张 勇，王 君，曲宾建，王明杰，赵笑燕，罗宝玉
（青岛双星轮胎工业有限公司，山东 青岛 266400）
摘要：分析近年来《中国轮胎轮辋气门嘴标准年鉴》的轮胎规格变化情况，针对轿车轮胎的规格特点探讨模具共用花纹块的可行性，并介绍模块化的设计，以达到降低模具费用及生产成本的目的。分析得出，相邻中规格和大规格轮胎的模具可以考虑共用花纹块，此外降低生产成本还要实现模块化设计，同时考虑模具制造的精度以及模具的科学管理和维护工作。
关键词：轿车轮胎；模具；生产成本；模块化设计
中图分类号：TQ330.4＋1 文章编号：2095-5448（2023）11-0565-04文献标志码：A DOI ：10.12137/j.issn.2095-5448.2023.11.0565
模具设计是影响轮胎尺寸的重要因素，模具设计前工程师需要充分了解市场对轮胎性能的需求
[1-4]
。同时，轮胎尺寸必须符合相关标准要求，如
《中国轮胎轮辋气门嘴标准年鉴》（CAS ）、《欧洲轮胎轮辋技术组织标准手册》（ETRTO ）、《美国轮胎轮辋协会标准年鉴》（TRA ）等。
为快速响应市场需求，轮胎企业不仅要推出高质量的产品，而且亟需降低产品的开发成本，以提高市场竞争力。本工作首先分析近年来CAS
的轮胎规格变化情况，然后针对轿车轮胎的规格特点探讨模具共用花纹块的可行性，最后介绍模块化设计，以达到降低模具费用及生产成本的 目的。
1 近年来CAS 的轮胎规格变化1.1 以扁平比为基准的轮胎规格
2022年与2018年CAS 以扁平比为基准的轮胎规格对比如表1所示。
作者简介：张勇（1975—），男，山东青岛人，青岛双星轮胎工业有限公司正高级工程师，硕士，主要从事轮胎研究工作。
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表1 2022年与2018年CAS 以扁平比为基准的轮胎规格对比
项 目扁平比
总计
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
＜25
2018年 数量402365526364636172756731676 占比/% 5.9
3.4
9.6
7.7
9.3
9.5
9.3
9.0
10.7
11.1
9.9
4.6
100
2022年 数量402466546767696875787537720 占比/%
5.6
3.3
9.2
7.5
9.3
9.3
9.6
9.4
10.4
10.8
10.4
5.1
100
占比较大。
1.2 以轮辋直径为基准的轮胎规格
2022年与2018年CAS 以轮辋直径为基准的轮胎规格对比如表2所示。
从表2可以看出：轮辋直径为15，16和17英寸的轮胎规格占比较大；与2018年相比，2022年的CAS 中19，20，21和23—30英寸等较大轮辋直径的
从表1可以看出：与2018年相比，2022年的CAS 中轮胎规格增加了44个，其中低扁平比（25以下、30、45和50）的轮胎规格增加较多；在2018和2022年的CAS 中扁平比为30，35和40的轮胎规格
566轮胎规格较多，呈不断增加趋势。2 模具共用花纹块的可行性
轮胎规格不断增加，为降低模具成本，实现更多规格轮胎的生产，应实施模具模块化设计。模具设计多采用活络模具[
5-7]
，型腔主要有花纹块、侧板和钢菱圈等。下面针对轿车轮胎[
8-9]
的规格特点，探讨模具共用花纹块的可行性。
（1）相同扁平比、不同轮辋直径的轮胎外直径变化对比如表3所示。从表3可以看出，相同扁平比、轮辋直径增大1英寸，轮胎外直径增大25～26 mm ，差值较大，因此模具不适合共用花纹块。
（2）相同轮辋直径、不同扁平比的轮胎外直径变化对比如表4所示。从表4可以看出，相同轮辋直径、扁平比降低5，轮胎外直径减小20～22 mm ，差值较大，因此模具不适合共用花纹块。
（3）小规格（断面宽较小）轮胎的外直径变化
对比如表5所示。从表5可以看出：扁平比降低5且轮辋直径增大1英寸时，轮胎外直径增大7～10 mm ；小规格轮胎的外直径差别较大，因此模具不适合共用花纹块。
（4）中规格（断面宽中等）轮胎的外直径变化对比如表6所示。从表6可以看出：扁平比降低5且轮辋直径增大1英寸时，轮胎外直径增大2～6 mm ；中规格轮胎的外直径差别较小，因此模具可以考虑共用花纹块。
（5）大规格（断面宽较大）轮胎的外直径变化对比如表7所示。从表7可以看出：扁平比降低5且轮辋直
径增大1英寸时，轮胎外直径的变化量为 －3～1 mm ；大规格轮胎的外直径差别较小，因此模具可以考虑共用花纹块。3 模具的模块化设计
以上讨论的是不同规格轮胎的模具共用花
表2 2022年与2018年CAS 以轮辋直径为基准的轮胎规格对比
项 目轮辋直径/英寸
总计
＜1314151617181920212223—302018年 数量5659847984746064373940676 占比/%8.38.712.411.712.410.98.99.5 5.5 5.8 5.91002022年 数量5661858085756671484350720 占比/%
7.8
8.5
11.8
11.1
11.8
10.4
9.2
9.9
6.7
6.0
6.9
100
表3 相同扁平比、不同轮辋直径的轮胎外直径变化对比
轮胎规格负荷指数测量轮辋轮胎尺寸/mm 变化量1）/mm 标准增强断面宽外直径断面宽
双星轮胎外直径215/40R1479—7.5J 218528——215/40R1580—7.5J 218553025215/40R1682867.5J 218578025215/40R1783877.5J 218604026215/40R18
85
89
7.5J
218
629
25
注：1）与相邻规格（较小轮辋直径）轮胎相比。
表4 相同轮辋直径、不同扁平比的轮胎外直径变化对比
轮胎规格负荷指数测量轮辋轮胎尺寸/mm 变化量1）/mm 标准增强断面宽外直径断面宽
外直径215/70R16100104 6.5J 221708——215/65R1698102 6.5J 2216860－22215/60R169599 6.5J 2216640－22215/55R1693977J 2266425－22215/50R1690947J 2266220－20215/45R16
86
90
7J
213
600
－13
－22
注：1）与相邻规格（较大扁平比）轮胎相比。
567纹块，当然，相同规格轮胎的模具也可以共用花纹块。对于相同规格轮胎的模具设计，还应考虑模具上分型面宽度、高度、花纹块与侧板结合点的设计，以实现侧板互换和花纹块的共用，从而实现不同侧板方式的多种产品，如标准型侧板、狂野型侧
板和白胎侧侧板等。
降低生产成本除采用模具共用花纹块外，还可以考虑共用模套、共用侧板等，关键是要实现模块化设计，同时考虑模具制造的精度以及模具的科学管理和维护工作。
表5 小规格轮胎的外直径变化对比
轮胎规格负荷指数测量轮辋轮胎尺寸/mm 变化量1）/mm
标准增强断面宽外直径断面宽外直径165/75R1381— 4.50B 165578——165/70R1481855J 170588510165/65R1581—5J 17059507175/70R138286 5.00B 177576——175/65R1482865J 177********/60R1581—5J 177********/55R16
80
—
5.5J
182
598
5
7
注：1）与相同断面宽相邻规格（较大扁平比）轮胎相比。
表6 中规格轮胎的外直径变化对比
轮胎规格负荷指数测量轮辋轮胎尺寸/mm 变化量1）/mm 标准增强断面宽外直径断面宽
外直径215/70R1598— 6.5J 221683——215/65R1698102 6.5J 22168603215/60R1796100 6.5J 22169004215/55R1895997J 22669353215/50R1993—7J 22669906215/45R2091957J 213702－133225/70R16103107 6.5J 228722——225/65R17102106 6.5J 22872402225/60R18100104 6.5J 22872703225/55R19
99
103
7J
233
731
5
4
注：同表5。
表7 大规格轮胎的外直径变化对比
轮胎规格负荷指数测量轮辋
轮胎尺寸/mm 变化量1）/mm 标准增强断面宽外直径断面宽
外直径255/75R15110—7J 255763——255/70R16111—7.5J 26076451255/65R171101147.5J 26076400255/60R181081127.5J 2607630－1255/55R191071118J 26576350255/50R201051098J 26576401255/45R211021058.5J 255763－10－1255/40R22—1039J 26076350265/70R16112—8J 272778——265/65R171121168J 2727760－2265/60R181101148J 2727750－1265/55R191091138.5J 27777550265/50R201071118.5J 2777740－1265/45R211041089J 266771－11－3265/40R22
—
106
9.5J
271
771
5
注：同表5。
568通过模具降低成本还应考虑产品系列化时配套市场和替换市场的产品共用，应优先根据配套市场的需要，按照配套市场产品的开发形式进行设计。当产品不具备竞争力时，可采取模具优化方式来提升产品竞争力。
另外，制造模具时应充分了解国家标准和欧洲标准等的相关规定以及市场的需求，根据需要进行模具活字块的加工[10]
。比如，2022年的CAS 规定，对于行驶速度为240～300 km ·h -1
的轮胎，其规格标志中可用“R ”；对于行驶速度超过300 km ·h -1的轮胎，其结构类型代号应用“ZR ”代替“R ”。2020年的ETRTO 规定，只有对于行驶速度超过300 km ·h -1
的轮胎，轮辋直径标志前的“R ”必须用“ZR ”代替。因此，对于行驶速度为300 km ·h
-1
及以下的轮胎，可以在模具上直接模刻“R ”，不必再刻制“ZR ”和“R ”两种活字块，这样就减少了活字块的加工费用。4 结论
（1）模具的外直径和断面宽等主要参数的设计除应满足各类标准要求外，还要满足市场的性能需求，之后再综合考虑成本问题。
（2）模具共用花纹块可以缩短加工周期，降低模具成本，产品容易系列化，提升模具利用率，尤其对于大轮辋直径、产量小的产品，避免了模具的闲置，但对模具的管理有更高的要求，共用规格无
法同时生产，两个轮辋直径的模具变形不同，容易出现轮胎外观问题。
（3）实施模块化设计，重点考虑模具下分型面高度、模具着合面直径、钢菱圈等的模块化设计，不仅可以提高设计效率，缩短设计周期，还可以降低设计成本及模具采购成本。参考文献：
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收稿日期：2023-07-14
Study on Methods of Reducing Production Cost in Mold Design of
Passenger Car Tire
ZHANG Yong ，WANG Jun ，QU Binjian ，WANG Mingjie ，ZHAO Xiaoyan ，LUO Baoyu
（Doublestar Group Co.，Ltd ，Qingdao 266400，China
）Abstract ：The changes in tire specifications in the "China Tyre Rim & Valve Standards Year Book " in recent years were analyzed.The feasibility of molds sharing pattern blocks based on the specifications of passenger car tires was explored ，and modular design was introduced to achieve the goal of reducing mold costs and production costs.The analysis showed that adjacent molds for medium and large sized tires could consider sharing pattern blocks.To reduce production costs ，it was necessary to achieve modular design ，as well as consider the manufacturing accuracy ，the scientific management and maintenance of the molds.
Key words ：passenger car tire ；mold ；production cost ；modular design
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