新型GM-3摩擦衬垫压制模具研究

新型GM-3摩擦衬垫压制模具研究

1、GM-3摩擦衬垫加工工艺

CM-3 摩擦衬垫的制造材料是性能介于橡胶和塑料之间的热周性高分子弹性体,主要性能参数如GM-3 摩擦衬垫采用结构相对简单的单绳槽结构,由于两侧不设凹槽,产品易于脱模所以无需外加侧向抽芯机构。由于GM-3 摩擦衬垫的上下端面和绳槽部位(R=15mm)为曲面造型从图1可以看出，产品周边侧面均有不同的斜度、且两侧斜度的方向相反,这是模具设计的主要难点。为了解决这问题,设计了2种成型方案。

(1)按图 1 所示的放置位置倒扣成型此种成型方案的优点:无需绳槽成型凸台便于一体化成型,降低成型难度.减小模具的整体尺寸与制造成本。缺点在于采用此种方案时由于侧面拔模角正好处于相反方向，会导致脱模困难,需要外加一套顶出机构以辅助产品顶出;

(2)将摩擦村垫的长轴垂直于水平面进行成型此种成型方案的特点是脱模顺畅，缺点是增大了模具的闭合高度.衬垫绳槽成型部位的零件需要具有极高的配合度.增加了制造成本以上2种成型方案相比而言,方案(1)的经济性与可靠性较好为此采用此成型方案开展后续研究。同时,考虑到单个 GM-3 摩擦村垫结构简单尺寸较小的特点,摩擦衬垫压制模具采用四穴同组的布置方式,以节约成本提高生产效率。

2、GM-3摩擦衬垫压制模具设计

通过对 GM-3 摩擦衬垫的成型工艺分析可以看出,产品脱模顶出环节是模具设计的一个关键问题,也是现有的模具存在的主要缺陷之一。参考现有的 GM-3 摩擦衬垫模具制造技术基础通过反复试验提出一种新型的 GM-3 摩擦垫压制模具的设计方案,如图 2所示。该模具由上模板下模板连接板、十字板、侧板、凸模和凹模等部分组成GM-3 摩擦衬垫压制模具的分型面为摩擦衬垫的R6mm 倒圆角处。上下模板分别固定于液压机的上下板上,下模板上固定有连接板、侧板 I侧板I凸模固定于上模板,凸模上固定十字板 I十字板I;模采用4 个模腔交叉分布的嵌结构,以内六角螺钉固定于连接板上。

凸膜膜是模具成型的主要部件.在结构设计上可以采取整体式或模块式2种方案整体式结构的优点在于模腔无相互干扰、成型精度高,但是拆修维护比较困难:模块式设计拆卸方便,其优缺点正好与整体式相反。考虑到GM-3摩擦衬垫的高分子弹性体材质特点压制过程中凸膜、凹膜受损的可能性很小为了提高模具成型精度.采用整体式结构。与传统模具相比,新型GM-3 摩擦村垫压制模具在设计上新增了活动板,目的在于解决传统模具四周侧面均有不同的斜度且两侧斜度的方向相反而引起的成品难以顺利顶出脱模问题。产品斜度为6°的侧面由侧板I成型而斜面由活动板成型侧板I与活动板间预留2~5的配合斜度如图1所示。此外在4个膜腔的侧板外裹覆加热套进行模外加热以便脱模通过模板上的DT-613型CEM热电测量模具加热温度。产品顶出机构结构如图3所示。

由于GM-3摩擦村垫压制模具采用了4个模腔设计,相比于国内目前的同类单膜腔模具,新模具体积大幅增大，外形尺寸达到380mmx465mmx340mm。对于模具的选材参与成型的零件采用具有良好低温冲击韧性的40Cr 钢进行加工如十字板、活动板、凸模、凹模等,其他部件采用具有良好屈服强度和抗拉强度 50 碳素钢。对于模具构件的加工方法凸模和凹模等关键成型部件采用数控技术加工,确保加工精度:其余非关键部件采用传统加工方法以降低模具制造成本

(1)热固性高分子弹性体材料具有 16%~2.2%的理论收缩率，如果加工长宽比大于 2的摩擦衬垫在设计模具时需要考虑到不同方向和成型部位的实际收缩差异,并进行差异化处理;(2)为了防止合模与脱模过中凹模挤压划伤模腔内表面,需要将侧板开口部位设计成具有2~4°斜度的敞开式结构。同时,模具零件成型面的粗糙度Ra 控制在0.20~045;

(3)为了提高十字板、活动板、凸模模等磨具部件的表面硬度耐磨性抗腐蚀性,需要将制造材料40Cr钢提前进行渗氨处理确保部件的表面洛氏硬度达到HRC60~65用于加工摩擦衬垫压制模具其他零件的50 碳素钢需要进行调质处理调质处理后材料的表面洛氏硬度可达HRC 36~44。

3、摩擦衬垫压制模具的脱模流程

摩擦衬垫压制成型后,由上模板、连接板凹模构成的上模组块被液压机牵引向上运动首先完成开模,成品则预留在下模,而模具其他部件保持固定。随后,下模板和侧板固定不动外,液压机的顶出杆通过下模板的顶出孔前推并将 GM-3 摩擦衬垫成品顶出，同时被顶出的还有活动板。最后将活动板和产品分检取出,人工检查凸模、凹模清洁情况并在凸模、凹模上涂刷脱模脂,重复生产循环。

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