CN215750296U - 一种试样硫化粘合制样模具及水压顶出装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及硫化橡胶动态性能试验设备领域，具体涉及一种试样硫化粘合制样模具及水压顶出装置。所述制样模具包括上平面模板、下平面模板，通过定位结构设置在所述上平面模板与下平面模板之间的带有若干矩形通孔的中心模框，若干与所述矩形通孔相配的夹具固定模块，可拆卸的设置在所述夹具固定模块内的夹具模块。所述夹具固定模块包括前固定块、后固定块。所述夹具模块包括圆柱形的且与所述容纳腔过盈配合的上黄铜柱、中央黄铜柱及下黄铜柱。本实用新型公开的制样模具利用在橡胶硫化过程中，橡胶中的硫磺可与铜反应使橡胶和铜紧密粘合这一特性，不涂胶水，便使夹具与试样粘贴在一起，减少了人为干预，测试重复性更优异。

Description

一种试样硫化粘合制样模具及水压顶出装置

技术领域

本实用新型涉及硫化橡胶动态性能试验设备领域，具体涉及一种试样硫化粘合制样模具及水压顶出装置。

背景技术

目前在橡胶材料动态性能研究领域，普遍使用动态热机械分析仪对材料施加交变应力或应变作用，得到材料黏弹性随温度、时间及频率变化的响应情况，而剪切模式则为橡胶材料动态黏弹性分析常见的力作用模式。

在橡胶材料双面剪切测试中，橡胶试样需要与夹具模块粘贴在一起，再与动态热机械分析仪夹持器连接。测试过程中上夹持器静止，下夹持器以一定频率上下往复施加交变应力或应变作用。

对于试样与夹具的粘贴方式，目前普遍采用胶水粘贴方式，即：将胶水涂覆在夹具与试样的接触面上，再将试样与夹具粘合在一起。但是这种粘贴方式有以下几个缺点：

一是在进行大应变测试时，胶水粘合力不足，橡胶试样易从夹具上脱落，无法完成测试；

二是胶水涂抹量受人为控制，人员差异或操作水平差异会影响胶水涂抹量，进而影响试样测得的剪切模量。

因此我们需要新的粘贴方式，目前已知橡胶在发生硫化反应过程中，橡胶中的硫磺与铜能够发生反应生成硫化亚铜，硫化亚铜再与橡胶结合，使橡胶和铜紧密粘合。故可以采用未硫化橡胶与铜制夹具模块在硫化模具中硫化，使得试样与夹具模块粘合在一起。

但是现在并没有利用这一特性的特制制样模具，因此本实用新型提供了一种试样硫化粘合制样模具及配套的水压顶出装置以填补这一空白。

实用新型内容

本实用新型公开了一种试样硫化粘合制样模具及水压顶出装置，其主要目的在于提供一种可以有效利用在橡胶硫化过程中，橡胶中的硫磺可与铜反应使橡胶和铜紧密粘合这一特性的特制制样模具及配套的水压顶出装置。

次要目的是可以一次制取多组夹具与待测橡胶的粘贴效果一致的待测样本，排除粘贴效果对橡胶材料双面剪切测试结果的影响，确保试验结果的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

本实用新型提供了一种试样硫化粘合制样模具，包括上平面模板、下平面模板，通过定位结构设置在所述上平面模板与下平面模板之间的带有若干矩形通孔的中心模框，若干与所述矩形通孔相配的夹具固定模块，可拆卸的设置在所述夹具固定模块内的夹具模块。

所述夹具固定模块包括前固定块、后固定块，所述前固定块设置有从所述前固定块的上表面延伸至下表面的“十”字形前凹槽，所述后固定块设置有与所述前凹槽对称的后凹槽。所述前固定块与后固定块通过固定结构固定，所述前凹槽与后凹槽扣合形成“十”字形的容纳腔。

所述夹具模块包括圆柱形的且与所述容纳腔过盈配合的上黄铜柱、中央黄铜柱、下黄铜柱。

进一步，所述定位结构包括若干定位销。

进一步，所述矩形通孔与所述夹具固定模块的数量均为四个。

进一步，所述固定结构包括若干固定螺栓。

进一步，所述固定螺栓的数量为五个。

进一步，所述中央黄铜柱的侧壁上设置有与所述固定螺栓相配的螺栓孔。

一种水压顶出装置，包括与中心模框相配的且底部设置有四个喷水口的容纳槽，设置在所述容纳槽下方的蓄水池。所述容纳槽底部通过回水管与所述蓄水池连通，所述蓄水池底部设置有水泵，所述水泵的出水口连接有主水管，所述主水管通过电磁阀与所述喷水口连通。

本实用新型所达到的有益效果为：

本实用新型公开的制样模具可以完美利用在橡胶硫化过程中，橡胶中的硫磺可与铜反应使橡胶和铜紧密粘合这一特性，不涂胶水，便使夹具与试样粘贴在一起，减少人为干预，测试重复性更优异，填补了目前缺少利用这一特性制样模具的空白。

制样模具的上、下平面模板将中心模框挤压在中间，使得试样承受均匀合模压力，保证一次可以同时制取多组夹具与待测橡胶的粘贴效果一致的待测样本，避免因粘贴效果不同而影响试验结果。

制样模具可根据试样需要被挤压的规定厚度选取合适长度的上、下黄铜柱，以此适应更多的试验需求，达到更好的粘贴效果。

本实用新型的水压顶出装置首先利用低压水流对夹具固定模块降温，然后利用高压水流将夹具固定模块从中心模框中顶出，这样可以使夹具固定模块的取出更加简单、迅速，也可以有效避免夹具固定模块与中心模框间的摩擦磨损。

附图说明

图1是硫化模具组合图。

图2是试样与夹具模块组合图。

图3是夹具固定模块结构示意图。

图4是中心模框结构示意图。

图5是水压顶出装置结构示意图。

图中，1、上平面模板；2、定位销；3、中心模框；4、夹具固定模块；5、下平面模板；6、中央黄铜柱；7、上黄铜柱；8、下黄铜柱；9、试样；10、前固定块；11、后固定块；12、固定螺栓；13、容纳槽；14、蓄水池；15、回水管；16、水泵；17、主水管；18、电磁阀。

具体实施方式

为便于本领域的技术人员理解本实用新型，下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1～4所示，本实用新型提供了一种试样硫化粘合制样模具，其主要目的是为了更好的利用在橡胶硫化过程中，橡胶中的硫磺可与铜反应使橡胶和铜紧密粘合这一已知特性，提供一种制样模具，使得待测橡胶不需要胶水便可以很好的与夹具粘贴结合。所述制样模具具体包括上平面模板1、下平面模板5，通过定位结构设置在所述上平面模板1与下平面模板5之间的带有若干矩形通孔的中心模框3，若干与所述矩形通孔相配的夹具固定模块4，可拆卸的设置在所述夹具固定模块4内的夹具模块。

进一步，所述定位结构包括若干定位销2，所述定位销2下半部设置有螺纹。所述上平面模板1与中心模框3的四个顶角附近均设置有定位通孔，所述下平面模板5的四个顶角附近设置有与所述定位通孔相配的定位螺孔。所述定位销2穿过所述上平面模板1与中心模框3上的定位通孔，进而旋入所述下平面模板5上的定位螺孔并旋紧，以此将中心模框3挤在所述上平面模板1与下平面模板5之间。

进一步，所述矩形通孔与所述夹具固定模块4的数量均为四个，即本实用新型一次可以制作四组橡胶材料双面剪切测试样本。

首先将待测橡胶固定在所述夹具模块中，然后将夹具模块设置在固定模块中，之后将四个固定模块嵌入所述中心模框3上的矩形通孔内，最后将中心模框3固定在所述上平面模板1与所述下平面模板5之间，最后进行硫化固定操作。

所述夹具固定模块4包括前固定块10、后固定块11，所述前固定块10在与所述后固定块11接触的侧壁上设置有从所述前固定块10的上表面延伸至下表面的“十”字形前凹槽，所述前凹槽的上部、中部、下部均是半圆柱型；所述后固定块11在与所述前固定块10接触的侧壁上设置有与所述前凹槽对称的“十”字形后凹槽，所述后凹槽的上部、中部、下部也均是半圆柱型。所述前固定块10与后固定块11通过固定结构固定，所述前凹槽与后凹槽扣合形成“十”字形的容纳腔。

所述固定结构包括若干固定螺栓12，优选的所述固定螺栓12的数量为五个。所述前固定块10与后固定块11的四个顶角附近均设置有一个固定螺孔，所述后固定块11的中心点设置有一个固定螺孔，下述中央黄铜柱6的侧壁中心设置有与所述固定螺栓12相配的螺栓孔。所述前固定块10与后固定块11的四个顶角附近的固定螺孔是为了配合固定螺栓12紧固下述上黄铜柱7与下黄铜柱8，所述后固定块11中心点的固定螺孔及下述中央黄铜柱6侧壁中心上的螺栓孔是为了配合固定螺栓12紧固中央黄铜柱6。这样可以有效避免夹具模块与试样9在模压过程中发生位置倾斜，影响最终粘贴效果。

所述夹具模块包括圆柱形的且与所述容纳腔过盈配合的上黄铜柱7、中央黄铜柱6、下黄铜柱8。使用时，所述上黄铜柱7放入所述容纳腔的上半部并露出额定的长度，所述中央黄铜柱6放入所述容纳腔的中部，所述下黄铜柱8放入所述容纳腔的下半部并露出额定的长度，一块待测橡胶被所述上黄铜柱7与中央黄铜柱6夹在中间，另一块待测橡胶被中央黄铜柱6、下黄铜柱8夹在中间。

使用时，根据试样9需要被挤压的规定厚度选取合适长度的上、下黄铜柱8，将上黄铜柱7、中央黄铜柱6、下黄铜柱8及待测橡胶放入夹具固定模块4内并调整好后，旋紧五个固定螺栓12，完成上黄铜柱7、中央黄铜柱6、下黄铜柱8的固定。之后将固定调整好的四个夹具固定模块4嵌入中心模框3的矩形通孔内，并将中心模框3设置在上平面模板1与下平面模板5之间。在四个定位销2的作用下，上平面模板1与下平面模板5保持平行并对不同夹具模块的上黄铜柱7与下黄铜柱8施加相同的合模压力，使得最终的粘贴效果一致，排除粘贴效果不同对试验结果的影响。

因橡胶硫化过程中溢出的胶料会嵌在夹具固定模块4的缝隙中，导致夹具固定模块4难以从中心模框3中取出，因此本实用新型公开了一种水压顶出装置，可对夹具固定模块4进行有效降温，同时在顶出过程中避免夹具固定模块4与中心模框3间摩擦磨损。如图5所示，所述水压顶出装置包括与中心模框3相配的且底部设置有四个喷水口的容纳槽13，设置在所述容纳槽13下方的蓄水池14。所述容纳槽13底部通过回水管15与所述蓄水池14连通，所述蓄水池14底部设置有水泵16，所述水泵16的出水口连接有主水管17，所述主水管17通过电磁阀18与所述喷水口连通。

所述水压顶出装置还包括控制系统，所述控制系统包括控制芯片、功率旋钮，所述控制芯片分别与所述水泵16、电磁阀18、功率旋钮相连，使用者可以通过转动所述功率旋钮，控制水泵16的功率及电磁阀18的开合程度，进而控制喷水口处水压大小。

使用时，将所述中心模框3放入所述容纳槽13中并用螺栓固定，所述喷水口与所述中心模框3的矩形通孔一一对应。所述水压顶出装置先采用低压水流对夹具固定模块4降温，然后对夹具固定模块4施加高压水流将其从中心模框3中顶出，喷淋出的多余水通过回水管15流入蓄水池14中，然后再通过水泵16将水压作用到夹具固定模块4上。

具体的，本实用新型的制样模具及水压顶出装置完整使用流程为：

S1.取两片与上黄铜柱7及下黄铜柱8直径相同的未硫化胶片，将胶片分别置于上黄铜柱7与中央黄铜柱6、中央黄铜柱6与下黄铜柱8之间；

S2.将装有试样9的夹具模块放入夹具固定模块4，用固定螺栓12将上黄铜柱7、中央黄铜柱6、下黄铜柱8和试样9固定在夹具固定模块4中；

S3.将装有夹具模块和试样9的夹具固定模块4放入中心模框3的矩形通孔中；

S4.中心模框3上下分别放置上、下平面模板，插入定位销2定位后，将整套模具放入平板硫化机上、下热模间，合模对模具进行加压、加热一定时间，使夹具模块和试样9发生硫化反应；

S5.硫化完成后取出制样模具，拆掉定位销2，将中心模框3取出并与水压顶出装置固定；启动水压控制系统，水泵16从蓄水池14中抽取水，对夹具固定模块4进行降温及施加顶出力，夹具固定模块4顶出后，拆开夹具固定模块4，取出硫化好的试样及夹具，停放16小时后，即可与动态热机械分析仪夹持器连接后开展测试。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种试样硫化粘合制样模具，其特征在于：包括上平面模板、下平面模板，通过定位结构设置在所述上平面模板与下平面模板之间的带有若干矩形通孔的中心模框，若干与所述矩形通孔相配的夹具固定模块，可拆卸的设置在所述夹具固定模块内的夹具模块；

所述夹具固定模块包括前固定块、后固定块，所述前固定块设置有从所述前固定块的上表面延伸至下表面的“十”字形前凹槽，所述后固定块设置有与所述前凹槽对称的后凹槽；所述前固定块与后固定块通过固定结构固定，所述前凹槽与后凹槽扣合形成“十”字形的容纳腔；

所述夹具模块包括圆柱形的且与所述容纳腔过盈配合的上黄铜柱、中央黄铜柱、下黄铜柱。

2.根据权利要求1所述的一种试样硫化粘合制样模具，其特征在于：所述定位结构包括若干定位销。

3.根据权利要求1所述的一种试样硫化粘合制样模具，其特征在于：所述矩形通孔与所述夹具固定模块的数量均为四个。

4.根据权利要求1所述的一种试样硫化粘合制样模具，其特征在于：所述固定结构包括若干固定螺栓。

5.根据权利要求4所述的一种试样硫化粘合制样模具，其特征在于：所述固定螺栓的数量为五个。

6.根据权利要求5所述的一种试样硫化粘合制样模具，其特征在于：所述中央黄铜柱的侧壁上设置有与所述固定螺栓相配的螺栓孔。

7.一种水压顶出装置，用于权利要求1～6任一项所述制样模具的中心模框与夹具固定模块的分离，其特征在于：包括与中心模框相配的且底部设置有四个喷水口的容纳槽，设置在所述容纳槽下方的蓄水池；所述容纳槽底部通过回水管与所述蓄水池连通，所述蓄水池底部设置有水泵，所述水泵的出水口连接有主水管，所述主水管通过电磁阀与所述喷水口连通。

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