CN112454845A - 一种汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条及其制作模具和制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条及其制作模具和制作方法属于聚氨酯产品生产加工设备技术领域，具体涉及一种汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条及其制作模具和制作方法。本发明提供一种效率高，制作简单，连续生产性能稳定的聚氨酯挤压成型的汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条及其制作模具和制作方法。本发明的汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条，包括齿条本体，其特征在于：齿条本体的端面为梯形，齿条本体的带基内排列设置有钢丝组。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯产品生产加工设备技术领域，具体涉及一种汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条及其制作模具和制作方法。
背景技术
随着汽车工业的不断发展，汽车天窗自动化装置也不断更新换代，手动天窗装置现已基本淘汰，一种由齿条驱动的汽车天窗装置已广泛应用在汽车行业。为汽车辅助装置的自动化提供了有力的技术支持。
传统的汽车天窗齿条大多采用聚甲醛为主要原料，通过模具挤压后切割成型。现有汽车天窗齿条挤出成型工艺如下：1、首先对聚甲醛颗粒进行干燥处理。干燥温度在85°C～95°C。时间为两小时以上。其含水量不得超过0.2%。2、熔融温度设为205°C ～210°C。3、挤出装置将熔融状态的聚甲醛涂在齿形模具上，齿形模具的线速度控制在1.5cm/s以内，通过辊压使其齿条成型。4、经过18℃～22℃的冷却定型后将齿条牵引出来。5、按照齿条的宽度要求裁切出单个齿条。6、将裁切后的齿条装卡在专用倒角装备上，用成型砂轮磨削出齿条的梯形断面。7、人工对磨削齿形打磨、修整。8、按齿条的长度要求进行定尺剪切。9、包装入库。
由上述可见，聚甲醛成型的齿条工艺繁琐复杂，材料存在热变形及其内应力较大，柔性差等弊端。此外生产过程中还存在以下工艺缺陷：1、熔融温度控制范围较窄，时常发生齿条外观瑕疵等质量缺陷。2、熔融料挤出时间要求苛刻，易产生废品。3、生产过程中熔料分解易产生气泡，分解出的气体刺激眼膜，需要采取环保和通风措施。4、冷却温度控制精准，温度过低齿条齿形易开裂变形，产生废品。5、每个齿条都需要裁切、磨削断面，费工费时。磨削时容易粘连齿条，需要再次人工修剪、打磨。6、齿条成型成本较高，质量差，很难满足产品的一致性和使用的可靠性。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种效率高，制作简单，连续生产性能稳定的聚氨酯挤压成型的汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条及其制作模具和制作方法。
为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明的汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条，包括齿条本体，其特征在于：齿条本体的端面为梯形，齿条本体的带基内排列设置有钢丝组。
作为本发明汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的一种优选方案，所述钢丝组包括两根镀锌钢丝，所述齿条本体的凸齿和凹齿均为梯形，齿顶、齿根、齿廓均设为圆弧角。
本发明汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作模具，包括外轮廓圆周布置有与齿条本体轮廓相对应的齿形模具，齿形模具内设置有冷却水腔，齿形模具侧表面设置有冷却水腔的进水口和出水口。
作为本发明制作模具的一种优选方案，所述齿形模具外轮廓的凹齿内排布设置有截面为尖角形的刀刃，两相邻刀刃之间形成齿形料道。
本发明汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作方法：其特征在于。
A.辅助工艺。
A-1. 将热塑性聚氨酯（TPU）与色母放入搅拌机混合均匀。
A-2. 将混合好的料转入干燥机中，进行烘干除湿。
B.挤压成型工艺。
B-1. 将镀锌钢丝均匀的绕制在骨架绳定位工装上，然后再将其移至齿形模具上。
B-2. 调整镀锌钢丝初拉力，使其初拉力一致。
B-3. 挤出机对聚氨酯进行加热。
B-4. 先随机挤出凝胶状态下的聚氨酯进行产前硬度检验，确定齿条的硬度。
B-5. 控制齿形模具内的冷却水温，以对成型的齿条进行冷却定型。
B-6. 凝胶状态的聚氨酯不断的挤压至齿形模具的齿面上，使其与骨架绳连续滚压出齿条。
B-7. 通过齿形模具输出的多个齿条，齿条之间互不粘连，由牵引装置输入到定尺剪切装置。
B-8 . 齿条长度的定尺装置，按批次长度一次剪切出各料道中的齿条。
本发明汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作方法的一种优选方案，所述B-8定尺剪切装置为斜切式冲制切刀。
本发明的有益效果。
本发明采用热塑性聚氨酯（TPU）经制作模具和挤压制作工艺，一次成型多条汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条，熔融温度和工艺过程简单受控，安全可靠，生产过程中熔料不会分解气泡安全环保。齿形模具采用特殊结构，具有冷却内腔，保持了恒定的水温，使齿面不会出现裂变等缺陷，做到了力学性能好，齿面硬度高，耐磨耐老化，大大提高了产品质量。由于采用特殊齿形模具，齿形模具中的齿条料道的分割面为锋利刀刃，用以配合挤压装置对齿形模具的滚压，直接分切出料道中的多个齿条，且无需二次裁剪、修整、打磨等手工作业，节省了成本，减少了设备投入和人工操作，使生产效率比原来提高3～5倍。
附图说明
图1是本发明汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是本发明制作模具的结构示意图。
图4是图3的剖面图。
附图中10为齿形模具、101为齿圈、1011为料道、1012为切刀、102为侧堵、1021为进水口、1022为出水口、104为轴套、105为冷却水腔、20为齿条本体、201为镀锌钢丝。
具体实施方式
本发明的汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条，包括齿条本体20，其特征在于：齿条本体20的端面为梯形，齿条本体20的带基内排列设置有钢丝组。
作为本发明汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的一种优选方案，所述钢丝组包括两根镀锌钢丝201，所述齿条本体20的凸齿和凹齿均为梯形，齿顶、齿根、齿廓均设为圆弧角。
本发明汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作模具，包括外轮廓圆周布置有与齿条本体20轮廓相对应的齿形模具10，其特征在于：齿形模具10内设置有冷却水腔105，齿形模具10侧表面设置有冷却水腔105的进水口1021和出水口1022。
作为本发明制作模具的一种优选方案，所述齿形模具10外轮廓的凹齿内排布设置有截面为尖角形的刀刃1012，两相邻刀刃1012之间形成齿形料道1011。
所述齿形模具10包括外轮廓的齿圈101，齿圈101两端设置有侧堵102，侧堵102中心设置有轴套104，侧堵102表面设置有进水口1021和出水口1022，齿圈101、侧堵102和轴套104之间为冷却水腔105。
本发明汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作方法：其特征在于：
A.辅助工艺。
A-1. 将热塑性聚氨酯（TPU）与色母放入搅拌机混合均匀。
A-2. 将混合好的料转入干燥机中，进行烘干除湿。
B.挤压成型工艺：
B-1. 将镀锌钢丝201均匀的绕制在骨架绳定位工装上，然后再将其移至齿形模具10上。
B-2. 调整镀锌钢丝201初拉力，使其初拉力一致。
B-3. 挤出机对聚氨酯进行加热。
B-4. 先随机挤出凝胶状态下的聚氨酯进行产前硬度检验，确定齿条的硬度。
B-5. 控制齿形模具10内的冷却水温，以对成型的齿条进行冷却定型。
B-6. 凝胶状态的聚氨酯不断的挤压至齿形模具10的齿面上，使其与骨架绳连续滚压出齿条。
B-7. 通过齿形模具10输出的多个齿条，齿条之间互不粘连，由牵引装置输入到定尺剪切装置。
B-8. 齿条长度的定尺装置，按批次长度一次剪切出各料道1011中的齿条。
本发明汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作方法的一种优选方案，所述B-8定尺剪切装置为斜切式冲制切刀。
实施例：本发明聚氨酯挤压成型的汽车天窗用超高硬度的柔性聚氨酯齿条：齿形为45°梯形，全齿高为1.5mm，齿节距为5mm,齿条宽度方向的齿顶宽为7mm，底部宽为10mm，上下呈梯形状（参见图2）。底部带基1.815mm处，设有间距为6.4mm的直径φ0.63mm镀锌钢丝两根。所形成的凸齿为梯形齿，齿顶、齿根、齿廓均设有圆弧过度，其圆弧分别为R0.2mm和0.4mm，齿条的长度L依据要求设定。
本发明一种汽车天窗用超高硬度的柔性聚氨酯齿条的材料配方：选择吉美瑞E665D型热塑性聚氨酯（TPU），加入白色色母。具体比例是：热塑性聚氨酯2500g：白色色母130g：抗氧剂1010，添加量为1%；有机阻燃剂，添加量为0.8% 。
A.辅助工艺:
A-1. 将热塑性聚氨酯（TPU）与色母放入搅拌机混合均匀。设定搅拌机混料装置正、反转各转3分钟。
A-2. 将混合好的聚氨酯料转入干燥机中，进行烘干除湿。除湿机设定温度为170℃，干燥机设定温度100℃，烘料时间为3-4小时。
B. 挤压成型工艺。
B-1. 将φ0.63mm镀锌钢丝201均匀的绕制在骨架绳定位工装上。然后倒入齿形模具10上。在每条带宽10mm处均布2根镀锌钢丝201。
B-2. 调整镀锌钢丝201初拉力，使其初拉力控制在50N～60N。
B-3. 挤出机对聚氨酯进行加热，设定温度：进料段180℃，压缩段185℃，计量段190℃，连接段190℃，机头200℃。
B-4. 随机挤出凝胶状态下的聚氨酯进行产前硬度检验，确定齿条的硬度为65邵氏硬度D。
B-5. 齿形模具10装置内的冷却水温控制在25°C，对成型的齿条进行冷却定型。
B-6. 凝胶状态的聚氨酯不断的挤压至齿形模具10的齿面上，使其与骨架绳以2.0cm/s线速度连续滚压出齿条。
B-7. 通过齿形模具10输出的 多个齿条，齿条之间互补粘接，各自向定尺剪切装置输入。
B-8 . 由齿条长度定尺装置，按批次长度要求自动剪切出各料道1011中的每一个齿条。
B-9 . 终检、包装、入库。
所述B-8定尺剪切装置为斜切式冲制切刀。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条，包括齿条本体（20），其特征在于：齿条本体（20）的端面为梯形，齿条本体（20）的带基内排列设置有钢丝组。
2.根据权利要求1所述的一种汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条，其特征在于：所述钢丝组包括两根镀锌钢丝（201），所述齿条本体（20）的凸齿和凹齿均为梯形，齿顶、齿根、齿廓均设为圆弧角。
3.一种汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作模具，其特征在于：包括外轮廓圆周布置有与齿条本体（20）轮廓相对应的齿形模具（10），其特征在于：齿形模具（10）内设置有冷却水腔（105），齿形模具（10）侧表面设置有冷却水腔（105）的进水口（1021）和出水口（1022）。
4.根据权利要求3所述的一种汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作模具，其特征在于：所述齿形模具（10）外轮廓的凹齿内排布设置有截面为尖角形的刀刃（1012），两相邻刀刃（1012）之间形成齿形料道（1011）。
5.根据权利要求3所述的一种汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作模具，其特征在于：所述齿形模具（10）包括外轮廓的齿圈（101），齿圈（101）两端设置有侧堵（102），侧堵（102）中心设置有轴套（104），侧堵（102）表面设置有进水口（1021）和出水口（1022），齿圈（101）、侧堵（102）和轴套（104）之间为冷却水腔（105）。
6.汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.辅助工艺：
A-1. 将热塑性聚氨酯（TPU）与色母放入搅拌机混合均匀；
A-2. 将混合好的料转入干燥机中，进行烘干除湿；
B.挤压成型工艺：
B-1. 将镀锌钢丝（201）均匀的绕制在骨架绳定位工装上，然后再将其移至齿形模具（10）上；
B-2. 调整镀锌钢丝（201）初拉力，使其初拉力一致；
B-3. 挤出机对聚氨酯进行加热；
B-4. 先随机挤出凝胶状态下的聚氨酯进行产前硬度检验，确定齿条的硬度；
B-5. 控制齿形模具（10）内的冷却水温，以对成型的齿条进行冷却定型；
B-6. 凝胶状态的聚氨酯不断的挤压至齿形模具（10）的齿面上，使其与骨架绳连续滚压出齿条；
B-7. 通过齿形模具（10）输出的多个齿条，齿条之间互不粘连，由牵引装置输入到定尺剪切装置；
B-8. 齿条长度的定尺装置，按批次长度一次剪切出各料道（1011）中的齿条。
7.根据权利要求6所述的汽车天窗用超高硬度柔性聚氨酯齿条的制作方法，其特征在于：所述B-8定尺剪切装置为斜切式冲制切刀。
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