自动脱模半模式橡胶堆模具设计

自动脱模半模式橡胶堆模具设计

黄刚

哈尔滨赛尚密封技术有限公司，黑龙江哈尔滨  150066

摘要：橡胶堆的传统模具一般被设计成多瓣模结构，手工操作脱模，劳动强度大、生产效率低。文中的新结构模具将型腔设计成半模式对开瓣模，采用托板与楔形块相组合的机构，借助于硫化机的动力实现了硫 化产品快速自动脱模。生产实践表明，该模具结构可靠，操作简便，大幅度提升了生产效率。

关键词：橡胶堆；橡胶模具；楔形块；半模式脱模；模具设计

现有的用于输变电线路的硅橡胶绝缘子大多为注射成形。由于注射时的强大压力，产品成型后，与模腔间挤压得非常紧，怎样使其脱离模具，目前 尚无很好的办法，都是由人工进行。存在这种现状的原因是因为复合绝缘成型技术应用的时间不长，目前一次成型的绝缘子产品长度不超过1.5m，这种产品由于长度较短，脱离模具所需力度尚在人力所及的范围内，因而人工脱模的方式一直沿用至今。此前也曾有过自动脱模的偿试，采用的方式是用若干根顶杆同时用力将产品一次顶出，由于顶出力直接作用在芯棒外的橡胶护套上，受力面积小，易使护套损坏或芯棒变形，同时因为将整个产品同时顶出，脱模速度过快，伞叶边缘易被拉坏，因而此方法未能实际应用。随着高压和特高压输变电行业的发展，高压绝缘子产品的需求量日益增多，相应地大型的橡胶注射成型机也开始应用，目前已出现能一次成型长度超过5. 5m绝缘子的注射机。对于这样长的产品，再采用人工脱模已十分困难，不仅力所不及，时间也不允许，将会严重影响生产效率。 发明内容本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种在大型橡胶注射成 型机上使用的自动脱模方法及装置。

1、模具结构设计

橡胶堆的传统模具瓣模多，分型面配合难度大，型腔密封性差。注胶筒与注胶塞，瓣模与中模需采用脱模工装打开，各模板的搬运和产品脱模需依赖吊车、撬棍、棒槌等工装和手工操作。脱模过程繁琐，劳动强度大，生产效率低，产品和模具易受损伤。

橡胶堆新型半模式自动脱模型腔结构采用半模式对瓣模，分型面减少到两个。注胶系统对称设计，并与分型面正交排布，以利于橡胶汇集到分型面上排气。瓣模与底模之间设计一驱动托板，瓣模两端各设计一驱动楔形块。

1.1自动侧向脱模机构的设计

该模具的设计系将产品倒置，型腔由可拆开的瓣模组合而成，在托板上设计凸台与可拆开瓣模精确定位。瓣模两端对称地各设计一楔形块，楔形块贯穿托板并紧固在底板上。根据脱模行程，确定楔形块的倾斜角度和斜面长度。通过受力分析得知，当楔形块的倾斜角大于25度时，楔形块所受的正压力迅速增大，楔形块与可拆开瓣模之间，可拆开瓣膜与托板之间的摩擦力迅速增大，导致磨损剧烈。为确保机构活动灵便，楔形块倾斜角不宜大于25度。带定位销的复合顶板倒置于托板安装槽内，侧向脱模时，对产品起定位作用。脱模时利用硫化机外托架驱动托板上升，在楔形块的作用下，可拆开瓣模自动打开，脱离产品。

1.2自动顶出机构的设计

产品自动脱离可拆开瓣模后，还需从托板槽中脱出。为此，在底模上设计一活动顶板，在产品低端设计两组顶杆。移动活动顶板，硫化机外托架下降，在顶杆的作用下，产品自动被顶起，脱离托板。 产品硫化成型后，将硫化机上热板上移，使上模、中模、上镶块上移，下镶块、左右瓣模、模芯、斜导柱和托模、底模一起位于下加热板上，下热板开出后，将托模两端插入外置托架上，再将外置托架上移使托模上升，由于斜导柱与底模固定，托模上升时，斜导柱是不动的，托模上升带动左右瓣模上升，梯形的斜导柱推动左右瓣模外移，使左右瓣模与产品脱离，托模继续上升，斜导柱继续推动左右瓣模外移，同时下镶块限定了产品的横向位移，使模芯与产品脱离。向上抓取产品，完成脱模。结合使用模具本身的结构就能自动完成产品的脱模，全自动抽芯大幅减少了脱模时间，降低了操作工的劳动强度。由于使用斜导柱，使用硫化机的驱动机构就能完成横向和竖直方向的抽芯，模具结构简单，结构紧凑，空间利用率大。随后，中模通过外置顺序脱模机构与底模连接，外置顺序脱模机构包括可转动并穿过托模与底模固定的夹紧臂一和与中模固定用于约束夹紧臂一打开的约束板，上模带动中模上移时，约束板先随中模的向上运动同步上移，随后与夹紧臂一脱离。

1.3模具工作过程

注胶塞通过螺栓被紧固在硫化机的上工作台上，上模板也通过螺栓被紧固在硫化机的上吊架上，底板采用螺栓紧固在硫化机的下工作台上［1］。开模时，硫化机下工作台下移，可拆开瓣模与楔紧块首先分离；硫化机下工作台启动并向外推出，托板进入硫化机外托架槽内，硫化机外托架启动并上升，托板带动可拆开瓣模与底板分离。此时，在楔形块的作用下，可拆开瓣模自动侧向打开，脱离产品，活动顶板外移，硫化机下工作台下降。在顶杆的作用下，产品被自动顶起，与托板脱离，完成产品全自动脱模过程。最后硫化机上吊架下降，上模板与注胶塞自动打开。

1.4侧滑块抽芯机构的设计

自动脱模机构侧滑块驱动构件一倒锥度斜导块是设计的关键。将其设计成倒锥状,左右两斜面为驱动面，与侧滑块两端侧斜面贴合

［2］。该产品为圆台状,滑块侧抽芯长度较长,利用倒锥斜导块两侧对称受力加强了其抗弯曲能力,驱动斜角根据抽芯长度设计,取20度;同时将倒锥斜导块的驱动斜面段延长至上模板的避空槽中,从而可满足该产品的侧抽拔长度。

1.5内套强制脱模机构的设计

模具内孔需强制脱模。设计时，将下型芯紧固在底板上,与托板成15度锥面配合封胶,通过配车及研磨加工保证贴合[3]。托板配合锥面小端直径的设计比较关键,因为该产品强制脱模时需承受较大的轴向推力,所以设计时托板锥孔小端直径应小于产品铁套骨架的下端内径,让铁套端面全部承载在托板平面上。

1.6模具工作原理

底板固定在硫化机下热板上,上模板固定在硫化机上吊架上,开模时模具随着下热板下降,制品先从上型芯上强制脱出;硫化机下热板降到位置后向外开出,启动硫化机外托架,带动托板推动制品底端从下型芯上强制脱出,此时倒锥斜导块拔开侧滑块自动脱离制品,完成内孔、外套全自动脱模。

2、优越性

全自动脱模模具从根本上改变了传统手工操作的生产方式,具有以下优点:

1.提高生产效率:自动脱螺纹塑胶模具不需要工人手动操作，生产效率大大提高;

2.降低人工成本:自动脱螺纹塑胶模具不需要工人手动操作，减少了人力成本;

3.实现自动化生产:自动脱螺纹塑胶模具可以实现自动化流水线生产，提高了生产效率和质量;

4.提高产品质量:自动脱螺纹塑胶模具脱模时，塑胶件受力均匀，避免了人工操作时出现的变形和损坏，提高了产品质量;

5.增强安全性:自动脱螺纹塑胶模具不需要工人手动操作，减少了工人的油、刃、火等安全隐患，增强了生产安全性。

3、结语

（1）橡胶堆模具设计的难点是，产品周围锥形环槽的自动脱模，本方案很好地解决了这一难题。

（2）本模具结构实现了橡胶堆单腔模具自动脱模，改变了传统模具手工操作的脱模方式。本摸具结构简单、操作方便、可降低劳动强度、提高制品质量与合格率、提高生产效率和降低能耗。

参考文献：

[1]李玉泽. 双块式轨枕振动式脱模方式的应用[J]. 机械管理开发, 2023, 38 (10): 227-229.

[2]陈菊, 杨光, 胡正晨, 田振岐. Cr和Zn晶核对Cu/Ni复合体精密电沉积脱模的影响[J]. 材料科学与工艺, 1-10.

[3]艾琦, 彭院中, 朱闰平, 程海涛. 自动脱模半模式橡胶堆模具设计[J]. 世界橡胶工业, 2013, 40 (12): 31-33.