密封橡膠波紋管硫化模設計

1 引 言

化工流程泵用機械密封根據(jù)彈簧與泵輸送介質(zhì)否接觸可分為內(nèi)裝式和外裝式兩種結構。內(nèi)裝式機械密封的彈簧在泵工作時一直與介質(zhì)接觸。圖1為機械密封的橡膠波紋管，其作用相當于一般內(nèi)裝式機械密封的彈簧。當橡膠波紋管機械密封工作時，橡膠波紋管被壓縮，產(chǎn)生一定的彈力，為密封環(huán)端面提供所需的端面比壓。從零件圖中可知，波紋管前端安裝密封環(huán)，末端與泵腔體為靜密封點。因此，該零件軸向尺寸、安裝配合尺寸及定位定形尺寸都有較高要求。

圖1 波紋管零件

2 模具結構設計

此類模具進行制品的生產(chǎn)一般在平板硫化機上先預熱、加入混煉好的膠片或膠條、合模加壓并進行第一次硫化，制品脫模后再進行二次硫化。由于波紋管內(nèi)腔橢球尺寸大于波紋管前端與密封環(huán)配合尺寸，因此在模具設計時必須有一套抽芯裝置。根據(jù)以上分析及零件圖要求，橡膠波紋管的硫化模設計為圖2所示結構，上模7與下模1采用水平剖分式，在分型面上均設有溢料槽，且上模7中心開有排氣孔，以利于模具腔體內(nèi)氣體的快速溢出。定位銷2與下模1采用小過盈配合，與芯軸5、型芯6、上模7采用滑動配合，確保模具精確定位及模具拆裝方便。芯軸5與型芯6采用滑動配合。型芯6為分瓣結構。前模3與上模7、下模1采用小間隙定位配合。當橡膠波紋管經(jīng)第一次硫化后，移走上模7，取出芯軸5時，橡膠波紋管及型芯6、前模3、鎖緊螺母4也隨之取走。因前模3與芯軸及型芯無配合關系，故擰下鎖緊螺母4，抽出芯軸5就可完成橡膠波紋管的脫模。

圖2 模具結構
1.下模 2.定位銷 3.前模 4.鎖緊螺母 5.芯軸 6.型芯 7.上模

3 模具選材及加工

波紋管硫化模的材料一般選用35或45鋼。模具毛坯鍛后需經(jīng)退火處理，以消除鍛后應力，降低硬度，改善切削加工性能。上、下模應合在一起進行粗加工。粗加工后調(diào)質(zhì)處理240～270HB,型芯硬度應比其它零件高50～70HB。上、下模半精加工后應與定位銷配鉆鉸孔，與定位銷裝配好后，再進行精加工。型芯粗加工后先用線切割加工出8瓣結構，后調(diào)質(zhì)處理。分瓣結構點焊在一起后進行精加工。模具配合部位尺寸應配作，便于模具裝拆。如橡膠波紋管材料為氟橡膠，硫化模上、下模內(nèi)腔體及型芯外表面、前模應鍍硬鉻。

4 模具內(nèi)腔尺寸的確定

橡膠波紋管硫化成型后，不再進行機械加工。因此，模具中形成波紋管徑向及軸向定位尺寸的模具尺寸必須十分精確，其尺寸可由下式確定：

D=A(1＋K) (1)

式中 D——模具內(nèi)腔尺寸,mm
A——波紋管尺寸,mm
K——橡膠材料的收縮率

如果設計資料中無橡膠材料的收縮率，可先按波紋管零件尺寸設計模具內(nèi)腔尺寸，試模后精確測量制品尺寸，得出橡膠材料的收縮率后再按(1)式重新設計模具內(nèi)腔尺寸。