本发明属于橡胶制品加工技术领域，更具体地说，涉及一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具及其制造方法。
背景技术：
滤清器包括有空气滤清器、机油滤清器和燃油滤清器，滤清器在发动机系统中主要起到滤除有害杂质，减少发动机部件的磨损，延长这些部件使用寿命的作用，滤清器中各部件的结构将会影响到滤清器的使用性能。其中橡胶单向阀是用于工程机械车滤清器中的橡胶密封件，该产品必须具有优异的耐油性能和高低温下的动态回弹性能，有压力时可以打开进油，无压力时可以自然复位起到密封作用。工程机械车发动机排量都比较大，其开启压力非常大，因此对橡胶的性能要也就求非常的高。
如图1所示为现有工程机械车滤清器用橡胶单向阀的截面结构示意图，由图可以看出，该单向阀8的中部向外凸出形成弧形凸部801，目前，国外通常是采用避开工作面采取局部哈夫结构的模具来生产该橡胶单向阀的，这种结构模具的结构比较复杂，操作比较麻烦，开的模腔件数比较少，生产效率比较低，因此国外的进口件价格非常的高。
国内目前还没有企业可以高效、低成本的生产工程机械车用橡胶单向阀的合格产品，国内采用整体式模具对该橡胶单向阀进行生产时，由于该单向阀的结构特殊性，在脱模时弧形凸部801的根部易发生断裂，从而导致废品率较高。因此，如何提高国内工程机械车用橡胶单向阀的生产效率，并有效防止脱模过程中发生单向阀断裂的现象就具有重要的意义，也是橡胶单向阀生产过程中的一个关键技术难点。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服目前我国国内工程机械车用橡胶单向阀的生产效率相对较低、废品率较高的不足，而提供了一种工程机械车用橡胶单向阀硫化成型模具及其制造方法。采用本发明的技术方案可以有效避免脱模过程中橡胶单向阀发生断裂，且其生产效率较高，成本低。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具，包括自上而下依次设置的上模、中模i、中模ii和下模，其中，中模ii镶嵌于中模i中，上模、中模i、中模ii和下模上分别加工有模腔，经合模后上述模腔共同组成与待成型橡胶单向阀相匹配的橡胶型腔，所述中模i的模腔底面与弧形凸部相对应的位置导有r角。
更进一步的，所述r角的大小为0.4。
更进一步的，所述中模i与中模ii之间通过定位柱进行导向定位。
更进一步的，所述中模i和中模ii上对应加工有螺纹孔，中模i和中模ii通过螺丝可拆卸连接。
更进一步的，所述中模ii上端与中模i安装接触的部位加工有导角。
更进一步的，所述导角的大小为30°，且中模ii与中模i间隙配合0.03～0.05mm。
本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的制造方法，包括以下步骤：
步骤一、本体胶料的准备
根据工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具的尺寸，使用挤出机进行挤出胶条，根据制品的重量进行成型胶胚；
步骤二、填料
将工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具装配到硫化机上，先将中模ii与中模i相配合并用螺丝进行固定，然后将准备好的胶胚填入中模i的模腔中部；
步骤三、硫化成型
硫化机驱动模具下模上压开始进行硫化成型。
步骤四、取模
硫化停止后，打开模具上模，拆掉螺丝，将中模i与橡胶单向阀一起从中模ii中取出并置于水箱中冷却30～90秒，此时直接用手将单向阀从中模i中取出即可。
更进一步的，所述本体胶料的料胚由如下组分按照重量份数组成：
更进一步的，所述步骤三中硫化机驱动模具下模上压时，抽真空15～25秒；放气次数设置为3-4次，硫化机的硫化温度控制为165～175℃，硫化时间控制为6～8分钟，硫化压力控制为15～18mpa；所述的增塑剂采用tp-95增塑剂。
3.有益效果
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：
(1)本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具，包括自上而下依次设置的上模、中模i、中模ii和下模，该模具为整体结构，在单向阀的工作面，即密封面处没有分型面，而在中模i的模腔底面增设r角，采用本发明的模具可以防止脱模时单向阀断裂的现象发生，提高了单向阀的合格率。
(2)本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具，采用独特设计的四层模具结构，按照单向阀结构开三层模具也可以生产，但由于单向阀头部较长，硫化时的气体很难排除，从而导致存在产品窝气的缺陷，而本发明通过下模的设计可以将产品中的气体从下模顺利排出，从而提高了产品的外观合格率。
(3)本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具，通过对中模i上r角的大小进行优化设计，从而既有利于避免脱模时单向阀产品的断裂，同时还可以有效保证所得成型产品的质量和精度。此外，本发明中模ii上端与中模i安装接触的部位加工有导角，从而便于将中模i从中模ii中取出。
(4)本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具，采用该模具结构可以在同一模具中开多个模腔，从而可以同时对多个单向阀进行成型，有利于提高生产效率，且该模具结构简单，成本低，克服了国外采用哈弗结构模具进行生产存在的不足，且采用该模具生产的制品工作面没有飞边。
(5)本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的制造方法，通过对单向阀的硫化成型模具的结构进行优化设计，并在脱模时将中模i与橡胶单向阀一起置于水箱中进行冷却处理，从而可以直接人工将橡胶单向阀从中模i中取出且不会发生产品的断裂现象。
(6)本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的制造方法，发明人通过大量实验对本体胶料的料胚组成和配比进行优化设计，从而既可以有效提高单向阀的塑性和韧性，防止制品脱模时发生断裂，同时又能够有效保证所得产品的强度、耐磨性、抗老化性能和高低温下的动态回弹性能，进而有利于延长单向阀的使用效果和使用寿命。
(7)本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的制造方法，通过对硫化成型的具体工艺进行优化设计，尤其是对硫化温度和硫化压力进行严格控制，从而一方面易于单向阀进行脱模，另一方面还能够有效保证具有优异的耐油性能和高低温下的动态回弹性能。
附图说明
图1为现有工程机械车滤清器用橡胶单向阀的截面结构示意图；
图2为本发明的一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具的剖面结构示意图；
示意图中的标号说明：1、上模；2、中模i；3、中模ii；4、下模；5、定位柱；6、螺丝；7、r角；8、单向阀；801、弧形凸部；802、密封面。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，现结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。
实施例1
如图2所示，本实施例的一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具，包括自上而下依次设置的上模1、中模i2、中模ii3和下模4，其中，中模ii3镶嵌于中模i2中，中模ii3起到定位作用，上模1、中模i2、中模ii3和下模4上分别加工有模腔，经合模后上述模腔共同组成与待成型橡胶单向阀8相匹配的橡胶型腔，所述中模i2的模腔底面与弧形凸部801相对应的位置导有r角7，该r角的大小为0.4。
针对工程机械车用橡胶单向阀在硫化生产脱模时易发生断裂的问题，目前国外通常是采用哈弗结构的模具进行生产，但其模具结构较复杂，生产效率较低，且成本高，而国内采用整体式模具结构进行生产时制品脱模时的废品率仍较高。基于以上问题，发明人对成型模具的结构进行优化设计，采用整体式模具结构，在中模i2的模腔底面与弧形凸部801相对应的位置导有r角，并对r角的大小进行优化设计，从而既可以防止脱模时单向阀断裂的现象发生，大大提高了单向阀的合格率，同时还有利于保证所得橡胶单向阀的成型质量。
同时，由于本实施例采用整体式模具结构，可以在同一模具中开多个模腔，从而可以同时对多个单向阀进行成型，有利于提高生产效率，且该模具结构简单，成本低，克服了国外采用哈弗结构模具进行生产存在的不足。此外，按照单向阀结构开三层模具也可以生产，但由于单向阀头部较长，硫化时的气体很难排除，从而导致存在产品窝气的缺陷，而本实施例通过采用独特设计的四层模具结构，即通过下模4的设计可以将产品中的气体从下模4顺利排出，从而提高了产品的外观合格率
实施例2
本实施例的一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具，其结构基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中中模i2与中模ii3之间通过定位柱5进行进一步导向定位，通过定位柱5的设置有利于提高中模i2与中模ii3定位的准确性，保证模具精密配合，且中模i2和中模ii3上对应加工有螺纹孔，中模i2与中模ii3配合后通过螺丝6固定死。
实施例3
本实施例的一种工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具，其结构基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中中模ii3上端与中模i2安装接触的部位加工有导角，该导角的大小为30°，且中模ii3与中模i2间隙配合0.03～0.05mm，从而便于中模i的进出。
本实施例的一种工程机械车用橡胶单向阀的制造方法，包括以下步骤：
步骤一、本体胶料的准备
根据工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具的尺寸，使用挤出机进行挤出胶条，根据制品的重量进行成型胶胚；所述本体胶料的料胚由如下组分按照重量份数组成：
本实施例中的饱和丁腈橡胶的生胶为镇江南帝公司3555j；炭黑是由卡博特化工有限公司供应的n330高耐磨炭黑或n774半补强炭黑；氧化锌是由镇江白水化学有限公司供应的；液体丁腈橡胶是由日本瑞翁公司供应的dn601液体丁腈橡胶；促进剂cz、促进剂tmtd、促进剂dtdm和硫磺都是由连云港连连化工有限公司供应的；增塑剂是由上海铠立化工有限公司供应的tp-95增塑剂、防老剂是由南杨化工有限公司供应的。发明人通过大量试验研究对橡胶单向阀的本体胶料的组分及配比进行优化设计，尤其是通过液体丁腈橡胶与增塑剂的配合使用，从而可以保证胶料在满足耐油性能、抗老化性能和高低温下的动态回弹性能的基础上，具有较高的拉伸强度和扯断伸长率，并有效提高所得单向阀的塑性和断裂强度，进而有利于进一步防止脱模过程中产品发生断裂现象，所得单向阀的性能参数具体如表1所示。
表1实施例1中材料测试性能
步骤二、填料
将工程机械车用橡胶单向阀的硫化成型模具装配到硫化机上，先将中模ii3与中模i2相配合并用螺丝6进行固定，然后将准备好的胶胚填入中模i2的模腔中部；
步骤三、硫化成型
硫化机驱动模具下模4上压开始进行硫化成型，硫化机驱动模具下模4上压时，抽真空15秒；放气次数设置为3次，硫化机的硫化温度控制为165℃，硫化时间控制为6分钟，硫化压力控制为15mpa。
步骤四、取模
硫化停止后，打开模具上模1，拆掉螺丝6，将中模i2与橡胶单向阀8一起从中模ii3中取出并置于水箱中冷却30秒，此时直接用手将单向阀从中模i2中取出即可。本实施例中中模i2开两副，从而便于交替更换使用，而无需将水冷后的中模i2加热至硫化温度后才能进行下一轮制品生产，有利于保证中模i2的温度，并提高生产效率。
为了有效减少脱模时单向阀的废品率，本实施例通过对模具的整体结构、单向阀的具体制作工艺，尤其是采用了独特的脱模方法和硫化工艺，以及本体胶料的组分与配比进行优化设计，从而可有效避免在硫化脱模时单向阀断裂的问题，大大提高了产品脱模的合格率，单向阀断裂现象基本杜绝，同时保证了所得单向阀具有优异的耐油性能和高低温下的动态回弹性能，满足其使用性能要求。
实施例4
采用实施例3的模具结构，本实施例的工程机械车用橡胶单向阀的制造方法，其步骤基本同实施例3，其区别主要在于：本实施例中料胚由如下组分按照重量份数组成：丁腈橡胶：95份、炭黑：55份、硬脂酸：1份、氧化锌：7份、液体丁腈橡胶：18份、增塑剂：18份、防老剂rd：1份、防老剂4010na：1份、硫磺：0.4份、促进剂tmtd：1.7份、促进剂cz：1.7份、促进剂dtdm：2.5份；步骤三中抽真空时间设置在20秒；放气次数设置为4次，硫化机的硫化温度控制为170℃，硫化时间控制为7分钟，硫化压力控制为16mpa，中模放入水箱中冷却60秒，，硫化结束后完成制品加工，即得橡胶单向阀。
实施例5
采用实施例3的模具结构，本实施例的工程机械车用橡胶单向阀的制造方法，其步骤基本同实施例3，其区别主要在于：本实施例的料胚由如下组分按照重量份数组成：丁腈橡胶：100份、炭黑：465份、硬脂酸：1.5份、氧化锌：8份、液体丁腈橡胶：20份、增塑剂：20份、防老剂rd：1.5份、防老剂4010na：1.5份、硫磺：0.5份、促进剂tmtd：2.0份、促进剂cz：2.0份、促进剂dtdm：3.0份；步骤三中抽真空时间设置在25秒；放气次数设置为4次，硫化机的硫化温度控制为175℃，硫化时间控制为8分钟，硫化压力控制为18mpa，将中模放入水箱中冷却90秒，硫化结束后完成制品加工，即得橡胶单向阀。
实施例1～5，依托本发明独特水冷脱模方法，加上特殊的配方设计，巧妙的整体结构的模具设计，彻底解决了异工程机械车用橡胶单向阀脱模断裂的问题，提高了工程机械车用橡胶单向阀的合格率。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。