一种不锈钢组合垫圈的加工模具及加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属骨架包胶技术领域，更具体地说，涉及一种不锈钢组合垫圈的加工模具及加工方法。
【背景技术】
[0002]组合垫圈是用在柴油发动机和汽油发动机中的重要金属橡胶密封件，主要包括金属骨架和橡胶圈两部分，其必须具有优异的耐油性能、耐低温性能和耐腐蚀性，且组合垫圈中的金属骨架必须能够满足150小时的盐雾试验要求。在我国柴油发动机和汽油发动机中，常用的传统组合垫圈的骨架多采用铁骨架，对铁骨架采用去油、去污及磷化工序后，通过浸渍将胶粘剂涂在骨架表面，经硫化将其与橡胶粘合。该种结构的组合垫圈存在的缺陷是粘结强度差、密封可靠性相对较差，经常会有泄漏事故的发生，同时垫圈骨架容易生锈，造成产品使用寿命缩短。
[0003]为了防止垫圈骨架的生锈，组合垫圈的金属骨架现在多采用不锈钢材质，而橡胶与金属骨架的粘结面较窄，对金属骨架进行表面处理非常困难。目前工业中，由于国内生产技术的限制，即使对不锈钢材料表面进行钝化处理也很难使其满足150小时的盐雾试验要求，且不锈钢组合垫圈的生产效率低下、废品率高，易产生橡胶毛边，对骨架表面的修边工序较麻烦，在生产工艺上往往不能满足汽车发动机行业的配套使用要求，从而导致一些高要求的组合垫圈一直通过进口维持。国内还没有企业可以高效、低成本地生产不绣钢组合垫圈的合格产品。
[0004]经检索，关于组合垫圈的专利申请已有相关公开。
[0005]如，中国专利申请号201320607244.7，申请日为2013年09月29日，发明创造名称为:一种组合垫圈的模具结构，该申请案中组合垫圈的模具结构主要包括下模、中模、上模、压料板以及芯模和型环，芯模贯穿中模并与下模组成活动连接，型环位于压料板与中模之间，在型环底部出口端设置凹槽；芯模主体顶部设置贯穿型环入口端的凸台，且位于芯模主体顶部的轴肩与型环入口端底部之间有间隙。该申请案中的模具结构能适应垫圈骨架更大范围的高度差异性，解决了由于模具与垫圈骨架之间的封胶不良问题而导致的成型产品质量缺陷，其主要利用开模拉力来撕掉组合垫圈端部边缘多余的飞边，在一定程度上减少了后续切边工作；但采用该申请案中的组合垫圈不能满足150小时的盐雾试验要求，且其模具结构较复杂，对飞边的清除不彻底，在撕掉多余的飞边时易使垫圈产生损伤，影响组合垫圈的质量。
【发明内容】
[0006]1.发明要解决的技术问题
[0007]本发明的目的主要在于解决现有技术中组合垫圈的金属骨架与橡胶之间结合不紧密、组合垫圈满足不了盐雾试验要求，且垫圈表面毛边去除不完全等问题，提供了一种不锈钢组合垫圈的加工模具及加工方法。通过使用本发明的不锈钢组合垫圈的加工模具及加工方法，可以使加工的组合垫圈满足盐雾试验要求，其表面无橡胶毛边，省去了传统的骨架表面修边工序，提高了产品质量及生产效率，降低了制造成本。
[0008]2.技术方案
[0009]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0010]本发明的一种不锈钢组合垫圈的加工模具，包括上模、中模和下模，其中:所述的上模的下部为向下凸出的圆柱体，该圆柱体呈阶梯状结构，且该圆柱体截面的侧面包括自上而下依次连接的第一阶梯、第二阶梯、第三阶梯和第四阶梯，在所述的第二阶梯和第三阶梯之间开设有向上凹陷的凹槽；所述的中模的上表面和下表面为相互平行的平面结构，在该中模的中间开设有沿竖直方向的圆柱孔，该圆柱孔呈阶梯状结构，所述的圆柱孔自上而下包括第一圆柱孔和第二圆柱孔，所述的第一圆柱孔的直径大于第二圆柱孔的直径；所述的下模的上部为向上凸出的圆柱体，在该圆柱体的顶部开设有向下凹陷的凹槽，所述的中模套设在所述的上模和下模的圆柱体的外周，且所述的下模上部圆柱体顶部的凹槽与所述的上模的第二阶梯和第三阶梯之间的凹槽相对称；所述的上模、中模和下模合模后即形成模腔。
[0011]更进一步地，在所述的上模的中心设有一贯穿上模的注胶孔，该注胶孔将外界与模腔相连通。
[0012]更进一步地，所述的上模、中模和下模合模后所形成的模腔包括金属骨架容腔、橡胶型腔和撕边槽，不锈钢组合垫圈的金属骨架即置于所述的金属骨架容腔内。
[0013]更进一步地，所述的撕边槽的深度为0.15?0.25mm，该撕边槽离橡胶型腔的间距为 0.08 ?0.13mm。
[0014]更进一步地，在所述的橡胶型腔的外表面，沿金属骨架不包胶面的边缘，凸起设置有一圈封边筋。
[0015]更进一步地，所述的封边筋的水平宽度为0.3?0.35mm，所述的封边筋的凸起高度为 0.2 ?0.25mm。
[0016]本发明的一种不锈钢组合垫圈的加工方法，其步骤为:
[0017]步骤一、清除金属骨架表面的铁锈，在金属骨架的表面均匀地喷涂一层胶粘剂；
[0018]步骤二、将不锈钢组合垫圈的加工模具中的上模、中模和下模安装在注射成型硫化机上，将模具温度设定为165?185°C，待温度达到后，将步骤一中喷有胶粘剂的金属骨架填入中模与下模形成的金属骨架容腔内，加压12?ISMPa后合模，锁紧模具，封边筋在压力作用下直接被压入到金属骨架上，封边筋和金属骨架形成过盈配合，使两者紧密结合；
[0019]步骤三、在保持上模、中模和下模锁紧的状态下，将橡胶由注胶孔流入撕边槽，再注入橡胶型腔，控制注胶压力小于锁模压力，注胶压力为6?lOMPa。
[0020]步骤四、步骤三中注胶完成后即进行硫化处理，硫化6?12min后，打开模具，取出不锈钢组合垫圈制品。
[0021]更进一步地，步骤一中的金属骨架采用不锈钢材质，且金属骨架在喷涂胶粘剂之前其表面必须进行钝化处理。
[0022]更进一步地，步骤二中封边筋的水平宽度为0.3?0.35mm，封边筋的凸起高度为0.2 ?0.25mm。
[0023]更进一步地，步骤三中的撕边槽的深度为0.15?0.25mm，且其离橡胶型腔的间距为 0.08 ?0.13mm。
[0024]3.有益效果
[0025]采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果:
[0026](I)本发明的一种不锈钢组合垫圈的加工模具，在橡胶型腔外表面设置有封边筋，封边筋在压力作用下直接被压入到喷涂有胶粘剂的金属骨架外，封边筋和金属骨架形成过盈配合，使两者紧密结合，阻止了胶料向金属骨架不包胶面继续流动，使橡胶的流动被完全限制在规定的区域内，从而使制得的产品表面无橡胶毛边，省去了传统的骨架表面修边工序，提高了产品质量及生产效率，降低了制造成本。
[0027](2)本发明的一种不锈钢组合垫圈的加工模具，封边筋的水平宽度为0.3?0.35mm，凸起高度为0.2?0.25mm，在该尺寸范围内，封边筋很容易被压入到金属骨架外，因为总压力小，对骨架的损伤小，所得制品的外观美观，产品尺寸稳定性好。本发明中胶料是通过撕边槽注入橡胶型腔内的，所得制品表面无注压孔，且撕边槽的厚度为0.15?0.25mm，其离制品的间距为0.08?0.13mm，在该尺寸范围内，废边容易修理干净，可有效避免由于撕边槽的厚度、间距尺寸太小容易将制品修坏，而撕边槽的厚度、间距尺寸太大易造成制品毛边过大的问题。
[0028](3)本发明的一种不锈钢组合垫圈的加工方法，通过对金属骨架表面喷涂胶粘剂，一方面，可以提高产品的粘结强度，使不锈钢组合垫圈中金属骨架与橡胶圈的结合大大增强，另一方面，金属骨架表面的胶粘剂对金属骨架表面起到保护作用，使生产的不锈钢组合垫圈能够满足150小时的盐雾试验要求。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的一种不锈钢组合垫圈的加工模具的剖面图。
[0030]示意图中的标号说明:
[0031]1、上模；101、第一阶梯；102、第二阶梯；103、第三阶梯；104、第四阶梯；2、中模；201、第一圆柱孔；202、第二圆柱孔；3、下模；401、金属骨架容腔；402、橡胶型腔；403、撕边槽；5、金属骨架；6、注胶孔；7、封边筋。
【具体实施方式】
[0032]为进一