CN108501326A - 一种内径≤2mm的O形圈注射加工模具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内径≤2mm的O形圈加工模具及方法，所述的模具包括上模、中模、下模、注胶孔、注胶腔、流道腔和O形圈型腔；所述的上模下表面和中模上表面形成注胶腔；所述的中模下表面和下模上表面形成O形圈型腔；所述的注胶孔为中模的开孔，所述的注胶孔位于两个对应的O形圈型腔中间的上部位置，所述的流道腔位于注胶孔下部，其径向尺寸与O形圈内径相同，所述的注胶孔径向尺寸小于O形圈内径。所述的流道腔在竖直方向的高度为0.04～0.06mm。本发明的加工模具产生的O形圈制品不需要修边机修边，模具结构简单，成本低廉、显著提高修边效率和产品质量，利于推广。

Description

一种内径≤2mm的O形圈注射加工模具及方法

技术领域

本发明属于橡胶O形圈的加工领域，尤其是涉及一种内径≤2mm的O形圈注射加工模具及加工方法。

背景技术

橡胶O形圈结构简单，密封性能可靠，广泛用于各种密封领域。O形圈飞边大小对其密封性的影响极大，O形圈飞边越小其密封性能越好。

而常规尺寸的O形圈，修边方式会选择手工修边和冷冻修边，可使得O型圈的飞边在宽度度方向控制在0.08～0.10mm。而对于一些小内径的O形圈，内圈飞边去除比较困难，手工修边时，因O型圈内径较小不好操作，修边效率低。而冷冻修边，因O型圈内径较小，弹丸撞击到内圈飞边的有效性较差，内圈飞边无法修干净，效率低，产品质量差。

对于现有技术中的修边工具也能检索到相关的申请案，中国专利申请CN201110251411.4，公开日期为2012.02.22的申请案公开了一种冷冻油封修边机。该发明修边完成后，钢球、飞边屑和成品油封从滚筒的进料口下落至分离框，振动器振动，将飞边屑分离，由于筛板一端高一端低，钢球滚至收集框内，成品油封集中在筛板上。该专利存在如下问题：1)橡胶玻璃化温度一般在-40℃左右，这需要耗费大量液态氮气，费用较高；2)液态氮气属危险品，储存和运输都需要专业的设备，设备投资大；3)油封温度降到橡胶玻璃化温度以下，之后用钢珠撞击油封，这时不仅能将油封表面毛边撞碎，也会将油封薄弱部分撞碎，存在质量风险；4)钢珠撞击毛边时需一定力才能将毛边撞碎，这要求钢珠自身要有一定的质量；当制品内孔较小时，修内孔毛边，如用小钢珠撞击力不足，如用大钢珠又法撞击到橡胶制品内孔。因此此方法不适应小内径制品；5)当制品内孔和钢珠外径接近时，钢珠非常容易卡在制品内孔中，这需要后期人工去除，费时费力，还有可能出现遗漏，造成隐患。6)使用倾斜的筛网从钢珠、毛边、橡胶制品混合体中选出橡胶制品时，橡制制品也有可能同钢珠一起滚落，筛选效果不好。

中国专利申请号CN201010570716.7，公开日期为2011.05.25的申请案公开了一种修边机。该发明废边料去除干净，产品质量可靠，生产效率高，劳动成本低，大大提高了企业的市场竞争能力。其不足之处在于：1)转动盘带动容器内的待修边产品高速旋转，产品自身不断发生扭曲，从而实现在旋转中被去除毛边，长时间扭曲产品，易对产品造成疲劳破坏；2)对于一些不易发生扭曲变形的产品很难将毛边去除干净；3)设备结构复杂，有效装机容积小；4)脱落的毛边随高压气体排入毛边回收箱，如果修边的是自身重量较轻的小制品，制品也会随高压气体排入毛边回收箱。因此，该设备不适应于自身重量较轻的小制品。

综上所述，在小内径的O形圈的加工生产过程中，由于小内径的O形圈内径较小，不易操作，其产生的飞边难以去除，专门的修边方法普遍存在修边效率低、产品质量差的问题。

经检索，现有技术中存在相关控制飞边大小的相关申请案，如中国专利申请号CN201510627047.5，公开日期为2017.08.11的申请案公开了一种用于加工O形圈的生产模具，包括上模板、下模板、上模、下模、用于导向及定位的导柱和导套；上模的外锥面上设置有第一型腔和溢胶槽，下模的内锥面上设置有与第一型腔配合的第二型腔，且第一型腔与第二型腔中的一者为半圆型腔，另一者为小半圆型腔，小半圆型腔的尺寸根据目标飞边厚度确定。本发明公开的生产模具，考虑到加工O形圈时产生的飞边的厚度，根据预设飞边的厚度，将第一型腔或第二型腔设置为半圆型腔，另一型腔设置为小半圆型腔。加工时，由于飞边和一个小半圆型腔的存在，且多余的橡胶原料可自溢胶槽溢出，使得合模后型腔内的O形圈圆度更好，并减小了加工过程中产生的飞边的厚度。该申请案的模具虽然能一定程度上较小飞边，然而该申请案存在如下缺陷：1)该模具装置设计较为复杂，模具材料及加工设备的要求太高，增加了投入成本；2)多余的橡胶原料自溢胶槽溢出，一定程度上造成了胶料的浪费。

基于现有技术的缺陷，亟需对适用于小内径的O形圈的加工模具进行改进，提供一种结构简单，成本低廉、显著提高修边效率和产品质量的小内径的O形圈的注射加工模具。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中O型圈内径较小不好操作，修边效率低、产品质量差等问题，本发明旨在提供了一种内径≤2mm的O形圈的注射加工模具和方法。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本发明提供了一种内径≤2mm的O形圈的注射加工模具，所述的模具包括上模、中模、下模、注胶孔、注胶腔、流道腔和O形圈型腔；所述的上模下表面和中模上表面之间形成注胶腔；所述的O形圈型腔位于中模下表面和下模上表面之间；所述的注胶孔为中模的开孔，所述的注胶孔位于两个对应的O形圈型腔中间的上部位置，所述的流道腔位于注胶孔下部，其径向尺寸与O形圈内径相同，所述的注胶孔径向尺寸小于O形圈内径。因此，流道腔中产生的飞边即O形圈内圈的飞边。

作为本发明更进一步的改进，所述的注胶孔径向尺寸比O形圈内径小0.06～0.10mm。

作为本发明更进一步的改进，所述的流道腔在竖直方向的高度为0.04～0.06mm。

作为本发明更进一步的改进，所述的上模下表面设有凸起结构，所述的中模上表面设有凹陷结构，所述凸起结构与凹陷结构之间形成注胶腔。

作为本发明更进一步的改进，所述注胶腔竖直方向的高度为0.05～0.15mm。

作为本发明更进一步的改进，本发明还提供了内径≤2mm的O形圈的注射加工方法，该方法包括以下步骤：

a)将上模、中模、下模安装在硫化机上，设定温度，将胶料填入注胶腔；

b)加压合模，在合模的过程中胶料受压产生流动，胶料由注胶腔流入注胶孔，经过流道腔，注满O形圈型腔；

c)硫化、分离上模和中模，扯掉注胶腔中的飞边；扯掉注胶腔中飞边的同时，会将注胶口内的飞边和O形圈内圈的飞边，即流道腔中的飞边一同带出，在模腔还未打开前，O形圈内圈的飞边大部分已经被去除；

d)分离中模和下模，打开模腔，取出制品。

作为本发明更进一步的改进，所述步骤a)中，设定温度为165～185℃。

作为本发明更进一步的改进，所述步骤b)中，加压合模的压力控制在16～20MPa。

作为本发明更进一步的改进，所述步骤c)中，硫化的时间为5～10min。

作为本发明更进一步的改进，所述注胶孔为圆柱体、长方体、正方体中的任意一种。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，具有如下显著效果：

(1)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工模具，分别设置上模、中模和下模，所述的上模下表面和中模上表面形成注胶腔；所述的中模下表面和下模上表面形成O形圈型腔；所述的注胶孔为中模的开孔，所述的注胶孔位于两个对应的O形圈型腔中间的上部位置，所述的流道腔位于注胶孔下部，其径向尺寸与O形圈内径相同，所述的注胶孔径向尺寸小于O形圈内径。该设置可以使注射于注胶腔的胶料很快流入至注胶孔中，并由注胶孔进入流道腔，再流入O形圈型腔，还能够使硫化后注胶腔内产生的飞边与注胶口、流道腔内的飞边完全相连，方便注胶腔、注胶口和流道腔内的飞边同时快速去除。

(2)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工模具，注胶孔径向尺寸小于O形圈内径，同时在注胶孔下部设置径向尺寸与O形圈内径相同的流道腔，可以利用注胶口内的飞边和O形圈相连强力较小，在扯掉注胶腔中飞边的同时，会将注胶口内的飞边和O形圈内圈的飞边一同带出，因此在模腔还未打开前，O形圈内圈的飞边大部分已经被去除，显著的提高了修边效率，经统计修边效率提高了50％以上，进一步提高了整体生产效率，降低了运行成本。现有技术的O形圈模具多为两层模具，生产出的O形圈内外圈均有飞边，当O形圈内径较小时，内圈飞边很难去除。

(3)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工模具，所述的注胶孔径向尺寸比O形圈内径小0.06～0.10mm；所述的流道腔在竖直方向的高度为0.04～0.06mm。在该范围内利用模具产生制品的飞边最大相连宽度为0.03～0.05mm；飞边相连厚度为0.04～0.06mm；已经完全满足制品要求，不需要专门的修边工具进行修边，如果设置间隙过小，则对模具材料及加设备要求太高，实际加工中无法实现；如果间隙过大，则无法满足制品要求。

(4)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工模具，整体结构简单，成本低廉，解决了现有技术中O型圈内径较小不好操作，修边效率低、产品质量差等的问题，加工后的产品内圈无需再使用修边机进行修边，极大的提高了小内径O形圈加工生产的效率；且O形圈内圈的飞边是在在模腔还未打开前去除的，对产品没有任何损伤，产品无开裂缺陷，产品质量稳定性好，合格率高，经统计，产品合格率≥98.5％，关键尺寸ppk≥1.83，利于推广。

(5)本发明的内径≤2mm的橡胶O形圈注射加工方法，操作步骤为：安装模具、加压、硫化、分离上模和中模、分离中模和下模，取出制品；只需要在分离上模和中模后将注胶腔中飞边扯掉，该操作将同时消除注胶口的飞边和O形圈内圈的飞边；该过程简单易于操作，利于推广。

附图说明

图1为本发明的加工模具的剖视结构图；

图2为本发明的核心部件结构放大图；

图3为现有技术中加工模具的剖视图。

图中：1、上模；2、中模；3、下模；4、注胶孔；5、注胶腔；6、O形圈型腔；7、流道腔。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例提供了一种内径≤2mm的橡胶O形圈的注射加工模具，其中图1为加工模具的剖视图，如图1所示，所述的模具包括上模1、中模2、下模3、注胶孔4、注胶腔5、流道腔7和O形圈型腔6；所述的上模1下表面和中模2上表面形成注胶腔5；所述的O形圈型腔6位于中模2下表面和下模3上表面之间；所述的注胶孔4为中模2的开孔，所述的注胶孔4位于两个对应的O形圈型腔6中间的上部位置，所述的流道腔7位于注胶孔4下部，其径向尺寸与O形圈内径相同，所述的注胶孔4径向尺寸小于O形圈内径。因此，流道腔中产生的飞边即O形圈内圈的飞边。

所述的上模1下表面设有凸起结构，所述的中模2上表面设有凹陷结构，所述凸起结构与凹陷结构之间形成注胶腔5。

所述注胶孔4为圆柱体。

图2为本发明的核心部件结构放大图，本实施例中所述的注胶孔4径向尺寸比O形圈内径小0.06mm；如图2所示，将所述的注胶孔4径向尺寸设定为A，则O形圈内径的尺寸为A+A1，其中，本实施例中A1为0.06mm。

本实施例中所述的流道腔7在竖直方向的高度为0.04mm，如图2所示，对应距离B为0.04mm。

本实施例中注胶腔5在竖直方向的高度为0.05mm。

本实施例还提供了上述模具的注射加工方法，包括以下步骤：

(a)将上模1、中模2、下模3安装在硫化机上，将模具温度设定为165℃，待温度达到后，将胶料填入注胶腔5；

(b)加压16MPa合模，在合模的过程中胶料受压产生流动，胶料从注胶腔5流入注胶口(4)，经过流道腔(7)竖直高度方向上的0.04mm间隙，最后注满O形圈型腔6；

(c)硫化10分钟，分离上模1和中模2，在注胶腔5中有厚度大于0.05mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连，而注胶口4内的飞边和O形圈内圈只有0.03mm的相连宽度、0.04mm相连厚度。

因注胶口4内的飞边和O形圈相连强力较小，因此，扯掉注胶腔5中飞边的同时，会将注胶口4内的飞边和O形圈内圈的飞边，即流道腔7中的飞边一同带出，在模腔还未打开前，O形圈内圈的飞边大部分已经被去除，最终O形圈内圈产生飞边的宽度最大仅0.03mm、厚度仅0.04mm。不需再对O形圈内圈进行修边已经满足O形圈制品的要求。

(d)分离中模2和下模3，打开模腔，取出橡胶O形圈制品。

本实施例得到的橡胶O形圈制品，具有如下显著效果：

(1)本实施例中的加工模具，所述上模1和中模2形成注胶腔，注胶腔5内留有0.05mm间隙，所以在硫化后，注胶腔5中会产生厚度大于0.05mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连，方便注胶腔5和注胶口4内的飞边快速去除；

(2)本实施例中的加工方法，在模腔还未打开前，O形圈内圈的飞边大部分已经被去除，脱模后的产品不需再对O形圈内圈进行修边，修边效率提高了50％以上，极大的提高了生产效率；

(3)本实施例中的加工方法，O形圈内圈的飞边是在模腔还未打开前去除的，因此，对产品没有任何损伤，产品无开裂缺陷，产品质量稳定性好，产品合格率≥98.5％，关键尺寸ppk≥1.83。

实施例2

本实施例的内径≤2mm的橡胶O形圈的注射加工模具基本与实施例1相同，不同之处在于：所述的注胶孔4径向尺寸比O形圈内径小0.08mm；本实施例中所述的流道腔7在竖直方向的高度为0.05mm；所述注胶腔5在竖直方向的高度为0.15mm。

上述模具加工橡胶O形圈的加工方法，其步骤为：

(a)将上模1、中模2、下模3安装在硫化机上，将模具温度设定为175℃，待温度达到后，将胶料填入注胶腔5；

(b)加压18MPa合模，在合模的过程中胶料受压产生流动，胶料由注胶腔5先流入注胶口4，再经过流道腔(7)竖直高度方向上的0.05mm间隙，最后注满O形圈型腔6；

(c)硫化7.5分钟后，分离上模1和中模2，在注胶腔5中有厚度大于0.15mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连，而注胶口4内的飞边和O形圈内圈只有0.04mm的相连宽度、0.05mm相连厚度；因注胶口4内的飞边和O形圈相连强力较小，因此，扯掉注胶腔5中飞边的同时，会将注胶口4内的飞边和O形圈内圈的飞边一同带出，在模腔还未打开前，O形圈内圈的飞边大部分被完全去除，最终O形圈内圈产生飞边的宽度最大仅0.04mm、宽度仅0.05mm，不需再对O形圈内圈进行修边已经满足O形圈制品的要求。

(d)分离中模2和下模3，打开模腔，取出制品。

本实施例得到的橡胶O形圈制品，具有如下显著效果：

(1)本实施例中的加工模具，所述上模1和中模2形成注胶腔5，注胶腔5内留有0.15mm间隙，所以在硫化后，注胶腔5中会产生厚度大于0.15mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连，方便注胶腔5和注胶口4内的飞边快速去除；

(2)本实施例中的加工方法，在模腔还未打开前，O形圈内圈的飞边大部分已经被去除，脱模后的产品不需再对O形圈内圈进行修边，修边效率提高了50％以上，极大的提高了生产效率；

(3)本实施例中的加工方法，O形圈内圈的飞边是在在模腔还未打开前去除的，因此对产品没有任何损伤，产品无开裂缺陷，产品质量稳定性好，产品合格率≥98.5％，关键尺寸ppk≥1.83。

实施例3

本实施例的内径≤2mm的橡胶O形圈的注射加工模具基本与实施例1相同，不同之处在于：所述的注胶孔4径向尺寸比O形圈内径小0.10mm；本实施例中所述的流道腔7在竖直方向的高度为0.06mm；所述注胶腔5在竖直方向的高度为0.10mm。

上述模具加工橡胶O形圈的加工方法，其步骤为：

(a)将上模1、中模2、下模3安装在硫化机上，将模具温度设定为185℃，待温度达到后，将胶料填入注胶腔5；

(b)加压20MPa合模，在合模的过程中胶料受压产生流动，胶料从注胶腔5先流入注胶口4，经过流道腔(7)竖直高度方向上的0.06mm间隙，最后注满O形圈型腔6；

(c)硫化5分钟后，分离上模1和中模2，在注胶腔5中有厚度大于0.10mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连，而注胶口4内的飞边和O形圈内圈只有0.05mm的相连宽度、0.06mm相连厚度。因注胶口4内的飞边和O形圈相连强力较小，因此，扯掉注胶腔中飞边的同时，会将注胶口4内的飞边和O形圈内圈的飞边一同带出，在模腔还未打开前，O形圈内圈的飞边大部分已经被去除，最终O形圈内圈产生飞边的宽度最大仅0.05mm、宽度仅0.06mm。不需再对O形圈内圈进行修边已经满足O形圈制品的要求。

(d)分离中模2和下模3，打开模腔，取出制品。

本实施例得到的橡胶O形圈制品，具有如下显著效果：

(1)本实施例的加工模具，所述上模1和中模2形成注胶腔5，注胶腔5内留有0.10mm间隙，所以在硫化后，注胶腔5中会产生厚度大于0.10mm的飞边和注胶口4内的飞边完全相连，方便注胶腔5和注胶口4内的飞边快速去除；

(2)本实施例的加工方法，在模腔还未打开前，O形圈内圈的飞边大部分已经被去除，脱模后的产品不需再对O形圈内圈进行修边，修边效率提高了50％以上，极大的提高了生产效率；

(3)本实施例的加工方法，O形圈内圈的飞边是在在模腔还未打开前去除的，因此对产品没有任何损伤，产品无开裂缺陷，产品质量稳定性好，产品合格率≥98.5％，关键尺寸ppk≥1.83。

实施例4

本实施例的内径≤2mm的橡胶O形圈的注射加工模具基本与实施例1相同，不同之处在于：所述的注胶孔4径向尺寸比O形圈内径小0.12mm；本实施例中所述的流道腔7在竖直方向的高度为0.10mm；所述注胶腔5在竖直方向的高度为0.10mm。

按照上述模具的加工方法基本同实施例1，最终制的O形圈制品；由于产生的间隙过大，最终产生的O形圈制品飞边尺寸为：长度为：0.06mm；厚度为0.10mm，需要额外的修边工具辅助修边。

表1为实施例生产的制品性能统计。

表1实施例生产的制品性能统计

根据表1可知，利用本发明的加工模具产生的制品飞边宽度为0.03～0.05mm；厚度为0.04～0.06mm；产品合格率≥98.5％；关键尺寸ppk≥1.83。

而现有技术中的O形圈模具多为两层模模具，如图3所示，仅有上模具和下模具，型腔位于上模具和下模具之间，生产出的O形圈内外圈均有飞边，当O形圈内径较小时，内圈飞边很难去除。根据统计，按照现有技术中的加工模具生产出的橡胶O形圈制品飞边很大，经过修边工具控制也达到宽度0.08～0.10mm。因此本发明的加工模具结构简单，加工的制品性能优异，对于现有技术是一种较大的改进。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种内径≤2mm的O形圈的注射加工模具，其特征在于：所述的模具包括上模(1)、中模(2)、下模(3)、注胶孔(4)、注胶腔(5)、流道腔(7)和O形圈型腔(6)；所述的上模(1)下表面和中模(2)上表面之间形成注胶腔(5)；所述的O形圈型腔(6)位于中模(2)下表面和下模(3)上表面之间；所述的注胶孔(4)为中模(2)的开孔，所述的注胶孔(4)位于两个对应的O形圈型腔(6)中间的上部位置，所述的流道腔(7)位于注胶孔(4)下部，其径向尺寸与O形圈内径相同，所述的注胶孔(4)径向尺寸小于O形圈内径。

2.根据权利要求1所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具，其特征在于：所述的注胶孔(4)径向尺寸比O形圈内径小0.06～0.10mm。

3.根据权利要求1或2所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具，其特征在于：所述的流道腔(7)在竖直方向的高度为0.04～0.06mm。

4.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具，其特征在于：所述的上模(1)下表面设有凸起结构，所述的中模(2)上表面设有凹陷结构，所述凸起结构与凹陷结构之间形成注胶腔(5)。

5.根据权利要求4所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具，其特征在于：所述注胶腔(5)竖直方向的高度为0.05～0.15mm。

6.一种内径≤2mm的O形圈的注射加工方法，其特征在于：采用权利要求1所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工模具加工，包括以下步骤：

a)将上模(1)、中模(2)、下模(3)安装在硫化机上，设定温度，将胶料填入注胶腔(5)；

b)加压合模，在合模的过程中胶料受压产生流动，胶料由注胶腔(5)流入注胶孔(4)，经过流道腔(7)，注满O形圈型腔(6)；

c)硫化、分离上模(1)和中模(2)，扯掉注胶腔(5)中的飞边；

d)分离中模(2)和下模(3)，打开模腔，取出制品。

7.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工方法，其特征在于：所述步骤a)中，设定温度为165～185℃。

8.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工方法，其特征在于：所述步骤b)中，加压合模的压力控制在16～20MPa。

9.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工方法，其特征在于：所述步骤c)中，硫化的时间为5～10min。

10.根据权利要求3所述的内径≤2mm的O形圈的注射加工方法，其特征在于：所述注胶孔(4)为圆柱体、长方体、正方体中的任意一种。