轮胎硫化模具的制造方法 |
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| 申请号 | CN202310819524.2 | 申请日 | 2023-07-06 | 公开(公告)号 | CN117917293A | 公开(公告)日 | 2024-04-23 |
| 申请人 | 通伊欧轮胎株式会社; | 发明人 | 镰田信行; 古谷弘幸; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种能够在轮胎成型面上适当地设置微细的凹凸花纹的轮胎硫化模具的制造方法。该制造方法具备：在作为轮胎硫化模具(10)的胎侧模具(13)的原材料(13M)上形成与轮胎的轮廓形状对应的轮胎成型面(13f)的工序；以及通过将该轮胎成型面(13f)作为被加工面的雕模 放电加工 而对轮胎成型面(13f)赋予凹凸花纹(15)的工序。由此，能够在轮胎成型面(13f)上适当地设置微细的凹凸花纹(15)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种轮胎硫化模具的制造方法，其具备： |
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| 说明书全文 | 轮胎硫化模具的制造方法技术领域[0001] 本发明涉及具备设置有微细的凹凸花纹的轮胎成型面的轮胎硫化模具的制造方法。 背景技术[0002] 在充气轮胎的外表面上，与构成胎面花纹的比较大的凹凸形状不同，有时形成以提高美观性、装饰性等为目的的微细的凹凸形状。例如，在专利文献1中记载的轮胎的胎侧壁的外表面上，为了使胎体的接缝引起的局部的膨胀不明显，形成有由微细的凹凸形状构成的带状的装饰花纹。该装饰花纹是由设置于作为轮胎硫化模具的胎侧模具的轮胎成型面的凹凸花纹在硫化成型时形成的。 [0003] 胎侧模具是通过使用了立铣刀等切削工具的机械加工来制作的。一般来说，包括粗加工、精加工在内的多个加工分别通过NC(数控)加工来阶段性地执行。通过该机械加工，在形成所希望形状的轮胎成型面的同时，在该轮胎成型面上设置微细的凹凸花纹。在对微细的凹凸花纹进行加工时，根据该凹凸花纹的凹凸高度等的尺寸，使用前端小的切削工具。 [0004] 切削工具的前端越小，在加工时就越容易产生微妙的位置偏移，难以确保加工精度。因此，在机械加工中，有时很难设置微细的凹凸花纹。另外，作为代替机械加工的技术，已知有激光加工，但由于是照射由透镜会聚的激光来进行加工，因此适合于凹部尖锐的凹凸花纹，但不适于不是这样的形状、例如凹部呈半圆形的凹凸花纹。 [0005] 在专利文献2中，记载了通过放电加工对平板状的金属板实施凹凸加工，通过线切割或激光切割等对其进行切割，由此制造植入设置于轮胎成型面的刀槽花纹刀片的方法。但是，这终究是用于制造具有与刀槽花纹的内壁面对应的凹凸形状的刀槽花纹刀片的方法，关于在轮胎成型面上加工与胎侧壁的装饰花纹等对应的微细的凹凸花纹的技术，对于其解决手段没有任何启示。 现有技术文献 专利文献 [0006] 专利文献1：日本特开2014－136487号公报专利文献2：日本特开2007－276662号公报 发明内容发明所要解决的课题 [0007] 本发明鉴于上述实际情况而作，其目的在于提供一种能够在轮胎成型面上适当地设置微细的凹凸花纹的轮胎硫化模具的制造方法。用于解决课题的技术方案 [0008] 本发明的轮胎硫化模具的制造方法具备：在轮胎硫化模具的原材料上形成与轮胎的轮廓形状对应的轮胎成型面的工序；以及通过将所述轮胎成型面作为被加工面的雕模放电加工而对所述轮胎成型面赋予凹凸花纹的工序。附图说明 [0009] 图1是表示硫化机的结构的一例的示意图。图2是表示胎侧模具的制造过程的示意图。 图3是表示工具电极的一例的立体图。 图4是表示工具电极的凹凸形状中包含的凸部的变形例的剖视图。 图5是表示工具电极的凹凸形状的变形例的图，(A)是主视图，(B)是A－A向视剖视图，(C)是B－B向视剖视图，以及(D)是C－C向视剖视图。 图6是表示工具电极的凹凸形状的变形例的图，(A)是主视图，(B)是D－D向视剖视图。 具体实施方式[0010] 参照附图对本发明的实施方式进行说明。 [0011] [硫化机的结构]首先，对硫化机的结构的一例进行说明。图1示意性表示沿着轮胎子午线剖面的硫化机1的剖面。该硫化机1具备胎面模具11、一对胎侧模具12、13以及一对胎圈环14、15作为轮胎硫化模具10(以下，有时也简称为“模具10”)。在图1中，处于使这些模具10相互紧贴的合模状态，充气轮胎T以轮胎轴向朝向上下的方式设置。图1中的左方向是轮胎径向外侧，右方向是轮胎径向内侧。 [0012] 胎面模具11是对轮胎T的胎面进行成型的模具10。胎面模具11由在轮胎周向上分割的多个扇形件构成，在合模状态下，这些扇形件聚集连结成环状。胎侧模具12、13是对轮胎T的胎侧壁进行成型的模具10。胎圈环14、15是对轮胎T的胎圈部进行成型的模具10。在本实施方式中，示出胎面模具11由多个扇形件构成的分段模具的示例，但不限于此，例如也可以是在胎面模具的中央部上下一分为二的两片式模具。 [0013] 模具10由金属材料形成。作为胎面模具11的原材料，例示铝材。该铝材是不仅包括纯铝系的材料还包括铝合金的概念，例如可举出Al－Cu系、Al－Mg系、Al－Mg－Si系、Al－Zn－Mg系、Al－Mn系、Al－Si系。作为胎侧模具12、13以及胎圈环14、15的原材料，例示一般结构用轧制钢材(例如SS400)等钢材。 [0014] 在胎面模具11以及胎侧模具12、13上，分别形成有与轮胎T的外表面接触的轮胎成型面11f、12f、13f。轮胎成型面11f具有与轮胎T的胎面的轮廓形状对应的弯曲形状。虽然省略了图示，但在轮胎成型面11f上设置有用于形成胎面花纹的比较大的凹凸形状。轮胎成型面12f、13f具有与轮胎T的胎侧壁的轮廓形状对应的弯曲形状。在轮胎成型面12f、13f上设置有用于形成装饰花纹的微细的凹凸花纹15。 [0015] 凹凸花纹15沿轮胎周向以带状设置。凹凸花纹15沿轮胎周向以圆弧状(非环状)延伸，但也可以以圆环状延伸。轮胎子午线剖面上的凹凸花纹15的宽度W15例如为5～65mm(相当于轮胎剖面高度的5～60％的范围内)。在轮胎T的胎侧壁的外表面上，由凹凸花纹15形成带状的装饰花纹。装饰花纹由与形成胎面花纹的凹凸形状相比尺寸(例如，凹凸高度)较小的微细的凹凸形状构成。装饰花纹具有使胎体的接缝产生的局部的膨胀不明显等主要提高轮胎T的美观性、装饰性的功能。 [0016] 硫化机1具备保持模具10的容器20、作为橡胶制的袋体的胶囊30、以及设置于中心部的中心机构40。容器20具备保持扇形件的多个组合模21、和配置于该组合模21的轮胎径向外侧的外环22。组合模21的外周面和与该外周面卡合的外环22的内周面由相互具有相同倾斜的锥面形成。这些锥面分别朝向下方向轮胎径向外侧倾斜。胎面模具11构成为随着外环22的升降而在轮胎径向上自如移动。 [0017] 容器20还具备支承胎侧模具12的上侧压板23、支承胎侧模具13的下侧压板24、支承外环22的臂25。上侧压板23构成为可升降，在其下表面，沿轮胎径向可滑动地支承有组合模21。臂25可升降地安装于在上侧压板23的上表面竖立设置的引导件26。通过使臂25相对于引导件26相对地升降，从而外环22相对于组合模21相对地升降，保持于组合模21的各扇形件沿轮胎径向移动。 [0018] 轮胎的硫化成型在图1所示的合模状态下进行。容器20具有电加热器、蒸汽套等热源，由此保持为高温的模具10对轮胎T从外侧进行加热。硫化成型结束后，通过上述的容器20的机构使胎面模具11扩径(使各扇形件向轮胎径向外侧移动)，并且使胎面模具11和胎侧模具12上升，转移到开模状态。在开模状态下，可以取出硫化成型后的轮胎，或装上未硫化的轮胎。 [0019] 胶囊30配置在设置于模具10的轮胎T的内侧。胶囊30通过供给调整了压力、温度的硫化介质而膨胀变形，通过排出在其内部填充的硫化介质而收缩变形。在硫化成型时，通过膨胀变形的胶囊30将轮胎T推压于模具10。胶囊30由中心机构40支承。中心机构40具有沿上下方向延伸的中心柱41、支承胶囊30的上端部的上部夹具42和支承胶囊30的下端部的下部夹具43。 [0020] [轮胎硫化模具的制造方法]接着，对作为轮胎硫化模具10的胎侧模具13的制造方法进行说明。图2示意性示出制造胎侧模具13的过程。本实施方式中的胎侧模具13的制造方法具备图2的(A)～(C)所示的第一工序和图2的(D)以及(E)所示的第二工序。第一工序是在胎侧模具13的原材料13M上形成与轮胎T的轮廓形状对应的轮胎成型面13f的工序。第二工序是通过将轮胎成型面13f作为被加工面的雕模放电加工而对轮胎成型面13f赋予凹凸花纹15的工序。 [0021] 在第一工序中，如图2的(A)～(C)所示，对胎侧模具13的原材料13M进行加工而形成轮胎成型面13f。该工序通过使用立铣刀等切削工具的机械加工来进行，包括粗加工、精加工在内的多个加工分别通过NC(数控)加工来阶段性地执行。在此，精加工是指用于对在第二工序中所需的轮胎成型面13f进行精加工的加工，不包括凹凸花纹15的加工。图2的(C)的轮胎成型面13f具有与轮胎T的胎侧壁的轮廓形状对应的弯曲形状，并且包括后述的雕模放电加工的加工余量。 [0022] 在第二工序中，如图2的(D)以及(E)那样，对经第一工序形成的轮胎成型面13f实施雕模放电加工而形成凹凸花纹15。在雕模放电加工中，将胎侧模具13浸渍在积存于加工槽51的绝缘性的加工液52中，在施加所需的电压的状态下使工具电极53接近轮胎成型面13f，在与作为导电体的胎侧模具13之间产生放电。以脉冲状反复产生该放电，利用该放电所产生的火花的热(约6000℃)使被加工面部分溶解。由此，加工为使工具电极53的凹凸形状54(参照图3)转印到轮胎成型面13f上。 [0023] 雕模放电加工中的加工条件没有特别限制，脉冲放电中的放电持续时间(脉冲接通时间，τon(tau ON))例如设定在10～1000μsec的范围。另外，作为断续地产生的放电的间隔的放电休止时间(脉冲关断时间，τoff(tau OFF))例如设定在10～1000μsec的范围。施加于工具电极53与工作物(即，胎侧模具13)之间的电压例如设定在50～300V左右的范围。峰值电流值例如设定在10～500A左右的范围。 [0024] 如图3所示，工具电极53具有形成有微细的凹凸形状54的加工部55。主轴56(参照图2的(D))使该加工部55朝向轮胎成型面13f来保持工具电极53。对轮胎成型面13f赋予由与凹凸形状54对应的凹凸形状构成的凹凸花纹15。从减小凹凸花纹15的表面粗糙度的观点出发，加工部55的面积优选为10mm×10mm以下，更优选为5mm×5mm以下。考虑到伴随着溶解的尺寸间隙，凹凸形状54也可以是将凹凸花纹15缩小1～10％程度的形状。但是，在加工后的轮胎成型面13f允许尺寸间隙的情况下，不受此限制。 [0025] 在本实施方式中，工具电极53的凹凸形状54形成为以线状延伸的凸部54a以一定间隔并排设置的条纹花纹。另外，凸部54a形成为半圆形，由此形成半圆形的凹部15b(参照图2的(E))。从设置微细的凹凸花纹15的观点出发，凹凸高度H(在本实施方式中相当于凹部15b的深度)优选为0.1～0.6mm。另外，为了兼顾凹凸花纹15的微细形状和对比度效果，凹部 15b的宽度W优选为0.1～1.2mm，凹部15b的间隔P优选满足0.5mm≤W+P/H≤8.0mm的关系。 [0026] 与加工部55相对的区域的雕模放电加工结束后，使工具电极53相对于轮胎成型面13f相对移动而成为加工部55与未加工的区域对置的状态，同样地实施雕模放电加工。这样一边扫描工具电极53一边反复实施雕模放电加工，从而形成与胎侧壁的装饰花纹对应的带状的凹凸花纹15。凹凸花纹15不限于图3那样的单纯的梳齿花纹，也可以是更复杂的花纹。 根据需要，也可以组合使用具有不同的凹凸形状的多个工具电极。 [0027] 在本实施方式中，示出了凸部54a具有以半圆形隆起的形状的示例，但不限于此，也可以采用图4例示的各种形状。因此，在通过凸部54a的转印而形成的凹部15b(参照图2的(E))上，也可以应用各种形状。在工具电极53的凹凸形状54包含凹部的情况下，在轮胎成型面13f上形成与该凹部对应的形状的凸部，但在这样的凹部或凸部也可以采用各种形状。 [0028] 图5、6分别示出了工具电极53的凹凸形状54的变形例。图5是凹凸形状54形成为波形状并且其凹凸高度H沿凸部54a的延伸方向变化的示例。根据该工具电极53，能够在轮胎成型面13f上高精度地形成包含机械加工困难的多样的弯曲面的凹凸花纹。图6是凹凸形状54包含凹部54b的示例。凹部54b由凹陷成杯状的凹坑形成。根据该结构，能够在轮胎成型面 13f上高精度地形成机械加工中比较困难的以圆顶状隆起的凸部。 [0029] 在本实施方式中，在赋予凹凸花纹15的工序(第二工序)中，使用通过三维造型制作的工具电极53实施雕模放电加工。因此，在赋予凹凸花纹15的工序之前，具备通过三维造型制作工具电极53的工序。作业人员生成与工具电极53的三维模型相关的数据，将该数据输入三维造型机对工具电极53进行三维造型。作为三维造型，例示基于激光方式或电子束方式的粉末烧结。通过利用三维造型，能够高精度地制作具有机械加工困难的微细的凹凸形状54的工具电极53。 [0030] 作为工具电极53的原材料，可例示铜、铜合金(例如，铜－钨合金)、银、银合金(例如，银－钨合金)等。其中，优选是在实施雕模放电加工方面有利的铜、或在实施基于激光方式的粉末烧结方面有利的铜合金。但是，只要能够用于雕模放电加工，则并不限于上述材料，工具电极53的原材料并无特别限制。 [0031] 在本实施方式中，示出了通过机械加工来实施形成轮胎成型面13f的工序(第一工序)的示例，但也可以取而代之而通过雕模放电加工来实施。在该情况下，可以考虑在形成轮胎成型面13f的工序所包含的粗加工、精加工或这两者中实施雕模放电加工。在适用于粗加工和精加工这两者的情况下，优选如后述那样制作至少2种工具电极，进行基于雕模放电加工的分割加工。粗加工是在精加工轮胎成型面13f之前留有加工余地的加工(参照图2的(B))，精加工是精加工轮胎成型面13f的加工(参照图2的(C))。 [0032] 在粗加工中实施雕模放电加工的情况下，使用粗加工用的工具电极。作业人员生成与粗加工后的轮廓形状的三维模型相关的数据，并根据该数据对粗加工用的工具电极进行三维造型即可。在精加工中实施雕模放电加工的情况下，使用精加工用的工具电极。作业人员生成与精加工后的轮廓形状的三维模型相关的数据，并根据该数据对精加工用的工具电极进行三维造型即可。精加工用的工具电极的加工部的面积优选比前述的加工部55的面积大，但优选为50×50mm以下，以免加工后的表面粗糙度变粗糙。 [0033] 在本实施方式中，对制造配置于下侧的胎侧模具13的例子进行了示出，但对于配置于上侧的胎侧模具12也能够同样地进行制造。由此，在作为轮胎硫化模具10的胎侧模具12的轮胎成型面12f上，能够适当地设置在机械加工或激光加工中比较困难的微细的凹凸花纹15。 [0034] 在轮胎T的胎面的外表面设置微细的凹凸花纹的情况下，也可以通过上述的要领来制造胎面模具11(构成其的扇形件)。由此，能够在作为轮胎硫化模具10的胎面模具11的轮胎成型面11f上适当地设置微细的凹凸花纹。作为设置于胎面的外表面的微细的凹凸花纹，可举出以降低噪音性为目的而设置于槽壁面的凹槽(静音壁)、以基于标志等的装饰为目的而设置于槽底面的凹凸形状、以磨合行驶前的初始状态下的性能确保为目的而设置于接地部表面的浅槽(第一边缘)等。 [0035] 胎面模具11一般通过铸造来制作，形成轮胎成型面11f的工序(第一工序)能够通过铸造来实施。但是，关于在轮胎成型面11f上赋予凹凸花纹的工序(第二工序)，存在铸造困难的情况。这是因为凹凸花纹越微细，越难以确保熔液流动，容易引起熔液流动不良。因此，将通过铸造形成的轮胎成型面11f作为被加工面而实施雕模放电加工，形成上述那样的微细的凹凸花纹的方法是有用的。 [0036] [1]如上所述，本实施方式的轮胎硫化模具的制造方法具备：在胎侧模具13(轮胎硫化模具10的一例)的原材料13M上，形成与轮胎T的轮廓形状对应的轮胎成型面13f的工序；以及通过将轮胎成型面13f作为被加工面的雕模放电加工而对轮胎成型面13f赋予凹凸花纹 15的工序。根据该方法，能够在胎侧模具13的轮胎成型面13f上适当地设置微细的凹凸花纹 15。 [0037] [2]在上述[1]的轮胎硫化模具的制造方法中，在赋予凹凸花纹15的工序中，优选使用通过三维造型制作的工具电极53来实施雕模放电加工。由此，能够高精度地制作具有微细的凹凸形状54的工具电极53。 [0038] [3]从设置微细的凹凸花纹15的观点出发，在上述[1]或[2]的轮胎硫化模具的制造方法中，优选凹凸花纹15的凹凸高度H为0.1～0.6mm。 [0039] [4]在上述[1]～[3]中任一项的轮胎硫化模具的制造方法中，也可以在形成轮胎成型面13f的工序所包含的粗加工、精加工或这两者中实施雕模放电加工。由此，即使在包含机械加工、激光加工困难的形状的情况下，也能够适当地形成轮胎成型面13f。 [0040] [5]在上述[1]～[4]中任一项的轮胎硫化模具的制造方法中，轮胎硫化模具10是成型轮胎T的胎侧壁的胎侧模具13(或胎侧模具12)，在赋予凹凸花纹15的工序中，优选对轮胎成型面13f(或轮胎成型面12f)赋予与沿轮胎周向延伸的带状的装饰花纹对应的凹凸花纹15。 由此，能高精度地设置用于形成胎侧壁的装饰花纹的微细的凹凸花纹15。 [0041] 基于附图对本发明的实施方式进行了说明，但应当理解，本发明的具体结构并不限定于该实施方式。本发明的范围不仅由上述实施方式的说明示出，还由权利要求书示出，还包含与权利要求书等同的含义和范围内的全部变更。 [0042] 本发明的轮胎硫化模具的制造方法不受上述实施方式的任何限定，在不脱离其主旨的范围内，能够进行各种改良变更。另外，能够任意地组合采用在上述实施方式中采用的各结构。符号说明 [0043] 10：轮胎硫化模具11：胎面模具(轮胎硫化模具的一例) 11f：轮胎成型面 12：胎侧模具(轮胎硫化模具的一例) 12f：轮胎成型面 13：胎侧模具(轮胎硫化模具的一例) 13f：轮胎成型面 13M：原材料 15：凹凸花纹 53：工具电极 54：凹凸形状 55：加工部 T：轮胎。 |
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