边屑和成品油封从滚筒的进料口下落至分离框,振动器振动,将飞边屑分离,由于筛板一端高一端低,钢球滚至收集框内,成品油封集中在筛板上。该专利存在如下问题:1)橡胶玻璃化温度一般在-40℃左右,这需要耗费大量液态氮气,费用较高;2)液态氮气属危险品,储存和运输都需要专业的设备,设备投资大;3)油封温度降到橡胶玻璃化温度以下,之后用钢珠撞击油封,这时不仅能将油封表面毛边撞碎,也会将油封薄弱部分撞碎,存在质量风险;4)钢珠撞击毛边时需一定力才能将毛边撞碎,这要求钢珠自身要有一定的质量;当制品内孔较小时,修内孔毛边,如用小钢珠撞击力不足,如用大钢珠又法撞击到橡胶制品内孔。因此此方法不适应小内径制品;5)当制品内孔和钢珠外径接近时,钢珠非常容易卡在制品内孔中,这需要后期人工去除,费时费力,还有可能出现遗漏,造成隐患。6)使用倾斜的筛网从钢珠、毛边、橡胶制品混合体中选出橡胶制品时,橡制制品也有可能同钢珠一起滚落,筛选效果不好。
中国专利申请号CN201010570716.7,公开日期为2011.05.25的申请案公开了一种修边机。该发明废边料去除干净,产品质量可靠,生产效率高,劳动成本低,大大提高了企业的市场竞争能力。其不足之处在于:1)转动盘带动容器内的待修边产品高速旋转,产品自身不断发生扭曲,从而实现在旋转中被去除毛边,长时间扭曲产品,易对产品造成疲劳破坏;2)对于一些不易发生扭曲变形的产品很难将毛边去除干净;3)设备结构复杂,有效装机容积小;4)脱落的毛边随高压气体排入毛边回收箱,如果修边的是自身重量较轻的小制品,制品也会随高压气体排入毛边回收箱。因此,该设备不适应于自身重量较轻的小制品。
综上所述,在小内径的O形圈的加工生产过程中,由于小内径的O形圈内径较小,不易操作,其产生的飞边难以去除,专门的修边方法普遍存在修边效率低、产品质量差的问题。
经检索,现有技术中存在相关控制飞边大小的相关申请案,如中国专利申请号CN201510627047.5,公开日期为2017.08.11的申请案公开了一种用于加工O形圈的生产模具,包括上模板、下模板、上模、下模、用于导向及定位的导柱和导套;上模的外锥面上设置有第一型腔和溢胶槽,下模的内锥面上设置有与第一型腔配合的第二型腔,且第一型腔与第二型腔中的一者为半圆型腔,另一者为小半圆型腔,小半圆型腔的尺寸根据目标飞边厚度确定。本发明公开的生产模具,考虑到加工O形圈时产生的飞边的厚度,根据预设飞边的厚度,将第一型腔或第二型腔设置为半圆型腔,另一型腔设置为小半圆型腔。加工时,由于飞边和一个小半圆型腔的存在,且多余的橡胶原料可自溢胶槽溢出,使得合模后型腔内的O形圈圆度更好,并减小了加工过程中产生的飞边的厚度。该申请案的模具虽然能一定程度上较小飞边,然而该申请案存在如下缺陷:1)该模具装置设计较为复杂,模具材料及加工设备的要求太高,增加了投入成本;2)多余的橡胶原料自溢胶槽溢出,一定程度上造成了胶料的浪费。
基于现有技术的缺陷,亟需对适用于小内径的O形圈的加工模具进行改进,提供一种结构简单,成本低廉、显著提高修边效率和产品质量的小内径的O形圈的注射加工模具。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中O型圈内径较小不好操作,修边效率低、产品质量差等问题,本发明旨在提供了一种内径≤2mm的O形圈的注射加工模具和方法。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
本发明提供了一种内径≤2mm的O形圈的注射加工模具,所述的模具包括上模、中模、下模、注胶孔、注胶腔、流道腔和O形圈型腔;所述的上模下表面和中模上表面之间形成注胶腔;所述的O形圈型腔位于中模下表面和下模上表面之间;所述的注胶孔为中模的开孔,所述的注胶孔位于两个对应的O形圈型腔中间的上部位置,所述的流道腔位于注胶孔下部,其径向尺寸与O形圈内径相同,所述的注胶孔径向尺寸小于O形圈内径。因此,流道腔中产生的飞边即O形圈内圈的飞边。
作为本发明更进一步的改进,所述的注胶孔径向尺寸比O形圈内径小0.06~0.10mm。
作为本发明更进一步的改进,所述的流道腔在竖直方向的高度为0.04~0.06mm。
作为本发明更进一步的改进,所述的上模下表面设有凸起结构,所述的中模上表面设有凹陷结构,所述凸起结构与凹陷结构之间形成注胶腔。
作为本发明更进一步的改进,所述注胶腔竖直方向的高度为0.05~0.15mm。
作为本发明更进一步的改进,本发明还提供了内径≤2mm的O形圈的注射加工方法,该方法包括以下步骤:
a)将上模、中模、下模安装在硫化机上,设定温度,将胶料填入注胶腔;
b)加压合模,在合模的过程中胶料受压产生流动,胶料由注胶腔流入注胶孔,经过流道腔,注满O形圈型腔;
c)硫化、分离上模和中模,扯掉注胶腔中的飞边;扯掉注胶腔中飞边的同时,会将注胶口内的飞边和O形圈内圈的飞边,即流道腔中的飞边一同带出,在模腔还未打开前,O形圈内圈的飞边大部分已经被去除;
d)分离中模和下模,打开模腔,取出制品。
作为本发明更进一步的改进,所述步骤a)中,设定温度为165~185℃。
作为本发明更进一步的改进,所述步骤b)中,加压合模的压力控制在16~20MPa。
作为本发明更进一步的改进,所述步骤c)中,硫化的时间为5~10min。
作为本发明更进一步的改进,所述注胶孔为圆柱体、长方体、正方体中的任意一种。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,具有如下显著效果:
(1)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工模具,分别设置上模、中模和下模,所述的上模下表面和中模上表面形成注胶腔;所述的中模下表面和下模上表面形成O形圈型腔;所述的注胶孔为中模的开孔,所述的注胶孔位于两个对应的O形圈型腔中间的上部位置,所述的流道腔位于注胶孔下部,其径向尺寸与O形圈内径相同,所述的注胶孔径向尺寸小于O形圈内径。该设置可以使注射于注胶腔的胶料很快流入至注胶孔中,并由注胶孔进入流道腔,再流入O形圈型腔,还能够使硫化后注胶腔内产生的飞边与注胶口、流道腔内的飞边完全相连,方便注胶腔、注胶口和流道腔内的飞边同时快速去除。
(2)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工模具,注胶孔径向尺寸小于O形圈内径,同时在注胶孔下部设置径向尺寸与O形圈内径相同的流道腔,可以利用注胶口内的飞边和O形圈相连强力较小,在扯掉注胶腔中飞边的同时,会将注胶口内的飞边和O形圈内圈的飞边一同带出,因此在模腔还未打开前,O形圈内圈的飞边大部分已经被去除,显著的提高了修边效率,经统计修边效率提高了50%以上,进一步提高了整体生产效率,降低了运行成本。现有技术的O形圈模具多为两层模具,生产出的O形圈内外圈均有飞边,当O形圈内径较小时,内圈飞边很难去除。
(3)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工模具,所述的注胶孔径向尺寸比O形圈内径小0.06~0.10mm;所述的流道腔在竖直方向的高度为0.04~0.06mm。在该范围内利用模具产生制品的飞边最大相连宽度为0.03~0.05mm;飞边相连厚度为0.04~0.06mm;已经完全满足制品要求,不需要专门的修边工具进行修边,如果设置间隙过小,则对模具材料及加设备要求太高,实际加工中无法实现;如果间隙过大,则无法满足制品要求。
(4)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工模具,整体结构简单,成本低廉,解决了现有技术中O型圈内径较小不好操作,修边效率低、产品质量差等的问题,加工后的产品内圈无需再使用修边机进行修边,极大的提高了小内径O形圈加工生产的效率;且O形圈内圈的飞边是在在模腔还未打开前去除的,对产品没有任何损伤,产品无开裂缺陷,产品质量稳定性好,合格率高,经统计,产品合格率≥98.5%,关键尺寸ppk≥1.83,利于推广。
(5)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工方法,操作步骤为:安装模具、加压、硫化、分离上模和中模、分离中模和下模,取出制品;只需要在分离上模和中模后将注胶腔中飞边扯掉,该操作将同时消除注胶口的飞边和O形圈内圈的飞边;该过程简单易于操作,利于推广。
附图说明
图1为本发明的加工模具的剖视结构图;
图2为本发明的核心部件结构放大图;
图3为现有技术中加工模具的剖视图。
图中:1、上模;2、中模;3、下模;4、注胶孔;5、注胶腔;6、O形圈型腔;7、流道腔。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例,对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种内径≤2mm的橡胶O形圈的注射加工模具,其中图1为加工模具的剖视图,如图1所示,所述的模具包括上模1、中模2、下模3、注胶孔4、注胶腔5、流道腔7和O形圈型腔6;所述的上模1下表面和中模2上表面形成注胶腔5;所述的O形圈型腔6位于中模2下表面和下模3上表面之间;所述的注胶孔4为中模2的开孔,所述的注胶孔4位于两个对应的O形圈型腔6中间的上部位置,所述的流道腔7位于注胶孔4下部,其径向尺寸与O形圈内径相同,所述的注胶孔4径向尺寸小于O形圈内径。因此,流道腔中产生的飞边即O形圈内圈的飞边。
所述的上模1下表面设有凸起结构,所述的中模2上表面设有凹陷结构,所述凸起结构与凹陷结构之间形成注胶腔5。
所述注胶孔4为圆柱体。
图2为本发明的核心部件结构放大图,本实施例中所述的注胶孔4径向尺寸比O形圈内径小0.06mm;如图2所示,将所述的注胶孔4径向尺寸设定为A,则O形圈内径的尺寸为A+A1,其中,本实施例中A1为0.06mm。
本实施例中所述的流道腔7在竖直方向的高度为0.04mm,如图2所示,对应距离B为0.04mm。
本实施例中注胶腔5在竖直方向的高度为0.05mm。
本实施例还提供了上述模具的注射加工方法,包括以下步骤:
(a)将上模1、中模2、下模3安装在硫化机上,将模具温度设定为165℃,待温度达到后,将胶料填入注胶腔5;
(b)加压16MPa合模,在合模的过程中胶料受压产生流动,胶料从注胶腔5流入注胶口(4),经过流道腔(7)竖直高度方向上的0.04mm间隙,最后注满O形圈型腔6;
(c)硫化10分钟,分离上模1和中模2,在注胶腔5中有厚度大于0.05mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连,而注胶口4内的飞边和O形圈内圈只有0.03mm的相连宽度、0.04mm相连厚度。
因注胶口4内的飞边和O形圈相连强力较小,因此,扯掉注胶腔5中飞边的同时,会将注胶口4内的飞边和O形圈内圈的飞边,即流道腔7中的飞边一同带出,在模腔还未打开前,O形圈内圈的飞边大部分已经被去除,最终O形圈内圈产生飞边的宽度最大仅0.03mm、厚度仅0.04mm。不需再对O形圈内圈进行修边已经满足O形圈制品的要求。
(d)分离中模2和下模3,打开模腔,取出橡胶O形圈制品。
本实施例得到的橡胶O形圈制品,具有如下显著效果:
(1)本实施例中的加工模具,所述上模1和中模2形成注胶腔,注胶腔5内留有0.05mm间隙,所以在硫化后,注胶腔5中会产生厚度大于0.05mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连,方便注胶腔5和注胶口4内的飞边快速去除;
(2)本实施例中的加工方法,在模腔还未打开前,O形圈内圈的飞边大部分已经被去除,脱模后的产品不需再对O形圈内圈进行修边,修边效率提高了50%以上,极大的提高了生产效率;
(3)本实施例中的加工方法,O形圈内圈的飞边是在模腔还未打开前去除的,因此,对产品没有任何损伤,产品无开裂缺陷,产品质量稳定性好,产品合格率≥98.5%,关键尺寸ppk≥1.83。
实施例2
本实施例的内径≤2mm的橡胶O形圈的注射加工模具基本与实施例1相同,不同之处在于:所述的注胶孔4径向尺寸比O形圈内径小0.08mm;本实施例中所述的流道腔7在竖直方向的高度为0.05mm;所述注胶腔5在竖直方向的高度为0.15mm。
上述模具加工橡胶O形圈的加工方法,其步骤为:
(a)将上模1、中模2、下模3安装在硫化机上,将模具温度设定为175℃,待温度达到后,将胶料填入注胶腔5;
(b)加压18MPa合模,在合模的过程中胶料受压产生流动,胶料由注胶腔5先流入注胶口4,再经过流道腔(7)竖直高度方向上的0.05mm间隙,最后注满O形圈型腔6;
(c)硫化7.5分钟后,分离上模1和中模2,在注胶腔5中有厚度大于0.15mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连,而注胶口4内的飞边和O形圈内圈只有0.04mm的相连宽度、0.05mm相连厚度;因注胶口4内的飞边和O形圈相连强力较小,因此,扯掉注胶腔5中飞边的同时,会将注胶口4内的飞边和O形圈内圈的飞边一同带出,在模腔还未打开前,O形圈内圈的飞边大部分被完全去除,最终O形圈内圈产生飞边的宽度最大仅0.04mm、宽度仅0.05mm,不需再对O形圈内圈进行修边已经满足O形圈制品的要求。
(d)分离中模2和下模3,打开模腔,取出制品。
本实施例得到的橡胶O形圈制品,具有如下显著效果:
(1)本实施例中的加工模具,所述上模1和中模2形成注胶腔5,注胶腔5内留有0.15mm间隙,所以在硫化后,注胶腔5中会产生厚度大于0.15mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连,方便注胶腔5和注胶口4内的飞边快速去除;
(2)本实施例中的加工方法,在模腔还未打开前,O形圈内圈的飞边大部分已经被去除,脱模后的产品不需再对O形圈内圈进行修边,修边效率提高了50%以上,极大的提高了生产效率;
(3)本实施例中的加工方法,O形圈内圈的飞边是在在模腔还未打开前去除的,因此对产品没有任何损伤,产品无开裂缺陷,产品质量稳定性好,产品合格率≥98.5%,关键尺寸ppk≥1.83。
实施例3
本实施例的内径≤2mm的橡胶O形圈的注射加工模具基本与实施例1相同,不同之处在于:所述的注胶孔4径向尺寸比O形圈内径小0.10mm;本实施例中所述的流道腔7在竖直方向的高度为0.06mm;所述注胶腔5在竖直方向的高度为0.10mm。
上述模具加工橡胶O形圈的加工方法,其步骤为:
(a)将上模1、中模2、下模3安装在硫化机上,将模具温度设定为185℃,待温度达到后,将胶料填入注胶腔5;
(b)加压20MPa合模,在合模的过程中胶料受压产生流动,胶料从注胶腔5先流入注胶口4,经过流道腔(7)竖直高度方向上的0.06mm间隙,最后注满O形圈型腔6;
(c)硫化5分钟后,分离上模1和中模2,在注胶腔5中有厚度大于0.10mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连,而注胶口4内的飞边和O形圈内圈只有0.05mm的相连宽度、0.06mm相连厚度。因注胶口4内的飞边和O形圈相连强力较小,因此,扯掉注胶腔中飞边的同时,会将注胶口4内的飞边和O形圈内圈的飞边一同带出,在模腔还未打开前,O形圈内圈的飞边大部分已经被去除,最终O形圈内圈产生飞边的宽度最大仅0.05mm、宽度仅0.06mm。不需再对O形圈内圈进行修边已经满足O形圈制品的要求。
(d)分离中模2和下模3,打开模腔,取出制品。
本实施例得到的橡胶O形圈制品,具有如下显著效果:
(1)本实施例的加工模具,所述上模1和中模2形成注胶腔5,注胶腔5内留有0.10mm间隙,所以在硫化后,注胶腔5中会产生厚度大于0.10mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连,方便注胶腔5和注胶口4内的飞边快速去除;
(2)本实施例的加工方法,在模腔还未打开前,O形圈内圈的飞边大部分已经被去除,脱模后的产品不需再对O形圈内圈进行修边,修边效率提高了50%以上,极大的提高了生产效率;
(3)本实施例的加工方法,O形圈内圈的飞边是在在模腔还未打开前去除的,因此对产品没有任何损伤,产品无开裂缺陷,产品质量稳定性好,产品合格率≥98.5%,关键尺寸ppk≥1.83。
实施例4
本实施例的内径≤2mm的橡胶O形圈的注射加工模具基本与实施例1相同,不同之处在于:所述的注胶孔4径向尺寸比O形圈内径小0.12mm;本实施例中所述的流道腔7在竖直方向的高度为0.10mm;所述注胶腔5在竖直方向的高度为0.10mm。
按照上述模具的加工方法基本同实施例1,最终制的O形圈制品;由于产生的间隙过大,最终产生的O形圈制品飞边尺寸为:长度为:0.06mm;厚度为0.10mm,需要额外的修边工具辅助修边。
表1为实施例生产的制品性能统计。
表1实施例生产的制品性能统计
根据表1可知,利用本发明的加工模具产生的制品飞边宽度为0.03~0.05mm;厚度为0.04~0.06mm;产品合格率≥98.5%;关键尺寸ppk≥1.83。
而现有技术中的O形圈模具多为两层模模具,如图3所示,仅有上模具和下模具,型腔位于上模具和下模具之间,生产出的O形圈内外圈均有飞边,当O形圈内径较小时,内圈飞边很难去除。根据统计,按照现有技术中的加工模具生产出的橡胶O形圈制品飞边很大,经过修边工具控制也达到宽度0.08~0.10mm。因此本发明的加工模具结构简单,加工的制品性能优异,对于现有技术是一种较大的改进。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种内径≤2mm的O形圈的注射加工模具,其特征在于:所述的模具包括上模(1)、中模(2)、下模(3)、注胶孔(4)、注胶腔(5)、流道腔(7)和O形圈型腔(6);所述的上模(1)下表面和中模(2)上表面之间形成注胶腔(5);所述的O形圈型腔(6)位于中模(2)下表面和下模(3)上表面之间;所述的注胶孔(4)为中模(2)的开孔,所述的注胶孔(4)位于两个对应的O形圈型腔(6)中间的上部位置,所述的流道腔(7)位于注胶孔(4)下部,其径向尺寸与O形圈内径相同,所述的注胶孔(4)径向尺寸小于O形圈内径。
2.根据权利要求1所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具,其特征在于:所述的注胶孔(4)径向尺寸比O形圈内径小0.06~0.10mm。
3.根据权利要求1或2所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具,其特征在于:所述的流道腔(7)在竖直方向的高度为0.04~0.06mm。
4.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具,其特征在于:所述的上模(1)下表面设有凸起结构,所述的中模(2)上表面设有凹陷结构,所述凸起结构与凹陷结构之间形成注胶腔(5)。
5.根据权利要求4所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具,其特征在于:所述注胶腔(5)竖直方向的高度为0.05~0.15mm。
6.一种内径≤2mm的O形圈的注射加工方法,其特征在于:采用权利要求1所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具加工,包括以下步骤:
a)将上模(1)、中模(2)、下模(3)安装在硫化机上,设定温度,将胶料填入注胶腔(5);
b)加压合模,在合模的过程中胶料受压产生流动,胶料由注胶腔(5)流入注胶孔(4),经过流道腔(7),注满O形圈型腔(6);
c)硫化、分离上模(1)和中模(2),扯掉注胶腔(5)中的飞边;
d)分离中模(2)和下模(3),打开模腔,取出制品。
7.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工方法,其特征在于:所述步骤a)中,设定温度为165~185℃。
8.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工方法,其特征在于:所述步骤b)中,加压合模的压力控制在16~20MPa。
9.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工方法,其特征在于:所述步骤c)中,硫化的时间为5~10min。
10.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工方法,其特征在于:所述注胶孔(4)为圆柱体、长方体、正方体中的任意一种。
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