毕业论文设计多腔密封圈橡胶模具设计和加工

诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书毕业设计任务书设计题目： 多腔密封圈橡胶模具设计和加工 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 112011413 学生： 指导教师（含职称）： (高级工程师) 1课题意义及目标 通过本次毕业设计，实际运用所学过的基础理论知识，深入了解 O 型密封圈及 O 型圈模具的设计与制造，并运用制图软件辅助完成模型的建立等内容。实际完成规范设计、数据计算及设计思维等内容，为学生在今后从事模具方面的设计工作打下良好基础。2主要任务（1）根据已有的 O 型橡胶圈模具的资料，仔细了解设计内容需要的知识。 （2）进行详细的结构尺寸拟定并进行型腔尺寸的计算。 （3）模具结构的确定与设计，编写模具部件的加工工艺流程。 （4）装配图及三维模型的建立，设计气动开模机械原理图。 （5） 完成设计说明书一本。3主要参考资料（1） 虞福荣.橡胶模具设计制造与使用【M】.北京机械工业出版社，1995.（2） 机械设计手册（第二分册） 【M】.北京：化学工业出版社，1998.（3） 申长雨，李倩橡塑模具优化设计技术【M】.北京，化学工业出版社.1997.316.（4） 陈长浩，石占祥，O 型橡胶密封圈复合磨具的加工。 【J】机械制造，1997.35（11）.37（5） 王先逵，械制造工艺学【M】北京，机械工业出版社，1996,190.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期学习整理相关资料，了解设计任务内容和要求3 月 3 日至 3 月 23 日进行详细的结构尺寸拟定并进行数据的计算3 月 24 日至 4 月 13 日确定模具结构及气动开模机械原理确定4 月 14 日至 5 月 4 日绘制模具图及三维模型的建立5 月 5 日至 6 月 1 日完成毕业论文及答辩工作6 月 2 日6 月 22 日审核人审核人： 2015 年 3 月 04 日多腔密封圈橡胶模具设计和加工摘摘 要要: :重点介绍了 O 形橡胶密封圈多型腔模具设计需要注意的一些内容。要进行设计，首先要对课题的产品图进行了解。橡胶模具的设计，需要知道所用橡胶的收缩率，根据产品图计算出型腔的尺寸来，然后根据产品的设计要求来选定分型面和余胶槽的分布。为了让模具正常工作，还需要为其设计导向定位。设计辅助起模装置，搭建工作台。最后运用制图软件，完成设计内容的装配额图等等。关键字：模具 型圈 自动起模 Multi-cavity ring rubber mold design and machiningAbstract: This thesis introduces some key points of rubber O-ring multi-cavity mold design emphatically. We should understand the product drawing if we want to start a design. Firstly, we need to know the shrinkage of rubber used before the design; secondly, calculate the size of the cavity according to the product diagram; thirdly, select the distribution sub-surface and the remainder of the plastic tank In accordance with product design requirements. We also need to design-oriented positioning make the mold work properly. Fourthly, design assistance from the mold assembly, set up the table. Finally, complete quotas map of the design by the mapping software. Keywords: Die O-ring automatic start mode目 录1 绪论12 模具设计22.1 橡胶模具的发展动态22.2 O 型圈设计概述 32.3 产品图分析42.4 模具结构的选择52.5 分型面的选择72.6 收缩率的确定92.7 型腔尺寸的确定 112.8 模具的导向与定位 133 气动起模装置的设计 153.1 工作平面的设计 153.2 气缸型号的选定 163.3 起模架的搭建 173.4 其它尺寸的确定 174 橡胶模具制造 194.1 橡胶模具制造的概述 194.2 模具材料的选用 194.3 模具的表面处理 204.4 模具的表面粗糙度 214.5 模具配合公差 214.6 模具加工步骤 214.7 制品具体生产过程 224.8 橡胶模压制品的废、次品分析 225 总结 25参考文献26致 谢271 绪论绪论橡胶模具直接影响着橡胶产品的质量和生产效率。另外，由于橡胶模具的造价较高、生产周期比较长、而且对于大部分的橡胶厂而言，模具的使用与设计并不能达到十分完善的地步，所以会出现很多的问题，其中最主要的就是橡胶产品的质量不能保证，其次生产效率过低等等，这些因素对于橡胶产业的发展发挥着极其不良的影响，所以当下最主要的任务就是对模具结构的设计进行知识上的不断更新，以满足广大社会的需求。太原工业学院毕业设计2 2 模具设计模具设计2.12.1 橡胶模具的发展动态橡胶模具的发展动态橡胶模具作为当代社会工业中必不可少的一环，在当代的工业发展的浪潮中起的作用已经不能同日而语。现代模具中最主要的两种类型分别为贯通式模具和型腔式模具，而橡胶模具则属于型腔式模具的一种。主要的制作方法就是利用不同特定形状的型腔通过特定的方法使产品成型，最主要的有两种方法，一种是压力成型法，另一种是注射成型法。模具的出现大大减免了传统切削加工工艺的繁琐，大大提高了效率并保证了质量。现代模具对于社会生产而言的重要性显而易见，很多发达国家已经颁布很多相关法律或规定来驱动该产业的发展，国家之间的竞争已越演越烈。对于中国这种发展中国家而言，橡胶模具就相当于一个新兴产业，正在逐步的慢慢摸索中发展，而很多的原因致使我国该产业的发展不能像发达国家那样有很大的起色，主要原因如下：（1）对于我国来说，这是一个刚刚新起的行业，首先就是对于橡胶模具相关知识熟悉的人并不是很多，相关的人才比较少，且大部分机器也需要进口。而且国内对于该产业的认知度不高，没有深刻明白该产业的重要性，模具产业就只能缓慢的发展。 （2）橡胶生产厂家和科研部门大都只重视橡胶制品的物理性能和新产品的制作，而不重视模具结构的开发与研究，同时由于橡胶模具研究人员的匮乏，导致通常依靠外加工。（3）从橡胶模具产业进入我国以来，我国并不能按照发达国家那样拥有养好的发展途径，走了很多的弯路，这些因素就致使模具的加工与使用没有达到统一的标准，严重影响了模具的通用型。然而很多发达国家对于橡胶模具的设计拥有很多不同的见解，自主研发了很多模具，这些模具都具有很高的可用性，而且比国内的模具生产效率高出不少。伴随着橡胶制品品种的不断革新以及生产力的发展，人们对橡胶模具的要求也越来越高，使得橡胶模具生产水平不断突破。人们对橡胶模具的设计制造以由经验太原工业学院毕业设计设计逐步向理论设计的方向发展，自动化水平越来越高，不断实现标准化迈进，使得产品越来越精密，使用寿命增长，生产效率增高。对制品生产的各个环节进行研究分析，优化加工工艺，确定模具的最佳设计参数。近几年来，国内外橡胶模具的发展方向：逐渐实现专业化、系列化、标准化的生产。加强对薄飞边或无飞边模具的关注。增加对新型和特殊模具结构的研究。减少手工操作、努力提高自动化的生产技术。加大研究力度，不断提高橡胶模具的生产水平。比如使模具与主机配合使用，增加自动推出与顶出装置，或用气顶装置使制品快速从模腔中吹出，减少工人操作量，提高橡胶制品的生产效率。近年来随着科学的不断进步，人们开始设计出越来越多的新型引用加入到模具的生产之中，大大加快了模具生产的速度。而且一些计算机辅助制图工具的出现使得模具画图更加方便，加速了模具产业的发展，在模具发展史上留下了光辉的一笔。这些方法是从根本上改进了模具的设计生产流程，对于模具各方面的发展都起着不可磨灭的作用。其中以CAD软件为代表，实现了计算机软件帮助人们对产品进行一系列自动化的择优设计，其中包括形状确定、尺寸计算、资料检索以及自动制图等功能。大大缩减了模具设计所需的时间，缩短模具的开发周期，降低生产成本。2.22.2 O O 型圈设计概述型圈设计概述首先关于橡胶的特性及用途进行简要描述。橡胶产业与国民经济密不可分，橡胶产业驱动这国民经济的发展，发挥重要的作用。O 型橡胶密封圈以其优异的高弹性、抗疲劳性、绝缘性、耐磨性、耐热性、防振性、不透水性、不透气性和化学稳定性能等，使其广泛应用于各种密封场合。O 形橡胶圈在工作中的流体状态可分为静态和动态密封件。静态密封件的工作原理是橡胶的物理特性类似于高黏度的流体材料,可将受到的压力传递给与其接触的表面,当 O型圈在沟槽中发生压缩形变后(变形范围 20%28%),可以把压力传递到与其接触的表面,产生初始接触应力,如果流体压力较低时,可以阻止流体泄露。若流体压力过大，就会导致 O 型橡胶密封圈产生自密封现象，出现这种现象就会降低该密封圈的适用寿命，不利于其发展。对于不同的适用场合，O 型橡胶密封圈的使用或多或少都有些不同，这样就会使太原工业学院毕业设计密封圈出现各种各样的品种，所以与其相配套的模具也就多种多样。一般情况下，O型橡胶密封圈模具可分为小、中和大规格，较小规格的 O 型圈磨具,不考虑生产批量的大小,都得是多腔模具,这有利于降低生产成本和减小因为模具太小而对平板硫化机造成损坏。中等规格 O 型圈则根据所需生产批量的大小,选择型腔个数与排布方式，并采用不同的热处理形式具体加工。对于较大规格的 O 形圈,无论生产批量的大小，只能采用单腔模具进行生产;产品规格超过 950mm 的,可以采用接头模生产;对于要求不太严格的制品,也可以采用迂回结构的型腔结构,型腔的加工方式还是采用铣削的加工方法,这样就可在相对较小的模板上生产出较大规格的 O 型圈产品来，降低生产所需硫化机的规格，降低生产成本，方便工人劳动强度，提高生产效率。O 形密封圈简称 O 型圈，它是一种经济有效的密封类元件，无论是静态密封还是动态密封他都可以适用。为设计者提供了一种既有效又经济的密封元件。O 型橡胶密封圈在实际生产运用中具有很多优点，它体积小，密封性能可靠，结构形式简单，生产成本较低，适应性能广泛，拆装起来也比较容易。在各行各业机械设备中得到广泛的应用，使用量最大的橡胶制品。因成本低和使用简便，使得 O 形圈被广泛应用。在不同的应用场合中，利用橡胶材料的比较大的弹性，对于它的选择一般都比较灵活，视情况而定，所以说选择的时候也比较随意，甚至在某种情况下 O 型橡胶密封圈也可以作为气态介质的密封元件。O型橡胶密封圈是胶料在其模具型腔中受热硫化并溶化凝固成型所得到的产品。 利用模具制作生产橡胶制品已经广泛被使用，在橡胶制品生产活动中占有很大的比重。橡胶模具有很多特点，它制造起来比较容易，外形可以根据需求进行确定，它的尺寸精度一般较高，表面平整光滑，质地致密，加工工艺也比较简单，易于实现机械化和半自动化生产，生产效率高，而且成本低廉。太原工业学院毕业设计2.32.3 产品图分析产品图分析名称：油缸端面密封圈油缸端面密封圈是O型圈，属于静态密封圈，主要要求材料耐油性高，因此产品材料计划选用丁晴橡胶P228。 （典型的O型圈结构）分析产品主要尺寸d1=43.8mmd2=3.1mm2.42.4 模具结构的选择模具结构的选择一般情况下，橡胶模具产品就主要的生产方式有两种，分别为模压成型法和注太原工业学院毕业设计射成型法，通过阅读相关的学习资料，联系本厂实际生产条（平板硫化机）件等因素，确定此产品应选用模压成型法进行生产。模压成型法大致又可以分成两部分，首先是将橡胶材料或者半成品材料直接装填在模具的型腔之中，对其进行压制，最后实现加热硫化处理，这样便可以得到橡胶制品零件。模压成型法具体的生产工艺流程：准备胶料剪切称量或其它预成型处理装入模具型腔加压和硫化同时进行开启模具取出产品修除飞边对成品质量进行检查。 模压成型法一般用于平板硫化机中，硫化温度一般为1431512，蒸汽压力在0.4Mpa与0.5Mpa之间，工作压力为1215Mpa，单位压力一般要求达到2535kgf/cm2。模压法常采用单层或多层平板硫化机，硫化时，常采用0.40.5Mpa蒸汽压力，硫化温度为143151。平板硫化机的工作压力控制在1215Mpa，一般橡胶模压制品硫化时，需要的单位压力为2535kgf/cm2。橡胶制品的半成品形状与成形:首先半成品的胶料经过炼胶机的加工之后会被加工成具有一定长度一定厚度的胶片，然后根据不同的需求，按照模具和型腔的形状和大小，就可以预先制作好一个办成品胶料。具体方法有：人工剪切成形，切胶机切条，挤出机挤出预成形或采用精密预成形机。称量：加入型腔中的半成品胶料重量应为制品重量加上510的飞边流失。半成品重量不宜过多，否则会使硫化时形成大量的外溢飞边，造成胶料浪费，外观质量差，起模困难。同样半成品胶料也不宜过少，否则会使制品缺胶而有缺陷，微孔而报废。 橡胶模制品成型过程:首先就是要对模具按照产品规定的图样进行试压，并对模具的相关属性进行充分的检查，对其操作性能做一个比较完整的预估，最后是利用图纸样品的外形核对，所有步骤完成并检查合格后，产品就可以投入使用了。模具结构：由成型件和结构件组成。 成型件是指在加工的过程中，与胶料直接接触成型的零件，如型芯、镶块，上太原工业学院毕业设计中下模等等。 结构件是指成型件以外用于组合模具，实现相互配合或自动开启、闭合所需的各种零件。如：定位销、导向柱、顶出装置等。在模具中起安装、定位、导向、装配等作用的零件。橡胶模具主要由压模、压铸模、注射模和压出成型模具四种。 压模（压制成型模具）是指将一定形状的胶料，经称量加入敞开的型腔内，用压机闭模加压，然后胶料在受热受压条件下呈现塑性流动充满整个模腔，经过一定时间后完成硫化，再脱模和清除飞边得到所需制品的方法。 特点：结构简单，通用性强，适用面广，操作方便。压制成型模具的结构种类按结构、形状分类有开放式、封闭式、半封闭式、铰链式（合页式）、外箍压紧式几种。如表：通过对以上知识的学习与理解，最终选定了开放式模压结构。2.52.5 分型面的选择分型面的选择一般模具由两块或两块以上的模板组合而成。 太原工业学院毕业设计根据模压制品的几何形状和质量要求，在模具结构上确定一个或几个分合面和机械加工面的分离面，称为分型面（合模面）。分型面的形状分为平面、斜面、曲面、梯面四种。 （如下图）分型面的选择应该充分考虑到模具的结构合理性和产品实用性，大致可以遵循的原则如下：、保证制品顺利取出与脱模，有利于型腔中气体的排除。、模具的分型面应尽量避开制品的工作面。、在选择分型面的时候，应该着重考虑型腔周边表面上的边角和圆弧突出点，这些都是飞边修除的重要因素。太原工业学院毕业设计、在保证O型橡胶密封圈精度的同时，还需要考虑到制品外形或内孔同轴度的要求，模版间的配合精度是影响同轴度的主要因素。常用O形圈的分型一般可分为180与45分型两种，另外还有90分型。180分型面一般适于固定（静态）密封使用场合；45分型一般用于往复直线、旋转运动的动态密封场合。油缸端面的密封圈属于静态密封圈，所以选用180分型。2.62.6 收缩率的确定收缩率的确定 基于对橡胶材料的了解，该材料在硫化前后会发生明显的变化，主要体现在材料的分子结构。在硫化过程中橡胶材料也会发生一系列的化学反应，放出一定量的气体，进而橡胶的体积就会变小，同时改变的还有相应的线性尺寸，橡胶材料就会收缩。胶料的收缩率是指制品经硫化作用后橡胶材料所收缩的大小所占型腔大小的百分比。1、产生胶料收缩的原因（1）温度变化引起的收缩 橡胶制品的温度降低使大分子的运动减缓，分子之间的间距减小，进而使其体积减小。 （2）化学变化（硫化）引起的收缩 硫化反应使得橡胶内部的晶体结构发生严重的破坏，从而限制了分子的运动，使得分子间的间距减小，进而体积减小。（3）分子链取向会使分子间的距离变小，造成体积减小太原工业学院毕业设计2、影响胶料收缩的因素影响胶料收缩的因素很多，这些因素大致可分为：（1）胶种 单就胶种来说，其收缩率大小顺序是 天然橡胶氯丁橡胶丁腈橡胶硅橡胶氟橡胶 但由于配方不同，这种顺序早被打破了，特别是天然橡胶。（2）胶料硬度 一般情况下，胶料的收缩率与胶料的含胶率及其硬度有很大的关系，胶料的含胶率越大，胶料硬度越小，收缩率越大。 （3）硫化的工艺条件 硫化温度：硫化温度高，收缩率大，硫化温度每提高 100C ，收缩率增大0.1%0.2%左右，但有些胶种变化不明显。硫化压力：对于同一胶料，若其致密度要求越高，它的收缩率也就会随之升高。硫化时间：正硫化时间与硫化温度相关，硫化温度每提高 100C，硫化时间就缩短一半。所以正硫化时间对收缩率的影响表现硫化温度上。 影响收缩率的另一个主要因素就是制品尺寸，制品尺寸越大，收缩率越小。另外有无骨架制品的收缩率也不同。（4）如果制品中有夹杂物或有金属骨架，该种制品的收缩率小于纯种橡胶制品的收缩率。而且制品尺寸越大，收缩率越小。3、收缩率的一般规律 1) 胶料压延方向上的收缩率大于垂直截面方向上的收缩率，2）硫化时胶料流动的距离越短，它的收缩率就会越小。3) 模具型腔中装填的胶料越多，压制时胶料受到的压力越充分，质地越致密，使得可产生的收缩率越小。4) 使用多型腔模具生产出的制品，模具中间位置的制品比模具边沿位置的制品质地密实，收缩率也就小。5) 用模压法生产的橡胶制品收缩率比用注射法生产的橡胶制品收缩率大。 6) 截面厚度小于3mm的薄形制品相较于截面厚度在10mm以上的厚形制品，前者收缩率比之后者要高0.20.6。7) 一般情况下，橡胶制品的收缩率随尺寸的增大而减小。 太原工业学院毕业设计8)橡胶中如果夹有其它的材料，会影响其原有的收缩率，夹杂的材料不同，对收缩率的影响程度也不一样。并且夹层越多，收缩率就越小。4、 胶种丁腈橡胶的耐热性能比天然橡胶和丁苯橡胶好，经过适当的配比的丁腈橡胶制品，可以在 120的条件下连续使用。该橡胶在热油中能耐 150的温度，在 191的热油中浸泡 70h 仍然具有屈挠性能。此外，丁腈橡胶还具有良好的耐磨性能，耐老化性能和气密性能。但是，该橡胶的耐臭氧性能差一些。丁腈橡胶广泛用于各种耐油制品，丁腈-40 一般用于直接与油类接触及耐油性能要求较高的橡胶制品，如油封，输油胶管，化工仪器衬里，密封圈，油囊等，耐油手套等；丁腈-30 通常用于各种普通耐油制品。如耐油胶管，油箱，印刷胶辊，耐油手套等；丁腈-20 一般用于耐油性能要求较低的橡胶制品，如低温耐油制品，耐油减振制品等。丁腈橡胶还可以与其他橡胶或者塑料并用，以及改善其他方面的性能。最常见的是与聚氯乙烯并用，以进一步提高其耐臭氧老化性能。5、O 型圈收缩率的确定根据经验公式K=(Dq-Dz)/Dz100式中：K-胶料的收缩率,； Dq-室温下模具的型腔尺寸，mm； Dz-室温下制品的实际尺寸，mm。收缩率的确定采用经验公式 K=2.8-(0.0150.02)A（）式中：K-直径方向的收缩率（） A-硫化胶的平均绍尔硬度；选用丁腈 P228 硬度为 605K=2.8-(0.0150.02)AK=2.8-0.01565=1.825,通过查找资料对比最终确定其收缩率一般为 2。2.72.7 型腔尺寸的确定型腔尺寸的确定 通过查国标 GB/T 3452.12005，O 型圈型腔内径尺寸为 43.8时，型腔内径公太原工业学院毕业设计差为 0.22；截面直径尺寸为 3.1mm 时，断面尺寸公差为 0.05。型腔尺寸计算1、计算制品平均尺寸内径 d1 = 1/2(dmax+dmin) = 1/2(44.24+43.36) = 43.8()高度 C2 = 1/2(Cmax+CMIN) = 1/2(3.2+3.0) = 3.1()2、确定模具型腔尺寸公差1 = 0.44-（-0.44）= 0.882 = 0.1 -（0.1）= 0.2 内径公差：1 = （1/31/5）1 =1/4 0.88 = 0.22 高度公差：2 = （1/31/5）2 = 1/4 0.2 = 0.053、计算型腔尺寸dx =d1( 1+ k) +1/2 -10 = 43.8( 1+ 2) + 0.22/2-0.230 = (44.78 )-0.230 C = C2 ( 1+ k ) 2 /2 = 3.1620.0254、模具中型腔之间距离的确定余胶槽对橡胶模具十分重要，直接影响橡胶制品最终是否达标。是橡胶模具的一个重要组成部分。其对技术上的要求不大，只需掌握一些基本原则灵活运用即可。余胶槽的主要作用是使硫化时多余的胶料导入其中，分型面处尽量减少留胶量，使得产品的胶边尽量薄些，提高产品质量。另外余胶槽还有跑气的作用，防止产品中气泡的产生。还能使得分形面处面积减少，从而增大分型面处的压强，使产品飞边易于去除或形成无飞边产品。余胶槽一般分为普通型薄片型剪切型整体型四种类别。因为产品要求是无飞边的产品，所以型腔与余胶槽的间距选取为1mm，余胶槽为整体性余胶槽。为了实现余胶槽之见的联通，一般要求余胶槽的中径是相切的。所太原工业学院毕业设计以两相邻型腔之间的圆心距为D=58mm（如图）。2.82.8 模具的导向与定位模具的导向与定位导向 导向就是为使的闭合模具时总能保持模板之间相对位置固定，避免模具型腔交错，生产出的橡胶制品因变形而不可用。导向是否可靠，还关系到模具生产过程中的使用。据统计，模具发生变形和损坏很多都是因为导向不可靠导致的。定位 定位是指模板之间相对位置固定，模板间相互配合的精度直接影响制品的质量。实际生产中，模具的定位与导向其实都由同一个零件来实现。例如导柱等。一般情况，模具都需要设计导向和定位，为了避免发生不必要的状况。比如模具没有设计导柱和定位，操作时模板滑落，伤到工作人员，而采用一定的定位方式还是十分必要的，避免不必要的工伤事故。导向与定位主要分四种形式：锥面定位、斜面定位、圆柱定位、定位销定位。其中定位销应用广泛，定位配合精度较高，定位牢靠，可以反复安装，结合本次设计决定应用定位销定位。O 型橡胶圈的尺寸精度取决于型腔的尺寸，上下模版的定位差使得 O 型圈截面并非一个整圆，从而发挥不了一些 O 型圈的作用，形成残次品，无法使用。因为模具太原工业学院毕业设计最后还要添加一个气动启模装置，要充分保证其在上模顶出时的平稳性，所以在模具上设置了 4 个导套孔，均匀分布于模具上。导套位置太原工业学院毕业设计3 3 气动起模装置的设计气动起模装置的设计3.13.1 工作平面的设计工作平面的设计 为了实现自动起模，首先需要寻找一个动力源，来代替人力，使得上下模板分开，本次设计计划适用气动执行元件来提供力。气动执行元件就是一种能量转换装置，可以将压缩空气的能量转化为机械，输出动能。气动执行元件分为气缸和马达两大类。往复直线运动的执行件一般选择的是气缸。只有动力源还不行。要想将上下模板启开，还需要搭建合理的工作平台。工厂里多见平台式的工作平面。平台式的工作平面结构简单且比较敦实，能适应操作中的施力加工。设计出如下图所示的起模工作台。 太原工业学院毕业设计具体的设计内容有：在与硫化机连接部分处设立导向，最前端有一个导口，方便模具进入自起模位置。通过计算，选择气缸型号。为了配合起模机构给模具向上的作用力，在导轨上端横向伸出一部分，卡住下模板，使得下模板不会随着上模板一起向上运动，使之与上模板分离，完成起模。3.23.2 气缸型号的选定气缸型号的选定上模板重量：V上=343125=26350 cm3M上=V上 =263507.85 =206847.5gG上= M上g =20.684710 =206.847N大气压力：太原工业学院毕业设计F=343110.1 =10645.4N因为橡胶黏力变化太多，所以气缸的功率应适当的大一点，再考虑到定出装置的行程，确定气缸顶杆。最终确定气缸（D=100 S=150）。3.33.3 起模架的搭建起模架的搭建主要考虑工作平面的固定，气缸顶出杆的行程，气缸的固定，气缸顶出杆和模具顶出结构的连接，模具顶出机构的导向定位等因素。因为可选的材料实在太多，但考虑到搭建时的难易程度、材料来源、生产成本等问题，决定采用角铁进行搭建。整体结构如下图3.43.4 其它尺寸的确定其它尺寸的确定根据老师所给的课题，设计的模具应该具备多个型腔，提高生产效率，充分利用硫化机的工作平面，所以设计了 20 个型腔的模具，并为顶出装置预留出足够的空间（如上图） 。太原工业学院毕业设计模具长 D1=340mm模具宽 D2=260mm上模板厚 H1=25mm下模板厚 H2=30mm太原工业学院毕业设计4 4 橡胶模具制造橡胶模具制造4.14.1 橡胶模具制造的概述橡胶模具制造的概述模具质量的质量，可以直接影响到所生产产品的好坏。因此模具适用正确的加工工艺是保证产品质量的关键之一。一副模具由许多零件组成，根据每个零件的制造工艺可将分为三大类： (1)标准件：包括螺钉、螺母、垫圈、圆柱销等。可在市场上选购(2)通用件：导柱（销）、导套等。标准件备品，可成批生产备用。(3)专用件：包括型腔、脱模机构等零件。根据不同的生产需求，设计相应的结构。4.24.2 模具材料的选用模具材料的选用 我国年需模具钢约20万吨。模具的寿命除取决于模具结构设计及使用与维护外，最根本的问题是模具材料的基本性能是否和模具加工要求与使用条件相适应。制造橡胶模具所用钢的一些基本性能要求有：（1）加工性能良好，（2）热处理后变形小（3）抛光性良好（4）耐磨性良好（5）较好的淬透性（6）耐腐蚀性好。模具中制造不同的零件其所用材料所需的要求也不同。成型零件因为要与较高温度的熔体直接接触，所以要具备良好的耐磨型与耐腐蚀型，要有足够的强度承受硫化机的压力和顶出机构的应力，最后硫化受热时变形量要小。顶出机构与导向零件：受热是变形量要小以保证生产时精度不受影响，耐磨性能好可以保证他们的使用寿命，同时哈药拥有足够的韧性和强度以保证只生产操作中不出问题。太原工业学院毕业设计起支承与紧固的零件一般只需要具有一定的强度即可。常用的模具钢主要分碳素钢与合金钢两大类。其中碳素钢又分为碳素结构钢与碳素工具钢。这里考虑到材料来源、材料特性与模具修复等因素，决定用45号钢制作模具（其中15号钢、20号钢经渗碳处理与淬火处理后可制作导柱、导套等零件）。4.34.3 模具的表面处理模具的表面处理 在模具的生产作业中，不仅仅只有强度和韧性发挥着重要的作用，其表面性能也是其中重要的一环，直接影响到模具的使用寿命。表面特性大致可以分为以下几类：耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能等。模具的表面处理技术是指经过一系列的化合反应，将模具表面形态、化学成分、应力状态等发生一些变化。这些变化可以更好的提升模具的特性。在模具制造中可以经过很多的方法进行处理，从而达到理想的状态，这些处理方法主要有：渗氮、渗碳和硬化膜沉积。渗氮技术主要是优化模具表面的性能，而且渗氮工艺可以和淬火工艺协调进行。渗氮操作会使温度降低，不需要进行激烈的冷却，模具不会发生较大形变。这些良好的有点特性，使得渗氮技术广泛用于模具的表面强化。渗碳技术主要是提升整个模具的强度和韧性。这项技术可以降低生产成本，它能使得较低级的材料所制造的模具，在处理后强度和耐磨性得到提高，来替代较高级的材料制作出符合要求的模具。硬化膜沉积技术主要是为了提高模具的耐腐蚀性，还能提高制品的表面质量。一般模具的型腔表面都是镀硬铬，镀层不宜太厚，并需要进行抛光处理。目前比较成熟的是CVD和PVD。硬化膜沉积技术目前较成熟的是CVD、PVD。硬化膜沉积技术最早在工具（刀具、刃具、量具等）上应用，效果极佳。模具自上个世纪80年代开始采用涂覆硬化膜技术。硬化膜沉积技术（主要是设备）的成本较高，仍然只在一些精密、长寿命模具上应用。为了提高制品表面质量和模具的耐腐蚀性，模具型腔表面最好镀硬铬，其厚度为0.0050.01mm，镀铬层不宜太厚，否则易剥落，镀铬前型腔表面粗糙度应不高于太原工业学院毕业设计Ra1.6m，镀铬后要抛光。4.44.4 模具的表面粗糙度模具的表面粗糙度 橡胶制品的外观、使用寿命以及工作状态都会受到很多因素的影响，而其中最主要的就是模具型腔表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度应按如下不同要求选择： 1.一般模具型腔的表面粗糙度为Ra1.6m，有特殊要求的制品，如航空密封件、汽车密封件、O形密封圈，其型腔粗糙度在Ra0.4m以下；机械密封件、精密零件，其型腔粗糙度为Ra0.8m以下。2.模具中配合表面粗糙度为Ra1.6mRa3.2m（包括模具上、下闭合面） 3.模具外形粗糙度 Ra12.5m4.54.5 模具配合公差模具配合公差1.模具型腔的精度应比制品要求的精度高23级2.公差选配部件与精度3.导柱与模板固定部分，推荐选用基孔制过盈配合 H8/s7 或 H7/n6另一端为间隙配合，其中要求较高模具定位选用H8/f8一般要求选用H9/f94.64.6 模具加工步骤模具加工步骤模具制造的一般程序太原工业学院毕业设计型腔的常用加工工序1）下料选择合适的胚料。2）锻造获得一定形状尺寸。3）预先热处理消除残余应力4）粗磨（六面）刨（铣）四周及两平面，厚度留余量0.40.6mm。5）平磨磨两端面及相邻两侧面，对角尺。表面粗糙度R0.8。6）划线钳工划型孔形状及螺孔等位置线。7）铣按图样要求铣出型腔，单边留余量0.30.5mm。8）钳钳工钻螺孔、攻螺纹等。9）热处理提高精度，优化围观组织，提高材料性能。10）电加工采用电极精加工型腔。11）钳钳工修整抛光。12)表面处理按要求镀铬处理。13)钳钳工修整检验。 4.74.7 制品具体生产过程制品具体生产过程1)将模具推入硫化机中，进行预热，一般预热15分种左右。 2）准备胶料，剪切称量后，填入型腔中。3）利用导柱定位安装上模板。4）将模具推入平板硫化机中。5）启泵，平板硫化机的平板升起，模具受高压锁紧，开始硫化过程。6) 按照规定完成硫化后，降下硫化机平板，将模具从硫化机中拉出，置于指定的起模位置。7）启动气缸，运转自动起模装置。8）尽快取出制品。因为金属与橡胶的导热性差距较大，为了防止制品形成温差，使制品受冷收缩，影响制品质量。4.84.8 橡胶模压制品的废、次品分析橡胶模压制品的废、次品分析太原工业学院毕业设计序号 废品类型 废品特征 产生的原因 1 尺寸不准制品结构尺寸与图样严重不符硫化机安装平行度不符合要求 模具型腔尺寸有问题模具加工质量低2 缺胶 制品轮廓不明显，形状不符合要求制品轮廓明显，但有凹陷和瑕疵填装胶料量不足硫化机平板上升太快，胶料没有充满型腔而溢出模外模具设计有问题，排气性能低3 飞边太厚制品飞边太厚无法去除装入胶料量过多余胶槽不联通或余胶槽太小，不能及时排出多余胶料硫化机平板的压力不够模具没有锁紧4 有气泡制品的表面或内部有气泡填胶量不足模具排气性不足胶料受潮或夹杂了易挥发物质5 制品表面不平整制品表面不平整，有凹凸模具型腔表面不达标胶料本身有缺陷（如黏度大或超期）模具排气性不足6 裂口制品有破损胶料与成型方法不匹配模具结构不合理涂刷过多隔离剂是胶料分层制品取出被划伤7 皱折裂纹、离层制品表面皱折 制品表面和内部有裂纹、离层的现象填装胶料不达标或不纯型腔内所涂的隔离剂过多工艺操作（成型、加料方法）不正确8 杂质制品中杂质 填装的胶料混有杂质填装前没有清理模具（包括飞边、废胶未清理干净） 太原工业学院毕业设计9 上下模板错位错位制品在分型面处有较大的错位 模具的导向定位出现问题45度分型胶圈由于飞边增厚 10 卷边制品在分型处有明显的向内收缩的现象胶料加工性能差（如氟橡胶） 模具结构不合理（厚制品应采用封闭式结构模具和合理开置余料槽） 11 制品粗糙度不达标制品表面粗糙度不符合要求型腔表面粗糙度不够镀铬层抛光不足或脱落型腔受到腐蚀超标12 橡胶与嵌件分离金属嵌件与橡胶结合不好金属嵌件不达标压制时受潮粘合剂选择不当涂胶工艺有误13 孔眼制品有孔眼缺陷 填装胶料不足填装胶料有杂质，并且杂质脱落制品有气泡并破裂14 接头痕迹制品有明显的接头痕迹 胶料添加不正确模具结构不合理胶料流动、结合性差太原工业学院毕业设计5 总结总结2014 年 12 月中旬，我拿到了我的毕业课题，如今论文基本完成。从开始的毫无头绪，到渐渐的体会到课题的要求，再到构想出论文的整体思路，最后将论文一点点写出来。经历几个月来的不懈努力，终于将本人对这一课题的所有理解都呈现到论文历来。（1）起先大量的翻阅了跟模具有关的资料。初步了解到要设计出一套模具应该做点什么。（2）在老师的辛苦帮助下，将整个模具一点点设计完成。（3）和老师不断沟通交流，根据厂房的实际情况设计出与之相匹配的一副自动起模操作平台。（4）运用构图软件，将本设计的所有内容具象出来。几经波折，最后终于完成了本次毕业设计论文。让我对模具的设计有了一点点了解，知道了模具设计必须注意的几点内容：型腔尺寸的计算，余胶槽的排布，模具加工的简单工艺等等。太原工业学院毕业设计参考文献参考文献1虞福荣.橡胶模具设计制造与使用M.北京机械工业出版社，1995.2机械设计手册（第二分册）M.北京：化学工业出版社，1998.3申长雨，李倩橡塑模具优化设计技术M.北京，化学工业出版社.1997.316.4陈长浩，石占祥，O 型橡胶密封圈复合磨具的加工J.机械制造，1997.35（11）.375王先逵，械制造工艺学M.北京，机械工业出版社，1996,190.太原工业学院毕业设计致致 谢谢时光飞逝，不知不觉大学而生活即将结束。经过三个多月的努力学习和老师的细心知道，终于顺利地完成了毕业设计，希望自己的四年的大学生活划上一个圆满的句号。通过本次毕业设计，了解到一个完整的课题设计活动所需的整个过程，并且实际操作，体会到理解书本上的知识与实际运用之间的巨大差别。深深地体会到了成功的来之不易，自己的勤奋努力，朋友指之间的相互帮助，和面对挫折时不放弃、勇往直前的意志，这些都是很重要的经历体验。在这里，我一定要真挚的感谢我的指导老师绿树青老师。正是她一丝不苟、实事求是的态度引领着我一路走过整个课题设计。每次见面她都会很细心的了解我的供工作进度，然后对我进行详细的知道，每每有什么不懂得时候，她都会很认真的为我进行讲解，老师认真的工作态度和深厚的专业功底给我留下深刻的印象。希望您身体健康，生活开心快乐。此外，我还要感谢帮助了我的同学。帮我寻找书籍，三维制图时一起学习，修改论文时的帮我出主意。论文的成功离不开他们的帮助。祝福他们能有好前程，实现自己的理想。