新型GM-3摩擦襯墊壓制模具研究

1、GM-3摩擦襯墊加工工藝

CM-3 摩擦襯墊的制造材料是性能介于橡膠和塑料之間的熱周性高分子彈性體,主要性能參數(shù)如GM-3 摩擦襯墊采用結(jié)構(gòu)相對簡單的單繩槽結(jié)構(gòu),由于兩側(cè)不設(shè)凹槽,產(chǎn)品易于脫模所以無需外加側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。由于GM-3 摩擦襯墊的上下端面和繩槽部位(R=15mm)為曲面造型從圖1可以看出，產(chǎn)品周邊側(cè)面均有不同的斜度、且兩側(cè)斜度的方向相反,這是模具設(shè)計的主要難點。為了解決這問題,設(shè)計了2種成型方案。

(1)按圖 1 所示的放置位置倒扣成型此種成型方案的優(yōu)點:無需繩槽成型凸臺便于一體化成型,降低成型難度.減小模具的整體尺寸與制造成本。缺點在于采用此種方案時由于側(cè)面拔模角正好處于相反方向，會導(dǎo)致脫模困難,需要外加一套頂出機(jī)構(gòu)以輔助產(chǎn)品頂出;

(2)將摩擦村墊的長軸垂直于水平面進(jìn)行成型此種成型方案的特點是脫模順暢，缺點是增大了模具的閉合高度.襯墊繩槽成型部位的零件需要具有極高的配合度.增加了制造成本以上2種成型方案相比而言,方案(1)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性較好為此采用此成型方案開展后續(xù)研究。同時,考慮到單個 GM-3 摩擦村墊結(jié)構(gòu)簡單尺寸較小的特點,摩擦襯墊壓制模具采用四穴同組的布置方式,以節(jié)約成本提高生產(chǎn)效率。

2、GM-3摩擦襯墊壓制模具設(shè)計

通過對 GM-3 摩擦襯墊的成型工藝分析可以看出,產(chǎn)品脫模頂出環(huán)節(jié)是模具設(shè)計的一個關(guān)鍵問題,也是現(xiàn)有的模具存在的主要缺陷之一。參考現(xiàn)有的 GM-3 摩擦襯墊模具制造技術(shù)基礎(chǔ)通過反復(fù)試驗提出一種新型的 GM-3 摩擦墊壓制模具的設(shè)計方案,如圖 2所示。該模具由上模板下模板連接板、十字板、側(cè)板、凸模和凹模等部分組成GM-3 摩擦襯墊壓制模具的分型面為摩擦襯墊的R6mm 倒圓角處。上下模板分別固定于液壓機(jī)的上下板上,下模板上固定有連接板、側(cè)板 I側(cè)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 個模腔交叉分布的嵌結(jié)構(gòu),以內(nèi)六角螺釘固定于連接板上。

凸膜膜是模具成型的主要部件.在結(jié)構(gòu)設(shè)計上可以采取整體式或模塊式2種方案整體式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于模腔無相互干擾、成型精度高,但是拆修維護(hù)比較困難:模塊式設(shè)計拆卸方便,其優(yōu)缺點正好與整體式相反?？紤]到GM-3摩擦襯墊的高分子彈性體材質(zhì)特點壓制過程中凸膜、凹膜受損的可能性很小為了提高模具成型精度.采用整體式結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)模具相比,新型GM-3 摩擦村墊壓制模具在設(shè)計上新增了活動板,目的在于解決傳統(tǒng)模具四周側(cè)面均有不同的斜度且兩側(cè)斜度的方向相反而引起的成品難以順利頂出脫模問題。產(chǎn)品斜度為6°的側(cè)面由側(cè)板I成型而斜面由活動板成型側(cè)板I與活動板間預(yù)留2~5的配合斜度如圖1所示。此外在4個膜腔的側(cè)板外裹覆加熱套進(jìn)行模外加熱以便脫模通過模板上的DT-613型CEM熱電測量模具加熱溫度。產(chǎn)品頂出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

由于GM-3摩擦村墊壓制模具采用了4個模腔設(shè)計,相比于國內(nèi)目前的同類單膜腔模具,新模具體積大幅增大，外形尺寸達(dá)到380mmx465mmx340mm。對于模具的選材參與成型的零件采用具有良好低溫沖擊韌性的40Cr 鋼進(jìn)行加工如十字板、活動板、凸模、凹模等,其他部件采用具有良好屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度 50 碳素鋼。對于模具構(gòu)件的加工方法凸模和凹模等關(guān)鍵成型部件采用數(shù)控技術(shù)加工,確保加工精度:其余非關(guān)鍵部件采用傳統(tǒng)加工方法以降低模具制造成本

(1)熱固性高分子彈性體材料具有 16%~2.2%的理論收縮率，如果加工長寬比大于 2的摩擦襯墊在設(shè)計模具時需要考慮到不同方向和成型部位的實際收縮差異,并進(jìn)行差異化處理;(2)為了防止合模與脫模過中凹模擠壓劃傷模腔內(nèi)表面,需要將側(cè)板開口部位設(shè)計成具有2~4°斜度的敞開式結(jié)構(gòu)。同時,模具零件成型面的粗糙度Ra 控制在0.20~045;

(3)為了提高十字板、活動板、凸模模等磨具部件的表面硬度耐磨性抗腐蝕性,需要將制造材料40Cr鋼提前進(jìn)行滲氨處理確保部件的表面洛氏硬度達(dá)到HRC60~65用于加工摩擦襯墊壓制模具其他零件的50 碳素鋼需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理后材料的表面洛氏硬度可達(dá)HRC 36~44。

3、摩擦襯墊壓制模具的脫模流程

摩擦襯墊壓制成型后,由上模板、連接板凹模構(gòu)成的上模組塊被液壓機(jī)牽引向上運(yùn)動首先完成開模,成品則預(yù)留在下模,而模具其他部件保持固定。隨后,下模板和側(cè)板固定不動外,液壓機(jī)的頂出桿通過下模板的頂出孔前推并將 GM-3 摩擦襯墊成品頂出，同時被頂出的還有活動板。最后將活動板和產(chǎn)品分檢取出,人工檢查凸模、凹模清潔情況并在凸模、凹模上涂刷脫模脂,重復(fù)生產(chǎn)循環(huán)。

END