王東

(南京金三力橡塑有限公司，江蘇 南京 210061)

0 引言

履帶銷掛膠的制作方式一般是將橡膠圈黏結(jié)在履帶銷上，橡膠圈與履帶銷一并壓入履帶履帶銷內(nèi)，其緊度要求達(dá)到橡膠圈在履帶銷內(nèi)即使有足夠大的摩擦力也不能轉(zhuǎn)動(dòng)的程度。組裝好的鉸鏈上，橡膠可填滿履帶銷的全部空間[1]。目前坦克中最常見的雙銷履帶基本都采用該技術(shù)，故掛膠履帶銷的制造批量化已成為當(dāng)務(wù)之急。

由于掛膠履帶銷在行駛過程中容易受到巨大的牽引力和壓力，屬于消耗件，故在日常的訓(xùn)練中需要定期進(jìn)行檢查更換。然而當(dāng)前市場(chǎng)上掛膠履帶銷加工流程都是普遍采用膠料預(yù)成型后，再填入履帶銷進(jìn)行模壓硫化生產(chǎn)，然后再手工打磨處理，各個(gè)環(huán)節(jié)都是手工操作，自動(dòng)化水平較低，各個(gè)環(huán)節(jié)人為因素較多，產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)較大。

市場(chǎng)上也有其他產(chǎn)品采用自動(dòng)脫模設(shè)計(jì)，如中南大學(xué)艾琦等人對(duì)V型橡膠彈簧雙腔自動(dòng)脫模進(jìn)行模具設(shè)計(jì)[2]和汽車橡膠墊圈自動(dòng)脫模進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[3]。衡陽華意機(jī)械有限公司的都興武提出了硅膠絕緣子注射成型的自動(dòng)脫模裝置[4]。

另外檢索專利：一種自動(dòng)脫模橡膠硫化裝置（中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?01310135416.X，申請(qǐng)日：2013年04月18日），該發(fā)明通過在下加熱板上設(shè)置導(dǎo)軌和擋板，使下模板推入到硫化機(jī)下加熱板后位置固定，同時(shí)上模板被固定在上加熱板中，從而使硫化機(jī)上、下加熱板在開、合中實(shí)現(xiàn)模具的脫模和閉合，取代原來模具整體通過人工操作分離上下模取出。

專利：一種用于汽配膠管生產(chǎn)線的脫模機(jī)器人及方法（中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?01910717837.0，申請(qǐng)日：2019年 01月12日），該第一夾持組件主要用于在脫模過程中，將需要脫模的橡膠管進(jìn)行壓緊。壓緊過程中，通過夾緊氣缸驅(qū)動(dòng)夾緊板，通過夾緊板將橡膠管壓緊在承載臺(tái)上，保證了正常的脫模過程。

以上裝置雖能夠輔助硫化后的橡膠從模具中順利脫出，但需大批量生產(chǎn)時(shí)，將脫模后的橡膠從模具中拿出費(fèi)時(shí)費(fèi)力。同時(shí)由于所脫模的對(duì)象與掛膠履帶銷結(jié)構(gòu)不一致，無法滿足對(duì)掛膠履帶銷的脫模要求。因此，在掛膠履帶銷領(lǐng)域，硫化脫模一體化還需有很大的改進(jìn)空間，才能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免模具的損壞，快速提高生產(chǎn)效率。

針對(duì)現(xiàn)在市場(chǎng)上的履帶銷硫化掛膠后無法自動(dòng)脫模問題，本文設(shè)計(jì)了一種履帶銷硫化掛膠脫模裝置及脫模方法，通過在脫模部中設(shè)置能夠在履帶銷的銷孔與脫模部之間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的穿桿，穿桿能夠在硫化部開模時(shí)固定履帶銷，并設(shè)置護(hù)板用于放置由穿桿脫模后的掛膠履帶銷；該脫模裝置根據(jù)履帶銷特性設(shè)計(jì)，全程機(jī)械化運(yùn)作，無需人工拿取掛膠履帶銷，進(jìn)一步保障工人作業(yè)時(shí)的安全性，避免履帶銷掉落砸壞模具。

1 脫模裝置

本文設(shè)計(jì)了一種履帶銷硫化掛膠脫模裝置，屬于橡膠硫化和修邊整套設(shè)備聯(lián)動(dòng)領(lǐng)域。本文的硫化成型模具，根據(jù)履帶銷產(chǎn)品（見圖1 產(chǎn)品圖）膠珠結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，多余飛邊尺寸與骨架形成0.1～0.3 mm的間隙，寬度3 mm，其余尺寸放開，便于后期修邊。電加熱框式硫化機(jī)臺(tái)有上下兩層，可以放置2層模具（見圖2 模具圖），護(hù)板氣缸連接護(hù)板、上模和下模穿桿氣缸分別連接上下穿桿，這些都通過PLC實(shí)現(xiàn)和硫化機(jī)的聯(lián)動(dòng)（見圖3 總裝配圖）。硫化后，穿桿插入銷耳骨架內(nèi)孔中，保證履帶銷不下落砸傷模具型腔，然后護(hù)板進(jìn)入，穿桿后退使得履帶銷落在護(hù)板上，操作人員從護(hù)板上取出履帶銷即可。

圖1 產(chǎn)品圖

圖3 總裝配圖

履帶銷的修邊從人工打磨變?yōu)槭止に哼?，降低勞?dòng)強(qiáng)度，且在生產(chǎn)過程中一并操作。通過穿桿和護(hù)板聯(lián)動(dòng)裝置解決了原本利用撬棒挨個(gè)手工起模的問題、防止履帶銷掉落砸傷模具型腔，只需挨個(gè)拾取履帶銷，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高模具的使用壽命。

2 脫模方法

脫模流程如下：

填料（機(jī)臺(tái)打開，放入膠料和骨架，穿桿和護(hù)板后移）→合模硫化（穿桿和護(hù)板后移位置不變）→開模（提前5～10 s穿桿進(jìn)，護(hù)板位置不變）→開模到位（護(hù)板進(jìn)，穿桿后移）→取制品，手工撕邊→重復(fù)“填料”循環(huán)。

具體要求如下：

（1）履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，包括定制版框式電加熱硫化機(jī)、2層自主設(shè)計(jì)手工撕邊模具、護(hù)板、護(hù)板氣缸、護(hù)板軌道、上模穿桿、上模穿桿氣缸、下模穿桿、下模穿桿氣缸和PLC連接控制系統(tǒng)。

（2）根據(jù)權(quán)利要求（1）所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：定制版框式電加熱硫化機(jī)為上下兩層加熱，控制單位均為PLC控制。

（3）根據(jù)權(quán)利要求（1）所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：自主設(shè)計(jì)手工撕邊模具根據(jù)銷耳膠珠結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，多余飛邊尺寸與骨架形成0.1～0.3 mm的間隙，寬度3 mm，其余尺寸放開，便于后期修邊。

（4）根據(jù)權(quán)利要求（1）所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：所述護(hù)板通過護(hù)板氣缸實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，護(hù)板氣缸通過電控閥門與PLC聯(lián)動(dòng)，在護(hù)板軌道上實(shí)現(xiàn)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。

（5）根據(jù)權(quán)利要求（4）所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：所述護(hù)板為長(zhǎng)方形內(nèi)部嵌入多根鑲條結(jié)構(gòu)，既能接住產(chǎn)品不掉落，也能保障其輕量化。

（6）根據(jù)權(quán)利要求（4）所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：：所述護(hù)板軌道安裝在框式硫化機(jī)的框架上。

（7）根據(jù)權(quán)利要求（4）所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：所述控制護(hù)板氣缸的電控閥門與PLC聯(lián)動(dòng)，保證護(hù)板的有序往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

（8）根據(jù)權(quán)利要求（1）所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：所述上、下模穿桿通過上、下模穿桿氣缸現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上、下模穿桿氣缸通過電控閥門與PLC聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。

（9）根據(jù)權(quán)利要求（5）所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：所述上、下模穿桿為小于銷耳骨架內(nèi)孔直接的實(shí)心剛強(qiáng)度圓鋼均勻排布，和模腔中心孔一一對(duì)應(yīng)。

（10）根據(jù)權(quán)利要求（7）所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：所述上、下模穿桿氣缸的電控閥門與PLC聯(lián)動(dòng)，保證上、下模穿桿的有序往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

（11）一種利用權(quán)利要求（11）～（10）中任一項(xiàng)所述的履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，其特征在于：包括以下步驟。

S1：填料，圖4所示。定制版框式電加熱硫化機(jī)打開，放入銷耳骨架和橡膠膠料，上、下模穿桿和護(hù)板處于后移到位狀態(tài)。

圖4 填料

S2：合模硫化，圖5所示。定制版框式電加熱硫化機(jī)合模加壓，上、下模穿桿和護(hù)板處于后移到位狀態(tài)不變。

圖5 合模硫化

S3：開模，圖6所示。提前5～10 s（試穿桿氣缸動(dòng)作時(shí)間而定）將上、下模穿桿插入銷耳骨架內(nèi)孔中，用來固定履帶銷起模過程中不脫落而砸傷模具。護(hù)板位置保持不變。

圖6 開模

S4：開模到位，圖7所示。護(hù)板前移，上下穿桿后移，穿桿和銷耳骨架內(nèi)孔分離，護(hù)板接住履帶銷。完成履帶銷的脫模過程。

圖7 開模到位

S5：取出履帶銷，手工撕邊，再重復(fù)S1～S4步驟。以上步驟均通過PLC控制，設(shè)置好程序后自動(dòng)操作，不需要人為干預(yù)。

3 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)了一種履帶銷硫化掛膠脫模裝置和脫模方法，制作安裝了實(shí)物，并進(jìn)行了一次模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的履帶銷硫化掛膠脫模裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）該脫模裝置根據(jù)履帶銷特性設(shè)計(jì)，全程機(jī)械化運(yùn)作，無需人工拿取掛膠履帶銷，進(jìn)一步保障工人作業(yè)時(shí)的安全性，避免履帶銷掉落砸壞模具。

（2）履帶銷硫化掛膠脫模裝置制作成本低、易于實(shí)現(xiàn)，脫模方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率顯著提高。