轮胎模具培训教材

轮胎模具培训教材

 

        轮胎是汽车的主要零件之一，它是车与路面唯一的接触。配合轮圈使用，要负汽车行驶、转弯、减震、剎车及操控等任务。现时的新一代汽车，性能不断提高，而配备的原裝轮胎，均偏向舒适及耐用。轮胎模具作为轮胎制品加工最重要的成型设备之一，其质量要求也越来越高。

 

第1章: 轮胎基本知识

 

         轮胎的种类有很多种，也有很多种分法：有按车种分类的，有按用途分类的，有按大小分类的，有按花纹分类的，有按构造分类的。
●按汽车种类分类
         轮胎按车种分类，大概可分为8种。即：PC——轿车轮胎；LT——轻型载货汽车轮胎；TB——载货汽车及大客车胎；AG——农用车轮胎；OTR——工程车轮胎；ID——工业用车轮胎；AC——飞机轮胎；MC——摩托车轮胎。
●按轮胎用途分类
         轮胎按用途分类，包括载重轮胎、客车用轮胎及矿山用轮胎等种类。

●按轮胎大小分类
         轮胎按大小分类，一般是指外胎的断面宽度在17in(英寸，1in＝25.4mm)以上的轮胎，这种轮胎属于巨型轮胎；外胎断面宽度在17in以下、10in以上的轮胎属于大型轮胎；外胎断面宽度在10in以下的轮胎属于中小型轮胎。

●按轮胎花纹分类
         轮胎按花纹分类有很多种，但大体上可以分为五种：
         ①直沟花纹，也叫普通花纹。这种花纹操纵安定性优良，转动抵抗小，噪声低，特别是排水性能优秀，不容易横向滑移。

         ②横沟花纹。横沟花纹的驱动力、制动力和牵引力特别优秀，而且其耐磨性能极佳，因此，十分适合如推土机、挖掘机等工程车辆使用，但横沟花纹的操纵性和排水性能较差。
         ③纵横沟花纹。纵横沟花纹也叫综合花纹，它兼备了纵沟和横沟花纹的优点

         ④泥雪地花纹。泥雪地花纹，顾名思义，是指专为适于泥地和雪地使用而设计的花纹。它用字母“M＋S”表示，“M”指泥地，而“S”指雪地。

         ⑤越野花纹。越野花纹是专门为适应干、湿、崎岖山路和泥泞、沙路而设计的花纹。

●按轮胎结构分类
         轮胎按照构造分类，以目前广泛使用的情况来分，可分为斜交轮胎和子午线轮胎两大类。

         如: 7.50-14    “-”是代表斜交轮胎

         175/70R13  “R”是代表子午线轮胎

         子午线轮胎根据带束层和胎体用的帘线品种不同，可以分为三类：全钢丝子午线轮胎、钢丝带束纤维胎体子午线轮胎(半钢丝子午胎)和全纤维子午线轮胎。子午胎又分有内胎轮胎和无内胎轮胎（TUBELESS）也称真空胎。

 

     第2章: 轮胎模具

 

         轮胎模具作为轮胎制品加工最重要的成型设备之一，它的质量及性能也直接关系着轮胎的质量。随着数控加工和制造技术的不断发展，轮胎模具的结构及制造工艺也在不断创新。

目前的轮胎模具分为两种：活络模具和两半模具  

下面我们针对活络模具来进行介绍：

一、活络模具

1、活络模具的分类

 

●按结构形式不同分为：圆锥面导向活络模具和斜平面导向活络模具(见图1、图2)

 

 

图1

 

 

图2

 

         图 1  圆锥面导向活络模具：模具开合驱动导向面呈内圆锥结构          

         图 2  斜平面导向活络模具：模具开合驱动导向面由多个斜面组成

●按模具加热方式不同分为：热板式和蒸锅式活络模具（见图3、图4）

●按硫化机规格不同模具又分为65寸、63.5寸、55寸、48寸、45寸等规格。

 

 

图 3 热板式斜平面导向活络模具

 

 

图 4 蒸锅式斜平面导向活络模具

 

B----轮胎断面宽度	d----钢圈子口直径
C----轮辋间宽度	E----上下侧板分模点间的宽度
D1----装机孔中心直径	F----花纹块与滑块的定位配合宽度
D2----花纹块配合直径	H----向心机构内腔高度
D3----模具外直径	H0----合膜总高度
D4----胎侧板与向心机构的定位直径	H1----花纹块的高度
D5----动力缸的法兰连接孔中心直径	X----模具在水平方向的开模行程
De----花纹块与胎侧板配合的分模直径	Y----模具在垂直方向的开模行程
Di----胎侧板与花纹块配合的分模直径

2、术语和定义

 

         轮胎活络模具自身分为向心机构部分和型腔部分，其各自又包含许多部件。其中型腔部分主要由花纹块、胎侧板、钢圈组成，向心机构部分由吊环、上盖、T形块、中模套、滑块、导向条、底板、减摩板等部件组成。

 

 

●型腔：构成轮胎模具制品轮廓的模腔

●向心机构：构成模具外壳并驱动花纹块开合的零件组

●花纹块：轮胎胎面花纹定型硫化的模型零件

●胎侧板：轮胎侧面及其商标字体定型硫化的模型零件

●钢圈：轮胎轮辋部位定型硫化的模型零件

●分型面：花纹块和花纹块间的接触面、花纹块和胎侧板间的接触面

● 滑块：用于搭载花纹块并在模具开合过程中传递来自中模套动力的模具零件

●中模套：传递来自硫化机动力并驱动模具的零件组合

●减摩板：降低模具的各滑动部分摩擦力的一种特殊材料零件

●蒸汽室：通蒸汽并使模具加热，设置在中模套和上下热板里面的一种空腔结构

●圆锥面结构：由内圆锥面导向并产生足够的合模力作用驱使模具型腔闭合和开启的结构

●斜平面结构：由内斜平面导向并产生足够的合模力作用驱使模具闭合和开启的结构

●活络模具：由向心机构驱动各个花纹块沿径向开启和闭合，是型腔和向心机构组成的整体

 

 

二、活络模具加工工艺

1、模具加工流程图

 

 

花纹圈、侧板加工流程图

 

 

向心机构加工流程图

 

 

2、型腔加工工艺

 

2.1花纹圈加工工艺

 

●根据模具图铸造或锻打毛坯。 材料：35#

●粗车毛坯

         按粗车图纸加工毛坯。

●热处理

         加工件进行完全退火处理，消除内应力，退火时应放平，避免变形过大。

●钻孔

         按图纸打吊装孔。

●半精车

         按半精车图纸将花纹圈的外径和高度加工到位，用半精车程序车花纹圈内腔，子口单边留1mm余量，车完用半精车样板检验。

●铣花

         用铣花程序将花纹圈内花纹粗铣成型(根据轮胎花纹来决定是否铣花)，半边留余量1mm,用铣花样板检验。

●电火花

         用加工好的花纹电极把花纹圈内花纹电加工成型，用型腔样板和花纹断面样板检验。

●划线、打腰孔、攻丝

         把花纹圈按厂家的要求均分成数份，分别画出标示线，放到工装内打背部腰孔并攻丝（即与滑块的连接孔）。  

●线切割

         按照工序8所分的等份，对准划线处切割。用Φ0.18mm的丝割至距对面5mm处退出割口，宽度不大于0.20mm。

●钳工

         把切割好的花纹块按图纸要求对花纹进行打光、清角、清根、打排气孔，在花纹根部开排气槽等整修工作，要求花纹部分棱角分明、一致性好、无明显手工痕迹、符合样板，整修完把花纹块外部整体抛光、洗净待检。

●检验

         用型腔样板、花纹端面样板检测模具所对应部分的曲线及花筋，误差应在正负0.1mm内，表面光洁度达 Ra3.2以上，气槽、气孔应畅通无阻。

●喷砂

         型腔内部均匀喷沙，颜色一致。

●装配

         在工装内研配花纹块后按图纸尺寸精车子口。

 

2.2上侧板加工工艺

 

●根据模具图铸造或锻打毛坯  材料：45#

●粗车毛坯

         按粗车图纸加工毛坯。

●热处理

         加工件进行完全退火处理，消除内应力，退火时应放平，以免变形过大。

●精车

         按图纸尺寸精车侧板外形，棱边倒角R2。用型腔总样板与钢圈样板配合，精车整个型腔面，型腔必须与样板吻合。

●钻孔

         按图纸打吊装孔。

●刻字

         依照字体排列图和字样图选用对应程序刻字，字体的大小、宽深、排列、间距的大小一定要按图纸要求进行雕刻。

●配活字块

         ①在铣花机上铣活字块槽，形状、大小和深度必须按字样图要求。

         ②将铣好的活字块与槽研配，活字块的底面和侧面与槽完全接触，周圈无缝隙。精车活字块表面曲线后刻字。

●钳工（开气槽、打气孔、镶气套、抛光）

         ①依照字样图开排气槽，要求宽度、深度符合图纸，均匀一致。

         ②钻气孔、镶气套。要求气套不下陷不突出，倒角一致。

         ③按图纸在侧板背面打上与上盖的连接孔并攻丝，然后整个侧板打磨抛光，型腔内部光洁度达Ra1.6，清理干净后涂上防锈油。

 

2.3下侧板加工工艺

 

●根据模具图铸造或锻打毛坯  材料：45#

●粗车毛坯

         按粗车图纸加工毛坯。

●热处理

         加工件进行完全退火处理，消除内应力，退火时应放平，以免变形过大。

●精车（钢圈部留量）

         ①按图纸尺寸精车外圆及内圆、厚度，棱边倒角R2。

         ②按半精车程序车型腔面，使其与半精车样板相符，侧板与钢圈15度配合面上部应留有1mm余量。

●研配下钢圈

         钢圈与侧板配合面均匀接触，无缝隙。

●精车下钢圈

         ① 按精车程序钢圈，所留余量全部到位。在整个精车过程中，型腔总样板与钢圈样板配合检验。

         ②精车背面到图纸尺寸，棱边倒角R2。

●钻孔、铣加工

         按图纸要求在侧板外边缘分出等份划线、钻吊装孔，按厂家要求在侧板外缘铣压豁或打固定孔（压豁、固定孔用来与底板连接）。

●刻字

         依照字体排列图和字样图选用对应程序刻字，字体的大小、宽深、排列、间距的大小一定要按图纸要求进行雕刻。

●配活字块

         ①在铣花机上铣活字块槽，形状、大小和深度必须按字样图要求。

         ②将铣好的活字块与槽研配，活字块的底面和侧面与槽完全接触，周圈无缝隙。精车活字块表面曲线后刻字。

●钳工（开气槽、打气孔、镶气套、抛光）

         ①依照字样图开排气槽，要求宽度、深度符合图纸，均匀一致。

         ②钻气孔、镶气套。要求气套不下陷不突出，倒角一致。

         ③按图纸在侧板背面打上与上盖的连接孔并攻丝，然后整个侧板打磨抛光，型腔内部光洁度达Ra1.6，清理干净后涂上防锈油。

 

3、向心机构加工工艺

 

3.1上盖加工工艺

 

●根据模具图锻打毛坯  材料： 45#

●粗车毛坯

         按粗车图粗车毛坯。

●热处理

         加工件进行完全退火处理，消除内应力，退火时应放平，避免变形过大。

●精车

         按精车图加工各部位尺寸。

●铣加工

         按图纸划出对花线，以对花线为基准分出等份，上回转铣按图纸及程序铣槽

●钻孔、攻丝

         按图纸尺寸钻孔、攻丝，（包括上侧板联接孔、硫化机动力缸连接孔、减摩板安装孔）。

 

3.2吊环加工工艺

 

●根据模具图锻打毛坯  材料： ZG45

●粗车毛坯

         按粗车图粗车毛坯。

●热处理

         加工件进行完全退火处理，消除内应力，退火时应放平，避免变形过大。

●精车

         按吊环精车图加工各部位尺寸。

●钻孔、攻丝

         按吊环精加工图分别打吊装孔及4等份M27连接孔(与硫化机连接用) ，并钻3等份直径20通孔(向心机构固定螺栓孔)。清理干净后，涂上防锈油，备用。

 

3.3中模套加工工艺

 

●根据模具图或锻打毛坯  材料： 45#

●粗车

         按粗车图粗车毛坯。

●半精车毛坯

         按中模套半精车图加工各部位尺寸，外径、内径、高度均留余量。

●焊接气室

         把卷板用夹板固定到模套上，进行焊接，要求无沙孔裂纹。

●试压

         钻进、排气孔，攻3/4管螺纹，进行蒸汽压力实验。

●热处理

         将焊接完工件进行完全退火处理，退火时工件应放平整，以免变形过大。

●精车

         按中模套精车图将各留量部位精车到位

●铣加工（见H380精加工图）

         按中模套精加工图划出对花线，以对花线为基准分出等份，按图纸铣槽（固定主减摩板与滑块背面斜平面形成导向面）。

●研磨、 制孔、攻丝

         钻孔，攻丝（与吊环固定）；按图纸在中模套内侧用打孔工装打孔、攻丝(固定主减摩板及限位螺栓用)。

●最后再次进行蒸汽压力实验，保证压力>10KPa。

 

3.4滑块加工工艺

 

●根据模具图锻打毛坯  材料： 45#

●粗车毛坯

         按粗车图粗车毛坯。

●热处理

         加工件进行完全退火处理，消除内应力，退火时应放平，避免变形过大。

●半精车

         按滑块半精车图加工各部位尺寸

●切割、精铣

         ①把滑块上锯床，按图纸角度分块。

         ②按滑块精加工图，上铣床，铣背面（圆锥面滑块不用加工此面）。

●钻孔、扩孔

         使用工装和专用夹具，打背部孔并扩孔(固定导向条)。

●磨床加工

         上磨床用工装固定，找平找正，磨背面斜平面，（圆锥面滑块不用加工）。

●铣槽

         按精加工图纸加工背面槽(定位导向条)

●精车

         把滑块装至中模套中，找平、固定，上车床按精车图纸精车各部位尺寸，棱边倒角R3。

●铣床

         按精加工图纸加工上面槽(定位、固定T型块)

●钻孔、攻丝

         ①按图纸打固定T型块的孔并攻丝

         ②铣腰孔（与花纹块背部腰孔对应，固定花纹块）。

●热处理

         表面渗氮，氮层深度0.3～0.5，硬度大于HV600。

 

3.5底板加工工艺

 

●根据模具图锻打毛坯  材料： 45#

●粗车毛坯

         按粗车图纸加工毛坯。

●热处理

         加工件进行完全退火处理，消除内应力，退火时应放平，避免变形过大。

●精车

         按底板精车图加工各部位尺寸。

●铣槽、钻孔、攻丝

         ①按精加工图铣外边缘4等分槽(与硫化机下热板或底版连接槽)。         

         ②按精加工图钻吊装孔并攻丝。

         ③钻固定减摩板的螺丝孔并攻丝。

●安装减摩板

 

3.6导向条加工工艺

 

●锻打毛坯  材料： 45#

●粗刨

         按粗加工图粗刨毛坯。

●精铣

         按精加工图纸把导向条各部位尺寸加工到位。

●刨床加工

         刨床加工图中所示清角槽。

●钻孔、攻丝

         按图纸所示尺寸划线、钻孔、攻丝(与滑块或中模套连接用孔)。

●磨床加工

●热处理

         表面渗氮，渗氮深度0.3～0.5，硬度大于HV600，调质HB200-250。

 

3.7 T型滑块加工工艺

 

●锻打毛坯  材料： 45#

●粗刨

         按粗加工图粗刨毛坯

●精铣、切割

         ①按精加工图精铣尺寸到位

         ②按图纸把工件在锯床上锯成数个均分段，把长度尺寸再精铣到量

●钻孔、攻丝

         按图纸所示尺寸用工装钻孔、沉孔

●磨床加工       

●热处理

         表面渗氮，渗氮深度0.3～0.5，硬度大于HV600，调质HB200-250。