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汽车轮胎胶囊注射成型生产模具设计与研究

摘要：橡胶模型制品主要由橡胶注射成型机制作，而模具系统是橡胶注射机的重要部件之一。依据模具构造和加工工艺的不同，橡胶模具可以分为以下四类：压制成型模具、压铸成型模具、压出成型模具以及注射成型模具。本文主要对目前国内外胶囊生产模具以及注射成型机的发展进行研究，分析各种注射成型模具的优缺点，根据橡胶制品性能、结构和使用要求以及注射成型机性能和工艺参数设计注射成型模具。

关键词： 轮胎胶囊 注射成型技术 模具 研究现状

一、前言

目前，国内大型轮胎生产企业都有自己的胶囊生产装备，但随着我国经济的快速发展，有很多专业的胶囊生产企业为轮胎生产企业生产胶囊。目前，全国有20多家胶囊生产企业，可以基本满足胶囊轮胎厂的要求。制作胶囊时，有95%的制造商使用传统模压成型工艺，而部分制造商则使用液压注射工艺。橡胶注射成型新工艺主要有：抽真空注射成型工艺、冷流道注射成型工艺和气体辅助注射成型工艺^[1]。传统的模压成型方法存在的缺陷是：胶囊的质量难以提高，生产效率低，工艺复杂，能源材料浪费大^[2]。

注射成型具有显著的优点：(1)简化工艺，减少操作人员数量。(2)降低能耗约为10%。(3)提高生产效率4~7倍。(4)提高制品的均匀性、稳定性、尺寸精确性和合格率。(5)减少飞边，节省胶料。(6)操作方便，劳动强度低，机械化和自动化程度高^[3]。

在1940年中期，人们提倡使用注射方法制造橡胶产品的新想法。到1970年初，橡胶注射技术已开始在一定程度上应用于工业。橡胶注射工艺可以在高温高压下快速硫化注塑机机筒中的橡胶质料，胶料在模腔内具有特有的流动性和硫化行为^[4]，橡胶材料在进入模腔以前先进行预热和塑化，使橡胶制品在密闭的高压腔内硫化成型。制品质量均匀稳定，尺寸精度高，注胶方法自动化程度高，它的生产效率比传统的成型方法高得多^[5]。因此，现在企业越来越多地使用注射工艺制造橡胶产品。

橡胶注射成型模具依据注射成型机工艺特点和橡胶制品结构、特性和使用要求设计， 设计原则为：(1)确定注射成型机性能和工艺参数。(2)确定胶料收缩率和性能。(3)选定橡胶制品分型面、撕边槽和余胶槽。(4)模具结构合理、定位可靠、模腔数量适当、便于加工和使用。(5)模具材料强度和刚度足够，模具外形尺寸和质量尽量小^[6]。