专利名称：油封用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模具，具体涉及一种油封用模具。
背景技术：
油封(oil seal)是一般密封件的习惯称谓，简单的说就是润滑油 的密封。顾名思义油封是用来封油(油是传动系统中最常见的液体 物质，也泛指一般的液体物质)的机械元件，它将传动部件中需要润 滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。
从油封的密封作用、特点、结构类型、工作状态和密封机理等可 以分成多种形式和不同叫法，但习惯上一般将旋转轴唇形密封圈叫油 封，现今社会，也有很多往复运动的唇形密封圈叫油封。静密封和动 密封(一般往复运动)用密封件叫密封件。
油封的密封是靠一挠性密封元件(皮革、橡胶、聚四氟乙烯、聚 三氟氯乙烯或聚酰亚胺等)与旋转轴之间的过盈配合形成的。它的密 封机理是油封唇部和轴之间的接触表面上同时并存干摩擦、边界润 滑和流体润滑三种情况，并不断交替产生。干摩擦产生磨损，流体润 滑产生泄漏，在边界润滑下，油封唇部与轴的界面之间形成一层稳定 的流体动压油膜，油膜厚度约0.0025mm;这层油膜除用作润滑之 外，还起密封作用。油膜太厚，流体就会泄漏；油膜太薄，就不能形 成流体润滑膜，唇部就会磨损。因此，为了获得良好的密封性能和比 较长的工作寿命，就要求人们在结构设计及产品加工、橡胶配方设计 和安装使用上都要为形成薄而稳定均匀的边界润滑油膜提供条件。
油封从1927年首先在德国制造出原型，现广泛应用于工程机械的 发动机、变速箱、驱动桥等部件中，如发动机的曲轴前后油封、变速 箱的前后输出轴，驱动桥的主减速器、轮边等处，其功用在于把油腔和外界隔离，对内封油，对外防尘。
目前国内大量采用的油封结构型式比较多，其基本结构包括主唇
15、副唇13、骨架9和弹簧10。基本结构如图l所示。
主唇是斜楔形状，在唇口处按压轴表面，起到密封流体的作用。 一般由主唇口16、双向倾角A、 B、腰部倾角C和腰部厚度变化值L和 弹簧槽圓心与主唇口距离值R及弹簧槽14组成，材料多釆用牛皮、 NBR、 HNBR、 ACM、 AEM、 FKM、 FPM、 VMQ、 SBR、 EPDM、 毛毡、PTFE及PTFE+橡胶+毛毡组合等。结构如图2所示。
双向倾角A、 B用于平衡内部流体与外界的压力对比，通过设计 达到内外平衡。
腰部倾角C及腰部厚度变化值L和弹簧槽圓心与主唇口距离值R 值可控制主唇的弹性和压力，主唇是密封弹性体，设计成对机械的振 动和密封流体的压力变动的影响下仍可保持稳定的密封作用，并起到 保持主唇口与轴表面稳定接触状态的作用。
弹簧槽14是安装弹簧用的定位功能槽。
副唇13是没有连接弹簧的唇口，主要用于防止砂、尘的内侵。
弹簧10又名迫紧圏，可以提高主唇向轴的压紧力，及维持此压紧 力的作用，材料一般采用碳钢、不锈钢、塑料等。
当油封固定在腔体内时，骨架9起支撑和保持外径配合力的作用， 材料多采用碳钢、不锈钢、铝、铜或塑料等。
影响油封产品质量的因素有很多，比如，材料和产品配方选用的 不合理；生产工艺不正确和无必要的检测手段；最关键的是结构因素， 所有能造成结构变化的因素，都是造成质量问题的因素。材料的错误， 降低的是它的寿命，结构的错误，是直接结束它的生命。在油封的结 构中，最重要的是唇口结构，影响唇口结构的因素有如下方面
1.正确的模具结构是保障唇口结构的第一前提，没有正确的模 具设计，就无从谈起油封产品质量。当今的油封模具基本上都是两开模或三开模，不论哪种模具结构，都是主副唇一体模芯3与弹簧槽下
模2的组合，形成主副唇型腔结构4。如图3和4所示。但是，主副唇模 芯3和弹簧槽模芯2都是随动于不同的模具部分，主副唇一体模芯3随 动于外径上模l,并与上模定位板ll一起上下移动，弹簧槽下模2自身 连体，与下模定位板12—起上下移动；即开模，上模定位板ll与下模 定位板12反向运动，主副唇一体模芯3和弹簧槽下模2分离；合模，上 模定位板11与下模定位板12相向运动，主副唇一体模芯3和弹簧槽下 模2组合。因此，模具的加工精度和装配精度(即合模后，主副唇一 体模芯3和弹簧槽下模2的相对位置精度)直接决定着主副唇口A、 B、 C、 L、 R的结构。
2. 胶料稳定的质量，保证收缩率的稳定。油封出模后，唇口会 有收缩，稳定的收缩率是保障唇口结构的第二前提。
3. 胶胚，鉴于油封模具结构的特殊性，胶胚大小重量的变化， 会直接造成油封唇口结构的改变，因为胶料多少不稳定，会造成上下 模合模的高低不同，从而造成主副唇一体模芯3和弹簧槽下模2因上下 模合模高度变化而使得组合出的油封主副唇口A、 B、 C、 L、 R结构 变化，严重影响产品质量，此点非常难于控制，因为胶胚重量不可能 都一样，同一品种的不同模具，也不可能做到切削和装配出的型腔完 全一样大。
4. 修边，当今唇口成型(A、 B角度和R值)有两种工艺 一种 是曰式切唇通过成型半成品后，用修边机修唇来调整和弥补硫化合 模时因胶胚重量和型腔体积差异而造成的结构误差，但是有调整就一 定有新的误差出现，因为每个半成品都会有轻微的结构误差；二种是 欧美式模压唇使用模具就将油封唇口合成好，半成品时，主副唇已 经定型，只修掉多余的毛边，不动唇口 (A、 B角和R值)结构，这样 虽然可以规避修边误差，但无法解决胶胚重量和型腔体积差异造成的 油封唇口结构误差。
5从上可见，油封结构是非常重要又最难保证的，国外发达水平为 保证结构而动用了高昂的设备成本，但还是无法从根本上解决问题。 因此，需要对现有的油封模具进行改进，以获得结构稳定的油封产品。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种油封用模具，使加工 精度和装配精度均能得到保证，以此获得稳定的油封结构，并能完全 省掉了修边机的整修误差。
发明人经过大量的分析研究，发现由主副唇一体模芯与弹簧槽下 模组合成主副唇结构的成型设计原理没问题，问题是主副唇一体模芯 和弹簧槽下模都是随动于不同的模具部分，即开模分离、合模组合的
原因造成了油封的唇口结构A、 B、 C、 L、 R的可变性因素太多而无
法控制。
为了实现本发明的目的，本发明的技术方案是 一种油封用模具，其包括外径上模、油封唇部模芯和弹簧槽下模， 所述油封唇部模芯由半副唇模芯和主唇及半副唇模芯组成，其中，所 述主唇及半副唇模芯与所述弹簧槽下模随动，所述半副唇模芯与所迷 外径上纟莫随动。
即所述主唇及半副唇模芯与所述弹簧槽下模位于同一模位；所述 主唇及半副唇模芯通过定位卡簧固定于所述弹簧槽下模中，且二者相 对滑动，以此保证可上下滑动，但又掉不出来。
所述半副唇模芯与所述外径上模位于同一模位。所述半副唇模芯 通过定位卡簧固定于所述外径上模中，且二者相对滑动，以此保证可 上下滑动，但又掉不出来。
所述弹簧槽下模由弹簧槽组合下模和弹簧槽紧配嵌芯组成。
本发明的模具中所述主唇及半副唇模芯、所述半副唇模芯、所述 弹簧槽组合下模和弹簧槽紧配嵌芯组合成主副唇型腔结构。
开模时，所述外径上模和半副唇模芯一起随动，所述主唇及半副唇模芯、所述弹簧槽组合下模和所述弹簧槽紧配嵌芯一起随动，此三
部分并不分离。因此，保证了油封主唇口关键部件A、 B、 C、 L、 R 的结构。
本发明的油封模具可用于模压、压注、注射的各种成型工艺，适 用于所有形式的油封生产过程中。
采用本发明所述的油封模具，加工精度容易保证，装配精度容易 保证，也就保证了唇口结构。不管胶胚重量差异多大，只要能够充满 型腔，便可保证同一模具产品，唇口结构相同，品质相同。
通过这种稳定的模压唇模具结构，完全省掉了修边机的整修误差 的风险。从而实现只要胶料工艺稳定，最简单的硫化设备只要基本功 能达标，就可以生产出最稳定质量的批量油封产品。
图1为油封结构示意图2为油封主唇结构示意图3为现有油封用模具的结构示意图4为图3模具打开状态的结构示意图5为本发明所述油封用模具的结构示意图6为图5模具打开状态的结构示意图7为本发明另一种油封用模具的局部结构示意图。
图中
1外径上模 2弹簧槽下模 3主副唇一体模芯
4主副唇型腔结构 5主唇及半副唇^^莫芯6弹簧槽紧配嵌芯 7弹簧槽组合下才莫8半副唇模芯 9骨架
IO弹簧 11上模定位板 12下模定位板
13副唇 14弹簧槽 15主唇
16主唇口 17， 18 ,19 ，20定位卡簧
A、 B主唇双向倾角C腰部倾角 L腰部渐变值R弹簧槽圆心与主唇口距离值
具体实施例方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。
图5为本发明所述油封用模具的结构示意图；如图5所示，本发明 的油封用模具，其包括外径上模l、油封唇部模芯和弹簧槽下模，油 封唇部模芯由半副唇模芯8和主唇及半副唇模芯5组成，弹簧槽下模由 弹簧槽组合下模7和弹簧槽紧配嵌芯6组成。
其中，主唇及半副唇模芯5与弹簧槽组合下模7和弹簧槽紧配嵌芯 6随动，位于下模定位板12,半副唇模芯8与外径上模1随动，位于上 模定位板ll。
如图6所示，开模时，上模定位板11与下模定位板12反向运动， 外径上模1和半副唇模芯8位于同一模位， 一起随动，而主唇及半副唇 模芯5、弹簧槽组合下模7和弹簧槽紧配嵌芯6位于同一模位， 一起随 动，此三部分并不分离。保证了油封关键主唇部件的A、 B、 C、 L、 R结构。
合模时，上模定位板11与下模定位板12相向运动，外径上模l、 油封唇部模芯和弹簧槽下模各部分组合，其中外径上模l、半副唇模 芯8、主唇及半副唇模芯5、弹簧槽组合下模7和弹簧槽紧配嵌芯6组合 成主副唇型腔结构4。
主副唇型腔结构4包括主唇15、副唇13和弹簧槽14。主唇15和副 唇13的结构形状体现在半副唇模芯8和主唇及半副唇模芯5中， 一般产 品商标或产品名称的字模可设在半副>14莫芯8上，起到宣传、保护的 作用。
如因产品需要，半副唇模芯8也可只起压住骨架的作用，没有副 唇的结构；此时，副唇的结构均在主唇及半副唇模芯5中体现，即为 另一种结构形式，如图7所示。
弹簧槽14结构特征体现在弹簧槽组合下模7和弹簧槽紧配嵌芯6。内嵌有骨架9的油封部分(一般称为定位支架部分)的结构特征 体现在外径上模l、弹簧槽组合下模7和半副唇模芯8的部分中。
本发明所述的油封用模具的其他部件可采用现有的油封;漠具中 的同类部件。
以模压法为例，采用本发明模具加工油封件的过程 首先，用定位卡簧20、 17将主唇及半副唇模芯5和半副唇模芯8 分别固定在弹簧槽紧配嵌芯6(弹簧槽紧配嵌芯6紧配镶嵌在弹簧槽组 合下模7内)和外径上模l中，使其上下可以滑动又掉不出来。定位卡 簧18、 19是分别将外径上模1与上模定位板11,弹簧槽组合下模7与下 才莫定位板12相固定。
再将模具在上下开合的硫化机中合模加压、加热到生产温度，然
后开机将上下运动的上模定位板11与下模定位板12打开，使外径上模 l和弹簧槽组合下模7带着各自的模芯完全分离，此时半副唇模芯8靠 定位卡簧17成悬垂状，主唇及半副唇模芯5靠自重与弹簧槽紧配嵌芯6 和弹簧槽组合下模7紧密结合。
然后，将预先沖压、除油、除锈、涂好胶水的骨架9套在弹簧槽 组合下模7上，用弹簧槽组合下模7的支撑保障骨架9与油封的同心度， 再把经过配料、炼胶、制胚好的胶胚放于骨架9上，合模时，半副唇 模芯8被骨架9和胶胚顶回位，主唇及半副唇模芯5、弹簧槽紧配嵌芯6、 弹簧槽组合下模7相互位置始终不变，机器加压、加温，使胶料在瞬 间变成半液态在压力下充满主副唇型腔结构4，并与骨架9包裹粘接， 自身同时开始石克化，变成橡胶固态。
成型时间、温度达到后，开机将上下运动的上模定位板ll与下模 定位板12打开，打开过程中，先由外径上模1和半副唇模芯8组合将主 副唇型腔结构4中的油封从弹簧槽组合下模7和弹簧槽紧配嵌芯6上拔 出，主唇及半副唇模芯5随动于外径上模1和半副唇模芯8上升，当上 升到主唇及半副唇模芯5的定位卡簧20卡住弹簧槽紧配嵌芯6不动时，定位卡簧20将主唇及半副唇模芯5从在外径上模1和半副唇模芯8中的 油封中拔出，主唇及半副唇模芯5靠自重回位，外径上模l和半副唇模 芯8带着油封继续上升，此时，机器上的顶针开始将半副唇模芯8从半 副唇模芯l中向下顶，顶到半副唇模芯8的定位卡簧17将半副唇模芯8 卡定在半副唇才莫芯l上不动时，油封从半副唇模芯l中被顶出。从而完 成了一个生产过程。随后可再开始下一个生产过程，往复进行。
采用本发明所述的油封模具，加工精度容易保证，装配精度容易 保证，也就保证了唇口结构。不管胶胚重量差异多大，只要能够充满 型腔，便可保证同一模具产品，唇口结构相同，品质相同。
通过这种稳定的模压唇模具结构，完全省掉了修边机的整修误差 的风险。从而实现只要胶料工艺稳定，最简单的硫化设备只要基本功 能达标，就可以生产出最稳定质量的批量油封产品。
本发明的油封模具可用于模压、压注、注射的各种成型工艺，适 用于所有形式的油封生产过程中。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详 尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本 领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础 上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
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权利要求
1、一种油封用模具，其特征在于，其包括外径上模、油封唇部模芯和弹簧槽下模，所述油封唇部模芯由半副唇模芯和主唇及半副唇模芯组成，所述主唇及半副唇模芯与所述弹簧槽下模随动，所述半副唇模芯与所述外径上模随动。
2、 如权利要求1所述油封用模具，其特征在于，所述主唇及半 副唇模芯与所述弹簧槽下模位于同 一模位。
3、 如权利要求2所述油封用模具，其特征在于，所述主唇及半副 唇模芯通过定位卡簧固定于所述弹簧槽下模中，且二者相对滑动。
4、 如权利要求l所述油封用模具，其特征在于，所述半副唇模芯 与所述外径上模位于同 一模位。
5、 如权利要求l所述油封用模具，其特征在于，所述半副唇模芯 通过定位卡簧固定于所述外径上模中，且二者相对滑动。
6、 如权利要求l-5任意一项所述油封用模具，其特征在于，所述 弹簧槽下模由弹簧槽组合下模和弹簧槽紧配嵌芯组成。
全文摘要
本发明提供一种油封用模具，其包括外径上模、油封唇部模芯和弹簧槽下模，所述油封唇部模芯由半副唇模芯和主唇及半副唇模芯组成，所述主唇及半副唇模芯与所述弹簧槽下模随动，所述半副唇模芯与所述外径上模随动。采用本发明所述的油封用模具，加工精度容易保证，装配精度容易保证，也就保证了唇口结构。不管胶坯重量差异多大，只要能够充满型腔，便可保证同一模具产品，唇口结构相同，品质相同。本发明的油封用模具可用于模压、压注、注射的各种成型工艺，适用于所有形式的油封生产过程中。
文档编号B29C33/38GK101549536SQ20091008399
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者波 董 申请人:波 董