CN115194599A - 不易清理飞边的精密胶圈飞边清理工装及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不易清理飞边的精密胶圈飞边清理工装及工艺方法，包括A组和B组，去除胶圈的内外分模线。A组由堵件，芯轴，定位销组成；堵件，起到定位防止胶圈受到砂轮打磨而转动滑落的作用；芯轴起到胶圈承载嵌套胶圈的作用；定位销起到固定堵件的作用。B组由内堵件和内芯轴组成，内堵件起到定位胶圈，防止胶圈受力随砂轮打磨转动移位的作用；内芯轴，起承载胶圈的作用。手持A组芯轴底部环绕砂轮机进行胶圈外分模线的清理，手持B组带螺纹芯轴地部分，砂轮从嵌件内进入，打掉胶圈内分模线。既可在保证胶圈的尺寸的前提下清除多余飞边，又有效避免了胶圈在手持拉伸下造成的不可恢复形变，适用于精密胶圈的加工。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶制品模压技术领域，具体涉及模压生产特殊过程中打毛刺工序及其辅助工装。
背景技术
胶圈属于柔性零件，受力会发生形变，有着良好的密封性和耐油，耐高温性，广泛应用于航空航天，汽车和船舶制造等领域。航天用胶圈有着较高的尺寸精度要求和外观要求，对于胶圈的工作面应光滑平整，无多余物和凹坑，粘伤等，无杂质和多余的飞边。
所谓飞边，就是制品零件在模压硫化生产过程中，一部分胶料被挤到了模具的各个分型面之间，并形成与制品零件表面相连接的橡胶薄膜。橡胶制品尺寸分为功能尺寸和结构尺寸；按成型特征,分为固定尺寸和封模尺寸。飞边直接影响橡胶制品的功能尺寸和封模尺寸。
现有技术中，某精密胶圈采取手持胶圈直接靠近砂轮打磨，去除胶圈的飞边，但由于精密胶圈尺寸太小，手持时极易造成胶圈变形，且打磨时很难把控打磨位置，打磨过度造成分模线损伤、打磨过轻则飞边明显，严重影响产品质量和生产效率。
因此需要设计辅助工装，辅助进行不易清理飞边的精密胶圈飞边清理。分别设计两组工装，将胶圈的内外分模线分别清除，既可在保证胶圈的尺寸的前提下清除多余飞边，又有效避免了胶圈在手持拉伸下造成的不可恢复形变。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种高效、高合格率的不易清理飞边的精密胶圈飞边清理工装及工艺方法。
本发明采用的技术方案是，不易清理飞边的精密胶圈飞边清理工装，包括外分模线清理组件和内分模线清理组件；
外分模线清理组件包括堵件、芯轴和定位销，芯轴呈圆柱状，圆柱外圆周面呈阶梯型，阶梯处为定位台阶，胶圈卡在定位台阶上，定位台阶小圆柱的直径为型腔尺寸DF，堵件包括杆部和端头，芯轴中心设有孔，堵件的杆部插入芯轴中心孔内，堵件端头卡在芯轴端部，端头直径大于待加工胶圈内径，芯轴和堵头均设有径向的定位孔，定位销插入其中将芯轴和堵头相互固定；
内分模线清理组件包括内堵件、内芯轴，内芯轴设有圆孔状型腔，胶圈贴合在型腔内壁，型腔的高度即为内型腔尺寸DF，内堵件贴合于内芯轴并压住待加工胶圈，内堵件呈圆盘型并正在中心设有开口向上的喇叭状通孔，喇叭孔底部直径大于待加工胶圈内径；
式中DF—模具型腔尺寸(mm)；
DZ—胶圈零件尺寸(mm)，在外分模线清理组件中，DZ指的是胶圈内径，在内分模线清理组件中，DZ指的是胶圈横截面直径；
SSP—橡胶平均硫化收缩率(％)；
△—制品零件尺寸公差(mm)；
δ—模具型腔的制造公差。
加工工艺方法包括
(1)设计工装组合，按照上述结构设计外分模线清理组件和内分模线清理组件，
(2)工装派制，堵件和内堵件采用铬钨锰，其它部分采用铝材，型腔粗糙度为0.4，其余0.8；
(3)飞边清理，利用辅助工装固定胶圈，分别对胶圈的内外飞边进行飞边清理；
(4)外观检查，确保零件工作面光滑平整满足要求。
本发明的有益效果是针对精密胶圈飞边难清理问题，优化了难去飞边的胶圈飞边清理工艺，设计的辅助工装可以有效提高清理效率；对精密胶圈的尺寸，起到保护作用，避免了直接手持胶圈砂轮打磨造成的胶圈损伤；提高了环保效力，提高产品一次合格率，降低了废料率。
附图说明
图1为外分模线清理组件结构示意图。
图2为内分模线清理组件结构示意图。
图3为内堵件结构图。
图4为内芯轴结构图。
图中标记为：1-堵件，11-端头，12-杆部，2-精密胶圈；3-芯轴，31-定位台阶,32-握持部，4-定位销，5-内堵件，51-定位柱，6-内芯轴，61-定位型腔,62-握持部。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明去除精密胶圈飞边的辅助工装包括A组和B组，分别去除胶圈的内、外分模线。
A组为外分模线清理组件，由堵件1，芯轴3，定位销4组成；
堵件1，起到定位防止胶圈受到砂轮打磨而转动滑落的作用，堵件包括杆部和端头，芯轴中心设有孔，堵件的杆部插入芯轴中心孔内，堵件端头卡在芯轴端部，防止胶圈飞出；
芯轴3起到胶圈承载嵌套胶圈的作用，芯轴3呈圆柱状，圆柱外圆周面呈阶梯型，阶梯处为定位台阶，胶圈卡在定位台阶上，定位台阶小圆柱的直径为型腔尺寸DF，芯轴底部为圆柱形握持部32，加工时操作人员持握此处。
定位销4起到固定堵件的作用，芯轴和堵头均设有径向的定位孔，定位销插入其中将芯轴和堵头相互固定。
手持A组芯轴底部的握持部31，环绕砂轮机进行胶圈2外分模线的清理，
B组为内分模线清理组件，由内堵件5和内芯轴6组成，
内堵件5起到定位胶圈、防止胶圈受力随砂轮打磨转动移位的作用，内堵件5呈圆盘型并正在中心设有开口向上的喇叭状通孔，喇叭孔底部直径大于待加工胶圈内径，漏出胶圈内侧方便加工。内堵件上还设有至少两个定位柱，与内芯轴上的定位孔相适配，两者结合使内芯轴和内堵件不易发生相对转动。
芯轴，起承载胶圈的作用，内芯轴6设有圆孔状定位型腔，用来放置胶圈，胶圈贴合在型腔内壁，型腔的高度即为内型腔尺寸DF，内芯轴6底部为圆柱形握持部62，加工时操作人员持握此处。
手持B组带螺纹芯轴底部的握持部62，砂轮从内堵件5喇叭口进入，打掉胶圈内分模线。
飞边清理工艺方法
目前飞边清理的工艺方法有刀片辅助手工和砂轮机打磨。刀片辅助手工时不易保证制品零件的表面质量和尺寸精度，且生产率低，且易损伤胶圈。
砂轮打磨适合零件的批量生产，飞边清理效果较好，但对于难去飞边的精密胶圈的飞边清理，手持胶圈不仅效率低，且难把控飞边的清除情况，因此结合辅助工装的使用，选择砂轮打磨飞边的工艺方法。
步骤(一)设计辅助工装，结合某精密胶圈的尺寸以及外观要求，设计清理45°分模线飞边的辅助工装；
辅助工装分为外分模线清理和内分模线清理两部分。
A组为外分模线清理组件，包括堵件1，芯轴3，定位销4；
结构如图1所示。
B组为内分模线的清理组件，包括内堵件5和内芯轴6，结构如图2所示。
步骤(二)工装尺寸计算
橡胶模具和辅助工装设计要综合考虑一下因素：
制品零件所使用的硫化收缩率，硬度，硫化条件等。
制品零件的形状结构以及内部是否有嵌件的结构特点。
制品零件的工作面位置及其使用功能与要求。
制品零件生产批量大小。
模具结构特点以及形成飞边大小。
生产中，胶料填装方式以及起模取件方法等。
综上所述，本套工装中尺寸DF的计算方式如下，
式中DF—模具型腔尺寸(mm)；
DZ—胶圈零件尺寸(mm)，在外分模线清理组件中，DZ指的是胶圈内径，在内分模线清理组件中，DZ指的是胶圈横截面直径；
SSP—橡胶平均硫化收缩率(％)；
△—制品零件尺寸公差(mm)；
δ—模具型腔的制造公差。
其中，当胶圈零件的公差若为单向分布，且公差值为正值时，则
取(+)，反之取(-)。
若制品零件的公差范围有正有负，且呈对称分布，则
取0。
若制品零件的公差范围有正有负，且不对称分布，则
取双向公差值半，其正，其正负号确定，则取决于绝对值大的。
已知某精密胶圈尺寸内径×截径：
套入公式(2-1)
D1＝[(1+2％)×2.8+0.03]±0.01
＝2.89±0.01(取两位小数)
D2＝[(1+2％)×0.7+0.05]±0.01
＝0.76±0.01(取两位小数)
步骤(三)工装派制
辅助工装A组和B组的主体都采用硬度较低的铝，1，5和6采用铬钨锰,因其具有高淬透性和耐磨性，在清理胶圈飞边时不会被砂轮啃伤。辅助工装型腔粗糙度0.4，其余0.8。
步骤(五)飞边清理
利用辅助工装分别对胶圈的内外飞边进行飞边清理。
步骤(六)外观检查(目视)
对胶圈的表面质量状态进行检查，零件工作面应光滑平整，不应有气泡、孔眼、杂质、凹凸、划伤，毛刺及模型加工不良的痕迹。零件非工作面允许有模型轻微磨损或加工不良的痕迹。
本发明的目的是优化去除飞边的工艺方法，设计针对不易清理去飞边胶圈的辅助工装，难以保证外观质量等问题，在保证胶圈尺寸的前提下，快速高效地去除产品多余飞边，提高生产效率和胶圈外观质量。一次胶圈飞边清理的合格率在98％以上。
Claims (3)
1.不易清理飞边的精密胶圈飞边清理工装，其特征在于：包括外分模线清理组件和内分模线清理组件；
外分模线清理组件包括堵件、芯轴和定位销，芯轴呈圆柱状，圆柱外圆周面呈阶梯型，阶梯处为定位台阶，胶圈卡在定位台阶上，定位台阶小圆柱的直径为型腔尺寸DF，堵件包括杆部和端头，芯轴中心设有孔，堵件的杆部插入芯轴中心孔内，堵件端头卡在芯轴端部，端头直径大于待加工胶圈内径，芯轴和堵头均设有径向的定位孔，定位销插入其中将芯轴和堵头相互固定；
内分模线清理组件包括内堵件、内芯轴，内芯轴设有圆孔状型腔，胶圈贴合在型腔内壁，型腔的高度即为内型腔尺寸DF，内堵件贴合于内芯轴并压住待加工胶圈，内堵件呈圆盘型并正在中心设有开口向上的喇叭状通孔，喇叭孔底部直径大于待加工胶圈内径；
式中DF—模具型腔尺寸(mm)；
DZ—胶圈零件尺寸(mm)，在外分模线清理组件中，DZ指的是胶圈内径，在内分模线清理组件中，DZ指的是胶圈横截面直径；
SSP—橡胶平均硫化收缩率(％)；
△—制品零件尺寸公差(mm)；
δ—模具型腔的制造公差。
2.如权利要求1所述的不易清理飞边的精密胶圈飞边清理工装，其特征在于：所述内堵件设有至少两个定位柱，内芯轴上设有与定位柱相适配的定位孔。
3.不易清理飞边的精密胶圈飞边清理工艺方法，包括以下步骤：
(1)设计工装组合，外分模线清理组件和内分模线清理组件，
外分模线清理组件包括堵件、芯轴和定位销，芯轴呈圆柱状，圆柱外圆周面呈阶梯型，阶梯处为定位台阶，胶圈卡在定位台阶上，定位台阶小圆柱的直径为型腔尺寸DF，堵件包括杆部和端头，芯轴中心设有孔，堵件的杆部插入芯轴中心孔内，堵件端头卡在芯轴端部，端头直径大于待加工胶圈内径，芯轴和堵头均设有径向的定位孔，定位销插入其中将芯轴和堵头相互固定；
内分模线清理组件包括内堵件、内芯轴，内芯轴设有圆孔状型腔，胶圈贴合在型腔内壁，型腔的高度即为内型腔尺寸DF，内堵件贴合于内芯轴并压住待加工胶圈，内堵件呈圆盘型并正在中心设有开口向上的喇叭状通孔，喇叭孔底部直径大于待加工胶圈内径；
式中DF—模具型腔尺寸(mm)；
DZ—胶圈零件尺寸(mm)，在外分模线清理组件中，DZ指的是胶圈内径，在内分模线清理组件中，DZ指的是胶圈横截面直径；
SSP—橡胶平均硫化收缩率(％)；
△—制品零件尺寸公差(mm)；
δ—模具型腔的制造公差；
当胶圈零件的公差若为单向分布，且公差值为正值时，则
取(+)，反之取(-)；
若制品零件的公差范围有正有负，且呈对称分布，则
取0；
若制品零件的公差范围有正有负，且不对称分布，则
取双向公差值半，其正负号确定，则取决于绝对值大的；
(2)工装派制
堵件和内堵件采用铬钨锰，其它部分采用铝材，型腔粗糙度为0.4，其余0.8；
(3)飞边清理
利用辅助工装固定胶圈，分别对胶圈的内外飞边进行飞边清理；
(4)外观检查
对胶圈的表面质量状态进行检查，零件工作面应光滑平整，不应有气泡、孔眼、杂质、凹凸、划伤，毛刺及模型加工不良的痕迹；零件非工作面允许有模型轻微磨损或加工不良的痕迹。
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