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悬置及橡胶衬套缩颈工艺详解

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通常橡胶衬套按制造方法和特性可分为以下几类:有橡胶的衬套,②只有内金属套和橡胶的衬套,③有内、外金属套和橡胶的衬套(图1)。其中内外套的衬套又可分为:内外套都粘接型;内套粘接外套压入型;内外套都压入型。对于内外套都粘接型的衬套在径向进行一定压缩量的缩径可有效提高使用的耐久性能。
图1 有内、外金属套和橡胶的衬套
1 橡胶衬套缩径的目的
①提高产品的耐久性能, 内外套都粘接型的衬套在硫化成型后,因橡胶冷却收缩而橡胶与内外套都粘接牢固橡胶没有收缩空间而造成分子间存在拉伸应力,当橡胶衬套在工作过程中受到外界施加载荷作用,使得一侧的拉伸状态有所缓和而另一侧拉伸应力加大,当分子间的拉伸应力超过橡胶的自身强度时,就会出现分子间的化学键断裂,橡胶衬套内部出现裂纹,导致产品出现早期破坏,若橡胶衬套硫化成型后,对外套进行径向压缩,可使得橡胶分子间预先存在压缩应力, 当橡胶衬套在工作过程中受到外界施加载荷作用,使得一侧的压缩应力加大而另一侧压缩应力减小或恢复到自由状态,同时通过压缩量的调整可使橡胶衬套在工作过程中不受拉伸应力的作用,我们知道橡胶材料的抗压缩性能远高于抗拉伸性能,因此在对橡胶衬套进行一定量的径向压缩可以避免产品出现早期破坏提高使用的耐久性。
②可以保证产品的结构形状,如图2所示该产品为实现其功能需要在A部实现自由状态无间隙,在内套下压时间隙增大而内套上行时间隙减小并起到止动作用,若采用常规工艺生产,模具无法保证部的实现,此时我们可以考虑采用缩径的生产工艺,在硫化成型时按图生产,保证模具最薄处大于2mm,有利于模具的加工和模具的强度,在硫化成型后对外套进行缩径,通过橡胶的挤压使得内套上移实现产品在自由状态无间隙的要求。
图2 缩径前后产品形状
③可以对产品的刚度性能进行微小调整,通过径向压缩可使产品径向的刚度增大而轴向刚度减小,这对于在产品的轴向和径向刚度要求无法简单的从结构上调整时,可以起到一定的微调作用。
2 缩径的工艺方法
   ①直筒式缩径工艺:将产品挤压通过比产品外径小的孔,实现产品外径径向压缩的方法;
   ②弹性夹头式缩径工艺:将产品放在弹性夹头内通过弹性夹头的径向压缩实现产品外径径向压缩的方法;
3 两种工艺方法的特点:
①直筒式缩径工艺的优点是速度快生产效率高,产品外观质量好;缺点是一次缩径量小,大缩径量的产品需分多次缩径;生产时易产生噪音;
②弹性夹头式缩径工艺的优点是一次缩径量大可达3-5mm;缩径尺寸可以进行微小调整;可压缩各种形状的产品;缺点是产品外表面易夹伤;缩径夹具费用高。

图3 直筒式和弹性夹头式缩径方式
4 缩径产品的设计
①考虑好压缩后的产品形状后再进行压缩前形状的设计如图4所示。
②压缩率:指橡胶厚度的压缩变化量(T0-T1)/T0*100%,通常取5%-10%,压缩率必须考虑能抵消橡胶冷却的收缩率后仍有一定的压缩量。③外套缩径率:指外套直径的压缩变化量(D0-D1)/D0*100%,一般应在5%以下,如果缩径率过大,磷化膜会过于挤压而破坏导致橡胶与外套脱胶。

图4 缩径前后产品形状尺寸变化
5 衬套缩径时需控制的环节
   ①缩径前外套表面需涂防锈油,起到润滑作用,防止拉伤产品外表面和降低产生的噪音,但使用的油品一定是经过确认的,确保对橡胶无损害。
   ②对于直筒式缩径方式需要控制一次缩径量,因为直筒式缩径时一次缩径量过大会降低夹具的使用寿命,影响产品的外观质量,会造成产品缩口后的尺寸波动大难以控制,因此我们在产品设计时会考虑采用分段多次缩径的方式来解决大缩径量的产品缩径问题。

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来源:汽车NVH云讲堂
断裂非线性化学汽车裂纹材料控制模具
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首次发布时间:2023-04-13
最近编辑:1年前
吕老师
硕士 28年汽车行业从业经验,深耕悬置...
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