汽車子午線輪胎活絡模具結構的優化設計

鄭伍昌

（巨輪股份有限公司，廣東揭陽 515500）

汽車子午線輪胎活絡模具結構的優化設計

鄭伍昌

（巨輪股份有限公司，廣東揭陽 515500）

針對汽車子午線輪胎活絡模具使用過程中存在容易卡死的問題，提出了相應的技術方法及措施，方便模具的安裝、維修及減摩板的更換，還提高了模具的加工效率、降低加工成本等。

汽車輪胎；活絡模具；向心機構；減摩板；結構優化

隨著全球汽車行業的高速發展，輪胎行業也發生了顯著的量和質變化。自2002年以來，我國輪胎產銷量一直保持著20%左右的增速，子午線輪胎的增速則高達40%以上，中國已然成為發展空間最大的輪胎市場。而隨著汽車、摩托車等工業的迅速發展，輪胎花紋也變得越來越復雜，而這些輪胎產品的制造離不開模具，而且隨著我國輪胎子午化率的不斷提升，輪胎制造商對輪胎模具的需求越來越多，技術與質量要求也越來越高，這就要求模具制造廠家以最快的速度、最低的成本、最高的質量生產出模具[1]。

1 汽車子午線輪胎活絡模具的基本結構及其存在問題分析

（1）結構分類

通常地，用于硫化成型的輪胎模具，按其結構來劃分有兩半模具及活絡模具兩大類。由于后者在硫化成型過程中有其獨特的性能——多方向徑向抽芯運動，從而使輪胎在定型、脫胎等的過程中有移位比較小、變形均勻等優點，所以目前國內外各家大型輪胎公司多采用活絡模具來生產子午線輪胎。

目前國內所使用的活絡模具其結構主要有兩種：一是斜平面導向活絡模具；一是圓錐面導向活絡模具。這兩個結構具有共同的工作原理，且均由向心機構和模腔組成。對于圓錐面導向活絡模具，該結構是原西德AZ公司設計的典型結構，主要由內圓錐面導向并產生足夠的合模力作用的中模套、裝花紋塊并帶動花紋塊做徑向抽芯運動的滑塊、上蓋、底座、上下胎側板等組成。對于斜平面導向活絡模具，該結構是意大利倍耐力公司設計的典型結構，其結構與圓錐面導向活絡模具相似，不同之處主要在于斜平面導向活絡模具將圓錐面導向活絡模具內圓錐面導向改為多個獨立的小斜平面導向[2-4]。

（2）常見結構存在的問題分析

從結構上來看，常見的斜平面導向活絡模具和圓錐面導向活絡模具這兩種結構的活絡模具大同小異，其中有一個共同點就是整套向心機構的減摩板都需要采用很多小螺絲來固定在相關的零件上，以確保其使用過程牢靠而不會輕易掉落。

然而，畢竟其固定螺絲數量很多，長時間的使用，這些小螺絲會因為撞擊、震動、熱脹冷縮等原因而逐漸松弛，而且螺絲的沉頭孔也會塞滿灰塵、固化的潤滑劑等雜質，從而影響其潤滑效果，也可能會因在減摩板表面開孔而破壞減摩層的整體性，長時間的使用可能會造成孔的邊緣容易剝落，最終整片減摩板被逐漸拉傷、卡死向心機構而報廢，另外，傳統的減摩板也因聯結螺絲很多，螺絲也不大，正常磨損后需要更換時拆卸很困難，也很耗時。

以上兩種活絡模具向心機構由于在實際的使用中反映出來的問題直接影響到模具的使用質量和維護保養的效果，因此必須通過優化模具內部結構，特別是針對這兩種向心機構減摩板結構存在的問題來尋求相對應的解決方案。

2 方案及原理

（1）基本思路及原理

基本思路：通過對常見斜平面導向活絡模具與圓錐面導向活絡模具兩種向心機構的問題點的比較及分析研究，從中得到結論：要避免減摩板聯結小螺絲容易松弛、沉頭孔容易堵塞雜質、減摩板表面的減摩層整體性容易受到破壞、更換拆卸困難等問題，就要想方設法減少減摩板表面的孔、槽等容易引起破壞表面的因素，因此需要對減摩板結構進行重新設計，力求簡單實用，保持整體性，以達到減少破壞表面的因素，降低中模套減摩板的損耗，延長其使用壽命，同時還要求動作平穩，更換方便等。

基本原理：合模時，在硫化機合模力作用下，合模力通過中模套的斜面施壓于滑塊的斜面形成滑塊移動的動力，在中模套的導向斜面及裝在滑塊上導向條的導向下滑塊進行徑向滑動，從而帶動裝在滑塊上的花紋塊合攏；開模時，在硫化機的帶動下，中模套與上蓋向上運動，由于滑塊與花紋塊有自重，在中模套斜平面及導向條的導向下而下滑，同時向外張開而達到脫胎作用。

（2）方案

針對常見斜平面導向活絡模具與圓錐面導向活絡模具兩種向心機構螺絲數量過多、使用過程容易因螺絲松動而卡死的問題點，從經濟適用及加工工藝性好的設計原則方面考慮對減摩板結構進行優化設計。

與常見的斜平面導向活絡模具與圓錐面導向活絡模具一樣，結構優化后的輪胎活絡模具仍然由向心機構和模腔組成，整體結構沒改變，只是將其中的中模套、導向條、中模套減摩板等零件的結構進行改進。如圖1所示。

圖1 模具方案圖

模腔部位：主要由上胎側板（1）、下胎側板（11）及花紋塊（9）組成。

向心機構：主要由上蓋（2）、提升塊（3）、上環（4）、中模套（5）、保溫罩（6）、導向條（7）、滑塊（8）、底座（12）等組成。上蓋（2）連接上胎側板（1）；底座（12）連接下胎側板（11）；滑塊（8）連接花紋塊（9）、導向條（7）與提升塊（3）；上環（4）連接中模套（5）與保溫罩（6），保溫罩（6）可拆卸，隨客戶意愿給予安裝與否。模腔花紋成型組件包括若干花紋塊花紋塊（序號9），每塊花紋塊各自連接于對應的具有斜面導向功能的滑塊（序號8）上，并通過導向條（7），可在滑塊（8）內部的導向槽里進行滑動，滑塊上設置有提升塊（3），并在上蓋（2）的徑向開口槽里滑動，作用是在開模時提升滑塊及花紋塊，導向條（7）開有導向槽，中模套（5）上設置有止滑結構（10），作用是行程限位。

優化后的中模套結構跟原來的中模套結構存在如下不同點。

傳統的中模套特別是斜平面結構上每一等份位置的減摩板是設計成左右各一件，用于平衡導向，但也因此帶來減摩板本身需要用很多螺絲來固定在中模套上。模具在長期使用過程中如果保養維護不到位或原來裝配時沒有擰緊，這些小螺絲就會因熱脹冷縮和碰撞震動而逐漸變得松弛凸出減摩板面，從而卡傷滑塊的導向面，造成模具運動不順暢甚至是卡死并損壞。而且，導向條背面是平整的，通過螺絲簡單連接在滑塊或中模套上。如圖2所示。

圖2 傳統活絡模中模套的結構

而優化后的結構則是針對以上問題，將每一等份位置的減摩板（13）設計成一件，并直接通過導向條壓緊減摩板，而不用小螺絲固定這些減摩板，從而保持減摩板表面的整體性、也無小螺絲松弛凸出減摩板面導致卡傷滑塊導向面的現象。導向條則設計成帶兩個或多個連體的定位臺階，然后在中模套上對應地方開定位孔或定位槽，利用此定位裝置使導向條更準確地定位，并很好地保護導向條連接螺絲。如圖3所示。

圖3 優化后中模套的結構

相對于傳統的向心機構中模套結構，優化后的活絡模具結構具有如下優點。

（1）將傳統活絡模中模套結構各個導向斜平面由原來每組由兩個小斜平面組成，改進為單斜平面，避免兩個斜面之間的平面度誤差、提高角度一致性和斜平面的整體性，縮短加工時間并節約加工成本，還保證了其整體精度。

（2）中模套減摩板也相應由傳統的左右各一件改進為單件，降低裝配誤差，提高裝配精度，同時也節約減摩板材料和成本。

（3）采用導向條直接壓緊減摩板結構，保護減摩板表面的整體性，無表面破壞點，無因固定螺絲松動導致拉傷滑塊導向斜面而卡死的隱患，減輕因減摩板表面破壞而造成表面減摩層剝落所引起的運動不順暢甚至卡死的隱患，同時也節約固定螺絲成本和加工螺孔所需要的時間和成本。

（4）導向條采用鑲入式結構，即將導向條設計成帶兩個或多個連體的定位臺階，然后在中模套上對應地方開定位孔或定位槽，利用此定位裝置使導向條更準確地定位，同時也對導向條螺絲進行安全保護，以免使用過程中因頻繁的撞擊導致螺絲松動而斷裂。

3 結束語

通過對汽車子午線輪胎活絡模具中模套的結構優化，既可以節約材料成本，也可以節約加工成本，同時還能保證模具使用過程中不因螺絲的松動而引起卡模，更重要的是保證導向條螺絲不會斷裂而引起安全事故，這樣的優化結構能有效地保證產品質量，是汽車子午線輪胎活絡模具結構設計總方向。

［1］中國橡膠工業協會.橡膠行業“十二五”發展規劃指導綱要［Z］.2011.

［2］邸建成.高性能半鋼子午胎非標活絡模具的開發設計［J］.橡塑技術與裝備，2012（12）：58-62.

［3］曾旭釗.巨型工程車子午線輪胎活絡模具結構設計［J］.機電工程技術，2012（9）：18-22.

［4］胡海明.子午線輪胎模具裝配工藝的應用分析［J］.橡塑技術與裝備，2011（06）：27-29.

Optimized Design of Structure for the Radial Tyre Segmental Mold

ZHENG Wu-chang
（GREATOO INC，Jieyang515500，China）

For the problem of the car radial tyre segmental molds clamped when it was working,the improvement method and measurement were proposed.Ease of mold sets,maintenance and replacement sliding plates,other side,it will improve the efficiency and reduce the processing cost of the molds.

radial tyre；segmental molds；container；sliding plate；optimum structure

TG76

A

1009－9492(2014)05－0162－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.05.041

鄭伍昌，男，1956年生，廣東揭陽人，大學專科，工程師。研究領域：汽車輪胎模具。

(編輯：向 飛)

2013－12－02