CN107443683B - 一种多腔体硫化模具以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多腔体硫化模具，其内部设有供黏流态橡胶流动的流道，所述流道包括相互连通的第一层流道、第二层流道以及第三层流道，所述第一层流道连通所述多腔体硫化模具的注入口，所述第二层流道设有若干可以促进所述黏流态橡胶内部与外部充分混合以减小所述黏流态橡胶内部与外部温差的调温流道，所述第三层流道连通需要硫化的产品的硫化腔体。通过以上设计使内芯和外壁的橡胶充分混合，减少了内芯和外壁的橡胶的温差，由原来的10℃的温差缩减为0.5℃的温差，缩短了产品硫化时间，提高了生产效率。

Description

一种多腔体硫化模具以及制备方法

技术领域

本发明属于橡胶硫化领域，尤其涉及一种多腔体硫化模具以及制备方法。

背景技术

目前橡胶注射模具的流道均采用线型的通畅路径，橡胶胶料在通畅路径的流道内流动时，存在层流效应的影响，使得胶料内芯和外壁处存在温差现象，造成这种现象的原因是胶料在模具流道内流动时，胶料外壁与模具接触受热并在流动过程中摩擦生热，造成胶料外壁温度升高，而橡胶是热的不良导体，不能迅速将热量传递至橡胶内芯处，所以橡胶的外壁和内芯出就产生了温度差，这种温差通常在10℃左右。

这种胶料内、外部温差的存在使得胶料进入模具型腔内的初始温度较低，需要更长的硫化时间才能完成硫化，在大型厚制品的应用中，这种影响就更大，明显降低生产效率，因此怎样消除流道胶料截面的内芯和外壁温差，以使其内外温度一致是橡胶硫化领域需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术中流道胶料截面的内芯和外壁存在温差，硫化时间较长的问题，本发明设计了一种多腔体硫化模具以及制备方法，在多层流道内部设置错层流道、分合流道以及储料腔体，使内芯和外壁的橡胶充分混合，减少了内芯和外壁的橡胶的温差，缩短了产品硫化时间，提高了生产效率。

本发明具体方案为：

一种多腔体硫化模具，其内部设有供黏流态橡胶流动的流道，所述流道包括相互连通的第一层流道、第二层流道以及第三层流道，所述第一层流道连通所述多腔体硫化模具的注入口，所述第二层流道设有若干可以促进所述黏流态橡胶内部与外部充分混合以减小所述黏流态橡胶内部与外部温差的调温流道，所述第三层流道连通需要硫化的产品的硫化腔体。

优选的，所述调温流道包括错层流道，所述错层流道包括第一错层部以及与所述第一错层部连接以供橡胶流通的第二错层部，所述第一错层部与所述第二错层部之间具有可促进黏流态橡胶内外部分混合的高度差。

优选的，所述第一错层部与所述第二错层部之间的高度差为8mm-10mm。

优选的，所述调温流道包括促进黏流态橡胶混合的分合流道，所述分合流道包括第一分支部以及第二分支部，所述第一分支部与所述第二分支部首尾相互连接、中间相互分离以实现黏流态橡胶内外部分充分混合。

优选的，所述调温流道包括相互叠加设置的错层流道与分合流道。

优选的，所述错层流道包括第一错层部以及与所述第一错层部连接以供橡胶流通的第二错层部，所述分合流道包括一对相互叠加且相对设置的弧形流道。

优选的，所述分合流道包括首尾相互连接的第一分支部与第二分支部，所述第一分支部与第二分支部首尾相互连接呈椭圆形或是圆形。

优选的，所述第二层流道还包括线性流道以及与所述线性流道连通的储料腔体，所述线性流道一端与所述调温流道连通，另一端与所述第三层流道的硫化腔体连通以使经过所述调温流道温差已降低的所述黏流态橡胶由所述线性流道进入所述硫化腔。

优选的，所述储料腔体内部设有可以容纳所述黏流态橡胶的储料空间，所述第一层流道横截面从上到下依次递增以便注入橡胶充分混合。

一种多腔体硫化模具的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备所述多腔体硫化模具流道的第一层流道，将注入口设置在所述第一层流道的顶部以将橡胶充分混合；

S2、制备连通所述第一层流道的第二层流道，并在所述第二层流道上制备分合流道，将分合流道分为弧形的第一分支部以及第二分支部两路，第一分支部以及第二分支部先分离后合并从而使胶料内外混合、缩小胶料内外的温差；

S3、将所述分合流道的分支部与所述错层流道连接，将所述错层流道沿其走向分为相互连通的第一错层部和第二错层部，第一错层部高度高于第二错层部8mm-10mm；

S4、将分合流道与所述线性流道连通；

S5、将所述线性流道与所述连接储料腔体连通；

S6、将储料腔体与所述线性流道连通；

S7、重复S5-S6的步骤，直到线性通道的端部数量达到硫化腔体数量；

S8、制备所述多腔体硫化模具流道的第三层流道，将所述第三层流道与所述线性通道的端部连通以使橡胶流入硫化腔体。

本发明的有益效果在于：

本发明一种多腔体硫化模具以及制备方法，在多层流道内部设置错层流道、分合流道以及储料腔体，使内芯和外壁的橡胶充分混合，减少了内芯和外壁的橡胶的温差，由原来的10℃的温差缩减为0.5℃的温差，缩短了产品硫化时间，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明一种多腔体硫化模具的流道整体结构正视图；

图2为本发明所述多腔体硫化模具的流道整体结构立体图；

图3为本发明所述多腔体硫化模具的错层流道的结构立体图；

图4为本发明所述多腔体硫化模具的分合流道的结构立体图；

图5为本发明所述多腔体硫化模具的错层流道的另一实施方式结构立体图；

图6为本发明所述多腔体硫化模具的分合流道的另一实施方式结构立体图；

图7为本发明所述多腔体硫化模具的流道整体结构俯视图；

图8为本发明所述多腔体制备方法的整体框架图。

以上各图中：

1、第一层流道；11、注入口；2、第二层流道；20、调温流道；21、错层流道；211、第一错层部；212、第二错层部；22、分合流道；221、第一分支部；222、第二分支部；23、线性流道；24、储料腔体；3、第三层流道；31、硫化腔体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明一种多腔体硫化模具，所述装置内部设有供橡胶流动的流道，所述流道包括相互连接的第一层流道1、第二层流道2以及第三层层流道，所述第二层流道2端部与所述第三层层流道相互连接，所述第二层流道2上设有若干促进橡胶混合的错层流道21，下面通过具体实施例对其进行详细说明。

请参考图1，本发明一种多腔体硫化模具的整体结构正视图，所述装置内部设有供橡胶流动的流道。常用的硫化模具是由上下两点金属组成，中间设有橡胶流动的流道，流道可以使橡胶流动到需要硫化产品的硫化腔体31。在本具体实施例中，流道为三层设置，橡胶流动方向如箭头所示。所述流道包括相互连接的第一层流道1、第二层流道2以及第三层层流道，所述第二层流道2端部与所述第三层层流道相互连接。请参考图2，本发明所述多腔体硫化模具的流道整体结构立体图，所述第二层流道2上设有若干促进橡胶混合的调温流道20，调温流道20可以使橡胶在流动过程内层和外层便可以相互混合，使内外层的温差缩小，橡胶流动方向如箭头所示。

橡胶注射模具的流道均采用线型的通畅路径，由于橡胶胶料从注射机喷嘴射出时，外层胶料的温度与中心处温度差值达5℃左右，形成热胶在流道壁上流动，冷胶在流道中间流动的状态，由于流道壁的热传导和摩擦生热现象明显，导致外层胶料的温度与中心处温度差值提高到10℃左右，这些胶料进入模腔后，造成产品各部位初始温度不均匀，造成产品致密度和硫化程度出现差异，且硫化时间增加，生产效率降低。要减小外层胶料的温度与中心处温度差值，最好的方法是使内、外胶料相互换位混合，让中心处胶料流动至外层接受模具流道壁的传热和摩擦生热，以提高胶料温度，缩小内外温差。

具体的调温流道20包括错层流道21以及分合流道22，错层流道21以及分合流道22可以别开设置，也可以共同设置在一条流道上，在不增加流道长度的基础上增强黏流态橡胶的混合效果，从而降低黏流态橡胶内外层的温差，提高硫化效果。

请参考图3，本发明所述多腔体硫化模具的错层流道的结构立体图，所述调温流道包括错层流道21，所述错层流道21包括第一错层部211以及与所述第一错层部211连接以供橡胶流通的第二错层部212，所述第一错层部211与所述第二错层部212之间具有可促进黏流态橡胶内外部分混合的高度差。

请参考图4，本发明所述多腔体硫化模具的分合流道的结构立体图，所述调温流道包括促进黏流态橡胶混合的分合流道，所述分合流道包括第一分支部221以及第二分支部222，所述第一分支部221与所述第二分支部222首尾相互连接、中间相互分离以实现黏流态橡胶内外部分充分混合。

进一步的，可以将错层流道与分合流道设置在一起，请参考图5，为本发明所述多腔体硫化模具的错层流道的另一实施方式结构立体图，所述错层流道21包括第一错层部211以及第二错层部212，所述第一错层部211与所述第二错层部212之间具有一定促进橡胶混合的高度差，橡胶流动方向如箭头所示。

具体的，所述第一错层部211与所述第二错层部212之间的高度差为8mm-10mm，具体的可以根据流道的宽度进行调整。

请参考图6，本发明所述多腔体硫化模具的分合流道的另一实施方式结构立体图，所述第二层流道2上还设有促进橡胶混合的分合流道，所述分合流道包括第一分支部221以及第二分支部222，所述第一分支部221与所述第二分支部222两端相互连接，中间部分的流道相互分离从而实现橡胶充分混合，橡胶流动方向如箭头所示。分合流道将橡胶先分成两个支路，再将两个支路合并起来，合并的过程中，内层的橡胶有一定几率流到外层，外层的橡胶有一定几率流到内层，橡胶内外的温差便可以充分降低，从而提高硫化效率。

另外的，所述第一分支部221以及第二分支部222为弧形流道从而减少橡胶流通阻力，橡胶在流动过程中速度很慢，转弯处设计成弧形有利于减少流动过程的剪切作用。

在本具体实施例中，分合流道和错层流道设置同时设置，即在第一分支部上设置了错层流道，使橡胶内外部分更加充分混合，可以理解的是，及使不这样设置，将分合流道和错层流道分别设置也属于本发明的实施方式。

请参考图2，所述第二层流道2还设有线性流道23以及储料腔体24，所述线性流道23为直线导流的流道，所述线性的端部设有促进橡胶内外混合的储料腔体24。线性流道23的端部设有圆形的储料腔体24，所述储料腔体24具有一定的深度，所述深度大于等于流道的深度，当橡胶流道这个位置时，会进行内外层的混合。

进一步的，请参考图7，本发明所述多腔体硫化模具的流道整体结构俯视图，所述第一层流道1外接橡胶的注入口11，所述第一层流道1横截面从上到下依次递增以对注入橡胶充分混合，所述第三层流道3连接硫化腔体31，每个第三层流道3的端部都连接一个硫化腔体31对产品进行硫化。

一种多腔体硫化模具的制备方法，请参考图8，本发明所述多腔体制备方法的整体框架图，包括以下步骤：

S1：制备多腔体硫化模具流道的第一层流道1，第一层流道1为横截面积越往下越大的通道从使橡胶充分混合，第一层流道1设置在最上层，主要作用是将橡胶注入。

S2：连通第一层流道1第二层流道2，在第二层流道2上制备分合流道；第一层流道1和第二层流道2相互连通，橡胶通过第一层流道1进入第二层流道2，第二层流道2是本发明的核心部分，具有较多的分支流道，每一路分支流道最终都流到硫化腔体31内部。

S3、分合流道的分支部连接错层流道21；分合流道包括第一分支部221以及第二分支部222，第一分支部221与所述第二分支部222两端相互连接，中间部分的流道相互分离从而实现橡胶充分混合。

S4、分合流道的合并部连接线性流道23；流道分离合并的中间流道为弧形流道从而减少橡胶流通阻力，橡胶在流动过程中速度很慢，转弯处设计成弧形有利于减少流动过程的剪切作用。

S5、线性流道23的端部连接储料腔体24；储料腔体24具有一定的深度，深度大于等于流道的深度，当橡胶流到这个位置时，会进行内外层的混合。

S6、储料腔体24的连接接线性流道23；从而不断增加线性流道23端部的数量。

S7、重复S5-S6的步骤，直到线性通道的端部数量达到硫化腔体31所需数量，每一个线性流道23的端部都连接一个硫化腔体31。

S8、制备所述多腔体硫化模具流道的第三层流道，将所述第三层流道与所述线性通道的端部连通以使橡胶流入硫化腔体。

进一步的，所述步骤S2中的分合流道具体为：

分合流道分为弧形的第一分支部221以及第二分支部222两路，第一分支部221以及第二分支部222先分离后合并从而使胶料内外混合、缩小胶料内外的温差。

更进一步的，所述步骤S3中的错层结构具体为：

分合流道沿其走向分为相互连通的第一错层部211和第二错层部212，第一错层部211高度高于第二错层部212大小为8mm-10mm。

为了使本领域的技术人员更加清楚的了解本发明介绍的一种多腔体硫化模具以及制备方法，先对其工作过程进行详细说明：

将橡胶加入注胶机，并将注胶机对准注入口11，对橡胶进行加热的同时对多腔体硫化模具进行加热，并将橡胶沿注入口11注入，液态的橡胶经过第一层流道1时，由于第一层流道1横截面的面积逐渐曾大，因此橡胶内外层会进行一定程度的混合，橡胶内外层的温度温差会减少。橡胶进入第二层流道2，经过分合流道22时，橡胶流向会先分成两路，再合并为一路，橡胶内外层会进行混合，橡胶内外层的温度会进一步的缩小。橡胶经过错层流道21时，橡胶的流动会突然下沉，使内外层橡胶再次混合，橡胶内外层的温度会进一步的缩小。橡胶经过线性流道23时，在线性流道23的尽头设有储料腔体24，橡胶会进行一段时间的混合，橡胶内外层的温度会进一步的缩小。最终进入第三层流道3，到达硫化腔体31对产品进行硫化。

本发明一种多腔体硫化模具以及制备方法，在多层流道内部设置错层流道21、分合流道22以及储料腔体24，使内芯和外壁的橡胶充分混合，减少了内芯和外壁的橡胶的温差，由原来的10℃的温差缩减为0.5℃的温差，缩短了产品硫化时间，提高了生产效率。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (5)

1.一种多腔体硫化模具，其内部设有供黏流态橡胶流动的流道，其特征在于：所述流道包括相互连通的第一层流道、第二层流道以及第三层流道，所述第一层流道连通所述多腔体硫化模具的注入口，所述第二层流道设有若干可以促进所述黏流态橡胶内部与外部充分混合以减小所述黏流态橡胶内部与外部温差的调温流道，所述第三层流道连通需要硫化的产品的硫化腔体；

所述调温流道包括多个由相互叠加设置的错层流道与分合流道构成的调温单元；

所述错层流道包括第一错层部以及与所述第一错层部连接以供橡胶流通的第二错层部；所述分合流道包括首尾相互连接的第一分支部与第二分支部，所述第一分支部与第二分支部首尾相互连接呈椭圆形或是圆形；所述分合流道的所述第一分支部与第二分支部设置有错层流道。

2.如权利要求1所述多腔体硫化模具，其特征在于：所述第一错层部与所述第二错层部之间的高度差为8mm-10mm。

3.如权利要求1所述多腔体硫化模具，其特征在于：所述第二层流道还包括线性流道以及与所述线性流道连通的储料腔体，所述线性流道一端与所述调温流道连通，另一端与所述第三层流道的硫化腔体连通以使经过所述调温流道温差已降低的所述黏流态橡胶由所述线性流道进入所述硫化腔。

4.如权利要求3所述多腔体硫化模具，其特征在于：所述储料腔体内部设有可以容纳所述黏流态橡胶的储料空间，所述第一层流道横截面从上到下依次递增以便注入橡胶充分混合。

5.一种如权利要求4所述的多腔体硫化模具的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S 1、制备所述多腔体硫化模具流道的第一层流道，将注入口设置在所述第一层流道的顶部以将橡胶充分混合；

S2、制备连通所述第一层流道的第二层流道，并在所述第二层流道上制备分合流道，将分合流道分为弧形的第一分支部以及第二分支部两路，第一分支部以及第二分支部先分离后合并从而使胶料内外混合、缩小胶料内外的温差；

S3、将所述分合流道的分支部与所述错层流道连接，将所述错层流道沿其走向分为相互连通的第一错层部和第二错层部，第一错层部高度高于第二错层部8mm-10mm；

S4、将分合流道与所述线性流道连通；

S5、将所述线性流道与所述连接储料腔体连通；

S6、将储料腔体与所述线性流道连通；

S7、重复S5-S6的步骤，直到线性通道的端部数量达到硫化腔体数量；

S8、制备所述多腔体硫化模具流道的第三层流道，将所述第三层流道与所述线性通道的端部连通以使橡胶流入硫化腔体。