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硅胶产品材料特性与模具结构认识

文(wen)章出(chu)处:广东帝博科技有限(xian)公司(si) 人气:-发表时间(jian):2020-04-22


一、硅(gui)胶制品材料特性


A.硅胶原料(liao)一般为(wei)凝胶状,有点类似于橡皮(pi)泥(ni),无色半透明,无味(wei)。

B.其主要特点是既耐(nai)高温(wen)(wen)(最高300)又耐(nai)低温(wen)(wen)(最低-100),是目前最好耐(nai)寒、耐(nai)高温(wen)(wen)橡胶;同时电绝缘性优良,对热氧化(hua)和臭氧的(de)稳定性很(hen)高,化(hua)学(xue)惰(duo)性大。缺点是机械强度(du)较低,耐(nai)油、耐(nai)溶剂和耐(nai)酸碱性差,较难硫(liu)化(hua),价格较贵。使用温(wen)(wen)度(du):-60~+200。以上是手(shou)册中(zhong)对硅橡胶的(de)说明(ming)。

C.使用温度:如上文所叙,一般设定为-40——200,在短时间(jian)作用时可(ke)达(da)230。

D.老(lao)化问题:耐(nai)油(you)、耐(nai)酸碱(jian)性较(jiao)差,与受(shou)力(li)情况(kuang)关系不大。

E.粘接问题(ti):在(zai)(zai)未作(zuo)表面(mian)处理前,除用硅胶类(lei)(lei)产品作(zuo)粘合(he)剂(ji)(ji)(ji)与硅胶类(lei)(lei)零(ling)件(jian)粘合(he)外,与其它零(ling)件(jian)粘全必须经(jing)过(guo)(guo)表面(mian)活化(hua)(hua),胶面(mian)硫(liu)化(hua)(hua)处理才能粘牢。凡是能与橡胶发(fa)生硫(liu)化(hua)(hua)反(fan)应或使之交联的(de)物(wu)质统称为(wei)硫(liu)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji),又称为(wei)交联剂(ji)(ji)(ji)。硫(liu)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)种(zhong)类(lei)(lei)很多,而且(qie)还在(zai)(zai)不断增加(jia),已经(jing)使用的(de)硫(liu)化(hua)(hua)剂(ji)(ji)(ji)有(you)硫(liu)黄、硒、碲、含硫(liu)化(hua)(hua)合(he)物(wu)、金(jin)属氧化(hua)(hua)物(wu)、过(guo)(guo)氧化(hua)(hua)物(wu)、树酯、醌类(lei)(lei)和胺类(lei)(lei)等(deng)。

F.材(cai)料硬度(du)(du)(du):胶件按邵氏硬度(du)(du)(du)在(zai)国内市场上理论上可在(zai)10度(du)(du)(du)到(dao)(dao)80度(du)(du)(du)之间选择。能方(fang)便(bian)找到(dao)(dao)的(de)一般(ban)在(zai)20度(du)(du)(du)到(dao)(dao)70度(du)(du)(du),最常用的(de)是40到(dao)(dao)50度(du)(du)(du)。



二、硅胶(jiao)制品生(sheng)产(chan)工(gong)艺(yi):

A:原料形状及(ji)颜色。

B:经过配色(se)(se)混炼后由乳白色(se)(se)硅胶变位各(ge)种颜色(se)(se)的(de)片料。

C:混炼整形后(hou),将原(yuan)料压(ya)成(cheng)(cheng)条(tiao),裁成(cheng)(cheng)一条(tiao)一条(tiao)的料。

D:硫化成型。

E:修整,拆边,检查,包装(zhuang)。




三 、产品(pin)尺寸及特(te)性


A、极限尺寸:最(zui)厚(hou)处(chu)可做到15~20MM,如(ru)果是球体(ti),可做到直(zhi)径30MM。一(yi)般厚(hou)度推(tui)荐尺寸为不(bu)大于3MM,当大于3MM时,将花费更多的(de)硫化(hua)时间而增加成本。最(zui)薄(bo)处(chu)理(li)论上可达0.2MM,但(dan)设计中一(yi)般取最(zui)薄(bo)0.3MM,推(tui)荐0.4MM。

B、相对(dui)尺寸(cun):在(zai)厚(hou)度差异上,最薄处与最厚(hou)处建议不要(yao)(yao)超过(guo)3倍。此(ci)类问题主(zhu)要(yao)(yao)取(qu)决于(yu)材(cai)料硫化时对(dui)温度与压力的要(yao)(yao)求。

C、缩水率。硅胶材料的缩水率与材料的硬度有关,硅胶制品加工厂家提供的次料多在1.022~1.042之间,对于40到50度的材料,一般取1.03的缩水率。相对于塑胶,硅胶制品不会因缩水而产生类似的明显表面缺陷。

D、尺寸精度:因(yin)硅胶(jiao)制(zhi)(zhi)品多(duo)为一(yi)模多(duo)穴,相对于(yu)塑(su)胶(jiao)制(zhi)(zhi)品其穴数(shu)非常(chang)多(duo)。因(yin)此在尺寸控制(zhi)(zhi)上(shang)没有塑(su)胶(jiao)制(zhi)(zhi)品那样方便(bian)。一(yi)般精度为正(zheng)负0.1,高精度产品为正(zheng)负0.05。当配(pei)合(he)用于(yu)与塑(su)胶(jiao)件的(de)孔(kong)与按键之(zhi)间(jian)的(de)配(pei)合(he)时(shi),间(jian)隙最小取单(dan)边0.1,推荐值为单(dan)边0.2。

E、外形设计(ji):对于胶套类零件,一(yi)般(ban)按(an)产品(pin)的外形图(tu)给(ji)模厂提供原始图(tu)即(ji)可,配合的问题作出说明,由(you)模厂自(zi)行决定。一(yi)般(ban)情况下(xia),视产品(pin)大小(xiao),胶套与产品(pin)的配合一(yi)般(ban)为单(dan)边小(xiao)0.2~0.5的负偏差。


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四、模具结构:


A. 模具厚度上限: 

暂定(ding)250mm,尺寸(cun)可达(da)500X500,产品(pin)在模(mo)(mo)具(ju)区最大可做(zuo)到400X400。模(mo)(mo)具(ju)结构一般分上模(mo)(mo),下(xia)模(mo)(mo),底板(ban),顶板(ban),顶杆(gan)、模(mo)(mo)芯、铰链(lian)及(ji)(ji)其(qi)它辅助零件。在硅胶产品(pin)设计时应注意其(qi)模(mo)(mo)具(ju)及(ji)(ji)生产工(gong)艺的特点(dian):


B. 脱(tuo)模:

硅胶的产品(pin)脱(tuo)(tuo)模(mo)(mo)(mo)可直接强(qiang)脱(tuo)(tuo)。对(dui)于(yu)无设计缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)产品强(qiang)脱(tuo)(tuo)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸要求主要在(zai)于(yu)模(mo)(mo)(mo)芯最大处(chu)与脱(tuo)(tuo)模(mo)(mo)(mo)时最小收口(kou)(kou)处(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)周长比,对(dui)于(yu)55°以(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)产品可做到(dao)2-3倍,需强(qiang)制脱(tuo)(tuo)模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)部位不(bu)可以(yi)存在(zai)裂(lie)口(kou)(kou)及开(kai)口(kou)(kou)处(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)尖角。因(yin)硫化(hua)时要求在(zai)摄氏180度的(de)(de)(de)(de)(de)温(wen)度下(xia),脱(tuo)(tuo)模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)除模(mo)(mo)(mo)具自身的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)下(xia)分开(kai)外,几乎全(quan)是手(shou)(shou)动(dong)。因(yin)此在(zai)零件(jian)设计时应考虑(lv)脱(tuo)(tuo)的(de)(de)(de)(de)(de)方便快速。以(yi)免因(yin)脱(tuo)(tuo)模(mo)(mo)(mo)时间过(guo)长而影响零件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)硫化(hua)质量和(he)生产效(xiao)率。因(yin)硅胶的(de)(de)(de)(de)(de)脱(tuo)(tuo)模(mo)(mo)(mo)方式主要为(wei)手(shou)(shou)动(dong),其顶板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)动(dong)作(zuo)行程也很小,所(suo)以(yi)硅胶模(mo)(mo)(mo)具与塑(su)胶模(mo)(mo)(mo)具相比没有斜顶。一般也不(bu)设置抽芯。

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C. 模芯的固定:

与(yu)塑(su)胶模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)不同,硅胶模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)的(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)芯(xin)(xin)一般(ban)(ban)在(zai)(zai)开(kai)模(mo)(mo)(mo)(mo)取零件时随同产(chan)品零件一同取下的(de)(de)(de)。所以在(zai)(zai)模(mo)(mo)(mo)(mo)芯(xin)(xin)的(de)(de)(de)固定(ding)(ding)与(yu)准确定(ding)(ding)位上较塑(su)胶模(mo)(mo)(mo)(mo)难于处(chu)理,对模(mo)(mo)(mo)(mo)芯(xin)(xin)的(de)(de)(de)钢(gang)度要求较高。一般(ban)(ban)将(jiang)模(mo)(mo)(mo)(mo)芯(xin)(xin)做在(zai)(zai)一起(qi),一次固定(ding)(ding)所有模(mo)(mo)(mo)(mo)芯(xin)(xin)。或将(jiang)模(mo)(mo)(mo)(mo)芯(xin)(xin)通过辅助用(yong)具(ju),使其能(neng)快速定(ding)(ding)位。因在(zai)(zai)合模(mo)(mo)(mo)(mo)过程(cheng)中存在(zai)(zai)很大的(de)(de)(de)压力(li),所以要严(yan)防(fang)模(mo)(mo)(mo)(mo)芯(xin)(xin)移(yi)动(dong)。


D. 抽芯:

一(yi)般不能(neng)自(zi)动走(zou)行位,但(dan)(dan)可强(qiang)脱(tuo),抽(chou)芯(xin)只用(yong)于(yu)小尺寸结构(gou)。关于(yu)抽(chou)芯(xin)的(de)设置与塑胶模具类似,但(dan)(dan)在开模时是手动取出的(de)。另外,抽(chou)芯(xin)要占据模具内较(jiao)大的(de)空间,这在一(yi)模多(duo)出的(de)硅(gui)胶模中不仅加(jia)工(gong)复杂,且(qie)对模具空间利用(yong)率低。所以尽可能(neng)不用(yong)抽(chou)芯(xin)。


E. 形状:

硅胶产品在(zai)表面完整的时候韧性很大,但一(yi)(yi)但存在(zai)裂(lie)缝(feng),在(zai)外力(li)作用(yong)下裂(lie)缝(feng)将迅速扩张。也就(jiu)是说,硅胶制品对(dui)裂(lie)缝(feng)非常敏感。考(kao)虑(lv)到这些问题(ti),在(zai)硅胶零件(jian)设计时应(ying)(ying)注意:所有位置不能(neng)有尖角,以免应(ying)(ying)力(li)集中产生裂(lie)缝(feng)。开口处(chu)R角不能(neng)小于 0.5F.自(zi)拆(chai)边:自(zi)拆(chai)边的主要作用(yong):容纳多(duo)余的胶料;便(bian)于模具排气;便(bian)于修剪飞边。自(zi)拆(chai)边一(yi)(yi)般(ban)由处(chu)于零件(jian)分型面处(chu)的一(yi)(yi)圈薄(bo)边及相应(ying)(ying)的较为结(jie)实的撕边。薄(bo)边部分厚度一(yi)(yi)般(ban)取0.1~0.2,撕边部分厚度一(yi)(yi)般(ban)取0.8,宽度一(yi)(yi)般(ban)取1~2MM。


G. 嵌(qian)件:

硅胶制品内可安置各类嵌件(jian)(jian)(jian)(jian),但(dan)应(ying)注(zhu)意几个问(wen)题(ti):一是(shi)(shi)所嵌零件(jian)(jian)(jian)(jian)表(biao)面(mian)(mian)(mian)应(ying)作前期预处理,主要(yao)是(shi)(shi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)硫化或表(biao)面(mian)(mian)(mian)活化。否则嵌件(jian)(jian)(jian)(jian)与(yu)胶件(jian)(jian)(jian)(jian)将难以牢固(gu)联接。二是(shi)(shi)嵌件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)定定位问(wen)题(ti),在(zai)(zai)竖直(zhi)方向可单向固(gu)定,但(dan)其(qi)它方向必须全(quan)面(mian)(mian)(mian)固(gu)定。以免在(zai)(zai)全(quan)模(mo)过(guo)程中嵌件(jian)(jian)(jian)(jian)移(yi)动。三是(shi)(shi)嵌件(jian)(jian)(jian)(jian)周(zhou)边(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)胶厚。对(dui)于全(quan)面(mian)(mian)(mian)包胶(所有(you)表(biao)面(mian)(mian)(mian)都包胶,因此(ci)无法给嵌件(jian)(jian)(jian)(jian)定位的(de)(de)(de)(de)(de)情况)的(de)(de)(de)(de)(de)零件(jian)(jian)(jian)(jian),嵌件(jian)(jian)(jian)(jian)周(zhou)边(bian)至少要(yao)用(yong)0.5MM的(de)(de)(de)(de)(de)胶厚。对(dui)于有(you)定位的(de)(de)(de)(de)(de)嵌件(jian)(jian)(jian)(jian),周(zhou)边(bian)胶层厚度应(ying)在(zai)(zai)0.4MM以上。


H. 其它(ta)辅助工艺:

注(zhu)(zhu)胶(包胶)工(gong)艺:与(yu)注(zhu)(zhu)塑(su)类似,先(xian)将要(yao)注(zhu)(zhu)胶的零件(jian)固(gu)定好,合上(shang)第一层(ceng)模以控(kong)制注(zhu)(zhu)胶时原料不会(hui)污染(ran)未(wei)设计注(zhu)(zhu)胶的部位。再合第二(er)层(ceng)模,将胶料压成(cheng)型。

滚胶(jiao)工艺 :先将(jiang)胶(jiao)料手工预成型(xing)

入模:此工艺可用于全(quan)面包(bao)胶的情况。

浸(jin)胶 :胶(橡胶)体(ti)原(yuan)料为流体(ti),将(jiang)工件多次浸(jin)入原(yuan)料内。在内层原(yuan)料硫化后再浸(jin)下一次,直到(dao)达到(dao)设计厚度。

滴(di)胶 :原料有(you)较好的(de)流动性,类似于(yu)油漆(qi),常温硫化。模具较简单,一般手工操(cao)作,在(zai)第一层快(kuai)固(gu)化时涂下(xia)一次.


L.多(duo)色(se)(se)产品 :A 分次(ci)硫化(hua) 2套模(mo) ,B 手工(gong)配(pei)色(se)(se),一次(ci)硫化(hua),要求(qiu)零件(jian)分色(se)(se)部(bu)分有(you)一定高(gao)度(du)(du)(du)(du),以免混色(se)(se)导电(dian)胶(jiao)结合、二次(ci)硫化(hua) 硅胶(jiao)与硅胶(jiao)(橡胶(jiao))可不做处(chu)理直接硫化(hua)粘合五、硬度(du)(du)(du)(du)的测(ce)(ce)量及工(gong)具测(ce)(ce)量橡胶(jiao)硬度(du)(du)(du)(du)最普遍采(cai)用的仪器称为肖(xiao)氏(又称邵尔)硬度(du)(du)(du)(du)计(ji)。用一个弹簧将(jiang)一金属压(ya)头压(ya)入(ru)(ru)(ru)材料(liao)的表面,并测(ce)(ce)量它能穿入(ru)(ru)(ru)多(duo)深。该仪器测(ce)(ce)量的穿入(ru)(ru)(ru)深度(du)(du)(du)(du)为零至(zhi)0.100英寸。标(biao)尺上的读数为零则意味着(zhe)压(ya)头穿入(ru)(ru)(ru)了极限(xian)深度(du)(du)(du)(du),而(er)读数为100则意味着(zhe)穿入(ru)(ru)(ru)深度(du)(du)(du)(du)为零。有(you)各种不同硬度(du)(du)(du)(du)范围和(he)自动化(hua)程度(du)(du)(du)(du)的肖(xiao)氏硬度(du)(du)(du)(du)计(ji)。


使用(yong)最普遍的(de)(de)标(biao)度(du)(du)之一(yi)是(shi)肖氏(shi)A级(ji)标(biao)度(du)(du)。肖氏(shi)A级(ji)硬(ying)度(du)(du)计(ji)有(you)一(yi)个(ge)较(jiao)钝的(de)(de)压头和弹力(li)中等的(de)(de)弹簧。当读数在90以(yi)上时,肖氏(shi)A级(ji) 硬(ying)度(du)(du)计(ji)就变得不是(shi)很精确。对于此(ci)类较(jiao)硬(ying)的(de)(de)硅橡胶材料,硅胶制品厂则使用(yong)肖氏D级硬度计。它有一(yi)个锐利的压头和(he)弹(dan)力很(hen)强的弹(dan)簧,可以穿入较深的深度。


 


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