郑伍昌

（巨轮股份有限公司，广东揭阳 515500）

汽车子午线轮胎活络模具结构的优化设计

郑伍昌

（巨轮股份有限公司，广东揭阳 515500）

针对汽车子午线轮胎活络模具使用过程中存在容易卡死的问题，提出了相应的技术方法及措施，方便模具的安装、维修及减摩板的更换，还提高了模具的加工效率、降低加工成本等。

汽车轮胎；活络模具；向心机构；减摩板；结构优化

随着全球汽车行业的高速发展，轮胎行业也发生了显著的量和质变化。自2002年以来，我国轮胎产销量一直保持着20%左右的增速，子午线轮胎的增速则高达40%以上，中国已然成为发展空间最大的轮胎市场。而随着汽车、摩托车等工业的迅速发展，轮胎花纹也变得越来越复杂，而这些轮胎产品的制造离不开模具，而且随着我国轮胎子午化率的不断提升，轮胎制造商对轮胎模具的需求越来越多，技术与质量要求也越来越高，这就要求模具制造厂家以最快的速度、最低的成本、最高的质量生产出模具[1]。

1 汽车子午线轮胎活络模具的基本结构及其存在问题分析

（1）结构分类

通常地，用于硫化成型的轮胎模具，按其结构来划分有两半模具及活络模具两大类。由于后者在硫化成型过程中有其独特的性能——多方向径向抽芯运动，从而使轮胎在定型、脱胎等的过程中有移位比较小、变形均匀等优点，所以目前国内外各家大型轮胎公司多采用活络模具来生产子午线轮胎。

目前国内所使用的活络模具其结构主要有两种：一是斜平面导向活络模具；一是圆锥面导向活络模具。这两个结构具有共同的工作原理，且均由向心机构和模腔组成。对于圆锥面导向活络模具，该结构是原西德AZ公司设计的典型结构，主要由内圆锥面导向并产生足够的合模力作用的中模套、装花纹块并带动花纹块做径向抽芯运动的滑块、上盖、底座、上下胎侧板等组成。对于斜平面导向活络模具，该结构是意大利倍耐力公司设计的典型结构，其结构与圆锥面导向活络模具相似，不同之处主要在于斜平面导向活络模具将圆锥面导向活络模具内圆锥面导向改为多个独立的小斜平面导向[2-4]。

（2）常见结构存在的问题分析

从结构上来看，常见的斜平面导向活络模具和圆锥面导向活络模具这两种结构的活络模具大同小异，其中有一个共同点就是整套向心机构的减摩板都需要采用很多小螺丝来固定在相关的零件上，以确保其使用过程牢靠而不会轻易掉落。

然而，毕竟其固定螺丝数量很多，长时间的使用，这些小螺丝会因为撞击、震动、热胀冷缩等原因而逐渐松弛，而且螺丝的沉头孔也会塞满灰尘、固化的润滑剂等杂质，从而影响其润滑效果，也可能会因在减摩板表面开孔而破坏减摩层的整体性，长时间的使用可能会造成孔的边缘容易剥落，最终整片减摩板被逐渐拉伤、卡死向心机构而报废，另外，传统的减摩板也因联结螺丝很多，螺丝也不大，正常磨损后需要更换时拆卸很困难，也很耗时。

以上两种活络模具向心机构由于在实际的使用中反映出来的问题直接影响到模具的使用质量和维护保养的效果，因此必须通过优化模具内部结构，特别是针对这两种向心机构减摩板结构存在的问题来寻求相对应的解决方案。

2 方案及原理

（1）基本思路及原理

基本思路：通过对常见斜平面导向活络模具与圆锥面导向活络模具两种向心机构的问题点的比较及分析研究，从中得到结论：要避免减摩板联结小螺丝容易松弛、沉头孔容易堵塞杂质、减摩板表面的减摩层整体性容易受到破坏、更换拆卸困难等问题，就要想方设法减少减摩板表面的孔、槽等容易引起破坏表面的因素，因此需要对减摩板结构进行重新设计，力求简单实用，保持整体性，以达到减少破坏表面的因素，降低中模套减摩板的损耗，延长其使用寿命，同时还要求动作平稳，更换方便等。

基本原理：合模时，在硫化机合模力作用下，合模力通过中模套的斜面施压于滑块的斜面形成滑块移动的动力，在中模套的导向斜面及装在滑块上导向条的导向下滑块进行径向滑动，从而带动装在滑块上的花纹块合拢；开模时，在硫化机的带动下，中模套与上盖向上运动，由于滑块与花纹块有自重，在中模套斜平面及导向条的导向下而下滑，同时向外张开而达到脱胎作用。

（2）方案

针对常见斜平面导向活络模具与圆锥面导向活络模具两种向心机构螺丝数量过多、使用过程容易因螺丝松动而卡死的问题点，从经济适用及加工工艺性好的设计原则方面考虑对减摩板结构进行优化设计。

与常见的斜平面导向活络模具与圆锥面导向活络模具一样，结构优化后的轮胎活络模具仍然由向心机构和模腔组成，整体结构没改变，只是将其中的中模套、导向条、中模套减摩板等零件的结构进行改进。如图1所示。

图1 模具方案图

模腔部位：主要由上胎侧板（1）、下胎侧板（11）及花纹块（9）组成。

向心机构：主要由上盖（2）、提升块（3）、上环（4）、中模套（5）、保温罩（6）、导向条（7）、滑块（8）、底座（12）等组成。上盖（2）连接上胎侧板（1）；底座（12）连接下胎侧板（11）；滑块（8）连接花纹块（9）、导向条（7）与提升块（3）；上环（4）连接中模套（5）与保温罩（6），保温罩（6）可拆卸，随客户意愿给予安装与否。模腔花纹成型组件包括若干花纹块花纹块（序号9），每块花纹块各自连接于对应的具有斜面导向功能的滑块（序号8）上，并通过导向条（7），可在滑块（8）内部的导向槽里进行滑动，滑块上设置有提升块（3），并在上盖（2）的径向开口槽里滑动，作用是在开模时提升滑块及花纹块，导向条（7）开有导向槽，中模套（5）上设置有止滑结构（10），作用是行程限位。

优化后的中模套结构跟原来的中模套结构存在如下不同点。

传统的中模套特别是斜平面结构上每一等份位置的减摩板是设计成左右各一件，用于平衡导向，但也因此带来减摩板本身需要用很多螺丝来固定在中模套上。模具在长期使用过程中如果保养维护不到位或原来装配时没有拧紧，这些小螺丝就会因热胀冷缩和碰撞震动而逐渐变得松弛凸出减摩板面，从而卡伤滑块的导向面，造成模具运动不顺畅甚至是卡死并损坏。而且，导向条背面是平整的，通过螺丝简单连接在滑块或中模套上。如图2所示。

图2 传统活络模中模套的结构

而优化后的结构则是针对以上问题，将每一等份位置的减摩板（13）设计成一件，并直接通过导向条压紧减摩板，而不用小螺丝固定这些减摩板，从而保持减摩板表面的整体性、也无小螺丝松弛凸出减摩板面导致卡伤滑块导向面的现象。导向条则设计成带两个或多个连体的定位台阶，然后在中模套上对应地方开定位孔或定位槽，利用此定位装置使导向条更准确地定位，并很好地保护导向条连接螺丝。如图3所示。

图3 优化后中模套的结构

相对于传统的向心机构中模套结构，优化后的活络模具结构具有如下优点。

（1）将传统活络模中模套结构各个导向斜平面由原来每组由两个小斜平面组成，改进为单斜平面，避免两个斜面之间的平面度误差、提高角度一致性和斜平面的整体性，缩短加工时间并节约加工成本，还保证了其整体精度。

（2）中模套减摩板也相应由传统的左右各一件改进为单件，降低装配误差，提高装配精度，同时也节约减摩板材料和成本。

（3）采用导向条直接压紧减摩板结构，保护减摩板表面的整体性，无表面破坏点，无因固定螺丝松动导致拉伤滑块导向斜面而卡死的隐患，减轻因减摩板表面破坏而造成表面减摩层剥落所引起的运动不顺畅甚至卡死的隐患，同时也节约固定螺丝成本和加工螺孔所需要的时间和成本。

（4）导向条采用镶入式结构，即将导向条设计成带两个或多个连体的定位台阶，然后在中模套上对应地方开定位孔或定位槽，利用此定位装置使导向条更准确地定位，同时也对导向条螺丝进行安全保护，以免使用过程中因频繁的撞击导致螺丝松动而断裂。

3 结束语

通过对汽车子午线轮胎活络模具中模套的结构优化，既可以节约材料成本，也可以节约加工成本，同时还能保证模具使用过程中不因螺丝的松动而引起卡模，更重要的是保证导向条螺丝不会断裂而引起安全事故，这样的优化结构能有效地保证产品质量，是汽车子午线轮胎活络模具结构设计总方向。

［1］中国橡胶工业协会.橡胶行业“十二五”发展规划指导纲要［Z］.2011.

［2］邸建成.高性能半钢子午胎非标活络模具的开发设计［J］.橡塑技术与装备，2012（12）：58-62.

［3］曾旭钊.巨型工程车子午线轮胎活络模具结构设计［J］.机电工程技术，2012（9）：18-22.

［4］胡海明.子午线轮胎模具装配工艺的应用分析［J］.橡塑技术与装备，2011（06）：27-29.

Optimized Design of Structure for the Radial Tyre Segmental Mold

ZHENG Wu-chang
（GREATOO INC，Jieyang515500，China）

For the problem of the car radial tyre segmental molds clamped when it was working,the improvement method and measurement were proposed.Ease of mold sets,maintenance and replacement sliding plates,other side,it will improve the efficiency and reduce the processing cost of the molds.

radial tyre；segmental molds；container；sliding plate；optimum structure

TG76

A

1009－9492(2014)05－0162－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.05.041

郑伍昌，男，1956年生，广东揭阳人，大学专科，工程师。研究领域：汽车轮胎模具。

(编辑：向 飞)

2013－12－02