CN102218784A - 一种薄壁硫化胶管整形模具及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁硫化胶管整形模具及其制造方法，所述的模具包括模胎腔、标识笔旋转移动装置、两个切割刀片旋转移动装置和底座；所述的模胎腔由底板、左侧板、右侧板、前立板和后立板组成，分别通过焊接方式组合成整体，并固定于底座上；所述的标识笔旋转移动装置、两个切割刀片旋转移动装置分别固定于底座上。本发明采用了硫化胶管原型填料浇注成形技术，使模具的制造成本降低了91％，工序简化82％，制造周期缩短11/13，极大的降低了型腔内表面修型的技术问题，重合精度由原来的65％提升到现在的95％以上。本发明可在恶劣的工作环境下可靠运行，对职业技能人员的素质要求较低。

Description

一种薄壁硫化胶管整形模具及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种薄壁硫化胶管的制造工艺，特别是一种薄壁硫化胶管整形模具及其制造方法。

背景技术

目前，车、船专用三维曲率胶管的制作工艺都是采用标准胶管放在定型胎具内进行硫化定型，定型后的硫化胶管放在一个与硫化胶管轴线剖面完全重合的半边整形模具上定位，然后定长切割硫化胶管和在硫化胶管的相对位置上打标定位；确保硫化胶管三维曲率长度和固定的连接位置不变，而与硫化胶管完全重合的半边整形模具制造，现在普遍采用的工艺过程是：首先，将硫化胶管放置在激光抄数机定位支架上，调整硫化胶管基准面与激光抄数机读数头垂直进行扫描，扫描数据由计算机直接接收并存储，然后采用激光抄数机专用软件修补扫描数据形成的网络栅格达到数据网格平滑，弥补激光抄数时由于振动或硫化胶管毛刺产生的数据误差等现象。其次，用加工中心编程软件调用激光抄数机修补后的图形文件，进行整形模具设计并最终完成整形模具平面和内腔曲率铣削的加工程序，存入加工中心的存储单元中；其三，将木质材料放入加工中心工作台上找正，再调用存储单元中的加工程序进行整形模具的反复加工，直至满足工艺要求的粗加工为止。最后，由人工完成整形模具的修型、打磨等精加工任务，直至检验合格，否则反复修型、打磨。

但现有技术存在以下缺点：

1、制造周期长，工序繁多，工艺复杂，技术难度大，制造成本高。

2、木质材料的整形模具怕碰、怕水、怕火，变形不易控制。

3、由于整形模具的精加工完全靠人的手工来完成，所以，对人员的职业技能要求非常高。

发明内容

为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处，本发明的目的是要设计一种可缩短制造的工艺流程和生产周期、提高重合精度与抗变形能力、对职业技能人员素质要求不高的薄壁硫化胶管整形模具及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种薄壁硫化胶管整形模具，包括模胎腔、标识笔旋转移动装置、两个切割刀片旋转移动装置和底座；所述的模胎腔由底板、左侧板、右侧板、前立板和后立板组成，分别通过焊接方式组合成整体，并固定于底座上；所述的标识笔旋转移动装置、两个切割刀片旋转移动装置分别固定于底座上；

所述的模胎腔中的左侧板和右侧板分别与底板左、右两侧的曲线边焊接；所述的模胎腔中的前立板和后立板分别与底板、左侧板和右侧板的前端头和后端头处焊接；

所述的标识笔旋转移动装置，包括旋转轴、定位轴座、锁笔螺栓和标识笔，定位轴座按照位置固定于底座上，标识笔夹通过旋转轴安装在定位轴座上，定位轴座上旋转轴的安装孔为间隙配合，标识笔通过锁笔螺栓固定于标识笔夹上；

所述的切割刀片旋转移动装置，包括旋转轴、定位轴座、上锁紧螺栓、下锁紧螺栓、切割手柄和切割刀片，定位轴座按照位置固定于底座上，刀片夹板通过旋转轴分别安装在定位轴座上，定位轴座上旋转轴的安装孔为间隙配合，切割刀片分别通过上锁紧螺栓和下锁紧螺栓固定在刀片夹板上，切割手柄和刀片夹板固定。

一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，包括以下步骤：

A、装配胎膜腔和胎膜：将底板两曲线侧边分别与左侧板和右侧板随型连接，前立板和后立板分别与底板的开放边连接、并分别与左侧板和右侧板的开放边连接，构成模胎腔；将硫化胶管置于模胎腔中并用定位钢钉插入硫化胶管中构成模胎；先将胎膜腔基准面A放在工作台上，再将模胎定位钢钉与模胎腔的左侧板和右侧板上边缘开放处连接；最后将固化剂植入模胎和模胎腔之间；

B、准备程序：首先将工作台擦拭干净，用水平仪调整工作台程水平状态，周围环境无粉尘产生，操作空间的温度调到20±2℃，准备0.5磅手锤一把，然后将胎膜腔外壳和胎膜外表面均匀的喷涂脱模剂，晾干备用；再将胎膜腔以A面为基准放置在工作台上，将胎膜放置胎膜腔上，并以胎膜腔中心位置摆放胎膜，然后用前立板和后立板定位胎膜，以防止轴向传动和定型材料流出胎膜腔的轴向窜动；将导轨胶按照1∶1比例配置完成并搅拌均匀静止10分钟；

C、浇注程序：首先将定型填料均匀的分别从定位钢钉中间位置和硫化胶管中心位置缓慢倒入，使定型填料从硫化胶管两侧表面匀速流入胎膜腔内，直至填料从胎膜腔最低点沿外表面溢出为止，然后用手锤轻击工作台5分钟，使流体的定型填料在胎膜腔和模胎的空间内均匀流淌、密度相等；再静止20分钟，使注入模胎腔内的定型填料表面固化后，再进行第二次浇注、固化，周而复始，直至胎膜腔外表面溢满，胎膜腔中心定型填料略显凸出为止，静止放置工作台上20小时，在此过程的操作中，禁止移动胎膜腔、胎膜或使工作台和胎膜腔倾斜；

D、起模程序：当定型填料经过24小时固化，并达到极限强度时，取出模胎，便完成起模工作；

E、修补程序：因硫化胶管直径不同，径向端面的弧度也将发生变化，直径越大，弧度越小，浇注排气也越差，难免会有或大或小的气泡伏在硫化胶管管壁上不能排除，这样就形成了胎具定位面的表面气眼，影响胎具的表面质量，因此需要人工的二次修补，其过程为：将填料滴入胎具表面有气孔形成部位并达到定型填料溢出凸起，静止15分钟后，待表面略有凝固还没有硬化时，用手指轻微压入从定型填料内取出的半片硫化胶管，从左到右将定型填料刮至模具曲面形状即可使用。

本发明所述的定位钢钉长度为前立板宽度的1.1倍，插入硫化胶管内，深度为两边对称。

本发明所述的定位钢钉插入硫化胶管的位置为定位钢钉的外圆与硫化胶管轴线相切处。

本发明所述的定型填料为环氧树脂或导轨胶按照比例加入的固化剂。

本发明所述的脱模剂干燥时间为2分钟。

本发明所述的定型填料为导轨胶按照1∶1比例加入的固化剂。

本发明所述的定型填料开始凝固时间为0.5小时，完全固化并达到极限强度时间为20小时。

本发明所述的定型填料最佳凝固温度为20±2℃。

本发明的操作方法如下：

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明采用了硫化胶管原型填料浇注成形技术，所以省略了激光抄数机的数据采集、计算机数据修补和程序转换与加工中心半成品加工等工艺流程，而且取消了由人工来完成的最终修型和二次抛光工作，使模具的制造成本降低了91％，工序简化了82％，制造周期缩短了11/13，极大地降低了型腔内表面修型的技术难度，重合精度由原来的65％提升到现在的95％以上。

2、由于本发明采用的定型填料以密度较大、质量较重、分子结构均匀的二硫化钼和石墨为主材，并具有一定的弹性，因此防变形能力较强，不怕磕碰划伤，防腐耐磨，不存在水泡、火烧损坏模具问题，可在恶劣的工作环境下可靠运行。

3、由于本发明的模具表面与硫化胶管外形表面完全一致，不存在人工修型、抛光问题，所以对职业技能人员的素质要求较低。

附图说明

本发明共有11幅附图。其中：

图1是薄壁硫化胶管逆向成形模具的组合示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图2的右侧视图。

图4是薄壁硫化胶管逆向成形模具的坯板组合示意图。

图5是薄壁硫化胶管逆向成形模具的玻璃坯板俯视图。

图6是薄壁硫化胶管逆向成形模具的模架框结构轴视图。

图7是图6的右侧视图。

图8是薄壁硫化胶管逆向成形模具的坯板组合裁剪示意图。

图9是薄壁硫化胶管逆向成形模具的结构示意图。

图10是图9的俯视图。

图11是图10的A向示意图。

图中：1、硫化胶管Y层断面，2、硫化胶管X层断面，3、左侧板，4、底板，5、切割曲线，6、模架框，7、模胎腔，8、前立板，9、定位钢钉，11、组焊曲线，12、右侧板，13、后立板，21、标识笔，23、切割刀片，24、刀片夹板，25、旋转轴，26、定位轴座，27、上锁紧螺栓，28、下锁紧螺栓，29、锁笔螺栓，30、底座，32、标识笔夹，33、切割手柄。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1-11所示，一种薄壁硫化胶管整形模具，包括模胎腔7、标识笔旋转移动装置、两个切割刀片旋转移动装置和底座30；所述的模胎腔7由底板4、左侧板3、右侧板12、前立板8和后立板13组成，分别通过焊接方式组合成整体，并固定于底座30上；所述的标识笔旋转移动装置、两个切割刀片旋转移动装置分别固定于底座30上；

所述的模胎腔7中的左侧板3和右侧板12分别与底板4的左、右两侧的曲线边焊接；所述的模胎腔7中的前立板8和后立板13分别与底板4、左侧板3和右侧板12的前端头和后端头处焊接；

所述的标识笔旋转移动装置，包括旋转轴25、定位轴座26、锁笔螺栓29和标识笔21，定位轴座26按照位置固定于底座30上，标识笔夹32通过旋转轴25安装在定位轴座26上，定位轴座26上旋转轴25的安装孔为间隙配合，标识笔21通过锁笔螺栓29固定于标识笔夹32上；

所述的切割刀片旋转移动装置，包括旋转轴25、定位轴座26、上锁紧螺栓27、下锁紧螺栓28、切割手柄33和切割刀片23，定位轴座26按照位置固定于底座30上，刀片夹板24通过旋转轴25分别安装在定位轴座26上，定位轴座26上旋转轴25的安装孔为间隙配合，切割刀片23分别通过上锁紧螺栓27和下锁紧螺栓28固定在刀片夹板24上，切割手柄33和刀片夹板24固定。

一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，包括以下步骤：

A、装配胎膜腔和胎膜：将底板4两曲线侧边分别与左侧板3和右侧板12随型连接，前立板8和后立板13分别与底板4的开放边连接、并分别与左侧板3和右侧板12的开放边连接，构成模胎腔7；将硫化胶管置于模胎腔7中并用定位钢钉插入硫化胶管中构成模胎；先将胎膜腔基准面A放在工作台上，再将模胎定位钢钉与模胎腔7的左侧板3和右侧板12上边缘开放处连接；最后将固化剂植入模胎和模胎腔7之间；

B、准备程序：首先将工作台擦拭干净，用水平仪调整工作台程水平状态，周围环境无粉尘产生，操作空间的温度调到20±2℃，准备0.5磅手锤一把，然后将胎膜腔外壳和胎膜外表面均匀的喷涂脱模剂，晾干备用；再将胎膜腔以A面为基准放置在工作台上，将胎膜放置胎膜腔上，并以胎膜腔中心位置摆放胎膜，然后用前立板8和后立板13定位胎膜，以防止轴向传动和定型材料流出胎膜腔的轴向窜动；将导轨胶按照1∶1比例配置完成并搅拌均匀静止10分钟；

C、浇注程序：首先将定型填料均匀的分别从定位钢钉9中间位置和硫化胶管中心位置缓慢倒入，使定型填料从硫化胶管两侧表面匀速流入胎膜腔内，直至填料从胎膜腔最低点沿外表面溢出为止，然后用手锤轻击工作台5分钟，使流体的定型填料在胎膜腔和模胎的空间内均匀流淌、密度相等；再静止20分钟，使注入模胎腔7内的定型填料表面固化后，再进行第二次浇注、固化，周而复始，直至胎膜腔外表面溢满，胎膜腔中心定型填料略显凸出为止，静止放置工作台上20小时，在此过程的操作中，禁止移动胎膜腔、胎膜或使工作台和胎膜腔倾斜；

D、起模程序：当定型填料达到24小时固化，并达到极限强度时，取出模胎，便完成起模工作；

E、修补程序：因硫化胶管直径不同，径向端面的弧度也将发生变化，直径越大，弧度越小，浇注排气也越差，难免会有或大或小的气泡伏在硫化胶管管壁上不能排除，这样就形成了胎具定位面的表面气眼，影响胎具的表面质量，因此需要人工的二次修补，其过程为：将填料滴入胎具表面有气孔形成部位并达到定型填料溢出凸起，静止15分钟后，待表面略有凝固还没有硬化时，用手指轻微压入从定型填料内取出的半片硫化胶管，从左到右将定型填料刮至模具曲面形状即可使用。

本发明所述的定位钢钉长度为前立板8宽度的1.1倍，插入硫化胶管内，深度为两边对称。所述的定位钢钉插入硫化胶管的位置为定位钢钉的外圆与硫化胶管轴线相切处。所述的定型填料为环氧树脂或导轨胶按照比例加入的固化剂。所述的脱模剂干燥时间为2分钟。所述的定型填料为导轨胶按照1∶1比例加入的固化剂。所述的定型填料开始凝固时间为0.5小时，完全固化并达到极限强度时间为20小时。所述的定型填料最佳凝固温度为20±2℃。

图4-5所示是本发明的具体实施例，它是汽车用水箱补给防冻液硫化胶管模具，它的结构包括模胎腔7、模胎、脱模剂和定型填料，其制造方法如下：首先确定待制造模具表面分型基准面，并将硫化胶管基准面放置激光外形造影机中垂直投影，便得到硫化胶管Y层断面1尺寸数据，然后，将硫化胶管顺时针旋转90度再进行二次垂直投影，得到硫化胶管X层断面2数据，再将硫化胶管Y层断面1尺寸数据和硫化胶管X层断面2尺寸数据进行取样编辑，得到左侧板3、右侧板12和底板4的切割程序并直接送入激光切割机中进行切割0.5mm厚的镀锌板，其中：底板4的长度L等于硫化胶管曲线长度的1.1倍，定型填料的高度H等于φD×0.5，硫化胶管Y层断面高度H2等于硫化胶管的高度，左侧板3和右侧板12的高度H1等于H+H1，φD为硫化胶管直径，底板4宽度K等于2倍φD，并由H1和K两尺寸组成正方形前立板8和后立板13，在切割机上同时制作完成；其次以底板4作为定位基准A面，用左侧板3和右侧板12的A基准直线沿组焊曲线11随弯焊接，便得到模框架，再将模框架放入激光切割机中，调用编辑完成的硫化胶管Y层断面1切割程序切割曲线5，便得到模胎腔7，再将模胎放置在模胎腔7上，并以定位钢钉定位，放置于模胎腔7的中心位置，再用前立板8和后立板13顶住硫化胶管的轴向位置，以防止其轴向窜动。最后，加注定型填料、起模、修型、检验、入库。

Claims (9)

1.一种薄壁硫化胶管整形模具，其特征在于：包括模胎腔(7)、标识笔旋转移动装置、两个切割刀片旋转移动装置和底座(30)；所述的模胎腔(7)由底板(4)、左侧板(3)、右侧板(12)、前立板(8)和后立板(13)组成，分别通过焊接方式组合成整体，并固定于底座(30)上；所述的标识笔旋转移动装置、两个切割刀片旋转移动装置分别固定于底座(30)上；

所述的模胎腔(7)中的左侧板(3)和右侧板(12)分别与底板(4)左、右两侧的曲线边焊接；所述的模胎腔(7)中的前立板(8)和后立板(13)分别与底板(4)、左侧板(3)和右侧板(12)的前端头和后端头处焊接；

所述的标识笔旋转移动装置，包括旋转轴(25)、定位轴座(26)、锁笔螺栓(29)和标识笔(21)，定位轴座(26)按照位置固定于底座(30)上，标识笔夹(32)通过旋转轴(25)安装在定位轴座(26)上，定位轴座(26)上旋转轴(25)的安装孔为间隙配合，标识笔(21)通过锁笔螺栓(29)固定于标识笔夹(32)上；

所述的切割刀片旋转移动装置，包括旋转轴(25)、定位轴座(26)、上锁紧螺栓(27)、下锁紧螺栓(28)、切割手柄(33)和切割刀片(23)，定位轴座(26)按照位置固定于底座(30)上，刀片夹板(24)通过旋转轴(25)分别安装在定位轴座(26)上，定位轴座(26)上旋转轴(25)的安装孔为间隙配合，切割刀片(23)分别通过上锁紧螺栓(27)和下锁紧螺栓(28)固定在刀片夹板(24)上，切割手柄(33)和刀片夹板(24)固定。

2.一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、装配胎膜腔和胎膜：将底板(4)两曲线侧边分别与左侧板(3)和右侧板(12)随型连接，前立板(8)和后立板(13)分别与底板(4)的开放边连接、并分别与左侧板(3)和右侧板(12)的开放边连接，构成模胎腔(7)；将硫化胶管置于模胎腔(7)中并用定位钢钉(9)插入硫化胶管中构成模胎；先将胎膜腔基准面A放在工作台上，再将模胎定位钢钉(9)与模胎腔(7)的左侧板(3)和右侧板(12)上边缘开放处连接；最后将固化剂植入模胎和模胎腔(7)之间；

B、准备程序：首先将工作台擦拭干净，用水平仪调整工作台程水平状态，周围环境无粉尘产生，操作空间的温度调到20±2℃，准备0.5磅手锤一把，然后将胎膜腔外壳和胎膜外表面均匀的喷涂脱模剂，晾干备用；再将胎膜腔以A面为基准放置在工作台上，将胎膜放置胎膜腔上，并以胎膜腔中心位置摆放胎膜，然后用前立板(8)和后立板(13)定位胎膜，以防止轴向传动和定型材料流出胎膜腔的轴向窜动；将导轨胶按照1∶1比例配置完成并搅拌均匀静止10分钟；

C、浇注程序：首先将定型填料均匀的分别从定位钢钉(9)中间位置和硫化胶管中心位置缓慢倒入，使定型填料从硫化胶管两侧表面匀速流入胎膜腔内，直至填料从胎膜腔最低点沿外表面溢出为止，然后用手锤轻击工作台5分钟，使流体的定型填料在胎膜腔和模胎的空间内均匀流淌、密度相等；再静止20分钟，使注入模胎腔(7)内的定型填料表面固化后，再进行第二次浇注、固化，周而复始，直至胎膜腔外表面溢满，胎膜腔中心定型填料略显凸出为止，静止放置工作台上20小时，在此过程的操作中，禁止移动胎膜腔、胎膜或使工作台和胎膜腔倾斜；

D、起模程序：当定型填料达到24小时固化，并达到极限强度时，取出模胎，便完成起模工作；

E、修补程序：因硫化胶管直径不同，径向端面的弧度也将发生变化，直径越大，弧度越小，浇注排气也越差，难免会有或大或小的气泡伏在硫化胶管管壁上不能排除，这样就形成了胎具定位面的表面气眼，影响胎具的表面质量，因此需要人工的二次修补，其过程为：将填料滴入胎具表面有气孔形成部位并达到定型填料溢出凸起，静止15分钟后，待表面略有凝固还没有硬化时，用手指轻微压入从定型填料内取出的半片硫化胶管，从左到右将定型填料刮至模具曲面形状即可使用。

3.根据权利要求1所述的一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，其特征在于：所述的定位钢钉(9)长度为前立板(8)宽度的1.1倍，插入硫化胶管内，深度为两边对称。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，其特征在于：所述的定位钢钉(9)插入硫化胶管的位置为定位钢钉(9)的外圆与硫化胶管轴线相切处。

5.根据权利要求1所述的一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，其特征在于：所述的定型填料为环氧树脂或导轨胶按照比例加入的固化剂。

6.根据权利要求1所述的一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，其特征在于：所述的脱模剂干燥时间为2分钟。

7.根据权利要求1所述的一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，其特征在于：所述的定型填料为导轨胶按照1∶1比例加入的固化剂。

8.根据权利要求1所述的一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，其特征在于：所述的定型填料开始凝固时间为0.5小时，完全固化并达到极限强度时间为20小时。

9.根据权利要求1所述的一种薄壁硫化胶管整形模具的制造方法，其特征在于：所述的定型填料最佳凝固温度为20±2℃。

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