专利名称：成型模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成型模具，更具体地说，本发明涉及一种配备排气结构的成型面，该排气结构能够高效率地释放或排出在模具成型面与被模制材料之间的空气，而不会在模制品上产生诸如溢料与毛刺的不需要的凸起。
背景技术：
在用于对橡胶轮胎进行硫化，对橡胶制品进行固化，以及用于进行注塑成型等工作的成型模具中，如果在模具的成型面与被模制品之间留有空气存在，将会在被模制表面产生不需要的材料空缺或孔洞。因此，各种各样的排气方法被采用。例如，如果是用于对橡胶制品进行固化或对橡胶轮胎进行硫化的模具，排气孔和排气槽是常规采用的排气方式。如果是用于注塑模制高尔夫球的模具，通常采用环形排气槽。
排气孔有约1mm或2mm的直径并形成在成型面上。这样，原材料(橡胶)能容易地流出而进入排气孔，因而在被模制的表面上形成若干溢料。
排气槽是在模具的金属部件之间形成的狭窄缝隙。这样，虽然诸如毛刺之类的凸起的形成可以避免，但是排气槽的位置受到限制，因此通常必须和排气孔结合使用。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种成型模具以及制造该成型模具的方法，在该成型模具中能够很方便地在需要的位置加工出需要长度的槽形排气道，并且能够在不使用排气孔的情况下有效地防止诸如溢料与毛刺的凸起的生成。
根据本发明，成形模具包括成型面以及用于释放在成型面与被模制物体之间的空气的排气结构，其中所述排气结构包括EDM排气道。
在本说明书中，EDM排气道是使用非常细的金属丝或细导体通过电火花加工(EDM)形成，并且在模具的成型面上有非常狭窄的缝隙的微槽。虽然该缝隙的上限由被模制的材料决定，但是一般来说缝隙应该小于约100微米。
下面将结合附图介绍本发明的实施例。
图1为根据本发明的用于进行橡胶轮胎硫化的组合模具的剖视图；图2为上述模具配备EDM排气道的节段的立体图；图3(a)，图3(b)和图3(c)为用于解释形成EDM排气道的方法的立体示意图；图4为用于解释各个EDM排气道的功能的剖面示意图；图5为根据本发明的用于对预固化胎面橡胶带进行固化与压制的模具的剖面图；图6为上述模具的配备EDM排气道的胎面模的立体图；图7为用于高尔夫球注塑模制的模具的剖面图；图8(a)和图8(b)为显示上述模具的配备EDM排气道的成型面的示意图；图9为用于解释将EDM排气道的开口缩小的方法的示意图。
具体实施例方式
*实施例1(用于硫化橡胶轮胎的模具)图1-4中，根据本发明的模具1A用于硫化可充气橡胶轮胎T。
模具1A包括胎面模2；一对上下侧壁模3；和一对上下胎缘模4。胎面模2具有用于形成轮胎的胎面部分ta的成型面Sa。每个侧壁模3具有用于形成轮胎的侧壁部分tb的成型面Sb。每个胎缘模4具有用于形成轮胎的胎缘tc的成型面Sc。在模具的闭合状态下，成型面Sa，Sb和Sc共同形成成型面S。
为了在轮胎的胎面部分ta上形成胎面沟槽，在胎面成型面Sa上形成突出的筋8。
在该实施例中，胎面模2进行圆周向的分割，形成数个如图2中所示的节段5。其中每一个节段5均配备两个圆周向筋8a和从每个圆周向筋8a轴向向外延伸的横向筋8b。
模具1A配备排气结构，该排气结构包括在成型面S(Sa)上开口的EDM排气道9(9a，9b，9c)；以及与EDM排气道连接并且延伸到模具外的导管部分6。通过这样的排气结构，不再需要常规的排气孔。
节段5配备第一，第二和第三EDM排气道9a，9b和9c。
第一EDM排气道9a形成于节段5的圆周向端面5E。在每一个端表面(5E)，第一排气道9a直线延伸，从节段5的成型面Sa到面对导管6的外表面5s穿过节段5的整个厚度。这样，第一排气道9a的外端向导管6开口，第一排气道9a的内端向模具内部开口。
如图3(a)所示，第一EDM排气道9a可以通过将节段5的端面5E向电火花放电丝W缓慢相对地推进，同时保持成型面Sa相对于电火花放电丝W基本成直角这样的方法形成。
第二EDM排气道9b形成为沿直线从一个端面5E到另一个端面5E穿过成型面Sa的整个圆周向长度，每个第二EDM排气道9b的底部都达到一个导管部分6或来自一个导管部分6的延伸孔10。
如图3(b)所示，第二排气道9b可以通过将成型面Sa向电火花放电丝W相对地推进，同时保持成型面Sa与电火花放电丝W基本平行这样的方法形成。
第三EDM排气道9c形成为沿直线穿过突出筋8的整个宽度，贯穿切割其基本上整个高度。如图3(c)所示，第三排气道9c能够通过与第二排气道9b相同的方法形成。通过图2和图3(c)可以看到，在横向筋8b的情况下，可以形成穿过筋8b的第三排气道9c后再接着形成第二排气道9b。顺便提及，如果是穿过圆周向筋8a的第三排气道9c，通过使用跨距较短的电火花放电丝支架，EDM排气道的形成方法和上述方法一样。
当一个未加工的轮胎放置在模具中，然后模具关闭时，如图4所示，筋8首先接触到原材料(橡胶)J的表面并穿入其中。因此，如果不设置第三EDM排气道9c，因为筋8阻碍空气的流动，空气将有可能停留在各条筋之间。通过贯穿切割筋8设置EDM排气道9c，空气能够通过该排气道9c逃逸到第一和第二排气道9a和9b附近并排放到模具之外。
EDM排气道的缝隙宽度必须足够窄，以保证只有空气通过而不会有未硫化的橡胶通过。由于这个原因，在成型面上的缝隙被设定在不大于0.12mm的范围内，最好不大于0.04mm，但最好大于0.01mm。为了加工出这样非常窄的缝隙，必须使用非常细的电火花放电丝W作为放电电极，该放电丝具有小于0.1mm的直径，最好小于0.03mm。
如上所述，对于不同的胎面花纹都可在需要的位置形成EDM排气道9a-9c，并且不需要加工排气孔就能够达到必须而且充分的排除空气的效果。
*实施例2(用于压制橡胶带的模具)图5和图6显示用于压制用来翻新可充气轮胎的预固化胎面橡胶带U的模具1B。
在这个例子中，模具1B是组合式模具，包括具有用于形成胎面橡胶U的胎面表面的成型面Se的下胎面模21；和具有用于形成胎面橡胶U的反面的基本平整的成型面Sd的上平板模22。在模具闭合的状态下，在成型面Sd与Se之间形成模腔。
正如第一个实施例，下胎面模21上为了形成胎面槽而在胎面成型面Se上配备突出的筋23。筋23包括圆周向筋23a和从圆周向筋23a向外轴向延伸的横向筋23b。
另外，下胎面模21还配备包括如上述实施例中通过放电丝电火花加工方法加工出的EDM排气道9的排气结构。通过这样的结构，常规的排气孔将不再设置。
如图6所示，EDM排气道9包括从下胎面模21的一端21E沿其纵向在胎面模的整个长度上直线延伸至另一端的第二排气道9b；和沿直线切割贯穿筋23的第三排气道9c。与上一个实施例同样的原因，至少在成型面上，缝隙被设定在不大于0.12mm的范围内，最好不大于0.04mm，但最好大于0.01mm。因此，如上所述，使用直径小于0.1mm最好小于0.03mm的非常细的电火花放电丝W。
*实施例3(用于注塑模制树脂制品的模具)图7显示用于注塑模制高尔夫球的模具1C。
在这个实例中，高尔夫球由内核B1和用诸如离子键树脂的合成树脂制作成的外壳B2构成。本模具用于固化合成树脂。
模具1C是组合式模具，由一对上下半球模31和32组成。在闭合状态下，半球模31和32的凸缘31f和32f端面对接，并且形成由球形成型面Sf围成的模腔。成型面Sf配备许多球形突起39，用以形成高尔夫球表面上的小窝。
在凸缘31f和32f之间的连接部分33上形成一个环状的树脂流道或通道35环绕该模腔，同时还形成很多沿径向从模腔延伸到流道35的浇口或者小通孔34。由注塑设备IM提供的树脂通过流道35和浇口34注入模腔。
在进行树脂注射之前，内核B1被放置在模腔中。因此，模具配备销钉38以使内核B1被支撑在模腔的中心。内核支撑销钉38通过插入孔37从模具外面伸入模腔。插入孔37设置在上下模31和32上。如显示相应于小窝排列的突起39的排列的图8(a)和8(b)所示，在每个上下极点PU和PL周围以绕极点对称的方式设置三个或更多的孔。这样，内核B1被支撑在从上模31的成型面Sf突出的支撑销钉38的尖端和从下模32的成型面Sf突出的支撑销钉38的尖端之间。
在该实例中，插入孔37的中心和一些小窝形成突起39的中心对准。孔37的直径比突起39的直径稍小。支撑销钉38的尖端具有和突起39相同的球形轮廓，以限定突起39的一部分或整体。
在图8(a)和图8(b)中，似乎在销钉和孔之间有较宽的间隙。但这仅是为了易于理解的目的。实际上间隙非常狭窄，几乎不可见。
当制造高尔夫球时，内核B1被放入模腔中由突出销钉38支撑，如图7所示，树脂J被注射入到内核B1和模具的成型面Sf之间。在注射刚好结束之前，上侧的支撑销钉然后是下侧的支撑销钉退入孔37中，使销钉38的尖端和成型面Sf对齐。树脂J在这种状态下硬化。
另一方面，关于排气结构，该实施例配备环形排气槽40，41以及EDM排气道9。
环形排气槽40是上述销钉38和孔37之间形成的微间隙。环形排气槽41是在极点PU，PL位置形成的孔42和插入其中的销钉43之间形成的微间隙。
在本实例中，如图8(b)所示，小窝形成突起39中的一个设置在下模32的极点上。所形成的孔42的中心和孔37一样与突起39的中心对准。因此插入孔42的销钉43的顶端具有与突起39的球形表面一致的轮廓。换句话说，也就是突起39的整体或部分由销钉43的尖端形成。
另一方面，如图8(a)所示，没有突起形成在上模31的极点。孔42形成于周围是一些小窝形成突起39的极点的平坦位置，且与下模32的孔42相比要小。
在本实施例中，EDM排气道9包括从环形排气槽40和41径向延伸的直线EDM排气道。在上模31上，四个相互交叉的排气道9围绕在孔42周围形成。在下模32上，五个星状的排气道9围绕在孔37周围形成。
在成型面Sf上，EDM排气道的缝隙设定在不大于0.06mm的范围内，最好小于0.03mm，但是最好不小于0.005mm。同时上述环形排气槽40和41的缝隙设定在与EDM排气道9相同的范围内。这样，为了形成具有如此微小缝隙的EDM排气道，用具有小于0.05mm，最好小于0.02mm的直径的电火花放电丝W作为放电电极。
例如，如果难以使用直径小于0.03mm的放电丝，也就难以形成小于0.04mm的缝隙。但是，通过如下面介绍的那样将另一种工艺和电火花加工相结合，就可以形成这样非常狭窄的缝隙首先如图9所示，应用上面介绍的放电丝电火花加工方法，用相对粗的放电丝形成具有比目标缝隙K1宽的缝隙K的EDM排气道9T。然后，通过向排气道的开口端部分施加冲击力M缩小该较宽的缝隙，从而造成永久的变形并使排气道在成型面上具有目标缝隙K1。
为了施加冲击力M，例如可以采用锤击等外力；以及诸如使微粒或小硬物体碰撞目标物的喷丸处理的冲击过程等。例如，通过利用喷丸处理，0.05mm的缝隙可以被减小至约0.01mm。
在本实施例中，在销钉没有插入孔中的状态下，EDM排气道9这样形成首先将电火花放电丝W穿过孔；将成型面向放电丝W相对推进，同时如图7中画在上模31的一个孔37上的假想深线所示的那样倾斜模具；然后围绕每一个孔重复以上的操作所需要的次数，例如为了形成四个或五个EDM排气道就要重复四次或五次。
如上所述，根据本发明，排气道能够很容易在需要的位置加工出需要的长度。这样，排气孔可以被省略，结果就能防止溢料的产生。
权利要求
1.一种成型模具，其特征在于，包括用于使被模制物体的表面成型的成型面，和用于释放成型面和所述表面之间的空气的排气结构，其特征在于所述排气结构包括在成型面上每一个具有不大于0.1mm的缝隙的EDM排气道。
2.如权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述物体是橡胶制品。
3.如权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述物体是橡胶轮胎。
4.如权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述物体是预固化胎面橡胶。
5.如权利要求2、3或4所述的成型模具，其特征在于，所述缝隙不小于0.01mm。
6.如权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述物体是合成树脂。
7.如权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述物体是涂覆树脂的高尔夫球。
8.如权利要求6或7所述的成型模具，其特征在于，所述缝隙不大于0.06mm。
9.如权利要求1所述的成型模具，其特征在于，至少一个所述EDM排气道贯穿切割设置在所述成型面上用于在被模制物体的表面形成凹陷的突起部分。
10.如权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述成型面配备被限定为在模具的至少两个部分之间的缝隙的排气槽，和所述EDM排气道包括从该排气槽沿径向延伸的EDM排气道。
11.如权利要求10所述的成型模具，其特征在于，所述排气槽是在孔与其中的插入物之间形成的环形排气槽。
12.如权利要求7所述的成型模具，其特征在于，所述成型面配备用于形成高尔夫球表面的小窝的突起，每一个所述突起都具有球形表面，沿所述球形表面的边缘设置环形排气槽，和从该环形排气槽径向延伸两个或更多的EDM排气道。
13.如权利要求1-12中任意一项所述的成型模具，其特征在于，所述成型面不配备具有超过2mm直径的排气孔。
14.如权利要求1-13中任意一项所述的成型模具，其特征在于，所述成型面不配备具有超过1mm直径的排气孔。
15.如权利要求1-14中任意一项所述的成型模具，其特征在于，所述成型面不配备具有超过0.5mm直径的排气孔。
全文摘要
一种用于使橡胶或树脂制品成型的模具，包括用于使被模制物体的表面成型的成型面，以及用于释放成型面和被模制表面之间的空气的排气结构，其中排气结构包括成型面上每一个都具有不大于0.1mm的缝隙的EDM排气道。
文档编号B29C33/02GK1689780SQ20051006703
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月21日 优先权日2004年4月23日
发明者中井美行 申请人:住友橡胶工业株式会社