CN110524802A - 鞍座缓冲垫成型模具及鞍座缓冲垫注塑成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种鞍座缓冲垫成型模具及鞍座缓冲垫注塑成型工艺，鞍座缓冲垫成型模具包括后模组件、前模板，后模组件包括后模板、设置在后模板后部的后模支座，后模支座与后模板之间形成真空腔体，后模支座上设有与真空腔体连通的第一抽气孔，第一抽气孔与抽真空装置连接，后模板上设有多个与真空腔体连通的第二抽气孔，前模板设置在后模板的前方，前模板的中心处设有贯通的热流通道，前模板与后模板之间设有压板，压板与气缸的输出端连接，气缸安装在所述后模组件的上下两端，压板的中心处设有贯通的挤压孔，鞍座缓冲垫注塑成型工艺的过程为：合模‑储料‑射胶‑保压‑冷却‑开模。本发明制作成本低、占用面积小、生产效率高、材料能够重复利用。

Description

鞍座缓冲垫成型模具及鞍座缓冲垫注塑成型工艺
技术领域
本发明涉及鞍座缓冲垫成型技术领域，特别是涉及一种鞍座缓冲垫成型模具及鞍座缓冲垫注塑成型工艺。
背景技术
鞍座缓冲垫一般安装于自行车、摩托车和电动车上，现有的鞍座缓冲垫结构一般由鞍皮、胶垫构成，鞍座缓冲垫的制作方法一般是先通过鞍座缓冲垫模具打聚氨酯发泡形成聚氨酯发泡垫，备用，然后采用胶水将聚氨酯发泡垫与鞍皮粘合。此种生产方式不仅造成鞍座缓冲垫的生产效率低，且制作模具成本较高，聚氨酯发泡成型生产线占用面积大，对场地要求高，不利于企业的发展。此外，已发泡成型的聚氨酯材料不能再利用，造成资源浪费，且发泡成型的聚氨酯材料不易分解，一般采用焚烧或填埋的方式，对环境影响较大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种制作成本低、占用面积小、生产效率高、材料能够重复利用的鞍座缓冲垫成型模具及鞍座缓冲垫注塑成型工艺。
本发明提供一种鞍座缓冲垫成型模具，包括后模组件、前模板，所述后模组件包括后模板、设置在后模板后部的后模支座，所述后模支座与后模板之间形成真空腔体，所述后模支座上设有与真空腔体连通的第一抽气孔，所述第一抽气孔与抽真空装置连接，所述后模板上设有多个与真空腔体连通的第二抽气孔，所述前模板设置在后模板的前方，所述前模板的中心处设有贯通的热流通道，所述热流通道与热流道***的射出口连通，所述前模板与后模板之间设有压板，所述压板与气缸的输出端连接，所述气缸安装在所述后模组件的上下两端，所述压板的中心处设有贯通的挤压孔，当所述前模板与后模组件扣合时，所述前模板穿过挤压孔与后模板扣合并形成成型型腔，所述热流通道与成型型腔连通。
优选的是，所述后模板的前端中心处设有凹部，所述前模板的后端设有与凹部形状相同的凸部，所述凹部与凸部的形状为所需成型鞍座缓冲垫的形状，所述凸部面积大小小于凹部面积大小。
在上述任一方案优选的是，所述热流通道包括第一分支通道、第二分支通道和注塑口，所述第一分支通道与第二分支通道对称设置且分别与所述注塑口连通，所述第一分支通道与第二分支通道设置在前模板的后端，所述注塑口设置在前模板的前端。
在上述任一方案优选的是，位于所述热流通道的两侧设有恒温***，所述恒温***设置在前模板内。
本发明还提供一种鞍座缓冲垫注塑成型工艺，包括如下步骤：
S1、合模：压板与后模板分离，将鞍皮平铺放在后模板型腔上，压板将鞍皮压紧在后模板型腔上，将真空腔体内的空气抽出，使鞍皮与后模板型腔之间形成真空状态，利用大气压将鞍皮吸附在后模板型腔上，前模板穿过压板上的挤压孔与后模板扣合形成成型型腔；
S2、将热塑性橡胶基材、发泡剂进行烘干；
S3、储料：将烘干的所述热塑性橡胶基材与发泡剂进行搅拌混合，得到发泡剂与热塑性橡胶基材的混合物料，根据每次所需成型的量将混合物料送入料管中，并对料管中的混合物料进行加热，同时通过料管内的螺杆进行搅拌输送至料管的出料端，以得到熔融的混合物料；
S4、射胶：将熔融的混合物料经热流通道连续喷射至成型型腔内，热塑性橡胶基材在成型型腔内进行发泡反应；
S5、保压：对成型型腔内的料液进行保压；
S6、冷却：对成型型腔内的料液进行冷却成型，由此形成胶垫，成型模腔的温度为65～75℃，冷却时间为50～60s；
S7、开模：注塑完成后，胶垫与鞍皮注塑一体成型，前模板与后模组件分离，压板与后模板分离后取出产品，由此制得鞍座缓冲垫。
优选的是，步骤S2中，所述热塑性橡胶基材与发泡剂的干燥温度为70℃，干燥时间为 2h。
在上述任一方案优选的是，步骤S3中，混合物料在料管中的塑化温度分为五段，依次为 155℃、180℃、185℃、185℃、190℃，其中，每段塑化过程的储料压力90MPA，速度90cm3/s，时间5.1s。
在上述任一方案优选的是，步骤S4中，射胶时间为15s，压力5MPA，速度15cm3/s。
在上述任一方案优选的是，步骤S5中，保压压力5MPA，速度5cm3/s，时间15s。
在上述任一方案优选的是，所述步骤S3中，向料管中还加入软化油，其中，按质量份数计，加入所述软化油0.05份。
与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果为：
1、通过采用微发泡热塑性橡胶替代现有的聚氨酯发泡垫，并采用注塑成型工艺制作鞍座缓冲垫，能够实现对鞍皮和胶垫的一次成型，无需进行二次粘合，成型的鞍座缓冲垫结构稳定性强，且制作成型简单，成型效率高，制作成型模具的成本低，降低生产成本，提高鞍座缓冲垫的生产效率。
2、鞍座缓冲垫注塑成型时先储料再射胶，缩短混合材料在料管内的停留时间，在储料完成后立即射胶，保证发泡剂在料管内预先被激活，喷射至成型型腔内，热塑性橡胶基材与发泡剂继续进行发泡反应，能够保证制得的产品弹性性能，防止混合材料预先在料管内完成发泡反应，从而保证鞍座缓冲垫的发泡质量与成型质量，同时，由于热塑性橡胶基材微孔发泡，发泡时间短，缩短产品成型制造周期。
3、在进行发泡反应时，若温度过高，则会导致发泡反应停止，若温度过低，则会导致发泡反应不完全，在储料时，热塑性橡胶基材与发泡剂在料管内混合时通过采用依次递增的加热温度，使发泡反应持续进行，保证材料的发泡效果。
4、热塑性橡胶基材与发泡剂之间发生物理变化，其所形成的微发泡热塑性橡胶属于塑胶材料，材料性质不变，仅发生形态变化，能够重复使用，与采用聚氨酯发泡材料制作鞍座缓冲垫相比，制造成本低，对环境影响小。热塑性橡胶基材与发泡剂进行混合，降低热塑性橡胶基材的密度，使制得的鞍座缓冲垫质量轻、弹性性能好、密度小。
5、发泡剂与热塑性橡胶基材在混合时，通过加入少量的软化油，能够保证发泡剂与热塑性橡胶基材更好的混合，从而保证热塑性橡胶基材的发泡性能。
下面结合附图对本发明的鞍座缓冲垫成型模具及鞍座缓冲垫注塑成型工艺作进一步说明。
附图说明
图1为本发明鞍座缓冲垫成型模具的结构示意图；
图2为本发明鞍座缓冲垫成型模具中鞍皮压紧在后模板型腔的结构示意图；
图3为本发明鞍座缓冲垫成型模具中前模板与后模组件扣合的结构示意图；
图4为本发明鞍座缓冲垫成型模具中鞍座缓冲垫成型的结构示意图；
其中：1、后模支座；2、真空腔体；3、第一抽气孔；4、气缸；5、后模板；51、第二抽气孔；52、凹部；6、压板；61、挤压孔；7、前模板；71、模板本体；72、压紧凸块；73、第一分支通道；74、第二分支通道；75、注塑口；76、恒温***；8、鞍皮；9、热流道***。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本发明提供一种鞍座缓冲垫成型模具，包括后模组件、前模板7，后模组件包括后模板5、设置在后模板5后部的后模支座1，后模支座1与后模板5之间形成真空腔体 2，后模支座1上设有与真空腔体2连通的第一抽气孔3，第一抽气孔3与抽真空装置连接，后模板5上设有多个与真空腔体2连通的第二抽气孔51，前模板7设置在后模板5的前方，前模板7的中心处设有贯通的热流通道，热流通道与热流道***9的射出口连通，前模板7 与后模板5之间设有压板6，压板6与气缸4的输出端连接，气缸4安装在后模组件的上下两端，压板6的中心处设有贯通的挤压孔61，当前模板7与后模组件扣合时，前模板7穿过挤压孔61与后模板5扣合并形成成型型腔，热流通道与成型型腔连通。
如图1-图4所示，鞍座缓冲垫的成型过程为：首先，压板6通过气缸4与后模板5分离，将鞍皮8平铺放在后模板5型腔上；其次，压板6通过气缸4将鞍皮8压紧在后模板5型腔上，并通过抽真空装置将真空腔体2内的空气抽出，使鞍皮8与后模板5型腔之间形成真空状态，利用大气压将鞍皮8吸附在后模板5型腔上；再次，前模板7穿过压板6上的挤压孔 61与后模板5扣合形成成型型腔，注塑机射嘴通过热流道***9经热流通道向成型型腔内注射料液，料液在型腔内冷却成型，从而实现对鞍皮8和胶垫的一次成型，无需进行二次粘合，成型的鞍座缓冲垫结构稳定性强，且制作成型简单，成型效率高，制作成型模具的成本低，降低生产成本，提高鞍座缓冲垫的生产效率。其中，抽真空时，保证抽真空压力在一个标准大气压。其中，前模板7安装在注塑机的前模安装板上，后模支座1安装在注塑机的后模安装板上。鞍座缓冲垫注塑成型后，前模板7与后模组件分离，压板6通过气缸4与后模板5 分离，人工将成型的鞍座缓冲垫取出即可。
位于热流通道的两侧设有恒温***76，恒温***76设置在前模板7内。恒温***76用于控制成型型腔的成型温度，保证鞍座缓冲垫的成型质量。热流道***9保证热流通道内的料液处于熔融状态，在胶垫成型过程中不会出现回料，降低成型材料的损耗，从而降低生产成本。本实施例，热流道***9与恒温***76选用的是注塑领域常规结构，其内部结构、工作原理都是本领域已公开的现有技术。
进一步的，热流通道包括第一分支通道73、第二分支通道74和注塑口75，第一分支通道 73与第二分支通道74对称设置且分别与所述注塑口75连通，第一分支通道73与第二分支通道74设置在前模板7的后端，注塑口75设置在前模板7的前端。热流通道的结构设计保证料液能够快速均匀的充满成型型腔内。
进一步的，后模板5前端的上下两侧设有定位件。本实施例中，定位件为采用销钉。当鞍皮8平铺放在后模板5型腔上时，鞍皮8上设有与销钉配合的定位孔，以实现对鞍皮8的定位。
进一步的，后模板5的前端中心处设有凹部52，前模板7的后端设有与凹部52形状相同的凸部，凹部52与凸部的形状为所需成型鞍座缓冲垫的形状，凸部面积大小小于凹部52面积大小。后模板5与前模板7扣合时，凹部52与凸部之间形成成型型腔。
进一步的，前模板7包括一体成型的模板本体71和压紧凸块72，凸部设置在模板本体71 的后端，热流道***9设置在模板本体71上，压紧凸块72分别设置在模板本体71的上下两端。后模板5的截面长度大小、挤压孔61的截面长度大小、模板本体71的截面长度大小依次递减。前模板7与后模板5扣合时，压紧凸块72能够与压板6贴合并对压板6进行压紧固定，由此保证成型型腔的密封性能，防止成型材料外漏。
进一步的，抽真空装置为真空泵。
进一步的，后模板5与后模支座1之间为可拆卸固定连接。
本实施例中，前模板7、后模组件均采用模具钢材质制成。
实施例二
本发明还提供一种鞍座缓冲垫注塑成型工艺，包括如下步骤：
S1、合模：压板6与后模板5分离，将鞍皮8平铺放在后模板5型腔上，压板6将鞍皮8压紧在后模板5型腔上，将真空腔体2内的空气抽出，使鞍皮8与后模板5型腔之间形成真空状态，利用大气压将鞍皮8吸附在后模板5型腔上，前模板7穿过压板6上的挤压孔61与后模板5扣合形成成型型腔；
S2、将热塑性橡胶基材、发泡剂进行烘干，热塑性橡胶基材与发泡剂的干燥温度为70℃，干燥时间为2h；其中，按质量份数计，发泡剂为1～5分，其采用的型号为DF-105(白色粉末)，其分解温度：155-185℃±5℃，发气量：175-190ml/g。
S3、储料：将烘干的所述热塑性橡胶基材与发泡剂进行搅拌混合，得到发泡剂与热塑性橡胶基材的混合物料，根据每次所需成型的量将混合物料送入料管中，同时向料管中还加入软化油，其中，按质量份数计，加入软化油0.05份，并对料管中的混合物料进行加热，混合物料在料管中的塑化温度分为五段，依次为155℃、180℃、185℃、185℃、190℃，每段塑化过程的储料压力90MPA，速度90cm3/s，时间5.1s，同时通过料管内的螺杆进行搅拌输送至料管的出料端，以得到熔融的混合物料，此时，发泡剂被激活；
S4、射胶：将熔融的混合物料经热流通道连续喷射至成型型腔内，热塑性橡胶基材在成型型腔内进行发泡反应，此时，成型型腔内充满熔融的微发泡热塑性橡胶，其中，射胶时间为 15s，压力5MPA，速度15cm3/s；
S5、保压：对成型型腔内的料液进行保压，热塑性橡胶基材在成型型腔内继续进行发泡反应，此时，成型型腔内充满熔融的微发泡热塑性橡胶，其中，保压压力5MPA，速度5cm3/s，时间15s；
S6、冷却：对成型型腔内的料液进行冷却成型，由此形成为微发泡热塑性橡胶材质的胶垫，其中，成型模腔的温度为65～75℃，冷却时间为50～60s；
S7、开模：注塑完成后，胶垫与鞍皮8注塑一体成型，前模板7与后模组件分离，压板6 与后模板5分离后取出产品，由此制得鞍座缓冲垫。
本实施例中，在储料时，先将烘干的热塑性橡胶基材、发泡剂以及软化油搅拌混合，此时，并未对上述混合材料进行加热，各材料之间也没有发生任何反应，当各材料在料管内进行加热时，发泡剂被激活，热塑性橡胶基材开始进行发泡反应，当各材料在螺杆的作用下搅拌输送至料管的出料端时，立即进行射胶，将熔融的混合物料喷射至成型型腔内，并进行保压，在保压过程中，热塑性橡胶基材与发泡剂持续进行发泡反应，使热塑性橡胶基材发泡完全，以得到熔融的微发泡热塑性橡胶，保证制得鞍座缓冲垫的质量。
其中，本实施例中的热塑性橡胶基材，按质量份数计，包括以下组分，
SEBS：53～63份、软化油：37～43份、抗氧剂：0.1～0.3份。
抗氧剂采用亚磷酸酯，软化油采用石蜡油。
热塑性橡胶基材的制备方法，包括如下步骤：
第一步、配料搅拌：先将SEBS加入至搅拌锅搅拌，再将软化油、抗氧剂加入至搅拌锅中，与SEBS混合均匀搅拌；其中，SEBS加入量精确至0.01KG，软化油、抗氧剂加入量精确至0.001KG，上述各材料以每分钟6圈的速度进行搅拌，搅拌时间自行设定，以500KG的搅拌桶为例，一般设定的搅拌时间为30分钟。
第二步、挤出造粒：将步骤S1中搅拌混合均匀的材料加入至造粒机的料斗内，并通过造粒机外部的加热器对料斗内的材料进行加热至熔融状态，熔融的材料并输送至造粒机的口模中，再通过造粒机的冷却定型装置对口模中熔融的材料进行冷却，获取与口模形状相似的材料形状，再将定型的材料输送至切料机中，获取颗粒状材料，即得到热塑性橡胶基材；其中，对料斗内材料的加热温度为195～205℃，对口模中熔融材料的冷却温度为0～20℃。
在制备热塑性基材时，通过加入亚磷酸酯抗氧剂，其抗萃取性强，对水解作用稳定，且具有良好的色泽保护能力，能够显著提高制品的光稳定性。通过加入石蜡油，使制得的微发泡热塑性橡胶材料耐热性、光照性能好，其挥发性少，具有良好的耐侯性，延长微发泡热塑性橡胶的使用寿命，且材料成本低。
与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果为：
1、通过采用微发泡热塑性橡胶替代现有的聚氨酯发泡垫，并采用注塑成型工艺制作鞍座缓冲垫，能够实现对鞍皮8和胶垫的一次成型，无需进行二次粘合，成型的鞍座缓冲垫结构稳定性强，且制作成型简单，成型效率高，制作成型模具的成本低，降低生产成本，提高鞍座缓冲垫的生产效率。
2、鞍座缓冲垫注塑成型时先储料再射胶，缩短混合材料在料管内的停留时间，在储料完成后立即射胶，保证发泡剂在料管内预先被激活，喷射至成型型腔内，热塑性橡胶基材与发泡剂继续进行发泡反应，能够保证制得的产品弹性性能，防止混合材料预先在料管内完成发泡反应，从而保证鞍座缓冲垫的发泡质量与成型质量，同时，由于热塑性橡胶基材微孔发泡，发泡时间短，缩短产品成型制造周期。而传统的注塑工艺流程在注塑成型时先射胶再储料，材料在料管中需要等待下个注塑循环开始才能射出，这样就延长料液在料管内的停留时间，导致材料在料管内预先完成发泡反应，由于料管的体积一定，若材料在料管内停留时间过长，则阻碍热塑性橡胶基材发泡膨胀，导致热塑性橡胶基材内形不成气泡，且材料在料管内已经达到所需发泡的温度，导致热塑性橡胶基材在料管内被烧焦，从而使制得的产品弹性小。
3、在进行发泡反应时，若温度过高，则会导致发泡反应停止，若温度过低，则会导致发泡反应不完全，在储料时，热塑性橡胶基材与发泡剂在料管内混合时通过采用依次递增的加热温度，使发泡反应持续进行，保证材料的发泡效果。
4、热塑性橡胶基材与发泡剂之间发生物理变化，其所形成的微发泡热塑性橡胶属于塑胶材料，材料性质不变，仅发生形态变化，能够重复使用，与采用聚氨酯发泡材料制作鞍座缓冲垫相比，制造成本低，对环境影响小。热塑性橡胶基材与发泡剂进行混合，降低热塑性橡胶基材的密度，使制得的鞍座缓冲垫质量轻、弹性性能好、密度小。
5、发泡剂与热塑性橡胶基材在混合时，通过加入少量的软化油，能够保证发泡剂与热塑性橡胶基材更好的混合，从而保证热塑性橡胶基材的发泡性能。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种鞍座缓冲垫成型模具，其特征在于：包括后模组件、前模板，所述后模组件包括后模板、设置在后模板后部的后模支座，所述后模支座与后模板之间形成真空腔体，所述后模支座上设有与真空腔体连通的第一抽气孔，所述第一抽气孔与抽真空装置连接，所述后模板上设有多个与真空腔体连通的第二抽气孔，所述前模板设置在后模板的前方，所述前模板的中心处设有贯通的热流通道，所述热流通道与热流道***的射出口连通，所述前模板与后模板之间设有压板，所述压板与气缸的输出端连接，所述气缸安装在所述后模组件的上下两端，所述压板的中心处设有贯通的挤压孔，当所述前模板与后模组件扣合时，所述前模板穿过挤压孔与后模板扣合并形成成型型腔，所述热流通道与成型型腔连通。
2.根据权利要求1所述的鞍座缓冲垫成型模具，其特征在于：所述后模板的前端中心处设有凹部，所述前模板的后端设有与凹部形状相同的凸部，所述凹部与凸部的形状为所需成型鞍座缓冲垫的形状，所述凸部面积大小小于凹部面积大小。
3.根据权利要求1所述的鞍座缓冲垫成型模具，其特征在于：所述热流通道包括第一分支通道、第二分支通道和注塑口，所述第一分支通道与第二分支通道对称设置且分别与所述注塑口连通，所述第一分支通道与第二分支通道设置在前模板的后端，所述注塑口设置在前模板的前端。
4.根据权利要求1所述的鞍座缓冲垫成型模具，其特征在于：位于所述热流通道的两侧设有恒温***，所述恒温***设置在前模板内。
5.一种鞍座缓冲垫注塑成型工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、合模：压板与后模板分离，将鞍皮平铺放在后模板型腔上，压板将鞍皮压紧在后模板型腔上，将真空腔体内的空气抽出，使鞍皮与后模板型腔之间形成真空状态，利用大气压将鞍皮吸附在后模板型腔上，前模板穿过压板上的挤压孔与后模板扣合形成成型型腔；
S2、将热塑性橡胶基材、发泡剂进行烘干；
S3、储料：将烘干的所述热塑性橡胶基材与发泡剂进行搅拌混合，得到发泡剂与热塑性橡胶基材的混合物料，根据每次所需成型的量将混合物料送入料管中，并对料管中的混合物料进行加热，同时通过料管内的螺杆进行搅拌输送至料管的出料端，以得到熔融的混合物料；
S4、射胶：将熔融的混合物料经热流通道连续喷射至成型型腔内，热塑性橡胶基材在成型型腔内进行发泡反应；
S5、保压：对成型型腔内的料液进行保压；
S6、冷却：对成型型腔内的料液进行冷却成型，由此形成胶垫，成型模腔的温度为65～75℃，冷却时间为50～60s；
S7、开模：注塑完成后，胶垫与鞍皮注塑一体成型，前模板与后模组件分离，压板与后模板分离后取出产品，由此制得鞍座缓冲垫。
6.根据权利要求5所述的鞍座缓冲垫注塑成型工艺，其特征在于：步骤S2中，所述热塑性橡胶基材与发泡剂的干燥温度为70℃，干燥时间为2h。
7.根据权利要求5所述的鞍座缓冲垫注塑成型工艺，其特征在于：步骤S3中，混合物料在料管中的塑化温度分为五段，依次为155℃、180℃、185℃、185℃、190℃，其中，每段塑化过程的储料压力90MPA,，速度90cm3/s，时间5.1s。
8.根据权利要求5所述的鞍座缓冲垫注塑成型工艺，其特征在于：步骤S4中，射胶时间为15s，压力5MPA，速度15cm3/s。
9.根据权利要求5所述的鞍座缓冲垫注塑成型工艺，其特征在于：步骤S5中，保压压力5MPA，速度5cm3/s，时间15s。
10.根据权利要求5所述的鞍座缓冲垫注塑成型工艺，其特征在于：所述步骤S3中，向料管中还加入软化油，其中，按质量份数计，加入所述软化油0.05份。
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