橡膠成形及應(yīng)用

1、1896192019872006橡膠成型方法與應(yīng)用橡膠成型方法與應(yīng)用1896192019872006一一. .橡膠的壓制橡膠的壓制1896192019872006簡述簡述 橡膠的壓制成型是將經(jīng)過塑煉和混煉的預(yù)先壓延橡膠的壓制成型是將經(jīng)過塑煉和混煉的預(yù)先壓延好的橡膠胚料，按一定的規(guī)格和形狀下料后，加入到好的橡膠胚料，按一定的規(guī)格和形狀下料后，加入到壓制模中，合模后在液壓機(jī)上按規(guī)定的工藝條件進(jìn)行壓制模中，合模后在液壓機(jī)上按規(guī)定的工藝條件進(jìn)行壓制，使膠料在受熱受壓下呈現(xiàn)塑性流動(dòng)充滿模腔，壓制，使膠料在受熱受壓下呈現(xiàn)塑性流動(dòng)充滿模腔，經(jīng)過一定時(shí)間完成硫化，在進(jìn)行脫模、清理得到所需經(jīng)過一定時(shí)間完成硫化，

2、在進(jìn)行脫模、清理得到所需制品的方法。制品的方法。1896192019872006主要原料主要原料 橡膠制品的主要原料是生膠、各種配合劑、橡膠制品的主要原料是生膠、各種配合劑、以及作為骨架材料的纖維和金屬材料。以及作為骨架材料的纖維和金屬材料。1896192019872006基本生產(chǎn)工藝過程基本生產(chǎn)工藝過程 橡膠制品的基本生產(chǎn)工藝過程包括塑煉、混煉、橡膠制品的基本生產(chǎn)工藝過程包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化壓延、壓出、成型、硫化6個(gè)基本工序。個(gè)基本工序。1896192019872006塑煉塑煉1.目的：降低生膠的彈性，便于后續(xù)加工。目的：降低生膠的彈性，便于后續(xù)加工。2.方法：方法：通過機(jī)

3、械應(yīng)力、熱、氧或加入某些添加劑等通過機(jī)械應(yīng)力、熱、氧或加入某些添加劑等方式，使生膠由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳?、便于加方式，使生膠由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳?、便于加工的塑性狀態(tài)?？梢圆捎妹軣挋C(jī)、開煉機(jī)或螺桿塑煉工的塑性狀態(tài)?？梢圆捎妹軣挋C(jī)、開煉機(jī)或螺桿塑煉機(jī)進(jìn)行。機(jī)進(jìn)行。1896192019872006混煉混煉1.目的：增加橡膠使用性能，改善工藝性能和降低成本。目的：增加橡膠使用性能，改善工藝性能和降低成本。2.方法：方法：生膠中加入各種配合劑，如硫化劑、填充劑、生膠中加入各種配合劑，如硫化劑、填充劑、防老劑、硫化促進(jìn)劑、軟化劑、發(fā)泡劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、著色防老劑、硫化促進(jìn)劑、軟化劑、發(fā)泡劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、著

4、色劑等。劑等。1896192019872006制坯制坯1.1.目的：用以制成一定形狀的半成品。目的：用以制成一定形狀的半成品。2.2.方法方法: :壓延或擠壓。壓延或擠壓。1896192019872006裁切裁切1.目的：模壓前工序。目的：模壓前工序。2.方法：方法：模壓前應(yīng)將胚料裁切成一定的量，模壓前應(yīng)將胚料裁切成一定的量，留出留出一定的余量。以便塑膠充滿型腔，排出型腔內(nèi)氣一定的余量。以便塑膠充滿型腔，排出型腔內(nèi)氣體并保持一定壓力?？刹捎脠A盤刀或壓力機(jī)。體并保持一定壓力。可采用圓盤刀或壓力機(jī)。1896192019872006模壓硫化模壓硫化1.目的：橡膠成型主要工序。使成為高彈性的橡目的：橡

5、膠成型主要工序。使成為高彈性的橡膠制品。膠制品。2.方法：包括加料、閉模、硫化、脫模、磨具清方法：包括加料、閉模、硫化、脫模、磨具清理等步驟。理等步驟。1896192019872006硫化硫化 硫化是橡膠在一定壓力和溫度下，坯料硫化是橡膠在一定壓力和溫度下，坯料結(jié)構(gòu)中的線性分子鏈之間形成交聯(lián)，隨著交結(jié)構(gòu)中的線性分子鏈之間形成交聯(lián)，隨著交聯(lián)度的增加，橡膠變韌變硬的過程。聯(lián)度的增加，橡膠變韌變硬的過程。 1896192019872006總工序圖總工序圖1896192019872006壓制成型磨具種類壓制成型磨具種類開放式開放式封閉式封閉式半封閉式半封閉式鉸鏈?zhǔn)姐q鏈?zhǔn)酵夤繅壕o式外箍壓緊式189619

6、2019872006硫化壓機(jī)硫化壓機(jī) 目前國內(nèi)較多目前國內(nèi)較多橡膠制品廠采用的橡膠制品廠采用的壓機(jī)有專用柱式或壓機(jī)有專用柱式或框式平板硫化壓機(jī)。框式平板硫化壓機(jī)。柱式或框式平板硫柱式或框式平板硫化壓機(jī)加熱方式又化壓機(jī)加熱方式又分為蒸汽與電加熱分為蒸汽與電加熱兩種。兩種。1 1液壓泵；液壓泵；2 2蒸汽壓力表；蒸汽壓力表；3 3液壓泵壓力表；液壓泵壓力表；4 4、5 5、6 6平板；平板；7 7控制閥控制閥（右圖）（右圖）1 1油泵壓力表；油泵壓力表；2 2電加熱平板；電加熱平板；3 3控制箱；控制箱；4 4控制閥控制閥 如圖所示為如圖所示為250kN 柱式雙層柱式雙層平板硫化壓機(jī)的平板硫化壓機(jī)

7、的外形圖外形圖。1896192019872006橡膠壓制的應(yīng)用橡膠壓制的應(yīng)用 橡膠的壓制成型是橡膠制品生產(chǎn)中應(yīng)用最早、橡膠的壓制成型是橡膠制品生產(chǎn)中應(yīng)用最早、最多的方法，應(yīng)用在各種橡膠成品生產(chǎn)過程。近最多的方法，應(yīng)用在各種橡膠成品生產(chǎn)過程。近年來出現(xiàn)了橡膠的注射成型法，但是由于注射成年來出現(xiàn)了橡膠的注射成型法，但是由于注射成型法模具的價(jià)格昂貴，在一些小批量生產(chǎn)中，模型法模具的價(jià)格昂貴，在一些小批量生產(chǎn)中，模壓法仍廣泛應(yīng)用。壓法仍廣泛應(yīng)用。1896192019872006二二.橡膠的注射成形橡膠的注射成形方法及應(yīng)用方法及應(yīng)用橡膠注射成形要點(diǎn)橡膠注射成形要點(diǎn)（一）工藝過程（一）工藝過程（二）設(shè)備與

8、相應(yīng)方法（二）設(shè)備與相應(yīng)方法（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（傳統(tǒng)注射方法的改良）（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（傳統(tǒng)注射方法的改良）（四）應(yīng)用（四）應(yīng)用（一）工藝過程（一）工藝過程工序：工序：主要包括膠料的預(yù)熱塑化、注射、保壓、主要包括膠料的預(yù)熱塑化、注射、保壓、硫化、脫模、修邊等工序。硫化、脫模、修邊等工序。工藝特點(diǎn)：工藝特點(diǎn)：1.由于膠料在充型前一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)受由于膠料在充型前一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)受熱，熱，各部分的溫度較壓制成型時(shí)均勻各部分的溫度較壓制成型時(shí)均勻。2.橡膠制品在高溫模具中短時(shí)間即能完成橡膠制品在高溫模具中短時(shí)間即能完成硫化，因此制品表面和內(nèi)部的溫差小，硫化質(zhì)硫化，因此制品表面和內(nèi)部的溫差小，硫化

9、質(zhì)量量較均勻較均勻。綜上，與壓制成型相比，注射成型的橡膠綜上，與壓制成型相比，注射成型的橡膠制品具有質(zhì)量較好、精度較高、生產(chǎn)效率較高制品具有質(zhì)量較好、精度較高、生產(chǎn)效率較高的工藝特點(diǎn)的工藝特點(diǎn)（二）設(shè)備與方法（二）設(shè)備與方法1.柱塞式注射成型機(jī)柱塞式注射成型機(jī)（二）設(shè)備與方法（二）設(shè)備與方法1.柱塞式注射成型機(jī)柱塞式注射成型機(jī)注射成型方法注射成型方法:將膠料從喂料口喂入料筒后將膠料從喂料口喂入料筒后,由料筒由料筒外部的加熱器對膠料進(jìn)行加熱、塑化外部的加熱器對膠料進(jìn)行加熱、塑化,使膠料達(dá)到易于注射而又不會焦燒的使膠料達(dá)到易于注射而又不會焦燒的溫度為止溫度為止,最后由柱塞將已塑化膠料高最后由柱塞將

10、已塑化膠料高壓注入模具中。壓注入模具中。（二）設(shè)備與方法（二）設(shè)備與方法2.螺桿式注射成型機(jī)螺桿式注射成型機(jī)（二）設(shè)備與方法（二）設(shè)備與方法2.螺桿式注射成型機(jī)螺桿式注射成型機(jī)注射成型方法注射成型方法:膠料從喂料口進(jìn)入擠出機(jī)后膠料從喂料口進(jìn)入擠出機(jī)后,在螺在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下受到強(qiáng)烈的剪切桿的旋轉(zhuǎn)作用下受到強(qiáng)烈的剪切,膠溫膠溫很快升高很快升高,當(dāng)膠料沿螺桿移動(dòng)到螺桿前當(dāng)膠料沿螺桿移動(dòng)到螺桿前端時(shí)端時(shí),已得到充分而均勻的塑化已得到充分而均勻的塑化,螺桿螺桿一邊旋轉(zhuǎn)一邊向后移動(dòng)一邊旋轉(zhuǎn)一邊向后移動(dòng),當(dāng)螺桿前端積當(dāng)螺桿前端積聚的膠料達(dá)到所需要的注射量時(shí)聚的膠料達(dá)到所需要的注射量時(shí),軸向軸向動(dòng)力機(jī)構(gòu)以強(qiáng)

11、大的推力推動(dòng)螺桿向前動(dòng)力機(jī)構(gòu)以強(qiáng)大的推力推動(dòng)螺桿向前移動(dòng)移動(dòng),從而將膠料注入模腔。從而將膠料注入模腔。（二）設(shè)備與方法（二）設(shè)備與方法3.螺桿螺桿-柱塞式注射成型機(jī)柱塞式注射成型機(jī)結(jié)合了柱塞式注射成型機(jī)和螺桿式注射成型機(jī)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合了柱塞式注射成型機(jī)和螺桿式注射成型機(jī)的優(yōu)點(diǎn),是是目前應(yīng)用較多的橡膠注射設(shè)備。目前應(yīng)用較多的橡膠注射設(shè)備。這種機(jī)器的注這種機(jī)器的注射部分主要由射部分主要由 和和 組成。組成。（二）設(shè)備與方法（二）設(shè)備與方法3.螺桿螺桿-柱塞式注射成型機(jī)柱塞式注射成型機(jī)注射成型方法注射成型方法:首先將冷膠料喂入螺桿塑化系統(tǒng)首先將冷膠料喂入螺桿塑化系統(tǒng),膠料經(jīng)膠料經(jīng)螺桿塑化后螺桿塑化后,擠

12、入到柱塞注射系統(tǒng)中擠入到柱塞注射系統(tǒng)中,最后由最后由柱塞將膠料注射到模腔中。為了使膠料按照柱塞將膠料注射到模腔中。為了使膠料按照一定的順序流動(dòng)一定的順序流動(dòng),在螺桿擠出機(jī)的端部安裝一在螺桿擠出機(jī)的端部安裝一個(gè)止逆閥個(gè)止逆閥,膠料塑化后通過止逆閥進(jìn)入注射系膠料塑化后通過止逆閥進(jìn)入注射系統(tǒng)中并將柱塞頂起統(tǒng)中并將柱塞頂起,這時(shí)膠料不會從噴嘴出去。這時(shí)膠料不會從噴嘴出去。因?yàn)閲娮焱ǖ廓M窄、阻力大因?yàn)閲娮焱ǖ廓M窄、阻力大,當(dāng)柱塞將膠料以當(dāng)柱塞將膠料以高壓從噴嘴注入模腔時(shí)高壓從噴嘴注入模腔時(shí),因?yàn)橹鼓骈y的作用因?yàn)橹鼓骈y的作用,膠料不會倒流進(jìn)入擠出機(jī)中。膠料不會倒流進(jìn)入擠出機(jī)中。（二）設(shè)備與方法（二）設(shè)備與

13、方法4.一步注射成型機(jī)一步注射成型機(jī)注射成型方法注射成型方法:將膠料通過特殊的螺桿將膠料通過特殊的螺桿-機(jī)筒機(jī)筒-增壓系統(tǒng)的增壓系統(tǒng)的作用作用,使膠料得到充分的塑化使膠料得到充分的塑化,在一步法注射在一步法注射系統(tǒng)的作用下系統(tǒng)的作用下,使物料在高速、高壓、高溫狀使物料在高速、高壓、高溫狀態(tài)下注入模腔態(tài)下注入模腔,從而獲得致密的橡膠制品。從而獲得致密的橡膠制品。（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)提高制品尺寸精度提高制品尺寸精度節(jié)省原材料節(jié)省原材料降低能耗降低能耗減少制品缺陷減少制品缺陷等等人們在以上幾方面人們在以上幾方面進(jìn)行進(jìn)行了大量研究了大量研究,從而使橡膠注從而使橡膠注射成型工藝也得到

14、了很大的射成型工藝也得到了很大的發(fā)展。發(fā)展。實(shí)際問題：實(shí)際問題：由于在橡膠注入模腔時(shí)由于在橡膠注入模腔時(shí),模具為封閉狀態(tài)模具為封閉狀態(tài),排排出模腔中的氣體出模腔中的氣體常用的方法就是通過常用的方法就是通過分型面分型面微微小間隙或排氣槽進(jìn)行排氣小間隙或排氣槽進(jìn)行排氣,這樣成型的制品會形這樣成型的制品會形成成飛邊飛邊,從而影響到制品的尺寸精度從而影響到制品的尺寸精度。而消除飛邊而消除飛邊,進(jìn)一步提高制品精度的唯一方法進(jìn)一步提高制品精度的唯一方法就是要提高模具的精度就是要提高模具的精度,但這樣合模后模腔內(nèi)的但這樣合模后模腔內(nèi)的氣體就不易排出氣體就不易排出,從而產(chǎn)生缺膠、焦燒、氣泡等從而產(chǎn)生缺膠、焦燒

15、、氣泡等缺陷。缺陷。（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)1.抽真空注射成型工藝抽真空注射成型工藝（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)1.抽真空注射成型工藝抽真空注射成型工藝（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)1.抽真空注射成型工藝抽真空注射成型工藝解決方案解決方案抽真空注射成型工藝抽真空注射成型工藝在合模后在合模后,啟動(dòng)真空系統(tǒng)將模腔內(nèi)氣體啟動(dòng)真空系統(tǒng)將模腔內(nèi)氣體抽出抽出,大約大約35 s后后,真空度達(dá)到設(shè)定值真空度達(dá)到設(shè)定值,真真空泵自動(dòng)關(guān)閉空泵自動(dòng)關(guān)閉,然后再進(jìn)行注射。然后再進(jìn)行注射。（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)2.冷流道注射成型工藝?yán)淞鞯雷⑸涑尚凸に噷?shí)際問題：實(shí)際

16、問題：通常的橡膠注射成型方法是將注入模通常的橡膠注射成型方法是將注入模具中的所有膠料具中的所有膠料,包括主流道、分流道及包括主流道、分流道及模腔內(nèi)的膠料模腔內(nèi)的膠料,同時(shí)硫化脫模后再將制品同時(shí)硫化脫模后再將制品上連帶的流道廢料除去上連帶的流道廢料除去,這樣一來勢必造這樣一來勢必造成一定的浪費(fèi)成一定的浪費(fèi),尤其是小型制品尤其是小型制品,廢料比例廢料比例占得較大。占得較大。（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)2.冷流道注射成型工藝?yán)淞鞯雷⑸涑尚凸に嚱鉀Q方案解決方案冷流道注射成型工藝?yán)淞鞯雷⑸涑尚凸に噷⑼Ａ粼谥髁鞯?、分流道中的膠料控將停留在主流道、分流道中的膠料控制在硫化溫度以下制在硫化溫度以下

17、,脫模時(shí)只脫出制品脫模時(shí)只脫出制品,流流道中的膠料仍保留在流道中道中的膠料仍保留在流道中,下次注射時(shí)下次注射時(shí)流道中的這些膠料注入模腔內(nèi)成為制品。流道中的這些膠料注入模腔內(nèi)成為制品。這種注射成型方法減少了原材料的浪費(fèi)這種注射成型方法減少了原材料的浪費(fèi),節(jié)省了能源節(jié)省了能源,而且制品脫模時(shí)因?yàn)椴粠Я鞯蓝抑破访撃r(shí)因?yàn)椴粠Я鞯缽U料廢料,還可以減少開模距離還可以減少開模距離,縮短成型周期。縮短成型周期。（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)3.氣體輔助注射成型工藝氣體輔助注射成型工藝實(shí)際問題：實(shí)際問題：注射成型熱塑性橡膠時(shí)注射成型熱塑性橡膠時(shí),由于膠料冷卻由于膠料冷卻時(shí)體積收縮會導(dǎo)致肋和凸臺等部

18、位出現(xiàn)時(shí)體積收縮會導(dǎo)致肋和凸臺等部位出現(xiàn)凹坑、縮痕。如用補(bǔ)壓方法凹坑、縮痕。如用補(bǔ)壓方法,離澆口較遠(yuǎn)離澆口較遠(yuǎn)處壓力很難達(dá)到處壓力很難達(dá)到,澆口附近過量充模還會澆口附近過量充模還會使制品產(chǎn)生殘余應(yīng)力。使制品產(chǎn)生殘余應(yīng)力。（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)3.氣體輔助注射成型工藝氣體輔助注射成型工藝解決方案解決方案氣體輔助注射成型工藝氣體輔助注射成型工藝將氣體壓力均勻地施加于膠料上將氣體壓力均勻地施加于膠料上,從而從而補(bǔ)償了膠料冷卻時(shí)所產(chǎn)生的體積收縮補(bǔ)償了膠料冷卻時(shí)所產(chǎn)生的體積收縮,避避免了凹坑、縮痕等缺陷。免了凹坑、縮痕等缺陷。中空形狀中空形狀減少制品重量和節(jié)省原材料、提高制品的剛度和強(qiáng)

19、減少制品重量和節(jié)省原材料、提高制品的剛度和強(qiáng)度。度。注射膠料時(shí)不完全充滿模腔注射膠料時(shí)不完全充滿模腔充模壓力很小。因?yàn)闅怏w為非粘充模壓力很小。因?yàn)闅怏w為非粘性的性的,可有效地傳遞壓力，可降低能耗和設(shè)備的制作成本?？捎行У貍鬟f壓力，可降低能耗和設(shè)備的制作成本。（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)3.氣體輔助注射成型工藝氣體輔助注射成型工藝氣壓氣壓p（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)4.水輔助注射成型工藝水輔助注射成型工藝成型方法、基本功能與氣體輔助相似成型方法、基本功能與氣體輔助相似制品具有較少的收縮和翹曲變形，表面質(zhì)量好制品具有較少的收縮和翹曲變形，表面質(zhì)量好，可以生產(chǎn)內(nèi)表可以生產(chǎn)內(nèi)表面非常光滑的制件面非常光滑的制件成型的循環(huán)周期短成型的循環(huán)周期短，直接在制品內(nèi)部進(jìn)行冷卻直接在制品內(nèi)部進(jìn)行冷卻（水的熱傳導(dǎo)率水的熱傳導(dǎo)率是氣體的是氣體的40倍，熱焓是氣體的倍，熱焓是氣體的4倍倍）能夠成型壁厚更薄和更均勻的中空制品能夠成型壁厚更薄和更均勻的中空制品，可，可生產(chǎn)壁厚相差較大生產(chǎn)壁厚相差較大的制品，更加節(jié)省原料的制品，更加節(jié)省原料（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)4.水輔助注射成型工藝水輔助注射成型工藝水壓水壓p（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)（三）現(xiàn)代化工藝技術(shù)5.反應(yīng)注射成型工藝