陶瓷墙地砖模具的设计

1、陶瓷墙地砖模具的设计摘 要 文章介绍了陶瓷墙地砖模具的基本组成 和工作原理，并结合一些企业的实际经验，以陶瓷墙 地砖模具的设计为例，探讨了陶瓷墙地砖模具的一般 设计方法。关键词 陶瓷墙地砖模具，设计方法，设计实例1前言模具是陶瓷墙地砖生产的重要组成部分，它能使 一台机器成形不同规格、形状的陶瓷坯体。我国的陶 瓷墙地砖模具经历了一个从国外引进到自主研究开发 的过程，至今已实现国产化生产。目前，我国陶瓷墙 地砖生产通常采用金属材料的压力成形模具，此类模具的设计方法在各种文献资料中还未有详细、全面的 介绍。因此，模具企业主要是根据自己的实际经验来 进行陶瓷墙地砖模具的设计生产。本文结合一些企业 的实

2、际经验，探讨了陶瓷墙地砖模具的一般设计方法。2陶瓷墙地砖模具的基本组成及工作原理陶瓷墙地砖模具的基本结构如图1所示。上磁吸 板通过螺钉固定在压机上活动横梁上。上磁吸板内绕 磁力线圈，通电时产生磁吸力固定上模芯，侧板与模 框通过螺钉固定。下磁吸座内绕磁力线圈，通电时产 生磁力固定下模芯，下磁吸座通过螺钉固定在推顶板 上。推顶板通过导柱座在底板上，防尘皮套用压条固 定在推顶板和底板四周，底板与压机工作台通过螺钉 固定。模框与底板之间的距离通过支柱与调整垫圈调整，卡板安装位置与压机的类型有关。图 1是 SITI3608T压机的模具，卡板安装在底板内，与压机 的顶出机构联接。压机工作时，压机的顶出机构

3、通过卡板带动推顶 板、下磁吸座和下模芯向下运动，形成一封闭的模腔， 粉料经喂料车布入模腔，压机横梁带动上模芯在液压 力的作用下进入模腔。上模芯按触到粉料，施加压力, 接着上模芯稍微提升或者松开，进行排气。然后上模 芯一次或者多次下降，进行多次排气，直至砖坯达到 足够的抗折强度和良好的致密度。压制结束后，上模 芯在压机横梁的带动下，向上运动，下模芯在压机顶 出机构的带动下，向上运动，顶出砖坯，由喂料机构 将砖坯推出，完成一个工作周期，接着下模芯下降， 粉料布入模腔，进入第二个压制周期。3陶瓷墙地砖模具的设计及实例规格为800mn 800mn 10mm 的瓷质地砖是一 种常用的装饰陶瓷制品，下面以

4、此为例说明陶瓷墙地 砖模具的一般设计方法。3.1准备工作(1)模具设计前，应对产品和压机设备有详细 的了解，包括瓷砖的品种、规格、厚度、形状、正反 面形状、侧面形状、压机的型号、规格、压制瓷砖的 大小、工位数等。经了解该产品是800mm 800mm 10mm 的正方 形瓷质地砖。正面为光面，背面为凹凸斜纹，侧面为 阶梯状。根据现有的压机型号、规格，选择SITI3608T 压机。查压机参数表得知，该压机可压制工位为800mm 800mm 10mm 的瓷质地砖。(2)确定产品收缩率陶瓷墙地砖生产一般使用硅酸盐粉料压制成砖坯 后经过燃烧而成，砖坯燃烧冷却后其线性尺寸和体积 都有不同程度的收缩。为了保

5、证产品的实际尺寸和形 状，模具设计时通常采用产品收缩率 SO来进行参数 计算，产品收缩率SO的计算公式为：SO = (LO-L) /LOX 100%LO= L/ (1-SO)式中：LO-砖坯线性尺寸L瓷砖线性尺寸在生产实践中，通常根据粉料试烧来确定产品收 缩率SO。根据实际经验，常用粉料的参考收缩率为： 瓷质砖8.5%9.5%;广场砖3%5%;釉面砖0.5%2%。本例产品为瓷质地砖，产品收缩率确定 为9%。(3)模具单边间隙的确定模具的单边间隙。如图2所示。b的设定相当重要，它对砖坯的各种缺陷(如窄 腰等)有非常大的影响，所以要保证合理的模具单边 间隙(To模具单边间隙与砖坯规格大小有关，理论

6、上 可以按下式决定：a = L 2000式中：L一瓷砖的长边尺寸(mm)不同品种瓷砖的单边间隙 b推荐经验值为：瓷质外墙砖：0.120.18mm釉面砖：0.150.18mm 瓷质地砖：200mn 300mm 0.160.18mm400mn 500mm 0.18 0.20mm600mm 600mm0.2g 0.22mm800mm 800mm0.22 0.25mm广场砖:200mmX 200mm 以下 0.18 0.22mm250mm 400mm 0.20.25mm本例根据推存经验值，800mm 800mm 10mm 的瓷质地砖模具间隙b取0.25mm。3.2零件的设计(1)上模芯外形尺寸(长、宽

7、)计算公式为：Ls=L/ (1-SO) +2a式中：Ls一上模芯（长、宽）尺寸L一瓷砖的（长、宽）尺寸SOH产品收缩率上模芯厚度”依经验确定：规格在600mm以下 的瓷砖取30mm;600mm以上的瓷砖取3238mm。 上模芯安装方式有两种：（1）反打，成形瓷砖的背面， 背面花纹通常有平面、凸条或者商标等；（2）正打，成形 瓷砖的正面，正面花纹通常有平面、麻面、方格面等。 根据瓷砖正、背面的形状，考虑压机推料架方便推出 砖坯，确定采用正打或是反打。上模芯采用金属材料， 在成形表面压制胶片，胶片内充液压油，以均衡砖坯 的压制力。上模芯规格小于 150mm 150mm 时，为 了调整砖坯尺寸，在上

8、模芯与上磁吸板之间增加上模 芯垫板，一件垫板通过螺钉固定一件或多件上模芯。本例上模芯形状为正方形，瓷砖背面形状为凹凸斜纹，为方便推出砖坯，上模芯采用反打，上模芯成 形表面压制凹凸斜纹的胶片，不使用上模垫板上模芯尺寸计算：LS = 800/ (1-0.09) +0.5=879.62mm厚度 S S = 50mm即上模芯规格为：879.62mmx 879.62mmX 50mm (2) 下模芯下模芯外形尺寸比上模芯小一些，根据经验，瓷 砖规格在500mm以下的小1mm, 600mm的瓷砖小 1.5mm, 800mm的瓷砖小2mm。下模芯厚度可以和 上模芯厚度相同。当下模芯规格小于 200mm 200

9、mm 时，需在下模芯和下磁吸座之间增加下模垫板，下模 芯和下模垫板通过螺钉固定。本例：LX = 879.62-2=877.62mm ;厚度8 X=50mm不用下模垫板即下模芯规格为：877.62mmx 877.62mmX 50mm 若瓷质地砖需要磨边 则要适当增加上、下模芯的外形尺寸。(3)侧板一个模腔有四件侧板，侧板垂直型面形状有阶梯 状、斜平面、不规则曲面等。通常设计成阶级状。结 构如图3所示。为了出坯的方便和减少破损，侧板垂 直成形面的脱模斜度角9 一般设计成1.53.5 ;阶 级的深度hl 一般取0.30.5mm ;圆角R取3mm左 右。侧板总高度h的推荐经验公式为：h = 2 xhC

10、+ 40 50mm)式中：hC一储料深度hC = 2 X S z+35mm式中：8 z砖坯厚度8 z = S/1-6O)式中：s瓷砖的厚度so-产品收缩率阶级的位置高度h2推存经验公式为:H2=S zX 40% 50%)侧板厚度3C一般取2530mm。本例：瓷砖厚度为10mm;砖坯厚度8 z=10.99mm ;储料深度hC=26mm ;侧板总高度 h=2X26+48=100mm阶级的位置高度h2=10.99 X0.5=5.50mm；侧板厚度 8 C=25mm(4)模框模框的最大外形尺寸(长、宽)可从压机参数表 查得，但某些型号的压机表中查不到，按经验设计， 模框的长度、宽度应小于压机立柱净间距

11、，压机立柱 净间距查压机参数表。模框厚度S m= h式中:h一侧板高度本例：查SITI3608T压机参数表可知，模框的最 大外形尺寸长X宽 =1700m侏1200mm S m=25mm底板底板最大外形尺寸长、宽查压机图纸，应小于压 机立柱的净间距、底板孔及孔间距，与压机工作台的 图纸尺寸相同，底板厚度与压机的型号、规格有关， 推存的经验值如下：PH650 680T 8 d=4850mmPH980 1600Ts d=5556mmSITI2805 7208T 8 d=55mmYP1000 5600T 8 d=55mmKD2800 4800T 8 d=5560mmLAS600 1500T 6 d=6

12、0mm本例：查SITI3608T压机图纸,底板外形尺寸（长x 宽）=1690mm 1100mm 厚度 3 d=55mm（6）推顶板最大外形尺寸（长、宽）要保证下磁吸座放得下，推顶板厚度Ht的确定，按以下推荐经验公式计算。如图4所示：要算出推顶板的厚度 8 t ,需先算出下模总高度HZ,计算公式为：HZ=H- 8 -L式中：H2H下模总高度心压机上横梁到工作台的距离8 g一上磁吸板厚度3 s一上模芯厚度L一上模芯和模框的间距在压机的配套图纸上可查出 H、3 g、上模芯和模框的最大间距Lmax和最小间距Lmin的值。首先确定开模时上模芯和模框的间距 L,要保证压机推料架推出砖坯的空间，即 Lmin

13、Z。推顶板厚度的计算公式为：8 t = HZ- S & S G S x hC式中：3 t一推顶板厚度HZH下模总高度s d底板厚度8 c一下磁吸座厚度8x一下模芯厚度hC一储料深度推顶板厚度S和下磁吸座厚度Sc相互分配。本例：查SITI3608T压机图纸可知Lmax=115mm ,Lmin =90mm ,取 L=100mm ,HZ= 550-100-35-68=347mm6 t= 34755-26-35- 8 c= 231 S c取 S 与 Sc相等，8 t = Sc =115mmt(7) 其它零件下磁吸座外形(长、宽)尺寸比下模芯小58mm。卡板安装位置与压机类型有关。安装在底板或推顶板内，

14、一模多件对称分布或一模一件安装在底板中间。外形尺寸按经验设计，常设计成圆形、U形等，内部形状尺寸与压机配套图纸相同。支柱、调整垫圈外径一般取()556 60mm支柱 与调整垫圈高度的经验计算公式为：HL= HZ- 8 m- 8 d式中：HL一支柱与调整垫圈高度之和HZH下模总高度8时模框厚度S d底板厚度调整垫圈高度一般取30mm ,支柱高度可计算得 出O上磁吸板外形尺寸略大于上模芯，厚度查压机配 套图纸。防尘套用皮革加钢丝骨架材料，要有足够大 小。本例：下磁吸座的规格为873mm 873mm 115mm支柱与调整垫圈外径为()60mm调整垫圈高度为 30mm ;支柱高度=347-25-55-30=237mm ;上磁吸板的规格为880.62mmx 880.62mmX 68mm(8)参数校核校核模具的闭合高度：Hmin模Z + 8 s + 8 g式中:H2H下模总高度s一上模芯厚度g一上磁力板厚度H模=347+35+150=532mm ,因此模具的闭合 高度符合要求。(9)绘模具总装配图模具的总装配图如图5