氣室橡膠隔膜二次硫化模具、模組及加工方法
2023-06-12 07:31:11 1
氣室橡膠隔膜二次硫化模具、模組及加工方法
【專利摘要】本發明公開了氣室橡膠隔膜二次硫化模具，該模具包括上模、中模和下模，其中，所述上模安裝在上模板上，所述下模安裝在下模板上，所述中模安裝在能夠上下翻轉中模板上，中模由表面毛化處理的第一模芯，和第二模芯構成，所述第一模芯和所述第二模芯分置於中模板的上、下端面，所述上模與第一模芯合模後形成用於硫化一次硫化上膠層的第一模腔，所述下模與第二模芯合模後形成用於硫化帶帆布的一次硫化下膠層的第二模腔，中模板翻轉後兩模芯空間位置互換，第一模芯與下模合成用於二次硫化橡膠隔膜整體的第三模腔。還公開基於上述模具的模組，以及利用上述模具加工氣室橡膠隔膜的方法。
【專利說明】氣室橡膠隔膜二次硫化模具、模組及加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車制動氣室橡膠隔膜的生產模具領域，尤其是氣室橡膠隔膜的二次硫化工藝的加工模具、模組，以及加工方法。
【背景技術】
[0002]汽車制動氣室橡膠隔膜，是一種廣泛用於各種類型重型汽車(載重貨車、拖車、客車、軍用車等)制動系統、空氣制動器中起密封、傳遞壓力制動的關鍵部件。通過橡膠隔膜位移增加氣室壓強，以張開剎車片，抱緊車輪，起到制動效果，是關係到機毀人亡的橡膠製品，亦稱安全元件。隨著人們對汽車高速、舒適、可靠性(安全)的要求越來越高，對汽車制動氣室關鍵部件之一的橡膠隔膜提出了更高的要求。
[0003]目前，汽車制動氣室橡膠隔膜最普遍的生產工藝是以貴州大眾為主導的一次硫化工藝。採用的模具是由上、下模組成的一次硫化模具結構，將中間夾有帆布的上下膠片同時放入模具型腔中加壓硫化，由於膠料在型腔中受高溫高壓硫化作用產生不規則流動的影響，使產品中間的帆布發生偏移、外露、折皺等缺陷，影響產品的使用壽命和性能，產品的合格率不高。並且此工藝需壓延出片,設備投入大,生產成本高。
[0004] 申請人:在早先的專利申請中公開了一系列的氣室橡膠隔膜模具，如:專利號為200620077724.7,200920270877.7,200920270878.1,200920270879.6 的中國發明專利公開了部分硫化上模、整體硫化上模、整體硫化下模、以及與上模型腔和整體硫化下模型腔相配合定位的壓環，在整體硫化下模與壓環相配合的外側面上設置有環形凸稜，且在壓環上設置有若干個彈簧，實現了二次硫化工藝和帆布的定位，防止了帆布折皺和帶壓環，保證了產品中帆布居中。但是，在實際使用過程中，此類模具仍然存在缺點:壓環與整體硫化下模配合存在間隙，只在壓環落下後二者才緊緊壓合，由於帆布的厚度存在公差，生產時產品有單偏現象；再者此類模具結構決定二次硫化工藝分兩次加料完成，還有放布時很難保證帆布的中心與下模型腔的中心在同一軸線上，隔膜布很容易放偏，使壓環因夾不到布而失效，造成產品缺布或產品單偏。為了避免這些問題，實際操作中需要增大帆布的裁剪面積，留有較多的預料，生產效率不高，增加了生產製造的成本。
[0005] 申請人:還在專利號為200910249742.7的中國專利中公開了上、下膠層的原料分別採用兩種具有相同膠料配方體系但硫化速度不同的膠料，上、下膠層的硫化程度很難達到相同的程度，上、下膠層或多或少存在輕微的過硫或欠硫現象。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中存在的問題，本發明的首要目的在於提供氣室橡膠隔膜二次硫化模具，本發明的次要目的在於提供基於上述模具的氣室橡膠隔膜二次硫化模組，本發明還提供了利用上述模具加工氣室橡膠隔膜的二次硫化方法。
[0007]為了實現上述目的，本發明氣室橡膠隔膜二次硫化模具，該模具包括上模、中模和下模，其中，所述上模安裝在上模板上，所述下模安裝在下模板上，所述中模安裝在能夠上下翻轉中模板上，中模由表面毛化處理的第一模芯，和第二模芯構成，所述第一模芯和所述第二模芯分置於中模板的上、下端面，所述上模與第一模芯合模後形成用於硫化一次硫化上膠層的第一模腔，所述下模與第二模芯合模後形成用於硫化帶帆布的一次硫化下膠層的第二模腔，中模板翻轉後兩模芯空間位置互換，第一模芯與下模合成用於二次硫化橡膠隔膜整體的第三模腔。
[0008]進一步，所述下模周向外側套置有帆布夾緊組件，所述帆布夾緊組件包括與所述第二模腔同軸的定位框和壓置在該定位框上的壓環，所述定位框和所述壓環之間形成供帆布向第二模腔移動的間隙，所述間隙中設置公母相配的波折結構，在所述下模與所述第二模芯合模後，帆布的邊緣停留在所述波折結構中。
[0009]進一步，所述壓環插置在壓環板上，壓環的周向外側面設置有第一環形槽，所述壓環板上設置有與所述第一環形槽相對應的第二環形槽，第一環形槽與所述第二環形槽組合構成截面封閉的環形孔道，該孔道內插置有卡固彈簧，將壓環固定在壓環板上。
[0010]進一步，所述壓環下端設置有向下凸出的凸臺，所述下模和所述定位框的上端面設置有與所述凸臺配合的凹階，所述凸臺的外側面與凹階的內側面構成壓環下壓時的傾斜導向。
[0011]進一步，所述波折結構為分置在所述壓環和所述下模上的至少一組環形凹槽與環形凸稜。
[0012]進一步，所述壓環上端面設置有彈性脫離機構，所述彈性脫離結構為沿壓環周向均布的若干個頂推彈簧，該頂推彈簧安裝在內嵌於壓環上端面的臺階孔中，頂靠在所述中模板的下表面，輔助所述第一模芯或第二模芯與所述下模分離。
[0013]進一步，所述中模板包括上、下兩層鏡像設置的基板，這兩層基板通過緊固件可拆卸地疊加固定，所述兩層基板相對應處開設有呈通孔的安裝孔，所述安裝孔內壁設置有周向環繞的卡槽，所述第一模芯和所述第二模芯的安裝軸頭相互抵靠地插置在安裝孔內，第一模芯和第二模芯的安裝軸頭均設置有周向環繞的卡簧安裝槽，所述卡簧安裝槽內設置有凸出於所述卡簧安裝槽的卡簧，所述卡簧的凸出部分抵靠在所述卡槽內的側壁上，以此將第一模芯和第二模芯固定在中模板上。
[0014]進一步，還能夠在所述基板上開設呈盲孔的安裝孔，所述第一模芯和所述第二模芯分別插置在上層基板和下層基板上，並通過螺釘固定。
[0015]進一步，所述中模板連接有將第一模芯與第二模芯空間位置互換的翻轉機構，所述翻轉機構包括垂直於合模方向固定在中模板上的轉軸和控制所述轉軸繞其軸線旋轉的動力機構。
[0016]進一步，所述下模表面也進行毛化處理，毛化處理後的表面粗糙度不小於Ra3.2 ；所述第二模芯表面和所述上模表面光滑處理，光滑處理後的表面粗糙度不大於Ra0.8。
[0017]氣室橡膠隔膜二次硫化模組，所述模組包括多組上述模具，其中，所有模具的上模安裝在同一個上模板上、第一模芯和第二模芯安裝在同一中模板上、下模安裝在同一下模板上。
[0018]進一步，所述模具中的壓環均安裝在同一壓環板上。
[0019]利用上述模具加工氣室橡膠隔膜的二次硫化方法，所述方法包括如下步驟:
步驟1.放料，在下模內和毛化處理過的第一模芯頂部放入膠料； 步驟2.放置帆布，在所述下模上放置帆布，所述帆布放置於定位框內，扣合壓環將帆布固定；
步驟3.—次硫化，上模與所述第一模芯合模形成第一模腔，第二模芯與所述下模合模形成第二模腔，在所述第一模腔內硫化形成一次硫化上膠層，在所述第二模腔內硫化形成帶有帆布的一次硫化下膠層；
步驟4.一次開模，所述一次硫化上膠層粘連在所述第一模芯上，所述帶有帆布的一次硫化下膠層留在所述下模中；
步驟5.翻轉中模板，使所述第一模芯和所述第二模型的空間位置互換；
步驟6.二次硫化，所述第一模芯與下模合模形成第三模腔，第一模芯將所述一次硫化上膠層帶入所述第三模腔，與留在下模中的所述帶有帆布的一次硫化下膠層一同進行二次硫化，形成自上而下分別為上膠層、帆布和下膠層的氣室橡膠隔膜。
[0020]本發明氣室橡膠隔膜二次硫化模具能夠實現二次硫化工藝，利用毛化處理的第一模芯粘連一次硫化上膠層，使其同第一模芯一同翻轉進行二次硫化；利用定位框方便帆布的定位，波折結構在合模過程中為帆布移動提供阻尼，防止帆布跑偏；在合模後將帆布上下壓緊，使帆布在硫化過程中不會出現偏移。其次，氣室橡膠隔膜二次硫化模組上配備多套模具，能夠使生產效率成倍提升。再次，利用上述模具加工氣室橡膠隔膜的二次硫化方法，不僅上、下膠層採用完全相同的膠料，而且在生產中上、下膠層的硫化程度能夠達到相同的程度，徹底解決因上、下膠層過硫或欠硫原因影響氣室橡膠隔膜的使用壽命，縮短了硫化時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明氣室橡膠隔膜二次硫化模具的一次硫化的示意圖；
圖2為圖1中A處放大視圖；
圖3為本發明氣室橡膠隔膜二次硫化模具的二次硫化的示意圖；
圖4為本發明氣室橡膠隔膜二次硫化模組的結構示意圖；
圖5為圖4的俯視圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。
[0023]如圖1和圖2所示為本發明氣室橡膠隔膜二次硫化模具在一次硫化時的具體實施例，該模具主要包括:上模1、中模、壓環9、定位框10和下模7。其中，上模I安裝在上模板2上，中模安裝在能夠上下翻轉的中模板上，壓環9安裝在壓環板11上，下模7安裝在下模板8上，中模由表面毛化處理的第一模芯3,和第二模芯6構成,第一模芯3和第二模芯6鏡像地分置於中模板的上、下端面，第一模芯3和第二模芯6隨中模板上下翻轉，上模I與第一模芯3合模後形成用於硫化一次硫化上膠層的第一模腔31,下模7與第二模芯6合模後形成用於硫化帶帆布的一次硫化下膠層的第二模腔67，中模板翻轉後，兩個模芯3、6的空間位置互換，第一模芯3與下模7合成用於二次硫化橡膠隔膜整體的第三模腔37(見圖3)。
[0024]下模7的周向外側套置有由壓環9和定位框10組成的帆布夾緊組件，定位框10與第二模腔67同軸，壓環9壓置在定位框10上，平鋪在下模7上的帆布在第二模芯6下行與下模7合模時，必然會向第二模腔67內移動，因此，定位框10和壓環9之間形成供帆布向第二模腔67移動的間隙，並且在間隙中設置公母相配的波折結構，在帆布的移動過程中提供阻尼，儘可能地帆布的邊緣向第二模腔67移動距離一致，以避免帆布在此過程中的跑偏，定位框10與波折結構的位置關係應當滿足在合模時，帆布的邊緣停留在波折結構中，利用波折結構夾持帆布邊緣，這在後續加熱硫化過程中，避免使帆布偏移，並且不會浪費太多的帆布，節省了帆布用量。
[0025]壓環9插置在壓環板11上，壓環9的周向外側面設置有第一環形槽(圖中未標出)，壓環板11上設置有與第一環形槽相對應的第二環形槽(圖中未標出)，第一環形槽與第二環形槽組合構成截面封閉的環形孔道，該孔道內插置有卡固彈簧16，利用卡固彈簧16將壓環9與壓環板11相對固定，為了能夠將卡固彈簧16插置在孔道中，孔道上應至少有一處連通至壓環板11的上表面或下表面。
[0026]壓環9的下端設置有向下凸出的凸臺，下模7和定位框10的上端面設置有與凸臺配合的凹階，凸臺的外側面17與凹階的內側面18構成壓環9下壓時的傾斜導向。
[0027]壓環9上端面設置有彈性脫離機構，彈性脫離結構具體為沿壓環9周向均布的若干個頂推彈簧15，該頂推彈簧15安裝在內嵌於壓環9上端面的臺階孔中，並頂靠在中模板的下表面，用於輔助第一模芯3或第二模芯6與下模7分離。
[0028]波折結構為分置在壓環9和下模7上的至少一組環形凹槽20與環形凸稜19，當然波折結構還可以是其他常見形式，如若干凸點和若干凹坑相組合的形式等。
[0029]為了適應不同形式氣室隔膜的生產，且減少模具的製作成本，在本實施例中將第一模芯3和第二模芯6可拆卸地安裝在中模板上，具體地說，中模板包括上、下兩層鏡像設置的基板4、5，這兩層基板4、5通過緊固件可拆卸地疊加固定，在本實施例中所述緊固件為螺栓14，兩層基板4、5相對應處開設有呈通孔的安裝孔，安裝孔內壁設置有周向環繞的卡槽12，第一模芯3和第二模芯6的安裝軸頭相互抵靠地插置在安裝孔內，第一模芯3和第二模芯6的安裝軸頭均設置有周向環繞的卡簧安裝槽，卡簧安裝槽內設置有凸出於卡簧安裝槽的卡簧13，卡簧13的凸出部分抵靠在卡槽12內的側壁上，以此將第一模芯3和第二模芯6固定在中模板上。
[0030]在除了圖1中所示的第一模芯3和第二模芯6的安裝形式外，還能夠在基板4、5上開設呈盲孔的安裝孔，第一模芯3和第二模芯6分別插置在上層基板4和下層基板5上，並通過螺釘固定，此種安裝形式圖中未示出。
[0031]中模板翻轉可以有多種形式，如最為笨拙的手動翻轉，或者通過常用的翻轉機構來進行翻轉，對於本領域技術人員翻轉機構多種多樣，是要能夠實現第一模芯3與第二模芯6在空間位置上的互換即可，由於本發明的重點不在於此，未與配圖，下面例舉幾種常用的翻轉機構，翻轉機構包括垂直於合模方向固定在中模板上的轉軸，轉軸末端連接有控制該轉軸繞其軸線旋轉的動力機構，動力機構可以是相配合的鏈輪與鏈條、為轉軸傳輸轉矩的減速步進電機等等。
[0032]為了便於在一次硫化後，一次硫化上膠層與上模I剝離且粘連在第一模芯3上，在對第一模芯3進行毛化處理的同時,對上模I表面光滑處理；為了便於帶有帆布的一次硫化下膠層與第二模芯6剝離且留在下模7中，對第二模芯6表面光滑處理，對下模7毛化處理，上述的毛化處理後的表面粗糙度不小於Ra3.2，光滑處理後的表面粗糙度不大於Ra0.8。
[0033]進行毛化處理時，可以利用壓縮氣體將白剛玉砂、金剛石砂、石英石砂、鐵砂或樹脂砂等噴砂介質噴向第一模芯3和下模7的表面；在進行光滑處理時，向上模I和第二模芯6的表面鍍鉻，形成包覆在其表面的鍍鉻層，以降低粗糙度。
[0034]如圖3所示為圖1中的氣室橡膠隔膜二次硫化模具在二次硫化的實施例，與圖1中的結構基本相同，不同之處在於，中模板上下翻轉，第一模芯3與第二模芯6空間位置互換，第一模芯3與下模7合模後形成第三模腔37。
[0035]如圖4和圖5所示為氣室橡膠隔膜二次硫化模組的具體實施例，模組中配備有四組圖1中的模具100，模具100的數量還可以是兩組、三組、五組、六組等，所有模具100的上模I安裝在同一個上模板2上、第一模芯3和第二模芯6安裝在同一中模板上、下模7安裝在同一下模板8上、壓環9均安裝在同一壓環板11上。
[0036]下面結合圖1、圖2和圖3說明利用上述模具加工氣室橡膠隔膜的二次硫化方法，具體加工步驟:
步驟1.放料，在開模狀態下，向下模7內和毛化處理過的第一模芯3頂部放入膠料；步驟2.放置帆布，先將帆布裁成定位框10大小，放置在下模7上的定位框10內，扣合壓環9將帆布固定，壓環9與下模7之間形成間隙；
步驟3.—次硫化,上模I與第一模芯3合模形成第一模腔31,第二模芯6與下模7合模形成第二模腔67,對第一模腔31加熱硫化形成一次硫化上膠層,對第二模腔67加熱硫化形成帶有帆布的一次硫化下膠層，理想的情況是，在第二模芯6與下模7合模後，帆布的邊緣停留在壓環9與下模7之間的間隙上的波折結構中；
步驟4.一次開模，開模後一次硫化上膠層粘連在第一模芯3上，帶有帆布的一次硫化下膠層留在下模7中；
步驟5.翻轉中模板，使第一模芯3和第二模型6的空間位置互換；
步驟6.二次硫化，第一模芯3與下模7合模形成第三模腔37，第一模芯3將一次硫化上膠層帶入第三模腔37中，與留在下模7中的帶有帆布的一次硫化下膠層一同進行二次硫化，形成自上而下分別為上膠層、帆布和下膠層的氣室橡膠隔膜。
[0037]第一次硫化:時間10?40秒，硫化溫度145°C?180°C，硫化壓力15?18Mpa ;第二次硫化:時間240?300秒，硫化溫度145°C?180°C，硫化壓力15?18Mpa。
[0038]上述示例只是用於說明本發明，本發明的實施方式並不限於這些示例，本領域技術人員所做出的符合本發明思想的各種【具體實施方式】都在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.氣室橡膠隔膜二次硫化模具，該模具包括上模、中模和下模，其中，所述上模安裝在上模板上，所述下模安裝在下模板上，所述中模安裝在能夠上下翻轉中模板上，其特徵在於，中模由表面毛化處理的第一模芯，和第二模芯構成，所述第一模芯和所述第二模芯分置於中模板的上、下端面，所述上模與第一模芯合模後形成用於硫化一次硫化上膠層的第一模腔，所述下模與第二模芯合模後形成用於硫化帶帆布的一次硫化下膠層的第二模腔，中模板翻轉後兩模芯空間位置互換，第一模芯與下模合成用於二次硫化橡膠隔膜整體的第三模腔。
2.如權利要求1所述的模具，其特徵在於，所述下模周向外側套置有帆布夾緊組件，所述帆布夾緊組件包括與所述第二模腔同軸的定位框和壓置在該定位框上的壓環，所述定位框和所述壓環之間形成供帆布向第二模腔移動的間隙，所述間隙中設置公母相配的波折結構，在所述下模與所述第二模芯合模後，帆布的邊緣停留在所述波折結構中。
3.如權利要求2所述的模具，其特徵在於，所述壓環插置在壓環板上，壓環的周向外側面設置有第一環形槽，所述壓環板上設置有與所述第一環形槽相對應的第二環形槽，第一環形槽與所述第二環形槽組合構成截面封閉的環形孔道，該孔道內插置有卡固彈簧，將壓環固定在壓環板上。
4.如權利要求2所述的模具，其特徵在於，所述壓環下端設置有向下凸出的凸臺，所述下模和所述定位框的上端面設置有與所述凸臺配合的凹階，所述凸臺的外側面與凹階的內側面構成壓環下壓時的傾斜導向。
5.如權利要求2所述的模具，其特徵在於，所述波折結構為分置在所述壓環和所述下模上的至少一組環形凹槽與環形凸稜。
6.如權利要求2所述的模具，其特徵在於，所述壓環上端面設置有彈性脫離機構，所述彈性脫離結構為沿壓環周向均布的若干個頂推彈簧，該頂推彈簧安裝在內嵌於壓環上端面的臺階孔中，頂靠在所述中模板的下表面，輔助所述第一模芯或第二模芯與所述下模分離。
7.如權利要求2所述的模具，其特徵在於，所述中模板包括上、下兩層鏡像設置的基板，這兩層基板通過緊固件可拆卸地疊加固定，所述兩層基板相對應處開設有呈通孔的安裝孔，所述安裝孔內壁設置有周向環繞的卡槽，所述第一模芯和所述第二模芯的安裝軸頭相互抵靠地插置在安裝孔內，第一模芯和第二模芯的安裝軸頭均設置有周向環繞的卡簧安裝槽，所述卡簧安裝槽內設置有凸出於所述卡簧安裝槽的卡簧，所述卡簧的凸出部分抵靠在所述卡槽內的側壁上，以此將第一模芯和第二模芯固定在中模板上。
8.基於權利要求1-7任一所述模具的模組，所述模組包括多組上述模具，其中，所有模具的上模安裝在同一個上模板上、第一模芯和第二模芯安裝在同一中模板上、下模安裝在同一下模板上。
9.如權利要求8所述的模組，其特徵在於，所述模具中的壓環均安裝在同一壓環板上。
10.利用如權利要求1-7任一所述的模具加工氣室橡膠隔膜的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟: 步驟1.放料，在下模內和毛化處理過的第一模芯頂部放入膠料； 步驟2.放置帆布，在所述下模上放置帆布，所述帆布放置於定位框內，扣合壓環將帆布固定； 步驟3.—次硫化，上模與所述第一模芯合模形成第一模腔，第二模芯與所述下模合模形成第二模腔，在所述第一模腔內硫化形成一次硫化上膠層，在所述第二模腔內硫化形成帶有帆布的一次硫化下膠層； 步驟4.一次開模，所述一次硫化上膠層粘連在所述第一模芯上，所述帶有帆布的一次硫化下膠層留在所述下模中； 步驟5.翻轉中模板，使所述第一模芯和所述第二模型的空間位置互換； 步驟6.二次硫化，所述第一模芯與下模合模形成第三模腔，第一模芯將所述一次硫化上膠層帶入所述第三模腔，與留在下模中的所述帶有帆布的一次硫化下膠層一同進行二次硫化，形成自上而下分別為上膠層、帆布和下膠層的氣室橡膠隔膜。
【文檔編號】B29C33/00GK104162945SQ201410413526
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】柳青山 申請人:寧國市海天力工業發展有限公司