维普资讯 http://www.cqvip.com ＜模具工业＞２００３．Ｎｏ．９总２７１ 橡胶密封圈硫化模的设计及加工 田群生 （河南新乡１１６厂，河南新乡４５３０１９） 摘要：介绍了４５。分型０型橡胶密封圈模具的结构及用普通车床准确加工该模具型腔的工艺过程，同时 对加工误差的产生作了具体分析。并在工艺方法上采取有效措施。减小加工误差。以满足设计要求。 关键词：橡胶密封圈；硫化模；加工工艺 中图分类号：ＴＱ３３０．４１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—２１６８（２００３）０９—００４０—０３ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｕｌｄ ｆｏｒ Ｒｕｂｂｅｒ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｒｉｎｇ ＴＩＡＮ Ｑｕｎ．ｓｈｅｎｇ （Ｈｅｎａｎ Ｘｉｎｘｉａｎｇ １１６ Ｐｌａｎｔ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ，Ｈｅｎａｎ ４５３０１９．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｕｌｄ ｆｏｒ ４５。ｐａｒｔｉｎｇ，Ｏ－ｔｙｐｅｒｕｂｂｅｒ ｓｅａｌｉｎｇ ｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｖｉｔｙ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ ｗｅｒｅ ｉｎ－ ｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｄｅｔａｉｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｒｒｏｒ ｗａｓ ｍａｄｅ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｍｉｎｉｓｈ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｕｂｂｅｒ ｓｅａｌｉｎｇ ｒｉｎｇ；ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｕｌｄ：ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １引富 及橡胶收缩率计算出相应的型腔尺寸。 橡胶密封圈的应用很广泛，４５。分型Ｏ型橡胶 密封圈的应用更加广泛，随着对密封圈密封性要求 的不断提高，对硫化模的加工精度也提出更高的要 求，为此，只有采取相应的工艺措施，才能更好地保 证其加工精度。下面介绍如何在普通车床上加工 ４５。分型Ｏ型密封圈硫化模型腔。同时对加工误差 进行分析。 ２橡胶密封圈硫化模的结构分析 图１单腔模结构 ４５。分型Ｏ型密封圈硫化模的结构分单腔模和 多腔模。单腔模的结构（如图１）由上型腔和下型腔 构成。多腔模的结构（如图２）是将若干单腔模的上 型腔和下型腔固定于上、下模板中，使其在成形过 程中能够达到Ｉ模多腔，提高生产效率的目的。 ４５。分型Ｏ型密封圈硫化模的加工主要是上型 腔和下型腔的加工，其加工主要是由车削加工完 成。为保证加工精度，一般采取如下工艺步骤： １．上型腔１ ２ ３ ４ 图２多腔模结构 ２．下型腔３．下模板４．上模板 （１）计算上型腔和下型腔的工艺尺寸。 根据４５。分型Ｏ型密封圈的图样尺寸（见图３） 作者简介：田群生（１９６７一），男，河南新乡人，主要从事冲模、橡 胶模等的设计与翩造工作．地址：河南新乡１１６厂工具分厂。电 话：（０３７３）２Ｏ２ｌ２３３—３３０１ 图３密封圈 收稿日期：２００２—１１—０７ （２）计算上型腔和下型腔的可测量尺寸。 维普资讯 http://www.cqvip.com ＜模具工业＞２００３．Ｎｏ．９总２７１ 加工型腔时必须将密封圈中径尺寸换算成上 型腔和下型腔上可测量的尺寸，以达到准确控制精 度的目的。 对上型腔来说，可测量的尺寸为ｄ。和ｄ：（见图 ４），其计算公式为：ｄｌ＝Ｄ腔一ｄ砬，ｄ２＝Ｄ腔一ｄ腔 ｃｏｓ４５‘。对下型腔来说，可测量的尺寸是Ｄ。和Ｄ： （见图５），但Ｄ：的测量需要专用的内槽卡规等测量 工具，一般使用卡尺仅测量Ｄ。尺寸，其计算公式 为：Ｄｌ＝Ｄ腔＋ｄ砬ｃｏｓ４５。ｏ 图４上型腔尺寸 图５下型腔尺寸 ３型腔的加工 型腔的加工要有Ｒ样板及成型刀，且其加工必 须保证与分模面一次装夹加工出来才能控制形状 和位置精度，减小加工误差。上型腔和下型腔的加 工方法大同小异，只是测量的部位和方法不同，同 时加工下型腔时其分模面要与上型腔研合。下面仅 介绍上型腔的加工步骤。 （１）准备样板及刀具。由于样板及刀具的精度 直接关系到硫化模的加工精度，所以样板及刀具一 般要在光学曲线磨床上加工。刀具的前刀面要预先 加工出来，否则会对型面造成误差。考虑到精加工 之后的镀铬工序，铬层的厚度会影响型腔尺寸，样 板及刀的设计尺寸是一致的，均设计为密封圈截面 直径的中差，加工时共用一张放大图，以保证尺寸 的一致性。 （２）精车４５‘分模面以及＇ｌ。面，光一刀＇ｌ。外圆 作为对刀基准（见图６）。以公式（＇ｌ。一ｄ：）计算出从 ４１ ＇ｌ。对刀后需纵向进刀的数值。 图７上型腔分模面上的三角环槽 （４）Ｒ刀沿４５‘方向进给，保证Ａ面同时吃刀，直 到三角腔的直角处吃上刀，之后测量图４中的ｄ。和 ｄ：尺寸，ｄ：尺寸可用千分尺测量，ｄ。尺寸用千分尺 配合标准圆棒测量，并不断用样板校核，直到尺寸合 格且型腔与样板吻合为止。 （５）抛光，校对样板。样板结构见图８。 图８样板结构 ４加工误差分析 （１）飞边厚度所带来的误差。４５‘分型Ｏ型密封 圈硫化模在硫化过程中不可避免产生飞边，这就会 造成密封圈截面的圆度误差。一般飞边厚度为 ０．０３～０．０５ｍｍ，这会使上型腔和下型腔沿轴向移 动ｈ＝（０．０３～０．０５）／ｃｏｓ４５‘的距离。为消除飞边对 截面形状的影响，需要将下型腔的型腔相对上型腔 沿分模面方向移动一个距离，即一个飞边的厚度（见 图９），同时将上型腔和下型腔的型腔深度均减小 维普资讯 http://www.cqvip.com ４２ Ａ／２＝０．０１５～０．０２５ｍｍ，使截面成为图９的形 状，其中阴影部分的厚度为飞边厚度，约为０．０３～ ０．０５ｍｍ。这样按４５ 方向测量可能的误差 ＝２ 超过１０ 。 ＜模具工业）２００３．Ｎｏ．９总２７１ （３）测量误差。在测量下型腔尺寸Ｄ。（见图５） 和上型腔尺寸ｄ。（见图４）时，由于卡尺卡脚有一定 （Ｒ一 一（０．０５／２） ），按Ｒ＝ｄ／２＝２ｍｍ计算， 则误差 ＝２（２一￣／２ 一（０．０２５）２）＝０．０００３ｍｍ，量 非常小，可以忽略不计。去除飞边厚度之后，截面最 接近圆形，所以，在做Ｒ样板时，型面Ｒ的中心并 宽度，约为０．５ｍｍ，所以会对测量带来误差。假设密 封圈截面直径ｄ＝４ｍｍ，则对上型腔ｄ。尺寸的影 响为（２一￣／２ 一０．２５ ）＝２Ｘ ０．０１６＝０．０３２ｍｍ．即 测得尺寸比实际尺寸大０．０３２ｍｍ。所以通常采用千 不与基准面重合，亦即比整个半圆的圆心偏移 ０．０１５～０．０２５ｒａｍ（如图９），但是密封圈的中径Ｄ 尺寸却增大△Ｄ＝Ａｘｃｏｓ４５。＝（０．０３～０．０５） ２／ ２＝０．０２１～０．０３５ｒａｍ（见图１ｏ），此数据可以在加工 分尺配以直径小于ｄ应的标准棒测量ｄ。尺寸，消除 测量误差。对下型腔Ｄ。尺寸的影响较小，假设密封 圈中径Ｄ＝３０ｒａｍ，则可能造成的误差为２Ｘ（１５一 ￣／１５ 一０．２５ ）＝０．００４ ２ｍｍ，值很小，可以忽略不计。 中测量Ｄ 尺寸的时候考虑进去，以减小中径误差。 Ａ＝０．０３－０．０５（直线段） ５多腔模的联接方式及要求 对多腔模来说，主要问题是多个单腔模的上、下 型腔和模板的联结，通常有２种联结方法，一是过盈 配合联结，二是粘结。对前者来说加工难度较大，效 率低，费料、费工、费时，但联结可靠，质量高。后者 的加工和装配均较简单，但有时上型腔和下型腔易 脱落，精度也稍差。不论哪种联结方式，均必须保证 ｈ＝ｈ。＋ｈ：尺寸一致（见图１１），且上型腔和下型腔 图９飞边厚度对截面形状的影响 之肩面紧贴模板平面。分模面要接触良好，装配后 两底面统一磨平。 Ｉ 銎 Ｉ 图ｌ０样板中心的偏移 图ｌＩ上、下模腔与固定板的联结 （２）分模面的锥度误差。以上的计算都是在分 模面的锥度角为理想的９０。的基础上推导出来的， 实际加工过程中会有误差。根据微分学的知识。如 １．上模板２．下模板 ６结束语 果４５。角的绝对误差为ｌ Ａａ ｌ≤２０ ０．００５８弧度。 以上对４５‘分型Ｏ型密封圈硫化模在普通设备 上的加工工艺和加工误差作了分析。随着数控技术 的飞速发展，高精度数控机床的应用日趋广泛，这将 假设截面直径为ｌｌ ４ｍｍ，则对下型腔来说Ｉ ＡＤ。ｌ ≈ｌ ｄＤｌ ｌ≤ｌ△Ｄｌ ｌ·ｌ Ａａ ｌ，由于Ｄｌ＝Ｄ应 ＋ｄｃｏｓａ，所以Ｄｌ ＝一ｄｓｉｎａ：（一４）Ｘ ｓｉｎ４５‘＝ ２．８２８ｍｍ，则Ｉ Ｄｌ Ｉ＝２．８２８ｍｍ，所以Ｉ△Ｄｌ Ｉ≤ 会对硫化模的加工带来很大方便，质量和效率都将 会得以大大提高。 参考文献： 【Ｉ】同济大学数学教研室．高等数学【Ｍ１．北京：高等教 育出版社．１９９６． Ｉ Ｄｌ Ｉ＝２．８２８ｍｍ，Ｉ ＡＤｌ Ｉ≤Ｉ Ｄｌ Ｉ·Ｉ Ａａ Ｉ＝ ２．８２８／０．００５ ８＝０．０１６４ｍｍ，即在４５‘角误差小于 ２０ 时，Ｄ。的误差值将不超过０．０２ｍｍ。但是由于下 型腔的分模面是按上型腔对研加工的，所以下型腔 与上型腔两者误差合起来为Ｄ。误差的２倍，即约 为０．０４ｒａｍ，故９０‘锥角也应严格控制，使其误差不 【２】李学峰．型腔模设计ｆＭ】．西安：西北工业大学出版 社。１９９６．