專利名稱：一種金屬-橡膠復合密封墊的成型模具和成型方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬_橡膠復合密封塾的成型方法及成型方法，屬于橡膠 成型工藝和模具設計技術領域。
背景技術：
運載火箭箭體使用的超低溫閥門、氣瓶等部件(如液氫、液氧閥門)經常 采用螺紋連接結構，該結構簡單、緊湊、節(jié)省空間、安裝簡便，但是該處的密 封問題一直是一個難題。
目前普遍采用軟金屬墊片(如鋁墊片、紫銅墊片等)作密封件進行密封， 在常溫下密封就有出現(xiàn)泄露的可能性，在經歷低溫循環(huán)過程中，由于金屬墊片 在低溫下收縮率較大，而且恢復常溫后變形無法恢復，因此造成在常溫復試時
靜密封泄漏的問題。金屬-橡膠復合密封墊由金屬骨架12和橡膠段11組成， 能滿足在低于-200°C，壓力范圍-0.1MPa~ 35MPa工況下的密封要求。
現(xiàn)有的模壓成型模具，對于金屬與橡膠復合制品而言，由于金屬骨架的尺 寸較薄(l-2mm),在模具的結構上不易設計取?？臻g，硫化后膠料與模具之 間有一定的附著力，這些都造成了產品取模困難。因此，本發(fā)明提供一種能方 便取模的成型模具和金屬-橡膠復合件模壓成型的方法。
發(fā)明內容
本發(fā)明的技術解決問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能方便^^莫的 成型模具及適用于該成型模具成型金屬_橡膠復合密封墊的方法。
本發(fā)明的技術解決方案是 一種金屬-橡膠復合密封墊的成型模具，包括上 芯板、上壓板、下芯板、定位墊圏和下壓板，上芯板的中心圓柱段安裝在上壓 板的中心孔內，下芯板的中心圓柱段安裝在下壓板的中心孔內，上壓板和下壓 板之間安裝有定位墊圈，金屬-橡膠復合密封墊的金屬骨架放置在上芯板、上壓板、下壓板、定位墊圈和下芯板組合成的型腔內，定位墊圏、上壓板和下壓板 之間的配合面呈15。
~20°傾角。
所述的定位墊圈采用分體式，由四個同樣的呈90。的扇面組成，各扇面之 間的間隙為1mm，加工公差為自由公差，扇面的內徑由金屬-橡膠復合密封墊 的金屬骨架的外徑決定，扇面的外沿呈15。 ~20°傾角，并與上壓板和下壓板 配合。
所述的定位墊圈是鋼質的金屬墊片，高度比金屬-橡膠復合密封墊的金屬骨 架的高度小0.1~0.2mm。
所述的上壓板和下壓板上各開有一個相對的R2的流膠槽，流膠槽離定位 墊圏內徑1~2mm,加工公差為自由公差。
一種金屬-橡膠復合密封墊的成型工藝，通過以下步驟實現(xiàn)
第一步，將成型金屬-橡膠復合密封墊的壓力成型機的溫度調整至金屬-橡 膠復合密封塾所用橡膠的硫化溫度；第二步，將金屬-橡膠復合密封墊成型模具組合好放在壓力成型機上預熱到
80~100°C;
第三步，金屬-橡膠復合密封墊成型模具預熱好后，將金屬-橡膠復合密封 塾成型模具的上芯板和上壓板取下；
第四步，在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的下壓板與定位墊圏形成的型腔 內填充金屬-橡膠復合密封墊所用橡膠的膠料毛坯；
第五步，將上下表面作吹砂處理后的金屬骨架吹砂面上均勻涂敷能粘接金 屬和橡膠的粘合劑；
第六步，將涂敷粘合劑的金屬骨架平置于填充在金屬-橡膠復合密封墊成型 模具的下壓板與定位墊圈形成的型腔內的膠料毛坯上；
第七步，在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的上壓板的型腔內填充膠料毛 坯，再將裝有膠料毛坯的上壓板安裝在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的下壓板 與定位墊圈上；第八步，在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的上壓板上安裝上芯板； 第九步，壓力成型機給金屬-橡膠復合密封墊成型模具加壓，辟u化膠料毛坯； 第十步，硫化完成后，將金屬-橡膠復合密封墊成型模具從壓力成型機上取
出，依次取下上芯板、上壓板、下芯板、定位墊圏，將成型好的金屬-橡膠復合
密封墊耳又出。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比有益效果為
(1) 本發(fā)明的成型模具采用組合式，拆卸方便，能很方便的取出金屬-橡 膠復合密封墊；
(2) 本發(fā)明的成型模具采用分體式的定位墊圈，在保證金屬-橡膠復合密 封墊定位的同時方便取出，使成型后的金屬-橡膠復合密封墊能方便取出；
(3) 本發(fā)明的成型模具結構簡單，便于制造，成本低廉；
(4) 利用本發(fā)明的成型方法成型金屬-橡膠復合密封墊的效果很好。
圖1為本發(fā)明成型模具的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明成型模具定位墊圏的側^L示意圖； 圖3為本發(fā)明成型模具定位墊圈的俯視示意圖； 圖4為用本發(fā)明成型模具成型的金屬-橡膠復合密封墊的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，金屬-橡膠復合密封墊成型模具包括上芯板1、上壓板2、下 芯板5、定位墊圈3和下壓板4,上芯板1的中心圓柱段安裝在上壓板2的中 心孔內，下芯板5的中心圓柱段安裝在下壓板4的中心孔內，上壓板2和下壓 板4之間安裝有定位墊圈3。
金屬-橡膠復合密封墊的金屬骨架12放置在上芯板1 、上壓板2、下壓板4、 定位墊圈3和下芯板5組合成的型腔內，定位墊圈3、上壓板2和下壓板4之 間的配合面呈15。 ~20°傾角，方便拆卸。
金屬-橡膠復合密封墊在硫化成型過程中，橡膠會流動充滿型腔，并與接觸面產生粘合力，因此定位墊圈3要采用分體式，成型后將定位墊圈3—瓣一瓣 取下，從而保證金屬-橡膠復合密封墊順利出模。定位墊圈3如圖2、 3所示， 由四個同樣的呈90°的扇面組成，各扇面之間的間隙為1mm,加工/>差為自 由公差，扇面的內徑由金屬-橡膠復合密封墊的金屬骨架12的外徑決定，扇面 的外沿呈15。 ~20°傾角，并與上壓板2和下壓板4的傾角配合。定位墊圈3 選用鋼質的金屬墊片，在成型時不變形，保證金屬-橡膠復合密封墊的尺寸。定 位墊圈3的高度低于金屬-橡膠復合密封墊的金屬骨架12的高度0.1 0.2mm。
上壓板2和下壓板4各開有一個相對的R2的流膠槽6,用來容納橡膠硫 化時多余的膠，流膠槽6離定位墊圈3內徑1~2mm,加工公差為自由公差。
上芯板1 、下芯板5的中心圓柱段的外徑和金屬-橡膠復合密封墊的金屬骨 架12的內徑配合，定位墊圈3的內徑和金屬-橡膠復合密封墊的金屬骨架12 的外徑配合，上芯板1與上壓板2配合，下芯板5與下壓板4配合，具體配合 精度可以根據需要參照機械設計手冊中孔和軸的配合精度來定。
以生產如圖4所示的某種規(guī)格的金屬-橡膠復合密封墊為例，介紹金屬-橡 膠復合密封墊的成型方法。
金屬骨架內徑為①28:::32 mm、外徑為①35:::::mm、高為1.8土0.03mm;橡 膠段為R0.65mm。材料為某熱硫化橡膠，其硫化溫度為165±5°C。
成型模具主要部位尺寸設計
上、下芯板的中心圓柱段的外徑應設計為①28^mm; 定位墊圏的內徑應"^殳計為①35。+°°4 mm; 定位墊圏的高度應設計為1.8:^mm。
1 )將成型金屬-橡膠復合密封墊的壓力成型機的溫度調整至165±5°C;
2 )將金屬-橡膠復合密封墊成型模具組合好放在壓力成型機上預熱到 80±5°C;
3)金屬-橡膠復合密封墊成型模具預熱好后，將金屬-橡膠復合密封墊成型 才莫具的上芯板和上壓板:取下；4 )在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的下壓板與定位墊圈形成的型腔內涂 抹脫模劑，將截面直徑為01mm，長度為98mm的膠料對接后制成環(huán)形毛坯， 將毛坯置于型腔中；
5 )將上下表面作吹砂處理后的金屬骨架吹砂面上均勻涂敷能粘接金屬和橡 膠的粘合劑Kemlock 250;(粘合劑選用能粘接金屬與橡膠的即可)
6) 將涂敷Kemlock 250的金屬骨架平置于填充在金屬-橡膠復合密封墊成 型模具的下壓板與定位墊圏形成的型腔內的膠料毛坯上；
7) 在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的上壓板的型腔內填充膠料毛坯，再 將裝有膠料毛坯的上壓板安裝在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的下壓板與定 位墊圈上；
8) 在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的上壓板上安裝上芯板；
9) 壓力成型機給金屬-橡膠復合密封墊成型模具加壓至10MPa，疏化膠料 毛坯；
10) 硫化完成后，將金屬-橡膠復合密封墊成型模具從壓力成型機上取出， 依次取下上芯板、上壓板、下芯板、定位墊圈，將成型好的金屬-橡膠復合密封 墊4黃向移動取出。
本發(fā)明未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識。
權利要求
1、一種金屬-橡膠復合密封墊的成型模具，其特征在于包括上芯板(1)、上壓板(2)、定位墊圈(3)、下壓板(4)和下芯板(5)，上芯板(1)的中心圓柱段安裝在上壓板(2)的中心孔內，下芯板(5)的中心圓柱段安裝在下壓板(4)的中心孔內，上壓板(1)和下壓板(4)之間安裝有定位墊圈(3)，金屬-橡膠復合密封墊的金屬骨架(12)放置在上芯板(1)、上壓板(2)、下壓板(4)、定位墊圈(3)和下芯板(5)組合成的型腔內，定位墊圈(3)、上壓板(2)和下壓板(4)之間的配合面呈15°～20°傾角。
2、 根據權利要求1所述的一種金屬-橡膠復合密封墊的成型模具，其特征 在于所述的定位墊圈(3)釆用分體式，由四個同樣的呈90°的扇面組成， 各扇面之間的間隙為1mm,加工公差為自由公差，扇面的內徑由金屬-橡膠復 合密封墊的金屬骨架(12)的外徑決定，扇面的外沿呈15。 ~20°傾角，并與 上壓板(2)和下壓板(4)配合。
3、 根據權利要求1或2所述的一種金屬-橡膠復合密封墊的成型模具，其 特征在于所述的定位墊圈(3)是鋼質的金屬墊片，高度比金屬-橡膠復合密 封墊的金屬骨架(12)的高度小0.卜0.2mm。
4、 根據權利要求1所述的一種金屬-橡膠復合密封墊的成型模具，其特征 在于所述的上壓板(2 )和下壓板(4)上各開有一個相對的R2的流膠槽(6 ), 流膠槽(6)離定位墊圈(3)內徑1 2mm，加工公差為自由公差。
5、 一種金屬-橡膠復合密封墊的成型工藝，其特征在于通過以下步驟實現(xiàn) 第 一 步，將成型金屬-橡膠復合密封墊的壓力成型機的溫度調整至金屬-橡膠復合密封墊所用橡膠的硫化溫度；第二步，將金屬-橡膠復合密封墊成型模具組合好放在壓力成型機上預熱到 80~100°C;第三步，金屬-橡膠復合密封墊成型模具預熱好后，將金屬-橡膠復合密封墊成型模具的上芯板(1 )和上壓板(2 )取下；第四步，在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的下壓板(4)與定位墊圏(3) 形成的型腔內填充金屬-橡膠復合密封墊所用橡膠的膠料毛坯；第五步，將上下表面作吹砂處理后的金屬骨架(12)吹砂面上均勻涂敷能 粘接金屬和橡膠的粘合劑；第六步，將涂敷粘合劑的金屬骨架(12)平置于填充在金屬-橡膠復合密封 墊成型模具的下壓板(4)與定位墊圏(3)形成的型腔內的膠料毛坯上；第七步，在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的上壓板(2)的型腔內填充膠 料毛坯，再將裝有膠料毛坯的上壓板(2)安裝在金屬-橡膠復合密封墊成型模 具的下壓板(4)與定位墊圈(3)上；第八步，在金屬-橡膠復合密封墊成型模具的上壓板(2 )上安裝上芯板(1 );第九步，壓力成型機給金屬-橡膠復合密封墊成型模具加壓，硫化膠料毛坯；第十步，硫化完成后，將金屬-橡膠復合密封墊成型模具從壓力成型機上取 出，依次取下上芯板(1)、上壓板(2)、下芯板(5)、定位墊圈(3)，將成型 好的金屬-橡膠復合密封墊取出。
全文摘要
一種金屬-橡膠復合密封墊的成型模具，包括上芯板、上壓板、定位墊圈、下壓板和下芯板，上、下芯板的中心圓柱段安裝在上、下壓板的中心孔內，上、下壓板之間安裝有定位墊圈，金屬-橡膠復合密封墊的金屬骨架放置在上、下芯板、上、下壓板和定位墊圈組合成的型腔內，定位墊圈、上、下壓板之間的配合面呈15°～20°傾角。本發(fā)明的成型模具采用組合式，拆卸方便，能很方便的取出金屬-橡膠復合密封墊；成型模具采用分體式的定位墊圈，在保證金屬-橡膠復合密封墊定位的同時方便取出，使成型后的金屬-橡膠復合密封墊能方便取出；本發(fā)明的成型模具結構簡單，便于制造，成本低廉；利用本發(fā)明的成型方法成型金屬-橡膠復合密封墊的效果很好。
文檔編號B29C33/30GK101524880SQ20091007892
公開日2009年9月9日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權日2009年2月27日
發(fā)明者王立峰, 新 田, 謝小兵, 陳風波 申請人:航天材料及工藝研究所