1、. . 装订线. . . . 山东农业大学毕 业 论 文轮胎活络模具的装配和模拟活络动作院 部 机械与电子工程学院 专业班级 车辆工程三班 届 次 2014届 学生姓名 侯恩权 学 号 指导教师 吕钊钦 教授 二一四年六月十四日目 录摘要IAbstractII引言10.1 轮胎活络模具的国内外发展现状20.2 课题研究的迫切性20.3 课题主要研究内容31 活络模具的基本结构31.1 活络模具组成部分31.1.1模壳41.1.2 型腔51.1.3 其他组件51.2 活络模具按加热方式分类61.3 活络模具按导向方式分类61.3.1圆锥面活络模导向方式61.3.2 斜平面活络模导向方式62 So
2、lidworks软件功能介绍62.1 Solidworks 简介62.1.1 Top Down(自顶向下)的设计62.1.2 Down Top (自下向上)的设计72.2 配置管理72.3 易用性及对传统数据格式的支持82.4 零部件镜像82.5 工程图83 轮胎活络模具的装配精度要求93.1 预加载高度的检测93.1.1 预加载高度偏小时103.1.2 预加载高度过大时103.2 花纹块与花纹块之间的精度要求与检测103.2.1 花纹块竖缝间隙过小时113.2.2 花纹块竖缝间隙过大时113.2.3 花纹块间隙不均时113.2.4 花纹块与侧板间的曲线 花纹块与侧板配合口径精度143.3.1 花纹块与侧板配合口径精度检测方法143.3.2 花纹块与侧板配合口径精度超差产生的因素及解决方法153.4 花纹块与侧板的曲线 花纹块与侧板的曲线高度差精度超差产生的原因及解决方法153.4.2 胎顶胎侧跳动度164 轮胎定型硫化机简介174.1 A型轮胎定型硫化机174.2 B型轮胎定型硫化机174.3 RIB型轮胎定型硫化机185 活络模具在硫化机上的定位195.1 活络模具在硫化机上的定位方式195.2 合模力的获得196 轮胎活络模具活络动作的模拟206.1 以滑块为例介绍轮胎活络模具的三维实体设计206.1
10、铝技术员；2.山农业大学 交通运输系主任）【摘要】轮胎模具是轮胎制造企业的关键工艺装备, 对轮胎外观质量有着举足轻重的作用。本课题在综合分析了我国轮胎模具行业总体状况的基础上,对轮胎活络模具的结构进行了计算和分析，设计了一套结构优良、受力合理的轮胎活络模具。并对活络模具进行了三维设计和运动仿真，使读者更加直观的了解其结构。分析了轮胎活络模具典型零件的加工工艺。应用Solidwork软件对活络模具进行装配和模拟活络动作，并对装配进行了详尽的描述，以及对活络模具开模角度的分析论证，获得合适的开模角度。最终使模具可以顺畅地进行活络动作。关键词：活络模具装配活络动作Tire Mold Assembly
15、很大的技术难度1。随着对汽车高速性、舒适性、安全性要求的不断提高，决定轮胎牵引力、制动力、耐磨性、散热性、操控稳定性的轮胎花纹也随之发生变化，花纹造型和式样的更新速度不断加快2。近年来轮胎行业逐渐呈现时装化趋势，在保证轮胎质量和性能的前提下，追求轮胎花纹的美观、时尚已成为轮胎未来发展的一大特点3。轮胎花纹需求的变化对轮胎模具提出了相应的要求，对轮胎模具的设计制造技术与工艺、轮胎模具产品的精度等都提出了更高、更严格的要求。活络模具是硫化子午线轮胎的主要设备之一，其型腔质量直接影响着子午线轮胎的外观质量、使用性能和使用寿命4。 目前，国内子午线轮胎活络模的理论研究还存在着很多不足，在整套模具的设计
16、、加工工艺的优化等方面都需要进一步的研究与提高。子午线轮胎相比较斜交胎具有高速、耐用、安全、舒适、噪音小等特点，正好满足汽车在高速公路行驶中对汽车轮胎经济性、动力性、安全性、舒适性和可靠性等方面的要求，同时，它也是中国轮胎制造业发展方向之一5。因此，近几年来，子午线轮胎在中国轮胎产业中增长迅速，所占比例不断提高，甚至出现供不应求的现状。自 2001年起，全钢子午线轮胎的消费情况异常火爆。尽管我国载重斜交胎还占较重，但全钢子午胎正在逐步取代斜交胎。由此可见，国内子午线轮胎行业的发展，为活络模行业的发展提供了极其广阔的市场6。活络模具按导向方式分为圆锥面活络模具和斜平面活络模具圆锥面活络模导向
17、方式：圆锥面活络模具的特点是导环与滑块以圆锥面的形式配合。圆锥面模具优点是导热性能好，维护及调整较容易，但导环与滑块配合面无自洁性能，易造成耐磨板磨损。斜平面活络模导向方式：斜平面活络模具的特点是导环与滑块以平面形式配合。它的滑块与导环耐磨板的自洁性好，在合模过程中能自动清除配合面上的油污及其他异物；但是加工精度要求高，加工困难，需要专用工装和设备7。 本文基于现在活络模具的现状、设计及加工等方面尚没有较系统的文章论述，及实际工作中遇到的问题，从模具装配、检测及模拟活络动作几个方面进行了分析研究，并提出了改进建议，解决了许多生产、使用中出现的问题8。希望本文能对活络模具和子午线、定帮助，为他人的工作提供参考依据。0.1 轮胎活络模具的国内外发展现状20世纪80年代,我国的轮胎模具花纹还是依靠模具钳工用手工刻花。到20世纪 90年代,引入了数控加工中心、电火花加工（EDM）和线切割等较先进的设备，极大地提高了模具制造水平，生产周期大幅缩短，模具制造精度和质量也有了很大的提高。数控技术已把工人从繁重的体力劳动中解救出来。另一方面，计算机辅助设计（CAD）/计算机辅助制造（CAM）/计算机辅助工程（CAE）技术在模具行业也得到了广泛应用，模具设计及数控加工水平也有了很大提高9。轮胎模具是橡胶模具中技术含量最高的产品，技术含量和附加值比普通模具产品都高，轮胎模具对轮胎的综合品
19、质会产生很大的影响。近几年,由于我国模具信息化技术的普及和应用，我国模具行业产值以每年20左右的速度增长,形势非常喜人10。据统计2010年我国模具企业总产值已达到1120 亿元，成为名副其实的模具生产大国。橡胶模具占我国模具总产量的3左右。当前,我国轮胎模具行业的机遇大于挑战，发展势头强劲，但竞争非常激烈11。轮胎模具行业目前面临的现实问题从外部看，主要是市场竞争的压力：高要求，低成本，高质量，短交货期；客户对信息协同的要求越来越高。从内部看,主要是满足客户需求的压力：模具质量受制于人员的操作水平；原材料涨价、人工成本提高带来的成本压力12。 虽然一些新工艺、新材料、新设备、新技术在轮胎模具
20、制造厂被广泛采用，并取得了显著的经济效益和社会效益，在一定程度上也促进了我国轮胎质量的提高和制造成本的下降。但是存在的主要问题和展望中国的橡胶轮胎模具生产企业发展水平和规模相差悬殊，即使是走在前列的企业，与国外同类企业，特别是欧美国家的企业，还有较大差距，缺乏国际竞争力。子午线轮胎模具行业的新标准从2009年开始实施，起步较晚，标准化程度和水平偏低。轮胎模具的标准件覆盖率国外发达国家已经达到70左右，而我国只有20左右，存在很大差距13。之所以如此，原因有三方面：一是企业技术创新能力差，还没有建立完善的且具针对性的研发体系和机制；二是人才不足，特别缺乏高层次的尖端人才；三是工艺装备相对落后，不
21、但设备数控化率低，而且现有数控设备的数量和质量与国外都有较大差距。0.2 课题研究的迫切性1987年以前我国的子午线活络模具全部依靠进口，自沈阳子午线轮胎模具有限公司从德国AZ公司引进子午线轮胎模具制造技术，建成我国第一条子午线轮胎模具生产线后，子午线轮胎活络模具国产化比例逐渐加大14。轮胎活络模具替代两半模，是轮胎硫化设备发展的必然趋势，为橡胶轮胎制品进入高品质、高效率的发展阶段奠定了坚实的基础。近两年，我国轮胎模具工业健康发展，行业结构调整和企业改 制步伐明显加快，生产持续快速发展，设计制造水平进一步提高。轮胎模具企业通过坚持技术改造，依靠技术创新，开发新产品、依靠新技术改造传统产业，逐步
22、向高新技术企业迈进。因此为了适应市场的需求，研究和设计精度更高、工艺和质量更好的轮胎模具已经迫在眉睫。子午线轮胎相比较斜交胎具有高速、耐用、安全、舒适、噪音小等特点，正好满足汽车在高速公路行驶中对汽车轮胎经济性、动力性、安全性、舒适性和可靠性等方面的要求，同时，它也是中国轮胎制造业发展方向之一。因此，近几年来，子午线轮胎在中国轮胎产业中增长迅速，所占比例不断提高，甚至出现供不应求的现状。自 2001年起，全钢子午线轮胎的消费情况异常火爆。尽管我国载重斜交胎还占较重，但全钢子午胎正在逐步取代斜交胎15。由此可见，国内子午线轮胎行业的发展，为活络模行业的发展提供了极其广阔的市场。0.3 课题主
23、要研究内容 (1)描述轮胎活络模具基本结构及其装配过程，并分析其在装配过程中几个主要装配精度要求，介绍Solidworks软件并用Solidworks软件将模具装配过程模拟出来16； (2)完成装配之后对活络模具的活络动作进行描述和模拟，对硫化机进行简单的介绍，对硫化机的传动机构进行设计并对方案进行分析比较； (3)确定活络模具在硫化机上的定位和夹紧方式，对关键零部件进行受力计算并用ANSYS进行受力分析17，并用CAXA软件完成重要零件图和装配图。1 活络模具的基本结构1.1 活络模具组成部分 子午线活络模具由模壳和型腔两大部分组成。1定中环 2底座 3 内六角圆柱头螺钉M16X40 4内六
24、角沉头螺钉M8X16 5底座滑板 6滑块 7限位块 8定位块 9导环闭滑板 10锥销A8X22 11内六角圆柱头螺钉M8X16 12内六角圆柱头螺钉M16X60 13标准弹簧垫圈16 14导环开滑板 15内六角圆柱头螺钉M6X12 16内六角圆柱头螺钉M18X60 17 内六角圆柱头螺钉M12X35 18标准弹簧垫圈12 19导向条 20导环 21内六角圆柱头螺钉M24X70 23标准弹簧垫圈24 24拉紧螺栓 25上盖闭滑板 26上盖开滑板 27内六角圆柱头螺钉M16X70 28上滑块 29上盖 图1-1 活络模具组成结构1.1.1模壳 构成模具外壳并实现花纹块开合的零件组合。由上盖、底座、
25、导环、滑块、上滑块、安装环、导向条、限位块（限位螺钉）、耐磨板等部件组成。 安装环：紧固在中模套上面，与硫化机连接的环形模具零件，起调整预加载高度的作用。 导环：传递来自硫化机动力并实现模具开合的模具零件。 上盖：固定模具上胎侧板和连接在硫化机动力缸上，传递来自动力缸的动力并辅助模具开合的模具零件。 上滑块：用于连接上盖和滑块的零部件，在模具开合过程中作径向移动。 滑块：弓形座，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。斜平面滑块是导环与滑块以平面形式配合，圆锥面滑块是导环与滑块以圆锥面的形式配合。 导向条：斜平面模具的导向条安装在滑块上；圆锥面模具导向条安装在导环上，有连
26、接滑块与导环并实现导向的作用。 限位块：在开模时，限制滑块的行程，起挂接作用，防止滑块脱落。 耐磨板：在开、合模时，它与滑块的背面接触，滑动时起耐磨作用。 底座：固定模具下胎侧板，使模具准确定位并固定在硫化机下工作台上的模具零件。底座滑板：在活络模具时，该部件与滑块的底面接触，滑动时起耐磨作用。 上盖开滑板：在模具花纹块打开时，上滑块与该部件面接触，滑动时起耐磨作用。 上盖闭滑板：在合模时，与滑块的上端面面接触，滑动时起耐磨作用。 导环的锥度设计：使花纹圈达到开、合状态。它通过安装环与硫化机的上热板连接，在合模后，承载一定的压力，是合模、压模的主要实施部分。1.1.2 型腔 构成轮胎制品外轮廓
27、的零件组合。由上、下侧板、上、下钢圈和花纹块组成。上侧板和上盖组装在一起，下侧板和底座组装在一。