地铁线路轨道减振器注射模具设计探析

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了地铁线路轨道减振器注射模具设计探析范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：通过三维软件进行轨道减振器注射模具注胶系统、型腔系统、定位系统、排气系统及封胶系统等结构设计，将注射模具结构3D模型数据导入sigmasoft软件进行仿真分析，并修正流道结构，最终得出最优注胶系统，完成模具开发。结果表明，设计的Half瓣模结构借助注射机动力，实现了产品自动脱模，提高了生产效率。

关键词：轨道减振器；模具；注射

地铁线路轨道减振器安装在地铁轨道线路路基上，通过橡胶的剪切、压缩变形来缓冲列车运行过程中产生的振动，降低运行过程中产生的轨下基础的振动，从而起到降低结构振动及振动噪声的作用，如图1所示。

1产品分析

图2为某地铁线路轨道减振器结构示意图。所研制产品由橡胶及金属骨架在一定工艺条件下硫化成型，其要求具有稳定的垂向动态及静态刚度性能，且动静刚度比≤1．5，疲劳≥300万次。通过分析其结构特征及性能要求，并结合本司工艺成型特性，设计了注射模具，通过注射成型精准控制工艺参数，实现了该类型产品注射成型生产，有效减少了硫化时间，降低了成本。

2注射模具总体结构设计

该产品模具总体结构如图3所示。模具由注胶系统、型腔系统、定位系统、排气系统、封胶系统5部分组成［1］。结合注射机结构及产品结构，模具采用立式三腔分布，每腔采用六点注胶方式。型腔采用纵向Half式结构，便于产品与模具型腔自动分模，分型面处设计密封系统，同时设计有排气通道将型腔内部气体通过真空泵抽出。

2．1注胶系统设计

［2］分析产品结构特点，产品为非对称性结构且型腔胶层结构复杂，厚度不一，注胶系统水平流道采用四级分流道结构，垂直流道采用一级分流道结构［3］，如图4所示。经过sigmasoft仿真计算修正，最终确定梯形截面结构水平流道，各级流道设计非等比例截面，同一级别水平流道中进胶口一致，每个垂直流道末端处设计2个进胶口，实现各模腔注胶平衡。

2．2型腔系统设计

型腔采用Half式结构如图5所示。型腔通过高精度控制分型尺寸，确保Half瓣模分型面处良好封胶，同时便于产品自动脱模。各Half式瓣模之间通过拉杆连接，在注射机动力机构作用下实现纵向拉开与闭合，进而实现产品与模具自动分离。

2．3定位系统设计

为有效保障产品成型质量、底模组件、型腔组件、上模组件、流道板组件等相互之间通过直销定位机构进行精定位［4］，如图6所示。每瓣Half式型腔组件与底模通过两直销及销套定位，7级精度间隙配合设计。上模组件与型腔组件通过直销末端锥面定位，流道板与上模组件之间通过直销定位。

2．4排气系统设计

由于该产品的结构特点，型腔底部凹槽处易裹气，模具型腔分为两瓣Half式结构，利于排气，Half瓣模之间通过精密配合防止跑胶，分型面靠近橡胶型面处随型设计容胶槽实现产品在成型过程中跑气不跑胶。如图7所示，主体部件在水平及垂直分型面处设计密封系统，靠近型腔侧设计抽气通道，并在末端设计排气口，生产过程中通过真空泵进行抽气，将气体排出，有效降低产品气泡质量缺陷发生率。

2．5封胶系统设计

该产品在金属骨架边缘部分位置全包胶，而部分位置非包胶结构，且金属骨架结构不规则，封胶难度极大。如图8所示，本模具型腔采用垂向整体过压封胶，侧向锥面楔紧封胶。对于全包胶面，通过L型凸台进行金属骨架托起定位，保障包胶厚度；对于非包胶面，采用平面接触，高度方向过压金属骨架封胶。

3模具硫化仿真计算

在三维软件中进行模具3D结构设计，然后将3D结构模型导入sigmasoft进行硫化仿真计算，如图9，10所示，经过多轮计算修正，最终得出模具顶板温度165℃，底板165℃，硫化时间［5］15min，注射压力150kg／cm2工艺条件下，各模腔产品硫化程度一致，均达到99％以上。

4模具工艺验证

经过批量生产验证，该模具运行良好，如图11所示，在磐石注射机上生产，借助注射机台驱动力，实现产品与Half型腔瓣模自动分离，在出模工装作用下实现产品出模，在注射成型工艺条件下，有效降低硫化成本，具有良好经济效益。批生产产品经试验检测，各项性能满足设计要求如图12及表1所示。

5结论

经过大批量生产验证，该模具注射成型较压注成型方式显著降低了硫化温度，缩短了硫化时间，很巧妙地解决了产品出模时自动脱模问题。同时设计合理的排气系统，有效降低了气泡等质量缺陷发生率，产品合格率达99％以上，取得了较好的经济效益。为轨道减振器类产品注射化模具设计奠定良好的基础。

参考文献：

［1］吴生绪．橡胶模具设计手册［M］．北京：机械工业出版社，2012．

［2］温泰斗，王昆．仿真分析技术在注压橡胶模具注胶系统设计中的应用［J］．特种橡胶制品，2019，40（6）：55－58．

［3］张秀英．橡胶模具设计方法与实例［M］．北京：化学工业出版社，2009．

［4］虞福荣．橡胶模具实用手册［M］．北京：化学工业出版社，2001．

［5］刘柏兵，温泰斗．仿真分析技术在橡胶弹簧硫化时间设计中的应用［J］．橡胶工业，2019，65（9）：965－970．

作者:张仟 王昆 艾琦 彭院中 单位:株洲时代新材料科技股份有限公司