CN103341954B - 一种冷流道橡胶硫化模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冷流道橡胶硫化模具，属于机械技术领域。它解决了现有的橡胶硫化模具流道内的原料无法重复利用的问题。本冷流道橡胶硫化模具，包括支承架、上模、中模和下模，上模设置在支承架上，型腔位于中模内，上模包括冷流道板和硫化板，冷流道板上具有与型腔相连通的冷流道，上模能相对于支承架运动使冷流道板和硫化板分别与中模相位置正对应，支承架上设置有用于带动上模滑动的驱动机构，上模和支承架之间还设置有导向结构。本冷流道橡胶硫化模具的上模包括冷流道板和硫化板，加工过程中残留在冷流道内的原料不会受热硫化，在下一模的加工中随着新的原料一同进入型腔，实现硫化橡胶工件的连续加工，节省了生产原料。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种橡胶硫化模具，特别是一种冷流道橡胶硫化模具。
背景技术
橡胶硫化是使塑性橡胶线性分子结构转变为三维网状体形结构的过程，通常采用硫磺或者其他交联剂对天然橡胶制品进行交联。现有技术中，通常使用硫化机对模具内的橡胶和交联剂混合物进行加热，实现对橡胶的硫化加工。
目前，市场上也有能直接进行加热硫化的模具，例如，中国专利【申请号201220128365.9；授权公告号CN202607886U】公开的一种用于直接加热的模具，该模具包含从上到下叠置的操作台、模具本体以及底座；模具本体包含上下对称设置的上模和下模；上模设置在操作台的下方，下模设置在底座的上方；上模的上端部内和下模的下端部内分别设有若干加热管，该加热管依次水平平行间隔设置于上模的上端部分或下模的下端部分的内部，加热管为电热管。上模和操作台之间、下模和底座之间还分别设有一层隔热垫。上模和下模之间为不固定连接。操作台和底座的边长大于或等于模具本体对应边的边长。模具本体为导热的金属模。
橡胶硫化模具根据流道温度可分为热流道模具和冷流道模具，热流道模具流道内的原料温度较高，流动性较好，但橡胶和交联剂混合物被加热后使橡胶硫化，导致流道内的原料无法在下一模内使用；冷流道则是隔绝模具内部和流道直接的热量传导，使流道保持保持常温或者相对于模具内部处于相对低温状态，使流道内的原料在下一模加工中仍可继续使用。
为了隔绝高温模具型腔和低温冷流道之间的热量交换，人们设计了新的模具结构，例如，中国专利【申请号201210302104.9；申请公布号CN102825730A】公开的一种模组化冷流道系统，模组化冷流道系统，由上至下依次设有定模座板、浇口套、气缸安装板、气缸、冷流道板、隔热板、加热板、流体调制装置、锥度定位块、承压块、水冷针阀喷嘴和快换夹具；定模座板、气缸安装板、冷流道板、隔热板和加热板等模板按照由上至下的顺序依次设置并经紧固件定位连接。
上述模组化冷流道系统能够较少冷流道板和模具内部的热量交换，但是，这样的结构无法完全阻断热量传导，冷流道板内的原料可能不同程度地受热硫化，导致留在冷流道板内的原料的各项性能指标偏低。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种冷流道橡胶硫化模具，本发明解决的技术问题是使留在冷流道板内的原料不会受热硫化。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种冷流道橡胶硫化模具，所述橡胶硫化模具包括支承架、上模、中模和下模，所述上模设置在支承架上，型腔位于上述中模内，其特征在于，所述上模包括冷流道板和硫化板，所述冷流道板上具有与所述型腔相连通的冷流道，所述上模能相对于支承架运动使冷流道板或者硫化板与中模位置正对应，所述支承架上设置有用于带动上模滑动的驱动机构，所述上模和支承架之间还设置有导向结构。
本冷流道橡胶硫化模具的硫化加工过程是：先将模具固定到硫化机上，通过驱动机构带动上模滑动，使冷流道板运动到中模正上方并合模。再通过冷流道向型腔内注射橡胶和交联剂的混合原料。注射完成后，模具进行放气过程，同时，模具打开，驱动机构带动上模滑动，使硫化板运动到中模上方并合模。启动硫化机，使型腔内的原料受热硫化。接着，打开模具，驱动机构带动上模运动，使冷流道板位于中模上方，推出模具。最后，通过将产品从模具内顶出，完成一次硫化成型加工。通过重复上述过程中，可以实现硫化橡胶工件的连续加工。加工过程中残留在冷流道内的原料不会受热硫化，在下一模的加工中随着新的原料一同进入型腔，节省了生产原料。并且，冷流道板在整个硫化过程中始终不存在受热导致温度升高的情况，这使得冷流道内的原料能够保持较好的物理性能，从而保证了产品的质量。
在上述的冷流道橡胶硫化模具中，所述下模截面为矩形，所述下模分别沿横向和纵向设置有若干个呈筒状的芯子，所述下模上表面具有若干个定位槽一，所述芯子一一对应安装在上述定位槽一内，所述中模内具有与上述芯子位置和数量一一对应的通孔，所述芯子装入上述通孔后芯子与对应通孔之间的间隙形成型腔。这样结构的模具可用于筒状工件的生产，产品脱膜容易；芯子的拆装方便，便于模具的运输和清洁。
在上述的冷流道橡胶硫化模具中，所述芯子的两端分别具有凸起部，所述凸起部的侧面相对于芯子端面倾斜；所述定位槽一的形状与所述凸起部相匹配；所述冷流道板上具有若干个与所述凸起部形状相匹配的定位槽二，所述硫化板上具有若干个与所述凸起部形状相匹配的定位槽三，上述定位槽二和定位槽三分别与芯子的位置一一对应。使芯子与通孔的定位更准确，提高型腔的尺寸精度，保证了产品质量。
在上述的冷流道橡胶硫化模具中，所述中模靠近上模的一侧具有若干个定位槽四，所述中模靠近下模的一侧具有若干个定位凸起一，所述冷流道板上具有与所述定位槽四形状和位置一一对应的定位凸起二，所述硫化板上具有与所述定位槽四形状和位置一一对应的定位凸起三，所述下模上具有与所述定位凸起一形状和位置一一对应的定位槽五。使上模、中模和下模的定位更精确。
在上述的冷流道橡胶硫化模具中，所述中模内具有至少一个加热管，所述加热管位于相邻的两排通孔之间，所述中模内还设置有温度传感器。通过在中模内设置加热管，模具即使不借助于硫化机也可以完成整个加热硫化过程，使模具能与其他橡胶注射设备配合使用，模具的通用性更好；加热管位于中模内相邻的两排通孔之间，对型腔均匀加热，热量不容易从上模和下模散失，节省了加热能源。
在上述的冷流道橡胶硫化模具中，所述驱动机构包括固定在支承架上的驱动源，所述驱动源的活塞杆与上模固连。驱动源为气缸或者液压缸，驱动机构的结构简单，安装方便。
作为另一种方案，在上述的冷流道橡胶硫化模具中，所述驱动机构包括固定在支承架上的电机，所述电机的输出轴上设置有丝杆，所述上模上固定有螺母，所述丝杆和螺母配合。通过电机驱动上模滑动，上模位置控制和调整方便，有利于实现模具的自动化生产。
在上述的冷流道橡胶硫化模具中，所述导向结构包括位于上模两侧的导轨，所述导轨上分别具有向内侧伸出的导向柱，所述导向柱上套设有轴承。
作为另一种方案，在上述的冷流道橡胶硫化模具中，所述导向结构包括位于上模两侧的导轨，所述导轨上分别具有与上模形状对应的导向槽，上述导向槽内设置有导向钢球，所述上模的上下表面分别抵靠导向钢球上。
导向结构通过导轨对上模进行导向，确保模具合模的位置精度。
作为优选，在上述的冷流道橡胶硫化模具中，所述硫化板的上表面设置有隔热板。阻隔硫化板上表面与外界的热传导，减少硫化过程中的热量散失。
与现有技术相比，本冷流道橡胶硫化模具的优点在于：
1、本冷流道橡胶硫化模具的上模包括冷流道板和硫化板，注射橡胶时冷流道板与中模合模，硫化过程中硫化板与中模合模，冷流道板在整个硫化过程中始终不存在受热导致温度升高的情况，加工过程中残留在冷流道内的原料不会受热硫化，在下一模的加工中随着新的原料一同进入型腔，实现硫化橡胶工件的连续加工，节省了生产原料。
2、本冷流道橡胶硫化模具通过上模、中模、下模和芯子上的定位结构进行定位，模具各个部分的定位精度较高，保证了型腔的尺寸精度，提高了产品质量。
3、本冷流道橡胶硫化模具通过在中模内设置加热管，模具即使不借助硫化机也可以完成整个加热硫化过程，节省了生产成本，提高了生产效率；加热管的位于中模内相邻的两排通孔之间，对型腔均匀加热，节省了加热能源。
附图说明
图1是本冷流道橡胶硫化模具的冷流道板位于中模正上方时的剖视结构示意图。
图2是本冷流道橡胶硫化模具的硫化板位于中模正上方时的剖视结构示意图。
图3是本冷流道橡胶硫化模具的冷流道板位于中模正上方时的俯视结构示意图。
图4是本冷流道橡胶硫化模具的硫化板位于中模正上方时的俯视结构示意图。
图5是本冷流道橡胶硫化模具的冷流道板的剖视结构示意图。
图6是本冷流道橡胶硫化模具的硫化板的剖视结构示意图。
图7是本冷流道橡胶硫化模具的中模的剖视结构示意图。
图8是本冷流道橡胶硫化模具的下模的剖视结构示意图。
图9是本冷流道橡胶硫化模具的芯子的剖视结构示意图。
图中，1、支承架；2、上模；21、冷流道板；211、冷流道；212、定位槽二；213、定位凸起二；22、硫化板；221、定位槽三；222、定位凸起三；3、中模；31、通孔；32、定位槽四；33、定位凸起一；4、下模；41、定位槽一；42、定位槽五；5、型腔；6、芯子；61、凸起部；7、加热管；8、温度传感器；9、驱动源；10、导轨；101、导向柱；12、轴承；13、隔热板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
本冷流道橡胶硫化模具包括支承架1、上模2、中模3、下模4、驱动机构和导向结构。
具体来说，如图1所示，上模2上固定连接有冷流道板21和硫化板22，冷流道板21和硫化板22平行设置。在模具的加热硫化的过程中，通过独立设置的硫化板22与中模3合模，冷流道板21在整个硫化过程中始终不存在受热导致温度升高的情况，残留在冷流道211内的原料不会受热硫化，在下一模中还可以重复使用，节省了生产原料。并且，原料能够保持较好的物理性能，从而保证了产品的质量。
本实施例中，如图8所示，下模4截面为矩形，下模4上表面分别沿横向和纵向分布有若干个定位槽一41，每个定位槽一41上均设置有芯子6。如图9所示，芯子6呈筒状，芯子6的两端分别具有凸起部61，凸起部61呈楔形结构，凸起部61的侧面相对于芯子6端面倾斜。定位槽一41的形状与凸起部61相匹配，芯子6通过凸起部61和定位槽一41的配合与下模4定位。冷流道板21上具有若干个与凸起部61形状相匹配的定位槽二212，硫化板22上具有若干个与凸起部61形状相匹配的定位槽三221，定位槽二212和定位槽三221分别与芯子6的位置一一对应。
如图7所示，中模3具有与芯子6位置和数量一一对应的通孔31，芯子6装入通孔31后，芯子6与对应通孔31之间的间隙形成型腔5。中模3靠近上模2的一侧具有若干个定位槽四32，中模3靠近下模4的一侧具有若干个定位凸起一33。如图5所示，冷流道板21上具有与定位槽四32形状和位置一一对应的定位凸起二213。如图5所示，硫化板22上具有与定位槽四32形状和位置一一对应的定位凸起三222。如图8所示，下模4上具有与定位凸起一33形状和位置一一对应的定位槽五42。定位凸起一33、定位凸起二213和定位凸起三222均呈楔形结构，斜面的配合的位置精度较高，使上模2、中模3和下模4的定位更精确；斜面配合的紧密度更好，提高了上模2、中模3和下模4之间的密封性。
上模2、中模3和下模4上分别具有若干个安装孔，上模2的安装孔中分别设置有导柱或导套，中模3靠近上模2一侧的安装孔内设置有导柱或导套，导柱和导套间隔设置，对应位置的导柱和导套配合；下模3的安装孔中分别设置有导柱或导套，中模3靠近下模4一侧安装孔内设置有导柱或导套，导柱和导套间隔设置，对应位置的导柱和导套配合。上模2、中模3和下模4通过导柱和导套的配合进行定位。
如图1所示，冷流道板21上具有与型腔5相连通的冷流道211，作为优选方案，硫化板22的上表面设置有隔热板13，用于阻隔硫化板22上表面与外界的热传导。如图3所示，支承架1和上模2之间设置有导向结构。本实施例中，导向结构包括位于上模2两侧的导轨10，导轨10上分别具有向内侧伸出的导向柱101，导向柱101上套设有轴承12，上模2的两侧底部与轴承12的外圈接触。驱动机构设置在支承架1上，用于带动上模2滑动，本实施例中，驱动机构包括固定在支承架1上的驱动源9，驱动源9的活塞杆与上模2相固连。在实际的生产和制造过程中，驱动源9可以选用气缸或者液压缸。通过驱动源9的活塞杆伸缩带动上模2沿着导轨10滑动，使冷流道板21或者硫化板22与中模3位置正对，冷流道板21和硫化板22分别扣合到中模3上，实现模具合模。
如图1所示，中模3内相邻的的两排通孔31之间设置有一个加热管7，中模3内还设置有温度传感器8。通过在中模3内设置加热管7，模具即使不借助于硫化机也可以完成整个加热硫化过程，使模具能与其他橡胶注射设备配合使用，节省了生产成本，提高了生产效率；加热管7的位于中模3内相邻的两排通孔31之间，对型腔5均匀加热，热量不容易从上模2和下模4散失，节省了加热能源。
本冷流道橡胶硫化模具的硫化加工过程是：先将模具固定到硫化机上，通过驱动源9带动上模2滑动，使冷流道板21运动到中模3正上方，如图1和图3所示，上模2向下运动使冷流道板21和中模3合模。再通过冷流道211向型腔5内注射橡胶和交联剂的混合原料。注射完成后，模具进行放气过程，同时，模具打开，驱动源9带动上模2滑动，使硫化板22运动到中模3上方如图1和图3所示，上模2向下运动使硫化板22和中模3合模。加热管7通电，使型腔5内的原料受热硫化。接着，打开模具，驱动机构带动上模2运动，上模2复位，如图1和图3所示，冷流道板21位于中模3上方，推出模具。最后，将产品从模具内顶出，完成一次硫化成型加工。通过重复上述过程中，可以实现硫化橡胶工件的连续加工。残留在冷流道211内的原料不会受热硫化，在下一模的加工中随着新的原料一同进入型腔5。
实施例二：
本实施中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，驱动机构包括固定在支承架1上的电机，电机的输出轴上设置有丝杆，上模2上固定有螺母，丝杆和螺母配合。通过电机驱动上模2滑动，上模2位置控制和调整方便，有利于实现模具的自动化生产。
实施例三：
本实施中的技术方案与实施例一或者实施例二中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，导向结构包括位于上模2两侧的导轨10，导轨10上分别具有与上模2形状对应的导向槽，导向槽内设置有导向钢球，上模2的上下表面抵靠导向钢球上。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了支承架1、上模2、冷流道板21、冷流道211、定位槽二212、定位凸起二213、硫化板22、定位槽三221、定位凸起三222、中模3、通孔31、定位槽四32、定位凸起一33、下模4、定位槽一41、定位槽五42、型腔5、芯子6、凸起部61、加热管7、温度传感器8、驱动源9、导轨10、导向柱101、轴承12、隔热板13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种冷流道橡胶硫化模具，所述橡胶硫化模具包括支承架(1)、上模(2)、中模(3)和下模(4)，所述上模(2)设置在支承架(1)上，型腔(5)位于上述中模(3)内，其特征在于，所述上模(2)包括冷流道板(21)和硫化板(22)，所述冷流道板(21)上具有与所述型腔(5)相连通的冷流道(211)，所述上模(2)能相对于支承架(1)运动使冷流道板(21)或者硫化板(22)与中模(3)位置正对应，所述支承架(1)上设置有用于带动上模(2)滑动的驱动机构，所述上模(2)和支承架(1)之间还设置有导向结构。
2.根据权利要求1所述的冷流道橡胶硫化模具，其特征在于，所述下模(4)截面为矩形，所述下模(4)分别沿横向和纵向设置有若干个呈筒状的芯子(6)，所述下模(4)上表面具有若干个定位槽一(41)，所述芯子(6)一一对应安装在上述定位槽一(41)内，所述中模(3)内具有与上述芯子(6)位置和数量一一对应的通孔(31)，所述芯子(6)装入上述通孔(31)后，芯子(6)与对应通孔(31)之间的间隙形成型腔(5)。
3.根据权利要求2所述的冷流道橡胶硫化模具，其特征在于，所述芯子(6)的两端分别具有凸起部(61)，所述凸起部(61)的侧面相对于芯子(6)端面倾斜；所述定位槽一(41)的形状与所述凸起部(61)相匹配；所述冷流道板(21)上具有若干个与所述凸起部(61)形状相匹配的定位槽二(212)，所述硫化板(22)上具有若干个与所述凸起部(61)形状相匹配的定位槽三(221)，上述定位槽二(212)和定位槽三(221)分别与芯子(6)的位置一一对应。
4.根据权利要求3所述的冷流道橡胶硫化模具，其特征在于，所述中模(3)靠近上模(2)的一侧具有若干个定位槽四(32)，所述中模(3)靠近下模(4)的一侧具有若干个定位凸起一(33)，所述冷流道板(21)上具有与所述定位槽四(32)形状和位置一一对应的定位凸起二(213)，所述硫化板(22)上具有与所述定位槽四(32)形状和位置一一对应的定位凸起三(222)，所述下模(4)上具有与所述定位凸起一(33)形状和位置一一对应的定位槽五(42)。
5.根据权利要求2或3或4所述的冷流道橡胶硫化模具，其特征在于，所述中模(3)内具有至少一个加热管(7)，所述加热管(7)位于相邻的两排通孔(31)之间，所述中模(3)内还设置有温度传感器(8)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的冷流道橡胶硫化模具，其特征在于，所述驱动机构包括固定在支承架(1)上的驱动源(9)，所述驱动源(9)的活塞杆与上模(2)固连。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的冷流道橡胶硫化模具，其特征在于，所述驱动机构包括固定在支承架(1)上的电机，所述电机的输出轴上设置有丝杆，所述上模(2)上固定有螺母，所述丝杆和螺母配合。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的冷流道橡胶硫化模具，其特征在于，所述导向结构包括位于上模(2)两侧的导轨(10)，所述导轨(10)上分别具有向内侧伸出的导向柱(101)，所述导向柱(101)上套设有轴承(12)。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的冷流道橡胶硫化模具，其特征在于，所述导向结构包括位于上模(2)两侧的导轨(10)，所述导轨(10)上分别具有与上模(2)形状对应的导向槽，上述导向槽内设置有导向钢球，所述上模(2)的上下表面分别抵靠导向钢球上。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的冷流道橡胶硫化模具，其特征在于，所述硫化板(22)的上表面设置有隔热板(13)。
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