CN208914511U - 一种电磁硫化胎面活络模模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于橡胶生产用模具技术领域，涉及一种电磁硫化胎面活络模模具，主体结构包括上盖、弓形座组成、花纹块组成、内模芯、流道组成、法兰件和密封圈，同时与四台齿轮泵橡胶注射机配合使用，采用对称注射方法，提高注射效率，零部件的设计过程与CAE有限元分析相结合，使用时，通过法兰件将4台齿轮泵注射机分别与流道组成连接，将上盖套设在内模芯的外部合模，启动齿轮泵注射机，橡胶通过通孔进入花纹块组成与内模芯之间硫化形成胎面，开模时，使用外部机械垂直提起上盖，弓形座组成带领花纹块组成向上移动，花纹块组成与胎面分离，楔形块与契形槽分离，脱模，人工将胎面与流道组成切割分离，合模，进行下一次生产。

Description

一种电磁硫化胎面活络模模具

技术领域：

本实用新型属于橡胶生产用模具技术领域，涉及一种电磁硫化胎面活络模模具，同时与四台齿轮泵橡胶注射机配合使用，采用对称注射方法，提高注射效率。

背景技术：

在橡胶产品注射成型的过程中，橡胶从注射机机头挤出时与浇口内壁、流道内壁、模具内腔等部件发生剧烈的摩擦。随着注射过程的进行，前端的因为不断升高的温度和复杂的流道型腔的阻碍而发生反应固化，导致流道堵塞、充模不均匀、制品出现熔接痕或者缺口的问题，材料的流动特性受粘度、剪切和固化速率的影响。与热塑性树脂不同，许多热固性弹性体材料不是用于注塑成型的；通常这些化合物在受到剪切时反应不好，剪切是指在进料螺杆塑化以及在注射过程中，材料通过注射机机头、浇口或流道时，从压力施加到复合材料上的应变。在许多用于注射成型的材料中，附加剪切会降低材料的粘度，改善材料的流动特性，使难以填充的零件几何形状更容易填充。与其他热固性弹性体材料成型过程相比，在注射过程中剪切材料所产生的热量也能显著减少所需的固化时间，如果粘度变化不一致或可重复，结果是不一致的注入体积和填充的零件，造成溢料或填充不足。如果不配制注射成型材料，则注射过程中的剪切效应会导致材料的层间分离、起泡或过早固化。在这种情况下，需要重新制定材料或选择另一种成型过程。在开发橡胶模具注射零件的过程中也必须考虑温度问题。首先是模制温度或型腔的成型温度，成型温度决定了构件的固化时间和填充时间，保持一致的成型温度，以确保一致的固化状态和填充状态。当相对冷的材料注入型腔时，必须了解型腔钢的热损失和恢复需要的时间，影响热损失和热增益的主要因素包括零件的几何形状、工具钢的使用、冷流道和热流道模具以及脱模时间。然后是材料温度，成型热固性弹性体材料必须保持冷却介质流向注射装置和机头的流动，以使冷却温度低于材料的固化温度，温度升高可以减少塑化过程中所需的扭矩，温度的波动也会引起不一致的计量性能，导致不一致的实际计量值。在注射过程中，提高材料温度可以产生多种影响，包括：降低材料粘度，降低注射压力，减少注射过程中空腔内的热损失，缩短固化时间。提高温度还可以通过提高材料的固化率来缩短零件的填充时间，使复合物在模压件完全满前就开始固化。用于冷却注射装置的介质包括水、水/乙二醇混合物和用于较高温度的传热油，根据所需的工艺温度选取。对于轮胎这种大型制品，需要合理的设计模具结构，以减少模具测试的成本。

中国专利201621461043.0公开的下开式抽真空活络模具包括底座、导环及上盖，上盖的外圆端部设有凸起，导环外圆表面顶部与凸起的内壁配合，在凸起与导环在配合面上设有密封槽，密封槽内设有第一密封圈，密封槽可以在导环外圆表面顶部上，也可以在凸起内壁面上，在轮胎硫化过程中，将胎坯与花纹块、上侧板、下侧板、上钢圈、下钢圈之间空腔内的气体抽出，橡胶更易填满模具型腔内的每处死角；中国专利201720458999.3公开的一种嵌入式减摩板的活络模具结构包括中模套减摩板和底座减摩板，所述中模套减摩板和底座减摩板分别通过嵌入式结构固定连接在中模套和底座上，其中，中模套减摩板的嵌入式结构包括设置在中模套上下方的一对“T”型槽以及设置在中模套减摩板上下方与所述“T”型槽相对应的一对嵌入式“T”型边，中模套减摩板的其余两个边缘则设计成带锥度的侧边，每一侧边再通过两颗头部带有同等锥度的压紧钉将中模套减摩板压紧固定在中模套上；中国专利201621403114.1公开的自润滑轮胎活络模具包括位于外周的底座、弓形座和上盖，所述弓形座的外侧表面上设有沿其表面往复滑动的中套，所述中套与所述弓形座相贴近的一面上设有减磨板，所述减磨板上设有用于润滑所述弓形座配合面的润滑材料，所述弓形座上设有用于与所述上盖实现滑动的T型块，所述上盖上设有用于与所述T型块配合的上盖开减磨板和上盖闭减磨板，所述底座上设有与所述弓形座形成滑动面的减磨板，所述减磨板上也设有用于润滑弓形座配合面的润滑材料；中国专利201720090507.X公开的一种圆锥面导向子午线轮胎活络模具包括底座，所述底座的上表面设有滑轨，所述滑轨的内部卡接有滑块，所述滑块的上表面中部通过连接杆固定连接有弓形座，所述中模套的上表面设有圆孔，所述底座的上表面设有导向柱，所述圆孔的内部滑动套接导向柱，所述导向柱的上端固定连接有防脱板，所述下侧板的侧面设有卡槽，所述花纹块的侧面下端固定连接有活动杆，所述卡槽的内部滑动套接活动杆，所述活动杆的一端设有限位板；中国专利201621451150.5公开的一种便于拆装的子午线轮胎活络模具包括在底座上分别设置模具下侧板和圆环状的工形座，在圆环状的工形座中固定连接有花纹块，在工形座的外侧面上等间隔弧度地设置有导向条，在圆环状的工形座的外侧活动设置有中模套内圈，中模套内圈的内侧面上的导向槽与工形座的外侧面上设置的导向条活动配合，在导向槽的上端出口处所对应的中环的内侧面上等间隔弧度地设置有导向条的通过槽；中国专利201720090541.7公开的一种斜平面工程胎活络模具包括底盘、中模套，所述底盘的表面设置有下模板，所述下模板的右端连接花纹快的下端，所述花纹快的上端连接上模板，所述上模板安装在上盖的内表面，所述中模套的上表面中心处固定连接有上盖，所述花纹快的右端设置有弓形座，所述弓形座的右端面通过滑块滑动连接中模套，所述底盘的左端设置有定位环，所述弓形座的下端内部开有滑槽，所述滑槽的内部滑动安装有T型滑块，所述T型滑块的左端表面设置有不锈钢垫片，所述T型滑块的右端表面通过弹簧连接滑槽的内壁；中国专利；中国专利201720402541.6公开的一种工程车子午线轮胎平开式活络模具包括上盖、上盖开滑板、吊环、上夹盘、卡位、T型滑块、弓型座、底座、限位块、耐磨板、主体、调节环、下夹盘，所述上盖上设有上盖开滑板，所述上盖上设有卡位，所述上盖与上夹盘相连接，所述上盖与吊环相连接，所述T型滑块与弓型座活动连接，所述底座与主体相连接，所述主体与限位块相连接，所述主体与调节环相连接，所述主体内设有耐磨板，所述主体内设有下夹盘，吊环由链环、旋转吊环、钢球、螺体、螺纹、螺帽组成，所述链环与旋转吊环活动连接，所述旋转吊环与螺帽相连接，所述螺帽与螺体相连接，所述螺体上设有螺纹，螺帽内部设有钢球；中国专利201720877422.6公开的一种轮胎两半活络模具包括上花纹块和下花纹块，下花纹块安装在底座上，所述底座外圈设有多个与下花纹块数量相等的滑槽，在所述的滑槽内设有移动元件，移动元件与所述的下花纹块固定连接，下花纹块随着移动元件移动，且移动元件一侧与滑槽之间套装有弹性元件，移动元件能在弹性元件的驱动下移动，且移动元件运动的极限位置设有一个限位元件，对移动元件的移动距离进行限位；中国专利201721068237.9公开的一种新型的真空轮胎活络模具包括有真空向心机构装置、型腔，所述真空向心机构装置包括有中套、滑块、底座、上盖、上环、提升块、导向条、密封圈，所述型腔由上侧板、下侧板和若干可径向运动的花纹块组成，所述上侧板固定在上盖的下方，所述下侧板固定在底座的上方，所述花纹块设置在上侧板与下侧板之间的外侧，所述花纹块的径向运动通过真空向心机构装置完成，具体为花纹块的外侧通过锁花纹块螺钉与滑块固定，所述滑块外侧和中套内侧为锥度斜边，所述滑块通过导向条与中套连接，中套的上下的位移可以在导向条的作用下带动滑块开模与合模动作，所述中套的上部与上环连接，所述底座的***设置有环形凸台，所述环形凸台与中套的下部套合，所述环形凸台还设置有抽气孔，所述中套还设置有与锁花纹块螺钉对应位置匹配的通孔，所述通孔外侧还设置有可拆卸的气密装置；以上专利涉及的模具在橡胶注射时存在效率低和压力大的问题。因此，研发设计一种电磁硫化胎面活络模模具，提高注射效率，减小注射压力，具有较高社会价值和应用前景。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种电磁硫化胎面活络模模具，同时与四台齿轮泵橡胶注射机配合使用，采用对称注射方法，以提高注射效率，减小注射压力。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的电磁硫化胎面活络模模具的主体结构包括上盖、弓形座组成、花纹块组成、内模芯、流道组成、法兰件和密封圈；上盖的内部嵌套有弓形座组成，上盖与弓形座组成卡扣式连接，弓形座组成上设置有花纹块组成，弓形座组成与花纹块组成螺栓式连接，内模芯与上盖独立设置，内模芯的底部均匀间隔式设置有四组流道组成，内模芯与流道组成通过法兰件连接，内模芯与流道组成之间设置有密封圈。

本实用新型涉及的上盖的主体结构包括侧圈、T形槽、顶板和楔形块；侧圈的内侧壁等间距式开设有8个T形槽，侧圈的顶部设置有圆环形结构的顶板，顶板的内圈等间距式设置有4个楔形块。

本实用新型涉及的弓形座组成的主体结构包括大弓形座、小弓形座、T形块、凹孔和凹槽；4个大弓形座和4个小弓形座按照大弓形座与小弓形座相邻的原则围合构成弓形座组成，大弓形座与小弓形座的外侧壁顶部中心均设置有T形块，大弓形座与小弓形座的内侧壁均设置有凹孔，小弓形座的底部中心开设有凹槽。

本实用新型涉及的花纹块组成的主体结构包括大花纹块、小花纹块和槽孔；4个大花纹块和4个小花纹块按照大花纹块与小花纹块相邻的原则围合构成花纹块组成，大花纹块卡在大弓形座的凹孔中并与大弓形座螺栓式连接的，小花纹块卡在小弓形座的凹孔中并与小弓形座螺栓式连接的，小花纹块的底部中心开设有槽孔。

本实用新型涉及的内模芯的主体结构包括内模芯体、楔形槽和开口；内模芯体的外侧壁等间距式设置有4个楔形槽，内模芯体的底部等间距式设置有4个圆弧形的开口，楔形槽与开口连通。

本实用新型涉及的流道组成的主体结构包括上流道块、下流道块、上流道口、下流道口和通孔；上流道块上开设有上流道口，下流道块上开设有下流道口，上流道块与下流道块螺栓式连接，上流道块与下流道块连接后，上流道口和下流道口围合成漏斗状结构的通孔。

本实用新型与现有技术相比，零部件的设计过程与CAE有限元分析相结合，使用时，通过法兰件将4台齿轮泵注射机分别与流道组成连接，将上盖套设在内模芯的外部合模，启动齿轮泵注射机，采用4台齿轮泵注射机对称注射的方法，橡胶通过通孔进入花纹块组成与内模芯之间硫化形成胎面，开模时，使用外部机械垂直提起上盖，弓形座组成带领花纹块组成向上移动，花纹块组成与胎面分离，楔形块与锲形槽分离，脱模，人工将胎面与流道组成切割分离，合模，进行下一次生产；其结构简单，注射效率高，注射压力小，使用环境友好。

附图说明：

图1为本实用新型的主体结构原理示意图。

图2为本实用新型涉及的上盖的主体结构原理示意图。

图3为本实用新型涉及的大弓形座的结构原理示意图。

图4为本实用新型涉及的小弓形座的结构原理示意图。

图5为本实用新型涉及的大花纹块的结构原理示意图。

图6为本实用新型涉及的小花纹块的结构原理示意图。

图7为本实用新型涉及的内模芯的主体结构原理示意图。

图8为本实用新型涉及的流道组成的主体结构原理示意图。

图9为本实用新型涉及的上流道块的结构原理示意图。

图10为本实用新型涉及的下流道块的结构原理示意图。

图11为本实用新型开模时的状态示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的一种电磁硫化胎面活络模模具的主体结构包括上盖1、弓形座组成2、花纹块组成3、内模芯4、流道组成5、法兰件6和密封圈7；上盖1的内部嵌套有弓形座组成2，上盖1与弓形座组成2卡扣式连接，弓形座组成2上设置有花纹块组成3，弓形座组成2与花纹块组成3螺栓式连接，内模芯4与上盖1独立设置，内模芯4的底部均匀间隔式设置有四组流道组成5，内模芯4与流道组成5通过法兰件6连接，内模芯4与流道组成5之间设置有密封圈7。

本实施例涉及的上盖1的主体结构包括侧圈10、T形槽11、顶板12和锲形块13；侧圈10的内侧壁等间距式开设有8个T形槽11，侧圈10的顶部设置有圆环形结构的顶板12，顶板12的内圈等间距式设置有4个锲形块13。

本实施例涉及的弓形座组成2的主体结构包括大弓形座20、小弓形座21、T形块22、凹孔23和凹槽24；4个大弓形座20和4个小弓形座21按照大弓形座20与小弓形座21相邻的原则围合构成弓形座组成2，大弓形座20与小弓形座21的外侧壁顶部中心均设置有T形块22，大弓形座20与小弓形座21的内侧壁均设置有凹孔23，小弓形座21的底部中心开设有凹槽24。

本实施例涉及的花纹块组成3的主体结构包括大花纹块30、小花纹块31和槽孔32；4个大花纹块30和4个小花纹块31按照大花纹块30与小花纹块31相邻的原则围合构成花纹块组成3，大花纹块30卡在大弓形座20的凹孔23中并与大弓形座20螺栓式连接的，小花纹块31卡在小弓形座21的凹孔23中并与小弓形座21螺栓式连接的，小花纹块31的底部中心开设有槽孔32。

本实施例涉及的内模芯4的主体结构包括内模芯体40、锲形槽41和开口42；内模芯体40的外侧壁等间距式设置有4个锲形槽41，内模芯体40的底部等间距式设置有4个圆弧形的开口42，锲形槽41与开口42连通。

本实施例涉及的流道组成5的主体结构包括上流道块50、下流道块51、上流道口52、下流道口53和通孔54；上流道块50上开设有上流道口52，下流道块51上开设有下流道口53，上流道块50与下流道块51螺栓式连接，上流道块50与下流道块51连接后，上流道口52和下流道口53围合成漏斗状结构的通孔54。

本实施例涉及的上盖1与弓形座组成2通过T形槽11和T形块22卡扣式连接；弓形座组成2的结构设计符合Marc(有限元分析软件)电磁热分析要求，小弓形座21和小花纹块31均满足UG(交互式CAD/CAM***)与流道组成5求差要求；花纹块组成3和内模芯4的结构满足UG(交互式CAD/CAM***)对胎面抽面的要求，花纹块组成3分割成8块的根据是胎面抽面的分割结果；锲形块13与锲形槽41配合，在脱模时，锲形块13被拔出，内模芯4不是完整的圆形，便于胎面的取出；凹槽24和槽孔32为流道组成5的装配预留位置；上流道块50和下流道块51均采用可锻铸铁(KTH300)沙模铸造，铸造后的上流道块50和下流道块51的配合面精磨加工，在通孔54的顶部铣出用于安装橡胶密封圈的铣槽。

本实施例涉及的电磁硫化胎面活络模模具使用时，通过法兰件6将4台齿轮泵注射机分别与流道组成5连接，将上盖1套设在内模芯4的外部合模，上盖1的楔形块13与内模芯4的锲形槽41配合成完整的圆形，启动齿轮泵注射机，采用4台齿轮泵注射机对称注射的方法，橡胶通过通孔54进入花纹块组成3与内模芯4之间硫化形成胎面，开模时，使用外部机械垂直提起上盖1，弓形座组成2带领花纹块组成3向上移动，花纹块组成3与胎面分离，上盖1的楔形块13与内模芯4的锲形槽41分离，完整的圆形出现缺口，方便胎面脱模，避免了胎面紧紧的贴在内模芯4上无法脱模的问题，人工将胎面与流道组成5切割分离，将胎面脱模后，将流道组成5中的橡胶从上至下挤出，合模，进行下一次生产。

实施例2：

本实施例涉及的电磁硫化胎面活络模模具与齿轮泵注射机配合使用时，齿轮泵注射机选择直径200mm的单螺杆，以胎面总体积为19000cm³为例，4台齿轮泵注射机在20秒内能够完成注射，每台齿轮泵注射机注射体积为4750cm³，注射速度为1.4525t/h；浇口的布置方案有两种，一是采用8对点浇口进行内壁注射，二是采用4个线浇口进行侧面注射；齿轮泵既能提高机头压力，又能降低混炼胶的挤出温度：齿轮泵的运行降低了挤出机螺杆压力，混炼胶在挤出机输送时的生热降低，混炼胶在齿轮泵内的流动路径短，剪切生热低，使混炼胶温度大幅下降；同时，齿轮泵的建压能力增大了机头压力：随着单螺杆转速的提高，齿轮泵挤出的混炼胶升温幅度小，有利于提高混炼胶的性能；齿轮泵能够降低挤出机单螺杆与机筒之间的磨损，降低对挤出机减速箱推力轴承的压力，提高挤出机整体使用寿命。

实施例3：

本实施例涉及的电磁硫化胎面活络模模具与齿轮泵配合挤出短纤维混炼胶时，齿轮泵正位移输送的输送特征大幅度降低压力波动，保证机头压力的稳定性，能够改善短纤维混炼胶的产品外观质量，提高橡胶挤出的稳定性，有利于短纤维及其他填料的分散，使Payne效应下降，保证混炼胶在高转速下保持良好分散性；胶料在齿轮泵内加压，经过挤出机头时压力较高，各层间的粘合程度增大，保证了挤出成型制品的质量；随着单螺杆转速的提高，门尼粘度下降，保证了短纤维在混炼胶中的分散性，使挤出成型制品的质量更加稳定；随着单螺杆转速的提高，t₉₀变小，在高速下挤出的短纤维混炼胶硫化时间少，提高了挤出和硫化效率，降低了能耗；

实施例4：

本实施例涉及的电磁硫化胎面活络模模具与齿轮泵配合挤出复合材料时，随着螺杆转速的提高，齿轮泵挤出的复合材料比螺杆挤出机挤出的复合材料的抗湿滑性能相同，滚动阻力明显减小，降低乐能耗，提高了效果；同时，复合材料中的短纤维随着挤出机螺杆转速的提高能够保持一定的取向度和分散性，在提高挤出效率的前提下保证了挤出混炼胶的质量，与性能测试中的实验结果相一致。

实施例5：

本实施例涉及的电磁硫化胎面活络模模具与齿轮泵配合挤出复合材料制备橡胶胶料时，螺杆转速为30r/min、机筒温度为80℃和齿轮泵转速为25r/min时，复合材料的挤出效率、表面质量、物理机械性能、动态物理性能和短纤维取向度都得到了提高，橡胶胶料的综合性能最好。

Claims (6)

1.一种电磁硫化胎面活络模模具，其特征在于主体结构包括上盖、弓形座组成、花纹块组成、内模芯、流道组成、法兰件和密封圈；上盖的内部嵌套有弓形座组成，上盖与弓形座组成卡扣式连接，弓形座组成上设置有花纹块组成，弓形座组成与花纹块组成螺栓式连接，内模芯与上盖独立设置，内模芯的底部均匀间隔式设置有四组流道组成，内模芯与流道组成通过法兰件连接，内模芯与流道组成之间设置有密封圈。

2.根据权利要求1所述的电磁硫化胎面活络模模具，其特征在于上盖的主体结构包括侧圈、T形槽、顶板和楔形块；侧圈的内侧壁等间距式开设有8个T形槽，侧圈的顶部设置有圆环形结构的顶板，顶板的内圈等间距式设置有4个楔形块。

3.根据权利要求1所述的电磁硫化胎面活络模模具，其特征在于弓形座组成的主体结构包括大弓形座、小弓形座、T形块、凹孔和凹槽；4个大弓形座和4个小弓形座按照大弓形座与小弓形座相邻的原则围合构成弓形座组成，大弓形座与小弓形座的外侧壁顶部中心均设置有T形块，大弓形座与小弓形座的内侧壁均设置有凹孔，小弓形座的底部中心开设有凹槽。

4.根据权利要求1所述的电磁硫化胎面活络模模具，其特征在于花纹块组成的主体结构包括大花纹块、小花纹块和槽孔；4个大花纹块和4个小花纹块按照大花纹块与小花纹块相邻的原则围合构成花纹块组成，大花纹块卡在大弓形座的凹孔中并与大弓形座螺栓式连接的，小花纹块卡在小弓形座的凹孔中并与小弓形座螺栓式连接的，小花纹块的底部中心开设有槽孔。

5.根据权利要求1所述的电磁硫化胎面活络模模具，其特征在于内模芯的主体结构包括内模芯体、楔形槽和开口；内模芯体的外侧壁等间距式设置有4个楔形槽，内模芯体的底部等间距式设置有4个圆弧形的开口，楔形槽与开口连通。

6.根据权利要求1所述的电磁硫化胎面活络模模具，其特征在于流道组成的主体结构包括上流道块、下流道块、上流道口、下流道口和通孔；上流道块上开设有上流道口，下流道块上开设有下流道口，上流道块与下流道块螺栓式连接，上流道块与下流道块连接后，上流道口和下流道口围合成漏斗状结构的通孔。