李小銀 黃強(qiáng)  來源：《模具工業(yè)》

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

    罩體是防毒面具中將面罩各部件(如眼窗、呼吸氣系統(tǒng)、通話器和阻水罩等)組成一個(gè)整體的骨架，一般由橡膠制成。罩體設(shè)計(jì)不僅要確定罩體的結(jié)構(gòu)及與各部件連接的接口結(jié)構(gòu)和位置、大小等，而且要確定與使用人員面部皮膚起密合作用的密合框的結(jié)構(gòu)形式和尺寸大小，涉及面罩十多項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)，是面罩總體設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)�，F(xiàn)介紹一種新型防毒面具的罩體，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示，該罩體具有外形美觀、結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、尺寸精度要求高且符合中國(guó)人面型特征的特點(diǎn)。密合框?yàn)閱畏凑圻吔Y(jié)構(gòu)，反折邊形狀呈弧形，類似于氣墊管密合框的形狀，提高了面具的氣密性能和佩帶舒適性。罩體外側(cè)邊緣設(shè)計(jì)有一圈高7mm.寬3mm的凸棱，解決了與防毒服頭罩匹配的問題。罩體采用氯化丁基膠模壓成型，取代了在我國(guó)沿用了40年的天然橡膠，提高了罩體的耐毒劑液滴滲透性能和耐洗消性能。罩體分3種規(guī)格各規(guī)格的罩體面長(zhǎng)分別為:97mm, 108mm, 118mm,罩體面寬104mm。面罩設(shè)計(jì)指標(biāo)為:佩帶漏氣系數(shù)≤0.0001%，總視野保留率≥60%，雙目視野保留率≥15%。

    從圖1可以看出，罩體在結(jié)構(gòu)上左右完全對(duì)稱，共有5個(gè)接口，即2個(gè)眼窗接口、1個(gè)主通話器接口、1個(gè)濾毒罐接口和1個(gè)副通話器接口。除主通話器接口為蛋形的類橢圓形狀外，其它4個(gè)接口為圓形結(jié)構(gòu)。這5個(gè)接口與面罩其它部件的連接形式是一樣的，如圖2 所示，均采用塑料件凸凹槽卡緊結(jié)構(gòu)，接口處上下兩面的凸棱保證結(jié)合部位的結(jié)合強(qiáng)度，使凸棱不致從結(jié)合部件中拉出，凸棱外邊緣的一圈平面保證與結(jié)合件的裝配氣密。從罩體的接口結(jié)構(gòu)可以看出，這種新型罩體對(duì)尺寸精度有較高的要求。

2罩體模具設(shè)計(jì)

2.1 罩體模具設(shè)計(jì)的步驟

    罩體模具是一種利用與罩體的曲面形狀相一致的型腔，成型具有規(guī)定形狀和尺寸精度的罩體產(chǎn)品的工具。根據(jù)目前工廠的制造工藝水平，罩體模具均設(shè)計(jì)為橡膠壓制成型模具〔3)。這種罩體模具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用面廣、操作方便的特點(diǎn)，但產(chǎn)品飛邊較大、尺寸精度差，國(guó)外已逐漸用橡膠注射模取而代之。

對(duì)于同一件罩體產(chǎn)品，由于使用的設(shè)備不同，加工工藝不同，以及設(shè)計(jì)人員水平和設(shè)計(jì)風(fēng)格的不同，可以設(shè)計(jì)出各種不同結(jié)構(gòu)的模具。模具結(jié)構(gòu)的形式，直接關(guān)系到罩體產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具本身的加工難易程度和使用壽命等。因此，罩體模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是罩體設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般按以下步驟進(jìn)行罩體模具設(shè)計(jì):斷良據(jù)罩體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選擇罩體模具的結(jié)構(gòu);2選擇分型面;③確定型腔形狀和尺寸;C確定鑲塊及型芯的安裝方法;(蘸定其它尺寸。通常需制作石膏模為過渡模)。

2.2 罩體模具設(shè)計(jì)

    罩體模具總體結(jié)構(gòu)如圖3所示，為了設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)，結(jié)合罩體特點(diǎn)、成型原理及制造工藝等諸多因素，模具設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

2.2.1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    該模具為臥式結(jié)構(gòu)，由芯模、左右眼窗芯模、上下外側(cè)模、通話器活塊、眼窗鑲塊、濾毒罐鑲塊、中頭帶活塊和下頭帶活塊等的曲面形成罩體型腔。芯模是其中最關(guān)鍵的一塊，其結(jié)構(gòu)與尺寸不僅決定了模具的總體結(jié)構(gòu)，更重要的是其型腔曲面決定了罩體中最為關(guān)鍵的部分—密合框曲面的形狀和尺寸。眼窗芯模共2塊，左右對(duì)稱，決定了罩體的外觀形狀和眼窗接口、通話器接口及濾毒罐接口的位置結(jié)構(gòu)和尺寸。

2.2.2 分型面的選擇

    根據(jù)罩體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇罩體邊緣處為模具的分型面。這樣，既便于罩體成型后順利取出與脫模，又避開了工作面—罩體密合框曲面。

2.2.3  定位

    為保證罩體在模具型腔中獲得準(zhǔn)確的形狀與位置，壓制出合格尺寸的罩體制品，確定合理的定位方式至關(guān)重要。在模具設(shè)計(jì)中，芯模與上、下外側(cè)模之間依靠4組導(dǎo)柱和導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)定位，上、下外側(cè)模之間依靠2組導(dǎo)柱和導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)定位。左、右眼窗芯模與芯模之間則由2個(gè)定位銷、通話器活塊和上下外側(cè)模構(gòu)成穩(wěn)定的定位體系。

2.2.4  鑲塊和活塊的設(shè)計(jì)

    由于罩體的幾何形狀比較復(fù)雜，為便于成型后罩體的脫模、模具操作、模具的機(jī)械加工和模具在使用中的維護(hù)保養(yǎng)，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采用了鑲塊和活塊結(jié)構(gòu)。

    在外側(cè)模的眼窗和濾毒罐接口部位，采用了鑲塊結(jié)構(gòu)。這不僅保證了罩體接口部位的形狀和尺寸要求，便于機(jī)械加工，還便于在模具使用中的維護(hù)保養(yǎng)。通話器的接口部位及中、下頭帶處也采用了活塊結(jié)構(gòu)，既保證了罩體制品的形狀和尺寸要求，又便于脫模。

2.2.5  模具加工時(shí)的技術(shù)要求

        (1)模具制造時(shí)成型部分的尺寸均以芯模、眼窗芯模的外形尺寸為基準(zhǔn)加工，以保證該處橡膠厚度基本一致。 8v|?g8e3  
　　(2)模具成型部分曲線應(yīng)保持圓滑，保證罩體橡膠厚度的均勻過渡，密合框部分的橡膠厚度為1.Omm,罩體主體部分的橡膠厚度為2.Omm。 57nSyd]PR  
　　(3)合模后要求外側(cè)模的內(nèi)斜面和芯模等的相應(yīng)曲面同時(shí)接觸。 P LHiQ:  
　　(4)模具未注明的公差尺寸均按國(guó)標(biāo)GB/T1800.4一1999的I TI。級(jí)精度加工。 *3A`7usU  
　　(5)模具圖中未注明流膠槽的位置，加工時(shí)在適當(dāng)位置開出。

2.2.6  脫模方案的確定

    為便于脫模，在其中的一個(gè)外側(cè)模四角，加工了4個(gè)尺寸為35mmX 15mmX 5mm的啟�？�，以便于將外側(cè)模打開。由于罩體密合框采用弧形反折邊結(jié)構(gòu)，2塊眼窗芯模扣合后無法從芯模中取出，需設(shè)計(jì)加工專用工具。根據(jù)模具的特點(diǎn)，制定了下述啟模方案: y9/x:n&]  
　　(1)通過啟模口將外側(cè)模打開，卸掉外側(cè)模。 AEUXdMo  
　　(2)取下通話器活塊和中、下頭帶活塊。 5!tiu4LU  
　　(3)用專用工具將眼窗芯模的上部適當(dāng)分開的同時(shí)，將眼窗芯模從芯模中取出。 },tN{()  
　　(4)取出眼窗芯模。

3結(jié)束語

    該模具已生產(chǎn)合格產(chǎn)品上萬件，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，性能可靠，證明模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。但由于罩體對(duì)尺寸精度要求較高，要求加強(qiáng)工藝控制和成品檢驗(yàn)。同時(shí)由于罩體材料中氯離子對(duì)模具型腔(采用45鋼制作)表面具有一定的腐蝕作用，在以后模具的加工時(shí)，應(yīng)考慮采用耐腐蝕的材料，或?qū)δ＞哌M(jìn)行表面耐腐蝕強(qiáng)化處理。隨著對(duì)橡膠制品質(zhì)量要求的不斷提高，橡膠注射成型技術(shù)及設(shè)備的采用勢(shì)在必行，今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)橡膠注射模設(shè)計(jì)的研究。