橡膠套為薄壁套筒類零件，采用模壓工藝成型制造。本文從模具分型、定位導向方式、溢料排氣通道及模具脫模等方面講解橡膠套模具結構設計技術，為此類模具結構設計提供可靠的技術參考。

橡膠套用于軸類精密産品内防護，因為其壁厚不足外徑的10%，因此為薄壁套筒類結構，主要有封閉式、半封閉式和開放式結構，如圖1所示。鑒于橡膠套的結構、材料特點，其制品采用模壓工藝，将一定量的膠料直接填入模具型腔中，然後合模，通過加壓、加熱及硫化等工藝流程而得到制品。

因此，模具結構設計時主要考慮在滿足零件結構的基礎上，能較好地實現模壓工藝流程，其主要内容包括模具型腔分型、合模過程的定位導向方式、溢料排氣通道以及便于模具裝配脫模等。

1. 分型設計

分型面設計是确定模具結構方案首先要考慮的因素，分型面設計考慮如下幾點：①分型面不得影響零件的外觀質量、尺寸精度及模具剛性。②分型面的選擇要有利于脫模取件。③分型面的位置設計要有利于模壓中的排氣、飛邊修除等。④分型面的設計要力求簡單，并有利于加工工藝性及模具裝配。

如圖3所示，橡膠套為倒V形結構，兩端大、中間小，單從一個分型面無法脫模取件。考慮脫模和模壓工藝性，可按圖3a所示進行工藝分型面設計，從橡膠套中間分型，上下模從兩端拆分取件；若考慮從一個方向脫模，可以按圖3b所示進行複合分型面設計，凹凸模水平分型、内環垂直分型。如圖4所示，内環被切割為兩瓣，采用鑲塊通過螺栓聯接，待與橡膠套整體頂出後，兩瓣分開取件。

分型面的結構多種多樣，是由橡膠套的形體結構所決定的，但合模位置隻有一個。合模位置是保證構成模具型腔零件絕對接觸的位置，其接觸面為合模面，合模面是零件尺寸公差的設計基準。當隻有一個水平分型面時，其分型面也為合模面；若為複合分型面時，選擇接觸面積最大或剛性最好的面作為合模面。

2. 定位導向設計

模具合模時的運動方向是由導向裝置來保證的，同時在導向過程中又要保證模具間隙的均勻性，對合模過程起定位作用，這就要求定位、導向相輔相成，定位導向精度較高。因此，模具的定位導向設計常采用過定位導向設計，常用結構如下。

（1）定位台階導向結構。定位台階因為其車削工藝較好，能很好的保證配合尺寸的公差、形位精度及表面粗糙度，是較常用的一種定位方式，但不具有導向功能。用于模具結構尺寸較小（模具外徑小于200mm）時，可采用凹凸模型腔配合初定位、定位台階精定位以及台階倒角合模導向的方式進行導向定位設計，如圖5所示。

（2）定位銷結構。定位銷相較于定位台階，本身既可以實現精确定位還具有導向作用，因此也是較常用的一種定位導向設計。根據定位精度及導向深度，可采用直銷或錐銷。由于定位銷和銷孔的配合精度直接影響到凹凸模的裝配精度，為了保證橡膠套的成型質量，定位銷與其配合孔的間隙很小，公差配合通常采用H8/h7或H7/h8，一方面對定位銷孔的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度質量要求較高，增加了加工難度，尤其是錐銷；另一方面定位銷及銷孔的極小間隙，增加了凹凸模的合模難度，直銷啟模操作尤為困難。

為了降低加工難度、合模難度，優化定位銷結構，采用台階銷，如圖6所示。台階銷頭部采用錐面導向，便于合模啟模操作；尾端以定位台階方式，螺紋緊固銷體；着重保證凸模銷孔的形位精度即可。

由于定位銷及銷孔的間隙極小、合模較難，其導向長度建議不超過200mm。若導向長度較長時，可采用分段定位的方式。分解台階銷定位功能，保留導向作用、粗定位，可适當增加導向長度、增大銷與孔的間隙、降低銷孔及銷的加工精度；将定位結構拆分為模具上端與下端兩處，下端采用凹凸模本體的軸與孔配合實現初定位，上端采用定位台階實現精定位。

（3）導向闆結構。當模具結構尺寸過大（模具外徑大于800mm）時，采用定位銷一方面加工精度難以保證，另一方面為保證銷體剛性需同時增加定位銷直徑及凹凸模外徑，使得整體模具結構超大。因此可以考慮優化導向設計，采用導向闆結構（見圖7），利用導向闆内平面與凹模外徑配合實現導向。在凸模外圓銑削至少3處槽口用以安裝導向闆，導向闆采用45鋼并調質硬度、取厚度為20～30mm，以保證導向剛性及耐磨度，與凹模外徑配合面設計15°～30°斜面導向；定位方式仍設計為分段定位結構，下端用凹凸模本體的軸與孔配合實現初定位，上端采用定位台階實現精定位。考慮到模具結構尺寸加大，定位台階至少20mm，深度較大。為保證既能跑料又能定位，采用均布定位塊結構代替定位台階。

（4）軸結構。以上定位導向結構多應用于封閉式或半封閉式橡膠套模具，針對開放式橡膠套模具，鑒于其兩端開口較大且深度較深，可采用中心軸結構定位導向，如圖8所示。但軸結構不利于脫模。

3. 溢料排氣設計

為了不影響零件的外觀質量、飛邊修除等，通常将溢料排氣通道設計在合模面或橡膠套兩端分型面，設計溢料通道時應增加切斷面設計，便于橡膠套成型及飛邊切斷。針對小型橡膠套模具，因預填膠料較少，僅從合模面溢料即可。如圖5所示，直接利用凹凸模型腔配合面切斷，沿切斷面以上銑通四處缺口（見圖9）用以排料，既不影響台階定位，還有益排料。

若針對較大的橡膠套模具，其膠料較多，需在橡膠套兩端分型面均留有溢料通道。如圖10所示，在凹模上端合模面設計切斷面，并銑削均布溢料槽，既保證合模面接觸面積又不影響溢料；在凹模下端分型面，仍設計切斷面台階，因下端凹模與凸模本體有初定位配合，将定位台階内圓設計為“梅花形”，銑削5～6處缺口用以排料，同時保證定位面精度及溢料排氣。

若采用圖2所示工藝分型面，通過增加墊環保證凹模加工工藝性，此時溢料面過寬，不便于膠性材料引流，在溢料面銑削均布溢料槽引導溢料。

4. 脫模設計

通常模具脫模方法是采用脫模螺杆預緊将凸模頂出凹模，因此，在凸模大端面設計幾處螺孔用于頂絲操作。但當模具結構過大，脫模力較大時，采用螺杆頂絲的力不足以達到脫模力要求，這時在凹模結構設計時，保證凹模底部法蘭可以裝夾或壓緊固定在專用脫模平台上，利用氣動、液壓泵等自動控制系統，從凸模頭部将凸模頂出，實現脫模。

5. 結語

圖10 兩端分型面溢料結構圖

1.切斷面 2.均布溢料槽 3.梅花形缺口

本文介紹的模具分型、定位導向方式、溢料排氣通道和模具脫模設計等關鍵技術，能夠滿足薄壁套筒結構的橡膠套模具結構設計，尤其是中大型模具，通過提出台階銷、導向闆及定位塊等優化結構，以降低加工、操作難度，為中大型模具的設計提供可靠的技術參考。