輪胎模具結構研究現狀及分析（Ⅰ）
時間：2023-09-25
來源： 網絡
隨著汽車工業的快速發展，對輪胎的要求趨向于扁平化、高速化及環保化，對輪胎配套的模具要求也相應的提升。輪胎的外觀和性能很大程度上決定于輪胎的硫化工藝，輪胎模具是輪胎硫化過程中必不可少的工具，模具結構是否合理對輪胎的質量至關重要，以下從模具結構為切入點進行研究分析。
根據輪胎模具的結構分為輪胎兩半模具和活絡模具。輪胎兩半模具結構較簡單，主要有上、下側板和上、下鋼圈，上、下側板的分型面在輪胎花紋的中心線上，模具工作時上、下模打開。活絡模具的結構較復雜，主要分為型腔板和模殼兩部分，型腔板為直接與輪胎胎坯接觸的零件，主要有花紋塊，上、下側板，上、下鋼圈；模殼是模具的導向機構，用來控制模具的開合運動，主要有中模套、弓形座、上蓋、底座、耐磨板、導向條、安裝環、提升塊等，模具動作時，弓形座和花紋塊做徑向開合運動。
活絡模具導向機構的導向面為斜平面的稱為斜平面式輪胎活絡模具。斜平面式模具在開合過程中，中模套和弓形座是平面接觸。模具弓形座的數量一般為8~10塊，在弓形座上和與其配合的中模套上需加工出8~10個斜平面。為了保證成品輪胎不出現膠邊和錯花外觀質量問題，斜平面模具的合模精度要求很高，模具上斜平面加工要求8~10個平面圓周等分且平面都向心，斜平面的向心角度應保持一致。普通的加工機床不能滿足這樣高的精度要求，需專用的數控機床加工，模具零件磨損后花紋塊內部會出現直徑誤差，降低硫化輪胎的圓度且易出現輪胎膠邊問題，但是斜平面式模具對硫化機上下熱板的平面度要求較低且適應性好。
活絡模具導向機構的導向面為圓錐面的稱為圓錐面式活絡模具，與斜平面相比，圓錐面有良好的可加工性，普通的機床可滿足精度要求。圓錐面式模具的裝配精度要求較低，模具零件磨損后，周向偏差能夠自動補償，對硫化輪胎圓度影響小，對輪胎的膠邊和錯花問題影響也不明顯。但是模具開合過程中，弓形座和中模套上的耐磨板由線接觸逐漸過渡到圓錐面接觸，造成耐磨板不均勻磨損、模具動作不平穩以及對硫化機的適應性低。
目前輪胎硫化過程中的加熱方式有蒸鍋式和熱板式。蒸鍋式加熱是將模具放入密封的硫化罐中加熱；熱板式加熱是模具上有2個加熱源：一是硫化機的上下熱板，溫度約為150℃，用來硫化輪胎的胎側；二是模具的中模套氣室通入約為160℃水蒸氣，熱能向里通過弓形座傳遞到花紋塊上來硫化胎面花紋部分。蒸鍋式和熱板式模具結構上的不同是蒸鍋式的中模套上不加工氣室，熱板式中模套上加工氣室通入過熱水蒸氣作為模具熱源。
胎坯裝入硫化機前模具需要預熱一段時間，使模具達到輪胎硫化時需要的溫度。硫化機帶動安裝環與中模套向上運動，同時弓形座帶動花紋塊徑向運動，實現模具開模。隨后機械手抓取胎坯放置于硫化機中心機構的硫化膠囊上，定位完成后，在硫化機作用下模具上蓋和上側板向下運動，弓形座與花紋塊在中模套施加力的作用下徑向合模成為整圓。胎坯在一定的溫度和壓力下加熱一段時間，胎坯硫化為成品輪胎。
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