O型密封圈一模多腔模具的設計*

魏晉偉

(蘭州真空設備有限責任公司,甘肅蘭州 730050)

O型密封圈一模多腔模具的設計*

魏晉偉

(蘭州真空設備有限責任公司,甘肅蘭州 730050)

介紹O型密封圈一模多腔模具設計。主要對模腔尺寸計算進行了分析和探討,對模具結構進行研究和設計,經(jīng)過實踐證明,模腔尺寸準確、模具結構合理,方便生產(chǎn),工效高。

O型密封圈;模腔尺寸;模具結構

0 引 言

圖1為O型密封圈產(chǎn)品的尺寸和結構,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計的合理,模具結構設計和型腔尺寸確定就成為模具設計中最為重要的兩個問題。

圖1 O型密封圈零件圖

1 模具設計

1.1 型腔尺寸計算

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,制品的結構形式如斷面、有無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比較難確定的問題,到現(xiàn)在還沒有完全可靠可行的計算公式,只能憑經(jīng)驗估計或以實踐中相近模具測量數(shù)據(jù)作參考[1]。所以收縮率也是一個近似值,這就要求設計者除了進行復雜的計算外,還應進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算方法比較多,現(xiàn)介紹以下兩種:

(1)橡膠制品與模腔相應尺寸的計算公式為:

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

(2)邵氏硬度計算的經(jīng)驗公式為:

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 型腔計算

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

(1)O形圈型腔內(nèi)徑尺寸及公差的計算,可按如下公式計算:

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位量)。

(3)型腔斷面半圓深淺尺寸的計算

壓制O形圈制品時,由于飛邊厚度對O形圈斷面尺寸的影響,在模具型腔計算時,飛邊厚度應對O形圈形狀的影響必須予以考慮。對于180°分型面的O形圈模具,其斷面型腔半圓深H1應等于斷面型腔的半徑R再減去飛邊厚度h的1/2;對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°。因此在模具型腔計算時,必須予以全面考慮。

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

1.2 模具結構設計

模具單個型腔結構見圖2[2]。選用45°分型面結構形式;為了防止硫化物對型腔的腐蝕,型腔表面應鍍硬鉻,厚度為0.005～0.011 mm,并鍍后對表面進行拋光Ra值為1.6μm。

圖2 模具單個型腔結構圖

整體模具結構型式采用一模九腔形式見圖3[3]。型腔分布以對稱為原則,型腔C處上下模應保持清角,模具合腔時錯位量≤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,操作防止出現(xiàn)扣反現(xiàn)象;減輕了勞動強度,提高了生產(chǎn)效率上下模板孔配對加工,并對上下模、導柱與上下模板一一進行編號,裝配時對應[4];為了搬運和操作方便,上下模板上焊接固定手柄。

圖3 一模九腔模具結構分布圖

2 結 語

通過實踐證明,型腔尺寸準確,模具結構簡單,工效高,省料,操作方便,壓制產(chǎn)品良好,模具經(jīng)久耐用,達到設計預期的目的,并在今后同類制品設計生產(chǎn)中進行推廣應用和借鑒。

[1]吳生緒.橡膠模具設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.

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

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

[4]田光輝,林紅旗.模具設計與制造[M].北京:北京大學出版社,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,主要從事真空設備制造工藝方面的工作。