輪胎成型用模具的制造方法及輪胎成型用模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及具有排氣孔的輪胎成型用模具的制造方法以及輪胎成型用模具。
【背景技術】
[0002]通常，使用石膏鑄模的鑄造來制造輪胎成型用模具，該輪胎成型用模具用于硫化加工時的輪胎成型。在該輪胎成型期間，為了使輪胎的橡膠擴散至模具的每個角落，需要清除困在模具與輪胎之間的空氣。因而，模具中形成有排氣孔(通氣孔)，以便通過該排氣孔排出模具與輪胎之間的空氣。另外，為了可靠地排出空氣，例如，在一對模具中的數(shù)百至數(shù)千位置處形成均具有0.6mm至1.6mm的直徑的排氣孔。
[0003]通常，通過鉆孔加工或放電加工來在模具中形成排氣孔。因而，大量排氣孔的形成會消耗大量的勞力，并且限制了排氣孔的可形成的直徑和長度。另一方面，已知用于通過鑄包在模具的鑄造金屬中的線材來容易地形成排氣孔的排氣孔形成方法(參見專利文獻I)。
[0004]在該現(xiàn)有技術中，在對布置有線材的鑄模中的鑄造金屬進行鑄造之后，通過將線材從鑄造金屬拉拔(withdrawn)出來形成排氣孔。然而，在某些情況下，線材會受到接收自熔融金屬的壓力而以彎曲變形狀態(tài)固定于鑄造金屬中。在這種情況下，由于排氣孔也是彎曲的，所以降低了模具中形成的排氣孔的精度。此外，如果排氣孔被堵塞了，則通過細長工具(錐子等)來解決排氣孔的堵塞。此時，工具會停止在排氣孔的中間，或者在某些情況下，在將工具插入排氣孔期間，工具會被損壞。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平10-34658號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]鑒于前述現(xiàn)有技術的問題作出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是通過在鑄造輪胎成型用模具期間抑制布置在鑄模中的線材的彎曲變形而以高的精度形成模具的排氣孔。
[0010]用于解決問題的方案
[0011]本發(fā)明為一種輪胎成型用模具的制造方法，該制造方法包括以下步驟:將熔融金屬注入布置有線材的鑄模的鑄造空間；在鑄造空間內(nèi)在鑄包有線材的情況下對輪胎成型用模具的鑄造金屬進行鑄造；以及通過將線材從鑄造金屬拉出來形成排氣孔；所述制造方法還包括以下步驟:通過使用由實驗提前得到的表示在鑄造空間內(nèi)的線材的長度、線材的直徑、線材相對于熔融金屬的接觸角度以及線材的歸因于鑄造的彎曲量之間的關系的關系式，由實際的線材的長度和直徑的條件計算出線材的彎曲量在允許范圍內(nèi)的線材的接觸角度；以及基于計算出的線材的接觸角度，將線材布置在鑄造空間內(nèi)。
[0012]另外，本發(fā)明為一種輪胎成型用模具，其通過本發(fā)明的輪胎成型用模具的制造方法制造。
[0013]發(fā)明的效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠通過在鑄造輪胎成型用的模具期間抑制布置在鑄模中的線材的彎曲變形而以高的精度形成模具的排氣孔。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出第一實施方式的輪胎成型用模具的制造過程的截面圖。
[0016]圖2是示出通過線材來形成排氣孔的過程的截面圖。
[0017]圖3是示出模具所使用的合金的組成的表。
[0018]圖4是示出第一實施方式中的模具的鑄造實驗的結果的表。
[0019]圖5示出比較彎曲量的實測值與預測值的曲線。
[0020]圖6是示出在第二實施方式中如何布置線材的圖。
[0021]圖7是用于說明線材的拉出的圖。
[0022]圖8是示出第三實施方式中的線材的拉出實驗的結果的表。
[0023]圖9示出比較T/(DXL)與拉出成功率的曲線。
[0024]圖10是用于說明發(fā)生氫氣缺陷的圖。
[0025]圖11是示出第四實施方式中的鑄造實驗的結果的表。
【具體實施方式】
[0026]將通過參照附圖來說明本發(fā)明的輪胎成型用模具(以下簡稱為模具)的制造方法以及通過該制造方法制得的模具的實施例方式。
[0027]以下將說明的各實施方式的模具均用于在輪胎硫化時成型輪胎，并且成型輪胎的至少胎面部。另外，模具為沿待成型的輪胎的輪胎周向分割成多個部分的分型模具，并且繞著輪胎的軸線(轉動軸線)被以預定的分割角度分割。在硫化機中，多個模具繞著輪胎(未硫化輪胎)環(huán)狀地配置，通過該多個模具將輪胎的胎面部成型為預定的形狀。
[0028](第一實施方式)
[0029]圖1是示出第一實施方式的模具I的制造過程的截面圖，其中圖1的(A)示出了當從側方觀察時的鑄模10。圖1的⑶是當從圖1的(A)的Xl方向觀察時的鑄模10的截面圖，圖1的(C)和圖1的⑶均是與圖1的㈧對應的模具I (鑄造金屬2)的截面圖。在圖1的(A)、圖1的⑶和圖1的(C)中，通過雙點劃線來表示成為模具I的制品的部分(制品部)。圖1的(A)所示的箭頭M表示熔融金屬3的表面(通過虛線示意性圖示出)在鑄模10中的移動方向。
[0030]如圖所示，鑄模10包括:主模U，其用于對模具！的鑄造金屬2進行成型；鑄箱(molding flask) 12，其收納主模11 ;以及爐(stoke) 13，用于儲存恪融金屬3。主模11被布置成直立于鑄造金屬2的側方。在鑄模10中，通過主模11和鑄箱12形成用于對鑄造金屬2進行鑄造的鑄造空間14。在鑄造空間14內(nèi)布置有直線狀的線材20。
[0031]主模11具有鑄造金屬2的成型面IlA并由石膏形成。線材20為用于在模具I中形成排氣孔4的線狀構件(例如，彈性鋼線(spring steel wire))，并且布置在鑄造空間14內(nèi)的與排氣孔4的位置對應的多個位置處。在組裝鑄模10之前(參見圖1的(A)和圖1的(B))，將線材20的基端部插入形成在主模11中的孔，使得多根線材20被以從成型面IIA突出的方式安裝于主模11。在該狀態(tài)下，組裝了鑄模10，并且對模具I的鑄造金屬2進行鑄造。
[0032]在模具I (鑄造金屬2)的鑄造期間，將合金熔融，并且在鑄模10 (鑄造空間14)中對合金的熔融金屬3進行鑄造。結果，熔融金屬3被注入鑄模10的布置有線材20的鑄造空間14。隨后，使熔融金屬3在鑄造空間14內(nèi)凝固，并且對模具I的鑄包有線材20的鑄造金屬2 (合金鑄造金屬)進行鑄造。在通過鑄模10對鑄造金屬2進行鑄造之后(參見圖1的(C))，從鑄模10中取出鑄造金屬2，將多根線材20從鑄造金屬2拉出，從而在鑄造金屬2中形成了多個排氣孔4。此后，對鑄造金屬2進行機加工，從而制得了待用于輪胎成型的模具I (參見圖1的(D))。排氣孔4從模具I的用于輪胎成型的表面形成至模具I的背表面，并且貫穿模具I。
[0033]圖2是示出通過線材20來形成排氣孔4的過程的截面圖。
[0034]如圖所示，將線材20的基端部21固定至鑄模10 (主模11)，并且將線材20安裝至鑄模10(參見圖2的(A))。結果，線材20以與懸臂相同的狀態(tài)被鑄模10支撐。另外，線材20由具有比熔融金屬3的溫度高的熔點的材料制成并具有涂布于線材20的表面的脫模劑22。脫模劑22為用于使線材20容易地從鑄造金屬2拉出的助劑，并且防止在鑄造期間鑄造金屬2與線材20之間的接合。線材20的截面形狀為圓形，并且脫模劑22均勻地涂布于整個線材20。
[0035]這里，在模具I的鑄造期間，線材20受到接收自熔融金屬3的壓力P而彎曲(參見圖2的(B))，并且在某些情況下，線材20中會發(fā)生彎曲變形(參見圖2的(C))。該壓力P由熔融金屬3的界面張力以及形成于熔融金屬3的表面膜(氧化膜等)引起，并且在熔融金屬3與線材20接觸的情況下該壓力P作用于線材20。另外，隨著熔融金屬3的表面的移動，線材20受到壓力P而彎曲，并且熔融金屬3在線材20變形了的狀態(tài)下凝固。在這種情況下，通過將線材20從鑄造金屬2拉出，形成彎曲的排氣孔4 (參見圖2的(D))。
[0036]與懸臂的彎曲表達式相同，線材20的彎曲量W(參見圖2的(C))為線材20的在鑄造空間14中的長度L (參見圖2的(A))與線材20的在鑄造空間14中的直徑D的函數(shù)。另外，彎曲量W為線材20相對于熔融金屬3的接觸角度Θ與線材20的長度L的函數(shù)，并且還依賴于熔融金屬