玻璃潤滑劑墊成型模設計

黨 利，韓 敏，馬勝龍，馬遙力，單晨晨

（1.鄭州航空工業(yè)管理學院 航空工程學院，河南 鄭州 450046；2.河南職業(yè)技術學院，河南 鄭州 475000）

0 引 言

玻璃潤滑劑墊在不銹鋼[1-3]、鈦合金[4]和高溫合金[5,6]等難變形的金屬管材或型材[7]熱擠壓成型過程中使用的潤滑劑，由玻璃粉通過水玻璃粘結在一起。模具結構設計是否合理對模具制造成本[8]、使用便捷性[9,10]以及玻璃潤滑劑墊成型質量有較大的影響。目前玻璃潤滑劑墊成型過程存在以下問題：①不同規(guī)格的管材需要不同規(guī)格的玻璃潤滑劑墊，所以每種規(guī)格管材所需的玻璃潤滑劑墊必須配套1副模具，模具制造成本高，且所成型的玻璃潤滑劑墊質地疏松，運輸過程中容易損壞[11]；②為了滿足不同擠壓比的需要，就要改變玻璃潤滑劑墊尺寸，通常采用銼刀研磨玻璃潤滑劑墊的內徑或外徑，但由于玻璃潤滑劑墊比較脆，研磨時玻璃潤滑劑墊易裂開而報廢；③成型的玻璃潤滑劑墊從模具中取出放到烘干箱的過程中，容易破裂而不能進行烘干。

現(xiàn)設計1副可通過更換型芯（決定玻璃潤滑劑墊內徑）和外圈（決定玻璃潤滑劑墊外徑）就能成型不同規(guī)格玻璃潤滑劑墊的模具，節(jié)約模具制造成本。該模具設有專門的頂出和玻璃潤滑劑墊托盤裝置，以避免成型的玻璃潤滑劑墊從模具取出轉移到烘干箱的過程中出現(xiàn)破裂。

1 模具結構及工作原理

1.1 模具結構

玻璃潤滑劑墊成型模具如圖1所示，件1、2組成裝置的底座；件3、4、5組成凹模；件8、9、10組成頂出裝置。

凹模采用組合式結構，由凹模外圈、型芯和凹模底板組成。凹模外圈底部有4個凸臺，中間帶有螺紋孔，如圖2（a）所示。凹模底板有4個長孔，如圖2（b）所示，凸臺與長孔配合，如圖 2（c）、（d）所示。凸臺和長孔之間配合公差控制在0.01～0.05 mm，以保證凹模和型芯的同軸度，成型的玻璃潤滑劑墊才能滿足內外圓同軸公差的要求。

該模具不僅可以成型截面為矩形的玻璃潤滑劑墊，還可以通過成型帶有一定錐度或曲面的玻璃潤滑劑墊。另外在型材的擠壓工藝中，該裝置還可以方便更換型芯（型芯可采用鋼質或木質材料），成型各種型材所需要的玻璃潤滑劑墊，節(jié)約模具制造成本。

1.2 工作原理

圖1（b）所示為沒有裝載玻璃潤滑劑狀態(tài)，凹模外圈4、型芯5、玻璃潤滑劑墊支撐板7共同形成上開口凹槽型腔，在此型腔內放置定量的水玻璃和玻璃粉的均勻混合物，然后將其壓實，根據(jù)玻璃粉顆粒大小及潤滑效果施加合適的壓力。通過壓桿13端部向下運動，由于杠桿作用，頂出器連接裝置12向上運動，推動頂出器（見圖3）向上運動，將玻璃潤滑劑墊支撐板和玻璃潤滑劑墊一起頂出型腔，最后將壓實的玻璃潤滑劑墊6和玻璃潤滑劑墊支撐板7同時放入烘干箱。等待烘干結束冷卻后，由于金屬的線膨脹與線收縮系數(shù)比玻璃的大，玻璃潤滑劑墊6會自動和玻璃潤滑劑墊支撐板7自動脫離。

圖3 頂出器結構

2 實例制作

根據(jù)現(xiàn)有條件制作了簡易的模型，如圖4所示。為了方便加工，將簡易模型的凹模外圈、型芯和凹模底座加工為一個整體，如圖4（a）所示。頂出裝置也采用簡單加工，只加工了頂桿，省去了杠桿頂出機構，如圖4（b）所示。圖5所示為經(jīng)過烘干后的玻璃潤滑劑墊，共試制了10個，玻璃潤滑劑墊表面平整，全部達到了使用要求。

圖4 簡易模具

圖5 玻璃潤滑劑墊

3 結束語

根據(jù)管材和擠壓筒規(guī)格，可更換模具零件制作不同內外徑的玻璃潤滑劑墊，不僅節(jié)約模具制造成本，還可以成型有錐度的玻璃潤滑劑墊。

穩(wěn)定的機械頂出裝置可將玻璃潤滑劑墊及其支撐板同時從模具型腔中頂出，避免放至烘干箱過程中玻璃潤滑劑墊開裂。利用玻璃和鋼墊的線膨脹和線收縮系數(shù)不同，烘干后的玻璃潤滑劑墊能順利的從支撐板脫離，無任何損傷，實現(xiàn)各種形狀玻璃潤滑劑墊的烘干成型?？赏ㄟ^調節(jié)壓力控制玻璃潤滑劑墊的壓實致密度，改善玻璃潤滑劑墊的潤滑效果。