CN104955624A - 扇形件模具及其制造方法以及花纹块的加工用夹具 - Google Patents

Abstract

在本发明中，能够以良好位置精度将花纹块容易地安装至扇形件，并且提高了花纹块的强度。本发明提供一种通过将花纹块(20)安装至扇形件(10)而构成的扇形件模具。该扇形件模具设置有扇形件(10)和花纹块(20)。扇形件(10)设置有嵌入槽(12)和定位销用孔(14)。花纹块(20)在背体面(20a)设置有嵌入槽用凸部(22a)和定位销(24)，该嵌入槽用凸部(22a)和定位销(24)分别与嵌入槽(12)和定位销用孔(14)对应。

Description

扇形件模具及其制造方法以及花纹块的加工用夹具

技术领域

本发明涉及一种扇形件模具(sector mold)及其制造方法以及花纹块(pattern block)的加工用夹具。

背景技术

通常，轮胎硫化模具包括：一对侧板，其用于形成充气轮胎的胎侧部；一对胎圈环，其用于形成胎圈部；以及扇形件模具，其用于使胎面部和两肩部形成为一体。扇形件模具被分成多个扇形件，并且环状地布置在未硫化的充气轮胎的胎面部周围。

在各扇形件的胎面形成面形成有例如主槽形成骨、横向花纹槽形成骨、倾斜槽形成骨等，其中主槽形成骨用于形成沿轮胎周向延伸的主槽，横向花纹槽形成骨用于在肩部处形成沿轮胎宽度方向延伸的横向花纹槽，倾斜槽形成骨用于在肩部和中央部处形成相对于轮胎周向倾斜的倾斜槽。扇形件的这些槽形成骨的花纹是通过对单独的扇形件进行雕刻加工而形成的，并且作为被施加了雕刻加工的花纹块安装于各扇形件。

偶然地，传统上，主要将用于形成横向花纹槽的花纹用作花纹块的花纹。然而，近些年，响应于轮胎性能的要求，包括窄槽形成骨的倾向已经增大。

传统上，在以不错位的方式通过焊接使花纹块的整周固定于花纹雕刻夹具(以下，简称为夹具)的状态下对花纹块进行雕刻加工。因此，在通过焊接来固定窄槽形成骨的情况下，必须通过设定焊接余量利用焊接来固定窄槽形成骨的整周，借此能够确保窄槽形成骨的固定强度。

然而，当通过焊接将花纹块的整周固定至夹具时，存在如下问题：为了从夹具拆下花纹块，相当多的工时是必须的。另外，归因于由焊接固定产生的热，花纹块还易于发生变形(distortion)。特别地，在形成轮胎的窄槽形成骨的情况下，加工期间产生的振动或焊接变形容易导致加工精度的降低。此外，当在花纹块的加工期间产生了振动或焊接变形时，必须在该加工之后、在将花纹块安装至扇形件时修正翘曲或弯曲。

此外，传统上，当将花纹块安装至扇形件时，通过螺栓暂时地固定花纹块的位置，并且在沿着提前画在扇形件的标记线进行精细调整时来进行安装定位。然而，通过使用标记的周向上的定位精度不够好。

另外，在根据扇形件的胎面接地面(扇形件面(sector face))的形状来对花纹块的背体面进行机械加工之后，将花纹块安装至扇形件。最近，花纹块的背体面的机械加工精度得以增强，因此能够在不用进行进一步机械加工的情况下获得安装至扇形件面的精度。然而，即使在高精度地进行机械加工时，归因于在机械加工之后的花纹块的雕刻加工期间产生的变形或翘曲等也难以维持机械加工的精度。因此，在花纹块的背体面和扇形件面之间进行研磨作业(lapping operation)的同时进行安装，但是花纹块至扇形件的安装变得复杂并且需要手动作业。此外，对于研磨作业，由于难以将研磨作用于整个表面，因此背体面的一部分设置有间隙部，其结果是以减小研磨的相对于扇形件的胎面接地面的范围(面积)的方式进行研磨作业。然而，尽管如此，并没有充分地消除复杂程序。

相比之下，例如，专利文献1说明了如下制造花纹块的方法：为了防止在将花纹块焊接至保持件的情况下产生变形，利用钢板制成花纹块。

在该方法中，对钢板进行熔断，然后进行粗加工。随后，在保持件(扇形件)的背面形成间隙部，形成花纹块，并将花纹块焊接至保持件。利用该方法，与通过铸造来形成花纹块的情况相比，不易于产生归因于焊接的变形。然而，通过铸造来形成花纹块压根就不是该方法的对象。

专利文献2说明了通过使用安装螺栓将由肋和横向花纹槽形成的连接骨部(花纹块)的肋安装至模具体(扇形件)。然而，利用该安装方法，由于仅花纹块的底面载置于扇形件，所以除了位置精度的问题以外，还存在不能加强花纹块刚性的问题。因此，为了确保强度，除了沿着花纹块的外形来焊接固定花纹块以外别无它法，因而不可避免地增加了工时。

在专利文献3中，在各部件(piece)(花纹块)的两端处形成的固定部与花纹块(扇形件)的嵌合槽嵌合，由此以嵌合的方式将各部件安装至该花纹块。利用该构造，与传统技术不同，不使用紧固部件来进行固定。

然而，该方法涉及形成该花纹块的嵌合槽的复杂加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭60-80533号公报

专利文献2：日本特开昭59-124835号公报

专利文献3：日本特开平5-16144号公报

发明内容

发明要解决的问题

已经鉴于硫化模具制造中的上述现有技术问题做出本发明，本发明的目的在于能够以高位置精度将花纹块容易地安装至扇形件，此外，还能够提高花纹块的强度。

用于解决问题的方案

本发明提供一种扇形件模具，通过将花纹块安装至扇形件而构成该扇形件模具，所述扇形件模具包括：所述扇形件，所述扇形件设有嵌入槽和定位销用孔；以及所述花纹块，所述花纹块在背体面设有分别与所述嵌入槽和所述定位销用孔对应的嵌入槽用凸部和定位销。

根据本申请的另一发明，提供一种扇形件模具的制造方法，在该扇形件模具中，花纹块安装于扇形件，所述扇形件模具的制造方法包括如下步骤：在扇形件设置嵌入槽和定位销用孔；在所述花纹块的背体面设置分别与所述嵌入槽和所述定位销用孔对应的嵌入槽用凸部和定位销；以及将设置于所述花纹块的背体面的所述嵌入槽用凸部和所述定位销分别嵌合到所述扇形件的所述嵌入槽和所述定位销用孔中，由此将所述花纹块安装至所述扇形件。

发明的效果

根据本发明，能够以高位置精度将花纹块容易地安装至扇形件，此外，还能够提高花纹块的强度。

附图说明

图1A是示出扇形件的正面图，图1B是示出由图1A中的矩形所围绕的部分的细节构造的放大图。

图2A是示出花纹块的正面图，图2B是示出花纹块的背体面(back bodysurface)的背面图。

图3是示出在对花纹块进行雕刻加工时使用的花纹雕刻加工用夹具的立体图。

图4是示出花纹块安装于扇形件的扇形件面的状态的截面图。

图5是示出花纹块处在固定于扇形件面的状态下的立体图。

具体实施方式

将说明根据本发明的扇形件模具的实施方式。

图1A是示出扇形件10的正面图，图1B是示出由图1A中的矩形所围绕的部分S的细节构造的放大图。

与传统技术一样，以如下方式形成根据本实施方式的扇形件模具：单独制造构成轮胎胎面部的多个扇形件10和用作各扇形件10的骨的花纹块20(图2)并且将被施加了雕刻加工的花纹块20安装于扇形件10。

然而，与传统的扇形件不同，根据本实施方式的扇形件10的表面设置有：嵌入槽12，其根据如图所示的花纹块20的外形的一部分的形状(在该情况下为窄槽形成骨)而凹陷；定位销用孔14；以及螺栓插通孔16，其用于从扇形件10的外形部固定花纹块20。注意，在图中，虚线T表示花纹块20的安装位置。

图1B是示出由图1A中的矩形所围绕的部分S的细节构造的放大图，并且以放大的方式示出了设置于扇形件10的嵌入槽12。

图2A是示出安装于图1中的扇形件10的花纹块20的正面图，图2B是示出花纹块的背体面20a的背面图。

花纹块20包括：横向花纹槽形成骨21，其用于宽度相对较宽的轮胎；以及窄槽形成骨22，其与横向花纹槽形成骨21连接并且具有比横向花纹槽形成骨21窄的宽度。此外，横向花纹槽形成骨21与用于形成沿轮胎周向延伸的窄槽的周向窄槽形成骨18(图5)形成为一体。

与传统技术一样，根据扇形件10的胎面接地面(扇形件面)的形状来对花纹块20的背体面20a进行机械加工。此外，与图1中示出的扇形件10的嵌入槽12和定位销用孔14分别对应地形成嵌入槽用凸部22a和多个定位销24。即，嵌入槽12和嵌入槽用凸部22a被形成为具有使它们彼此嵌合的尺寸和位置，定位销用孔14和与定位销用孔14嵌合的定位销24也被形成为具有使它们彼此嵌合的尺寸和位置。

这里，通过利用诸如切削装置等的任意构件来对扇形件面10a(图1)和花纹块20的背体面20a进行机械加工而在扇形件面10a形成嵌入槽12，在花纹块20的背体面20a形成嵌入槽用凸部22a。此外，被分别制成的各定位销24通过植设(implanting)或焊接等方式被安装于花纹块20。另外，花纹块20设置有螺栓孔26，该螺栓孔26具有用于将花纹块20固定至扇形件10的螺纹槽。

接下来，将说明具有上述结构的花纹块20的雕刻加工。

图3是示出花纹雕刻加工用夹具(以下，简称为夹具)的立体图，该夹具用于对花纹块20进行雕刻加工。

如图所示，夹具30的表面30a被机械加工成与扇形件10的扇形件面10a(图1)相同的三维形状。表面30a设置有：嵌入槽32，其具有与扇形件10中的嵌入槽相同的形状；以及定位销用孔34和固定用的螺栓插通孔36，其具有与扇形件10中的配置相同的配置。

在对花纹块20进行雕刻加工时，分别将位于花纹块20的背体面20a的嵌入槽用凸部22a和多个定位销24插入夹具30的嵌入槽32和定位销用孔34中。此后，将固定螺栓15从夹具30的背面插通螺栓插通孔36，并且通过将固定螺栓15拧入花纹块20的上述螺栓孔26中而使固定螺栓15紧固。

在本实施方式中，由于是根据扇形件10的扇形件面的形状来对花纹块20的背体面20a和夹具30的表面进行机械加工的，所以夹具30和花纹块20被紧密地固定为一体。因此，提高了被加工的花纹块20的刚性，并且能够抑制归因于热或施加自加工工具的切削阻力的诸如花纹块20的振动或翘曲等的加工缺陷，其结果是能够获得具有良好加工成品(processing finish)的表面。此外，能够维持花纹块20的背体面20a的机械加工精度。

图4是沿着花纹块20的长度方向截取的截面图，并且示出了图2中示出的被施加了雕刻加工的花纹块20安装于扇形件10的扇形件面10a的状态。

为了将已经加工了的花纹块20安装至扇形件10，如图4所示，通过使用花纹块20的嵌入槽用凸部22a作为引导件将花纹块20的定位销24嵌入扇形件10的定位销用孔14中，使花纹块20与设置于扇形件10的嵌入槽12结合，并且将固定螺栓15穿过螺栓孔16从扇形件10的外周面插入且拧入花纹块20的螺栓孔26，其结果是花纹块20和扇形件10被固定为一体。

注意，如图所示，可以根据所需要的骨强度和固定强度而将嵌入槽12仅设置于具有低刚性的窄槽形成骨22，或者可以将嵌入槽12设置于花纹块20的外形的整周或该外形的一部分。自然地，这也可以应用于夹具30的嵌入槽32。

图5是示出花纹块20处在利用固定螺栓15而固定于扇形件面10a的状态下的立体图。在该图示的示例中，四个花纹块20的嵌入和固定已经完成，还有一个花纹块20未被安装。这里，将还未被安装的嵌入槽12形成为用于嵌入整个花纹块20的槽。如上所述，在整个花纹块20嵌入扇形件面10a的情况下，进一步提高了花纹块20的强度。

在图中，附图标记“18”代表周向窄槽形成骨18。在周向窄槽形成骨18设置于如上所述的花纹块20的情况下，花纹块20在该周向窄槽形成骨18的一部分处被分割，并且将周向窄槽形成骨18的该部分焊接固定。利用该构造，能够增强周向窄槽形成骨18的强度，此外，能够在焊接之后容易地执行研磨作业。

即，为了缓和轮胎应力的目的，使花纹块20的横向花纹槽形成骨21与周向窄槽形成骨18的接合部形成为R形状。因此，当花纹块20在该接合部处被分割时，需要在接合扇形件10时利用堆焊(build-up welding)来形成该R形状，因此，可能需要进一步机械加工。

相比之下，根据本实施方式，当花纹块20在周向窄槽形成骨18的一部分处被分割时，槽形成骨的必须焊接固定的接合部限于周向窄槽形成骨18的该部分，因而，仅将周向窄槽形成骨18彼此简单焊接固定就足够了，其结果是能够在焊接之后容易地执行研磨作业。

如图5所示，在通过使用固定螺栓15将花纹块20固定至扇形件10之后，手动地凿实(chiseled)和堵塞沿着扇形件10和花纹块20之间的接合线设置的为了防止发生裸露的空气槽(通风槽)，或者通过焊接来填充间隙，并且进行精加工，其结果是完成了扇形件10。另外，通过圆环状地布置扇形件10来构成扇形件模具。

注意，如上所述，在不具有嵌入槽的传统结构中，以如下方式安装花纹块20：将花纹块20暂时地固定于扇形件10，并且花纹块20是在通过使用在花纹块20的安装目标位置处预先绘制的标记线作为引导线来进行精细调节的状态下进行固定。然而，利用该固定方法，花纹块20仅放置于扇形件面10a，并且花纹块20未被扇形件面10a增强，由此导致了低的刚性。因此，为了确保针对制造轮胎时(硫化时)脱模的强度，除了沿着花纹块20的外形将花纹块20焊接固定至扇形件面10a以外别无它法。

相比之下，根据本实施方式，仅通过将花纹块20嵌入到嵌入槽12中，能够正确地进行定位，同时还能够提高花纹块20的刚性。特别地，能够通过使用固定螺栓15将花纹块20固定至夹具30，与通过焊接进行固定的情况相比，这使得在固定之后易于对花纹块20进行精加工。

在将花纹块20固定至扇形件10时，如上所述，花纹块20的根据扇形件面10a的形状而被施加机械加工的背体面20a在花纹雕刻加工期间没有产生变形或翘曲并且维持了机械加工精度，其结果是与传统技术不同、不必对花纹块20的背体面20a进行研磨加工。

注意，花纹块20的构成材料可以是与扇形件10的构成材料相同的材料。然而，如果选择热膨胀比扇形件10的构成材料的热膨胀大的材料，则在硫化期间通过利用热膨胀差、即归因于由热膨胀所导致的嵌合减小了扇形件10侧的嵌入槽12和花纹块20的背体面20a的嵌入槽用凸部22a之间的间隙，其结果是能够提高花纹块20的固定强度。

如上所述，已经说明了根据本实施方式的扇形件模具、该扇形件模具的制造方法和该扇形件模具制造用夹具。根据本实施方式，能够获得如下效果。

(1)在将花纹块安装至扇形件10时，与传统的花纹块相比，通过仅使扇形件10的嵌入槽12和定位销24分别与花纹块20的背体面20a的嵌入槽用凸部22a和定位销24嵌合，能够增强定位精度，同时还能够增强固定强度。

此外，由于能够使焊接作业最少化，所以能够抑制由焊接产生的变形或翘曲，并且能够容易地进行花纹块20至扇形件10的固定作业。

(2)在将花纹块20安装至扇形件10时，能够通过使用嵌入槽12和嵌入槽用凸部22a作为安装用引导件而容易地进行定位。

(3)能够不在花纹块20的背体面20a和扇形件10的扇形件面10a之间进行研磨的情况将背体面20a安装至扇形件面10a。此外，在扇形件10和花纹块20之间的接合部处不存在间隙，因而能够获得良好的模具形状和产品面。

(4)在周向窄槽形成骨18与花纹块20的横向花纹槽形成骨21连接的情况下，通过在周向窄槽形成骨18的一部分处对花纹块20进行分割且通过使周向窄槽形成骨18焊接固定，能够增强周向窄槽形成骨18的强度，并且能够在焊接之后容易地执行研磨作业。

(5)与传统技术的在花纹雕刻时与夹具进行焊接固定不同，通过变更成仅利用螺栓从背面(背体面)进行固定并且通过设置定位销24，能够增强花纹块20与夹具30的固定性能和花纹块20的定位精度。

(6)将嵌入槽32设置在夹具30侧，并且将与嵌入槽32对应的嵌入槽用凸部22a设置在花纹块20的背体面20a，其结果是增强了花纹块20的固定性能和定位精度。此外，能够抑制加工缺陷而不会由于焊接变形而产生振动或翘曲。注意，仅通过在夹具30中设置窄槽形成骨22用的嵌入槽32，能够获得良好的精加工面。

(7)扇形件10与花纹块20是单独制造的，因而能够省去多个步骤的关键路径(critical path)(串联步骤)(serial processes)，其结果是能够提高工程设计的自由度并且能够缩短工期。

附图标记说明

10...扇形件；10a...扇形件面；12...嵌入槽；14...定位销用孔；15...固定螺栓；16...螺栓插通孔；18...周向窄槽形成骨；20...花纹块；20a...背体面；21...横向花纹槽形成骨；22...窄槽形成骨；22a...嵌入槽用凸部；24...定位销；26...螺栓孔；30...夹具；32...嵌入槽；34...定位销用孔；36...螺栓插通孔。

Claims (8)

1.一种扇形件模具，通过将花纹块安装至扇形件而构成该扇形件模具，所述扇形件模具包括：

所述扇形件，所述扇形件设有嵌入槽和定位销用孔；以及

所述花纹块，所述花纹块在背体面设有分别与所述嵌入槽和所述定位销用孔对应的嵌入槽用凸部和定位销。

2.根据权利要求1所述的扇形件模具，其特征在于，所述扇形件具有供固定螺栓插通的螺栓插通孔，并且

所述花纹块具有与所述固定螺栓接合的螺栓孔。

3.根据权利要求1或2所述的扇形件模具，其特征在于，所述花纹块由热膨胀比所述扇形件的材料的热膨胀大的材料构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的扇形件模具，其特征在于，所述花纹块包括横向花纹槽形成骨和与所述横向花纹槽形成骨连接的周向窄槽形成骨，并且

所述花纹块在所述周向窄槽形成骨的一部分处被分割。

5.一种花纹块的加工用夹具，该花纹块为用于根据权利要求1至4中任一项所述的扇形件模具的花纹块，

所述花纹块的加工用夹具包括嵌入槽和定位销用孔，该嵌入槽和该定位销用孔分别与所述花纹块的嵌入槽用凸部和定位销对应。

6.根据权利要求5所述的花纹块的加工用夹具，其特征在于，

所述花纹块的加工用夹具还包括供固定螺栓插通的螺栓插通孔，其中

所述花纹块具有与所述固定螺栓接合的螺栓孔。

7.一种扇形件模具的制造方法，在该扇形件模具中，花纹块安装于扇形件，所述扇形件模具的制造方法包括如下步骤：

在扇形件设置嵌入槽和定位销用孔；

在所述花纹块的背体面设置分别与所述嵌入槽和所述定位销用孔对应的嵌入槽用凸部和定位销；以及

将设置于所述花纹块的背体面的所述嵌入槽用凸部和所述定位销分别嵌合到所述扇形件的所述嵌入槽和所述定位销用孔中，由此将所述花纹块安装至所述扇形件。

8.根据权利要求7所述的扇形件模具的制造方法，其特征在于，所述扇形件模具的制造方法还包括如下步骤：

在花纹块的加工用夹具设置分别与所述花纹块的嵌入槽用凸部和定位销对应的嵌入槽和定位销用孔；

将所述花纹块的所述嵌入槽用凸部和所述定位销分别嵌合到所述加工用夹具的嵌入槽和定位销用孔中，由此将所述花纹块安装至所述加工用夹具；以及

对安装好的所述花纹块施加花纹雕刻加工。