防尘圈注塑模具设计论文

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1材料选择

防尘圈主要用来防止外部的粉尘、杂质以及其他颗粒物等进入液压缸或气压缸内部，污染内部压力介质，进而加速杆密封、活塞密封的磨损，严重影响密封件以及其他元器件的使用寿命和使用效果。防尘圈在密封系统中虽然不直接起密封作用，但是直接影响起密封作用的活塞封、杆密封等，因此防尘圈在往复密封系统中属于重要且不可或缺的组成部分。相对于活塞密封、杆密封在压力介质条件下需要密封材料具有卓越的抗撕裂、抗挤出、抗磨损、耐介质等性能，防尘圈对材料性能要求相对较低，可选择性能、价格适中的材料。

2注塑制品结构

防尘圈分为骨架防尘圈、纯胶防尘圈，纯胶防尘圈又有多种不同基本结构，如果加上细节结构的差异会衍生出更多种类的防尘圈结构。为一种常规防尘圈的三维半剖视图，该结构是一种最基本的防尘圈结构，在各类液压、气压往复缸中广泛应用。下文将对该结构防尘圈的模具设计进行论述。

3模架结构

根据注塑机的导向杆之间的距离确定模架的最大轮廓尺寸，模架的其他尺寸采用GB/T12556.1-1990的标准系列尺寸。同时参考注塑产品的尺寸，模架设计成一模两腔的结构。

4模具设计

产品结构、模架结构确定以后，接下来主要考虑模具结构的设计。本文作者从不同的考虑因素出发，设计了3种不同的模具结构。

4.1优先考虑外观的模具设计方案

为了保证最终产品良好的外观，应避免产品注口胶料残留以及注口周围出现不良的外观。该模具在高度方向上的配合面1、2、3的配合关系是影响产品外观的重要因素，在设计配合尺寸时，优先保证配合面2为压紧配合，而配合面1、3采用间隙配合。该配合关系可保证防尘圈唇口部位一次性完美成型，避免出现飞边的现象，唇口部位无须修边。同时将注口偏移产品一段距离，模具型腔截面比最终产品截面多出一个凸台，注口胶料留在该凸台上。流道采用了相对较大截面尺寸，降低了对注塑工艺参数的要求，可以在相对较宽的注射压力和注射速度范围内完成注塑。需要二次加工把防尘圈根部多余的部分切除，并在根部外圆倒角，最终获得的成品与防尘圈一致。

4.2材料高利用率的模具设计方案

对于外观要求不高的产品，可采用点注方式将注口留在制品非关键表面，减少或避免后续的修边工作，同时有效提高材料的利用率。为验证点注形式的模具结构是否可行，结合材料性能数据和流道结构尺寸进行了模流分析。只有内圆有一道密封唇抱紧活塞杆，外圆一般为竖直面，部分品牌的常规结构防尘圈外圆与沟槽甚至为间隙配合，这样防尘圈仅仅是在内圆配合面起到了阻止外部灰尘、杂质、颗粒物通过的作用，而在防尘圈外圆与沟槽的配合面无法起到有效的防尘作用。为有效避免常规结构防尘圈的上述方面的缺陷，整个防尘圈内、外圆均有一道密封唇口，内圆唇口与活塞杆构成过盈配合，外圆唇口与沟槽同样构成过盈配合，该结构在在内、外圆两个配合面均可起到良好的防尘效果，相对常规结构的防尘圈，该结构的防尘圈更适合在恶劣的工况下工作。

5结束语

介绍3种不同结构的防尘圈注塑模具的设计思路及须考虑的关键点，对于点注的方式，运用模流分析方法验证该注塑方式的可行性，并通过生产试制验证了设计思路的正确性以及点注、免修边注塑工艺的可行性。本文的模具设计思路对于其他注塑制品模具的设计，尤其是考虑节约材料，减少后续修边工序的模具设计具有一定的参考和借鉴意义。

作者:郑涛青闫志旭方丽娟单位:广州宝力特液压密封有限公司广州机械科学研究院有限公司