魏晉偉

(蘭州真空設(shè)備有限責(zé)任公司,甘肅蘭州 730050)

O型密封圈一模多腔模具的設(shè)計(jì)*

魏晉偉

(蘭州真空設(shè)備有限責(zé)任公司,甘肅蘭州 730050)

介紹O型密封圈一模多腔模具設(shè)計(jì)。主要對(duì)模腔尺寸計(jì)算進(jìn)行了分析和探討,對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì),經(jīng)過實(shí)踐證明,模腔尺寸準(zhǔn)確、模具結(jié)構(gòu)合理,方便生產(chǎn),工效高。

O型密封圈;模腔尺寸;模具結(jié)構(gòu)

0 引 言

圖1為O型密封圈產(chǎn)品的尺寸和結(jié)構(gòu),材料為氟橡膠,硬度為邵氏45°,表面粗糙度Ra值1.6 um,工作面為上下表面密封,為了滿足產(chǎn)品的使用要求和模具設(shè)計(jì)的合理,模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和型腔尺寸確定就成為模具設(shè)計(jì)中最為重要的兩個(gè)問題。

圖1 O型密封圈零件圖

1 模具設(shè)計(jì)

1.1 型腔尺寸計(jì)算

1.1.1 橡膠收縮率

氟橡膠硫化后的收縮率為2.5%～3%,但影響膠料收縮率的因素很多,諸如橡膠的熱膨脹,制品的結(jié)構(gòu)形式如斷面、有無(wú)金屬或其它非金屬嵌件;制品的含膠率,硫化溫度,膠料致密程度以及硫化制品的工藝因素等。所以膠料收縮率是一個(gè)比較難確定的問題,到現(xiàn)在還沒有完全可靠可行的計(jì)算公式,只能憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或以實(shí)踐中相近模具測(cè)量數(shù)據(jù)作參考[1]。所以收縮率也是一個(gè)近似值,這就要求設(shè)計(jì)者除了進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算外,還應(yīng)進(jìn)行必要修正最終得到合理的型腔尺寸。

橡膠制品收縮率的計(jì)算方法比較多,現(xiàn)介紹以下兩種:

(1)橡膠制品與模腔相應(yīng)尺寸的計(jì)算公式為:

式中:C為制品膠料的收縮率(平均值);L1為室溫時(shí)測(cè)得的橡膠制品尺寸;L2為室溫時(shí)測(cè)得的模具型腔尺寸。

(2)邵氏硬度計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式為:

C=(2.8-0.02K)×100%

式中:C為制品膠料收縮率;K為橡膠邵氏硬度。

1.1.2 型腔計(jì)算

因膠料收縮率受膠料含量、形狀、工藝條件、模具結(jié)構(gòu)等變化因素影響,膠料收縮率是一個(gè)變化多端和極為復(fù)雜的問題,只能按實(shí)踐和理論相結(jié)合的方式來確定模具型腔尺寸和公差。

(1)O形圈型腔內(nèi)徑尺寸及公差的計(jì)算,可按如下公式計(jì)算:

d1=d(1-C)±Δ

式中:d1為型腔內(nèi)徑尺寸;d為制品內(nèi)徑尺寸;C為內(nèi)徑收縮率(平均收縮率);Δ為型腔內(nèi)徑公差(提高精度后公差,其值約等于O形圈制品內(nèi)徑公差的0.3 倍)。

(2)型腔斷面尺寸及公差,可按下式計(jì)算:

W1=W(1+C)±Δ

式中:W1為型腔斷面直徑;W為O形圈斷面直徑;Δ為模具型腔斷面公差取±0.05(包括上、下模合掄后型腔斷面錯(cuò)位量)。

(3)型腔斷面半圓深淺尺寸的計(jì)算

壓制O形圈制品時(shí),由于飛邊厚度對(duì)O形圈斷面尺寸的影響,在模具型腔計(jì)算時(shí),飛邊厚度應(yīng)對(duì)O形圈形狀的影響必須予以考慮。對(duì)于180°分型面的O形圈模具,其斷面型腔半圓深H1應(yīng)等于斷面型腔的半徑R再減去飛邊厚度h的1/2;對(duì)45°分型面的O形圈模具,由于飛邊厚度所致,模具斷面在分型面處將產(chǎn)生軸向位移Y值,從而造成斷面錯(cuò)位。若果飛邊厚度為h,則軸向位移Y=h/sin 45°。因此在模具型腔計(jì)算時(shí),必須予以全面考慮。

因此,對(duì)精度要求較高的制品,為了得到準(zhǔn)確的型腔尺寸,可以經(jīng)一般計(jì)算后,再經(jīng)試模修正,確定合理的型腔尺寸;或有條件類似(近似)形狀的模具進(jìn)行試模,測(cè)其制品的收縮率供參考。在新開模具時(shí),盡可能留有修模余地,待試樣后修正。

1.2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具單個(gè)型腔結(jié)構(gòu)見圖2[2]。選用45°分型面結(jié)構(gòu)形式;為了防止硫化物對(duì)型腔的腐蝕,型腔表面應(yīng)鍍硬鉻,厚度為0.005～0.011 mm,并鍍后對(duì)表面進(jìn)行拋光Ra值為1.6μm。

圖2 模具單個(gè)型腔結(jié)構(gòu)圖

整體模具結(jié)構(gòu)型式采用一模九腔形式見圖3[3]。型腔分布以對(duì)稱為原則,型腔C處上下模應(yīng)保持清角,模具合腔時(shí)錯(cuò)位量≤0.05 mm;型腔與型腔間距為10～12 mm(兩型腔邊緣相隔距離);余料槽形狀采用R形深度或半徑為0.5～1.5 mm;粗糙度一般為Ra12.5～25,加工方便,便于制品與余料取出;定位采用圓柱銷與下模板采用基孔制過盈配合H8/s7;另一端與上模板為基孔制間隙配合選用H8/f8;上模與上模板、下模與下模板采用基孔制過盈配合H8/s7;上下模板有辯向角,方便辨認(rèn),操作防止出現(xiàn)扣反現(xiàn)象;減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率上下模板孔配對(duì)加工,并對(duì)上下模、導(dǎo)柱與上下模板一一進(jìn)行編號(hào),裝配時(shí)對(duì)應(yīng)[4];為了搬運(yùn)和操作方便,上下模板上焊接固定手柄。

圖3 一模九腔模具結(jié)構(gòu)分布圖

2 結(jié) 語(yǔ)

通過實(shí)踐證明,型腔尺寸準(zhǔn)確,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工效高,省料,操作方便,壓制產(chǎn)品良好,模具經(jīng)久耐用,達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的目的,并在今后同類制品設(shè)計(jì)生產(chǎn)中進(jìn)行推廣應(yīng)用和借鑒。

[1]吳生緒.橡膠模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

[2]吳生緒.圖解橡膠模具實(shí)用手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

[3]張秀英,李錦蓮.橡膠工業(yè)制品模具圖冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2012.

[4]田光輝,林紅旗.模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京:北京大學(xué)出版社,2012.

Design of a M ould w ith M ulti-Cavities for O-Shape Sealing Ring

WEIJin-wei
(Lanzhou Vacuum Equipment Co.,Ltd,Lanzhou Gansu 730050,China)

In this article,design of amould withmulti-cavities for O-shape sealing ring is introduced,the analysis of cavity dimension calculation ismainly focused and discussed,and themold structure is also studied and designed.It is proved by the practical applications that themold dimension is accurate,the structure is reasonable,and it has the advantages of convenient operation and high work efficiency.

O-shape sealing ring;cavity dimension;mold structure

TB336.4

A

1007-4414(2015)06-0106-02

10.16576/j.cnki.1007-4414.2015.06.038

2015-08-26

魏晉偉(1972-),男,甘肅蘭州人,工程師,主要從事真空設(shè)備制造工藝方面的工作。