子午线轮胎模具钢片的加工工艺范文

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普通轮胎为了增强抓地性、散热和排水等性能，常在胎冠花纹块中间增加在一些窄缝，这些细缝在与地面接触时会产生变形，增大了与地面的接触面积，从而增加与地面的摩擦力，有效防止轮胎打滑。轮胎最终是在轮胎模具中硫化形成的，轮胎上的窄缝是由模具上相应的钢片成型的。少量的、简单的钢片在模具制造中不成问题，但是当一副轮胎模具上的钢片数量多到一定的程度，且钢片形状呈现复杂多样性，就会给轮胎模具的制造带来相当困难。钢片加工和镶制的质量已成为衡量模具质量的一个新重要标准。目前，子午线轮胎模具主要分为钢模和铝模两种，以下就这两种模具的钢片所采用不同的加工方法来具体论述。

一、钢模中钢片加工

对于钢模中的钢片，通常采用两种方式来加工。一种是镶嵌，一种是直接电加工成型，具体要看模具中钢片的数量、形状及工艺要求来确定。若模具上钢片的数量少且钢片的高度较大时，我们通常是采用镶嵌的方式来加工，即在模具型腔的相应位置加工出钢片槽，用尖铣刀在用于精加工的电极上铣出0.2~0.3mm深的沟槽。在电火花加工花纹时同时加工出钢片的定位痕迹来，再换成紫铜电极在 原定位痕迹上加工出3~5mm深0.6~1.0mm宽的钢片槽来(具体按图纸上的要求)，然后人工将事先准备好的钢片镶进去并压紧（钢片是采用线切割和冲压成型的），以防止在使用过程中脱落，主要依靠钢片与槽的过盈配合，过盈量越大挤压力就越大，钢片就越不容易脱落。若钢片较短，与花筋有连接，还需要将钢片做点焊，使之牢固，不会在后期硫化过程中脱落。钢片镶嵌质量直接影响到后期硫化出来的轮胎质量，如果钢片没有压得很紧，可能会在硫化时出现钢片脱落的问题；如果在钢片与钢片槽之间还有缝隙，硫化出来的轮胎上的细缝两侧就会有一些小的飞边；如果钢片在压紧过程中压伤了原型腔的表面，就会出现一些不平整，硫化出来的轮胎表面圆度就不是很好。钢模电蚀加工钢片槽见图1和镶好钢片的钢模见图2。若模具上钢片的数量较多时，钢片又多又密，一副模具上的小钢片达到3000多个，而且钢片与钢片之间的距离很小，若采用镶嵌的方式来加工钢片时，由于缺少操作空间致使镶嵌时和压紧时工具很难施展，且按劳动强度大，由于人工镶嵌不可避免的会损伤模具表面，镶嵌后的钢片精度也不太理想。且镶嵌后的牢固性也较难保证，在多次硫化后，可能会出现钢片脱落的现象。多钢片的花纹样式见图3。近年来的这类模具都是采用电火花直接成型的加工方式(与花筋的加工方法一致)，即蚀除型腔中部分余量的石墨电极上铣出这些小沟槽，并预留较多的余量，在加工大花筋时就同时加工成型，然后再用半精加工和精加工的钢片电极来加工这些钢片。这样的钢片由模具的原材料直接加工而成，就不会存在脱落的隐患，但在电火花在加工钢片时，钢片较薄，由于电极的损耗会比较严重，型腔的花筋根部容易出现圆角，导致加工出来的钢片出现大小头的现象，即头部窄根部宽，这就要求采用一些精加工的电极，在加工过程中要不断更新电极，保证头部和根部的大小一致。直接成型加工的钢片见图4。

二、铝模中钢片加工

现在的半钢铝模，花纹越来越复杂，3D钢片也越来越普遍，对于铝模中的钢片，目前通常采用两种方式来加工，一种是采用手工方式将钢片镶嵌在铝模中，一种是采用铸造的方式将钢片直接铸在模具上，具体按哪种方式来加工要看模具中钢片的数量、形状及工艺要求来确定。对于普通铝模钢片数量不是很多、形状简单的通常是采用直接雕刻的工艺来加工铝模，加工好铝模花纹后，用直径小的铣刀在模具型腔的相应位置加工出4~6mm深的钢片槽，并在钢片槽的两侧留有少量的余量，以便将钢片镶进去并压紧（钢片是采用线切割和冲压成型的），以防止在使用过程中脱落，见图5和图6。这一点与钢模镶嵌钢片的做法是一致的。由于铝模的基体材质是铝合金，而钢片的材质是不锈钢，两种材料不同，钢片镶嵌入铝花纹块时就要压紧，保证钢片与钢片槽之间不能有间隙，以免模具在加热硫化时两种材料的热膨胀系数不同而导致出现缝隙。对于多钢片的雪地胎铝模，通常是采用精铸的方式来加工的。这种方式的钢片的加工比较麻烦，首先要加工基础模（材料是合成树酯），基础模与轮胎的形状一致，基础模上面加工安放钢片的沟槽，并在上面贴好基模钢片，见图7，然后将基础模反过来仿成硅胶模（与模具是一样的），在基模上凸起的钢片仿成硅胶模中就是凹下去的一条条细缝，此时需要在这些细缝中安放事先加工好的模具上使用的钢片，见图8，然后在将硅胶模反过来仿成石膏模（与轮胎是一致的），石膏模凝固时钢片已从硅胶模中脱出，固定在石膏模上，石膏模与基础模一样，钢片有部分露在外面，这部分最终埋入模具内部。埋入石膏模内部的那一部分钢片最终是露在模具型腔的表面，见图9，最后将石膏模烘干后，放入事先准备好的砂箱内，就可以铸出相应的模具来，此时的钢片就能被牢固地嵌入铝花纹块中，这种钢片在使用过程中不会存在脱落情况，见图10。

三、结论

钢片加工质量的好坏直接影响到轮胎的外观，只有高品质的模具才能生产出高质量的轮胎。加工好子午线轮胎模具的每个部件才是优良模具的根本保证，钢片的加工及镶制也是加工过程中一个重要地环节与工序，加工时要根据实际的加工工艺来确定具体加工方法。

作者：林莉 陈庆湘 单位：巨轮智能装备股份有限公司