CN110815888B - 一种轮胎加工成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎加工成型方法，包括依次实施的坯料预成型、模具成型以及硫化成型等步骤，将未实施模具加工的胶料毛坯预加工出若干预成型沟和预成型凸起，以便与模具型腔内的各结构对应适配，以便加工出相应的胎面花纹沟槽和胎面花纹条，尤其是通过上述坯料预成型工序，能够将胶料有序引导并均匀分布，从而有效避免后续模具加工及相关成型工艺实施时可能导致的胶料流动并在胎面花纹条的边沿部形成胶料淤积等现象，并进一步避免由此导致的胎面花纹条局部胶料凸起等现象，从而有效优化加工成型后的轮胎胎面花纹条处胶料分布结构，进而使轮胎性能和使用寿命得以显著提高，并使整车性能得以相应优化。

Description

一种轮胎加工成型方法

技术领域

本发明涉及轮胎设计加工制造技术领域，特别涉及一种轮胎加工成型方法。

背景技术

轮胎是日常行驶过程中车辆与地面间的唯一接触部件，因此，轮胎的性能好坏直接影响着整车行驶性能。其中，轮胎接地状态下的应力分布是否均匀是极为重要的性能指标之一，尤其是对于NSB(Non-Skid Base的首字母缩写，即，沟下胶厚，是指胎面花纹主要沟纹下方的橡胶材料厚度)较薄的轮胎而言，应保证与地面接触的每个轮胎花纹条的胶料布置设计都均匀合理，才能够保证相应的轮胎使用性能。

目前，针对轮胎加工过程所施行的成型工艺中，通常采用胎面胶料较为平整的坯料进行成型加工，但该种方式导致后续硫化处理后，胎面的胶料会流向胎面花纹条处，具体而言，大量胶料会在胎面花纹条的两邻面交界处的内部形成淤积，致使胎面花纹条的整体内部胶料厚度分布不均，从而导致后续轮胎滚动工作时接地形状和压力分布不均，严重影响轮胎行驶性能；且上述形成局部淤积的胶料会在胎面花纹条的两邻面交界处产生凸起，致使该处的轮胎外壁耐磨胶层的分布空间被侵占，导致该处轮胎外壁的耐磨胶层较为单薄，易在后续使用过程中产生过早磨损并导致轮胎内部胶料外露，严重制约了轮胎的使用寿命和性能，并给整车行驶安全性造成不利影响。

因此，如何优化轮胎胎面花纹条处的胶料分布结构，避免胶料局部堆积及由此导致的局部胶料凸起，提高轮胎性能是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎加工成型方法，该方法能够有效优化轮胎胎面花纹条处的胶料分布结构，避免胶料局部堆积及由此导致的局部胶料凸起，提高轮胎性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种轮胎加工成型方法，包括步骤：

坯料预成型，利用压铸机将胶料毛坯预压成型为坯料，以使坯料上具有若干与轮胎成型模具对应并平行设置的预成型沟和预成型凸起；

模具成型，将预压成型后的坯料送入模具内并使各预成型沟和预成型凸起分别与模具内部的对应结构对位配合，之后合模以使坯料被模具加工成型为轮胎坯件；

硫化成型，对模具成型后的轮胎坯件实施硫化处理，以使其外部结构稳定成型。

优选地，所述预成型凸起的顶点与该预成型凸起的两侧边缘部间的过渡段上分别取任一点作为中段基准点，则任一组中段基准点处对应的胶料厚度是该组中段基准点相应的顶点处对应的胶料厚度的60％～80％；

在该预成型沟上取任意一点或两点作为沟底基准点，所述沟底基准点处对应的胶料厚度为d，模具成型后的轮胎的主沟底部橡胶沿胎面法向的厚度为D，则D/d＝0.7～0.9。

优选地，所述中段基准点距其所在的预成型凸起的侧边缘部的距离为l，模具成型后的轮胎主沟一侧相邻的花纹凸条上取一与该主沟的侧壁顶部边缘线平行的管制端线，该管制端线与该主沟的该侧壁顶部边缘线间沿胎面延伸方向上的间距为L，则L/l＝0.2～0.25。

优选地，所述预成型凸起的顶点位于该预成型凸起的中心处，且该顶点与其所在的预成型凸起的侧边缘部的连线相对于胎面法向间的夹角为α，模具成型后的轮胎的主沟侧壁的顶点处的切线与胎面法向间的夹角为β，则β/α＝0.25～0.4。

优选地，各所述预成型沟与各所述预成型凸起连续间隔设置，以使所述坯料的横截面为波浪形。

优选地，所述坯料的两侧边缘部具有平坦段。

相对上述背景技术，本发明所提供的轮胎加工成型方法，其通过依次实施的坯料预成型、模具成型以及硫化成型等步骤，将未实施模具加工的胶料毛坯预加工出若干预成型沟和预成型凸起，以便与模具型腔内的各结构对应适配，以便加工出相应的胎面花纹沟槽和胎面花纹条，尤其是通过上述坯料预成型工序，能够将胶料有序引导并均匀分布，从而有效避免后续模具加工及相关成型工艺实施时可能导致的胶料流动并在胎面花纹条的边沿部形成胶料淤积等现象，并进一步避免由此导致的胎面花纹条局部胶料凸起等现象，从而有效优化加工成型后的轮胎胎面花纹条处胶料分布结构，进而使轮胎性能和使用寿命得以显著提高，并使整车性能得以相应优化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的轮胎加工成型方法的流程图；

图2为本发明一种具体实施方式所提供的坯料的截面结构示意图；

图3为图2中坯料经模具成型后的结构示意图。

其中，11-坯料、12-预成型沟、121-沟底基准点、13-预成型凸起、131-顶点、132-中段基准点、14-平坦段。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种轮胎加工成型方法，该方法能够有效优化轮胎胎面花纹条处的胶料分布结构，避免胶料局部堆积及由此导致的局部胶料凸起，提高轮胎性能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明一种具体实施方式所提供的轮胎加工成型方法的流程图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的坯料的截面结构示意图。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明所提供的轮胎加工成型方法，包括：

步骤101：坯料预成型；

利用压铸机将胶料毛坯预压成型为坯料11，以使坯料11上具有若干与轮胎成型模具对应并平行设置的预成型沟12和预成型凸起13。

进一步地，预成型凸起13的顶点131与该预成型凸起13的两侧边缘部间的过渡段上分别取任一点作为中段基准点132，则任一组中段基准点132处对应的胶料厚度是该组中段基准点132相应的顶点131处对应的胶料厚度的60％～80％；一般地，若所述预成型沟12的宽度较小(如宽度小于5mm)，则在该预成型沟12上取任一点作为沟底基准点121，若所述预成型沟12的宽度较大(如宽度不小于5mm)，则在该预成型沟12上取任意两点作为沟底基准点121，所述沟底基准点121处对应的胶料厚度为d，对于一般工况下，d的取值范围可以为2mm≤d≤5mm；模具成型后的轮胎的主沟底部橡胶沿胎面法向的厚度为D，则D/d＝0.7～0.9。通过对各顶点131、中段基准点132以及沟底基准点121的胶料厚度及相关尺寸的精确控制，能够有效保证坯料11的结构尺寸与模具的相关结构充分匹配，并使其后续成型后的胎面花纹沟槽及胎面花纹条的成型效果更好，胶料分布及相应的应力分布更加均匀，从而使轮胎的整体加工过程更加精确可控，且产品成型效果及其相应性能更好。

具体地，中段基准点132距其所在的预成型凸起13的侧边缘部的距离为l，模具成型后的轮胎主沟一侧相邻的花纹凸条上取一与该主沟的侧壁顶部边缘线平行的管制端线，该管制端线与该主沟的该侧壁顶部边缘线间沿胎面延伸方向上的间距为L，则L/l＝0.2～0.25。上述管制端线即为轮胎成型后主沟边缘部的最大极限位置处，相应地，L跨度下对应的与管制端线平行的各线性位置即为该主沟该侧壁边缘部的理论成型区间范围对应的实体位置。一般工况下，该L可以优选取值为0～2mm。该尺寸能够保证中段基准点132的尺寸对预成型凸起13的整体尺寸控制效果的达到最优，从而进一步优化坯料11的整体预成型效果，保证胶料的有序均匀分布，提高轮胎成型后的产品性能和质量。

更具体地，预成型凸起13的顶点131位于该预成型凸起13的中心处，且该顶点131与其所在的预成型凸起13的侧边缘部的连线相对于胎面的夹角为α，对于一般工况，该α的取值可以为20°≤α≤50°，模具成型后的轮胎的主沟侧壁的顶点处的切线与胎面法向间的夹角为β，则β＝0.25α～0.4α。该夹角α和β的尺寸取值范围和相互尺寸推导关系能够进一步提高坯料11与模具间的结构适配性，以使其后续成型效果更好。当然，实际应用中，上述α和β的角度尺寸，及上文所提及的各胶料厚度及距离尺寸的取值并不局限于本文所述，工作人员可以根据实际产品加工需求和工况条件灵活调整相关参数，原则上，只要是能够满足所述轮胎加工成型方法的操作需要均可。

此外，各预成型沟12与各预成型凸起13连续间隔设置，以使坯料11的横截面为波浪形。该种波浪形结构的应力分布更加均匀，成型效果更好，且与大部分情况下的轮胎成型产品效果和模具适配需求的匹配度更高，能够充分满足绝大部分工况下的产品加工需求。当然，实际应用中该坯料11的截面形状并不局限于此，依据实际工况不同和生产需求的差异，坯料11的形状构造还可以有其他形式，原则上，只要是能够满足所述轮胎加工成型方法的实际操作需求均可。

另一方面，坯料11的两侧边缘部具有平坦段14。实际加工时，该平坦段14加工成型后对应为轮胎的胎肩部分，工作人员也可以根据实际生产需求对该部分结构进行适应性调整，在此不做赘述。

步骤102：模具成型；

将预压成型后的坯料11送入模具内并使各预成型沟12和预成型凸起13分别与模具内部的对应结构对位配合，之后合模以使坯料11被模具加工成型为轮胎坯件。

步骤103：硫化成型；

对模具成型后的轮胎坯件实施硫化处理，以使其外部结构稳定成型。具体而言，硫化处理后会使轮胎表层形成质地较硬且耐磨抗冲击的结构，与内部胶料形成功能性差异，从而进一步优化轮胎使用性能，现有技术中因胶料局部淤积导致的凸起，即因该凸起处对应的硬质耐磨表层结构易先于其他部位磨损而导致该部位内部胶料外露，从而影响轮胎整体性能。

综上可知，本发明中提供的轮胎加工成型方法，其通过依次实施的坯料预成型、模具成型以及硫化成型等步骤，将未实施模具加工的胶料毛坯预加工出若干预成型沟和预成型凸起，以便与模具型腔内的各结构对应适配，以便加工出相应的胎面花纹沟槽和胎面花纹条，尤其是通过上述坯料预成型工序，能够将胶料有序引导并均匀分布，从而有效避免后续模具加工及相关成型工艺实施时可能导致的胶料流动并在胎面花纹条的边沿部形成胶料淤积等现象，并进一步避免由此导致的胎面花纹条局部胶料凸起等现象，从而有效优化加工成型后的轮胎胎面花纹条处胶料分布结构，进而使轮胎性能和使用寿命得以显著提高，并使整车性能得以相应优化。

以上对本发明所提供的轮胎加工成型方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种轮胎加工成型方法，其特征在于，包括步骤：

坯料预成型，利用压铸机将胶料毛坯预压成型为坯料，以使坯料上具有若干与轮胎成型模具对应并平行设置的预成型沟和预成型凸起，其中，所述预成型凸起的顶点与该预成型凸起的两侧边缘部间的过渡段上分别取任一点作为中段基准点，则任一组中段基准点处对应的胶料厚度是该组中段基准点相应的顶点处对应的胶料厚度的60%~80%，在该预成型沟上取任意一点或两点作为沟底基准点，所述沟底基准点处对应的胶料厚度为d，模具成型后的轮胎的主沟底部橡胶沿胎面法向的厚度为D，则D/d=0.7~0.9，所述中段基准点距其所在的预成型凸起的侧边缘部的距离为l，模具成型后的轮胎主沟一侧相邻的花纹凸条上取一与该主沟的侧壁顶部边缘线平行的管制端线，该管制端线即为轮胎成型后主沟边缘部的最大极限位置处，该管制端线与该主沟的该侧壁顶部边缘线间沿胎面延伸方向上的间距为L，则L/l=0.2~0.25；

模具成型，将预压成型后的坯料送入模具内并使各预成型沟和预成型凸起分别与模具内部的对应结构对位配合，之后合模以使坯料被模具加工成型为轮胎坯件；

硫化成型，对模具成型后的轮胎坯件实施硫化处理，以使其外部结构稳定成型。

2.如权利要求1所述的轮胎加工成型方法，其特征在于：所述预成型凸起的顶点位于该预成型凸起的中心处，且该顶点与其所在的预成型凸起的侧边缘部的连线相对于胎面法向间的夹角为α，模具成型后的轮胎的主沟侧壁的顶点处的切线与胎面法向间的夹角为β，则β/α=0.25 ~0.4。

3.如权利要求1所述的轮胎加工成型方法，其特征在于：各所述预成型沟与各所述预成型凸起连续间隔设置，以使所述坯料的横截面为波浪形。

4.如权利要求3所述的轮胎加工成型方法，其特征在于：所述坯料的两侧边缘部具有平坦段。

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