新型防毒面具罩體及其模具設計.pdf

模具工業(yè) 總 新 型 防 毒 面 具 罩 體 及 其 模 具 設 計 李小銀，黃強 （防化研究院，北京 ） 摘要：介紹了一種新型防毒面具罩體及成型模具的結(jié)構(gòu)，罩體采用橡膠壓制成型，對模具整體結(jié)構(gòu)設 計、 分型面的選擇、 定位方式的確定及活塊、 鑲塊的設計進行了論述。 關鍵詞：防毒面具； 罩體； 橡膠模 中圖分類號： 文獻標識碼： 文章編號： 作者簡介： 李小銀 （ ） ， 男， 陜西西安人， 研究員， 主要從事 個體防護裝備技術的研究開發(fā)工作， 地址： 北京市海淀區(qū)花園北 路 號西樓防化研究院。 電話：（ ） ， ： 收稿日期： 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及特點 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 成一個整體的骨架， 一般由橡膠制成。罩體 設計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 技術性能指標，是面罩總體設計中非常重 要的一個環(huán)節(jié)。 現(xiàn)介紹一種新型防毒面具 ， 的罩體， 其結(jié)構(gòu)如圖 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 求高且符合中國人面型特征的特點。密合 框為單反折邊結(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)邊緣設計有一圈高 、 寬 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，取代了在我國沿用 了 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 種規(guī)格，各規(guī)格的罩 體面長分別為： 、 、 ，罩體面寬 。面罩設計指標為：佩帶漏氣系數(shù)! ，總視野保留率“ ，雙目視野保留率“ 。 從圖 可以看出， 罩體在結(jié)構(gòu)上左右完全對稱， 共有 個接口，即 個眼窗接口、 個主通話器接 口、 個濾毒罐接口和 個副通話器接口。除主通話 器接口為蛋形的類橢圓形狀外，其它 個接口為圓 形結(jié)構(gòu)。這 個接口與面罩其它部件的連接形式是 一樣的，如圖 所示，均采用塑料件凸凹槽卡緊結(jié) 圖 新型防毒面具罩體結(jié)構(gòu) 模具工業(yè) 總 構(gòu)，接口處上下兩面的凸棱保證結(jié)合部位的結(jié)合強 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，這種新型罩體對尺寸精度有較高的 要求。 圖 各接口與罩體連接形式 塑件 罩體橡膠 罩體模具設計 罩體模具設計的步驟 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 具均設計為橡膠壓制成型模具 。這種罩體模具具 有結(jié)構(gòu)簡單、 適用面廣、 操作方便的特點， 但產(chǎn)品飛 邊較大、尺寸精度差，國外已逐漸用橡膠注射模取 而代之。 對于同一件罩體產(chǎn)品，由于使用的設備不同， 加工工藝不同，以及設計人員水平和設計風格的不 同，可以設計出各種不同結(jié)構(gòu)的模具。模具結(jié)構(gòu)的 形式， 直接關系到罩體產(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)的設計是罩體設計中的關鍵。根據(jù)經(jīng)驗，一 般按以下步驟進行罩體模具設計：根據(jù)罩體結(jié)構(gòu) 的特點， 選擇罩體模具的結(jié)構(gòu)；選擇分型面；確 定型腔形狀和尺寸；確定鑲塊及型芯的安裝方 法； 確定其它尺寸。通常需制作石膏模為過渡模。 罩體模具設計 罩體模具總體結(jié)構(gòu)如圖 所示，為了設計出合 理的模具結(jié)構(gòu)， 結(jié)合罩體特點、 成型原理及制造工藝 等諸多因素， 模具設計應注意以下幾個方面。 模具總體結(jié)構(gòu)設計 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 中最為關鍵的部分 密合框曲面的形狀和尺寸。 眼窗芯模共 塊， 左右對稱， 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。 分型面的選擇 根據(jù)罩體的結(jié)構(gòu)特點，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。 定位 為保證罩體在模具型腔中獲得準確的形狀與位 置， 壓制出合格尺寸的罩體制品， 確定合理的定位方 式至關重要。在模具設計中， 芯模與上、 下外側(cè)模之 間依靠 組導柱和導套實現(xiàn)定位， 上、 下外側(cè)模之間 依靠 組導柱和導套實現(xiàn)定位。 左、 右眼窗芯模與芯 模之間則由 個定位銷、通話器活塊和上下外側(cè)模 構(gòu)成穩(wěn)定的定位體系。 鑲塊和活塊的設計 由于罩體的幾何形狀比較復雜，為便于成型后 罩體的脫模、 模具操作、 模具的機械加工和模具在使 用中的維護保養(yǎng)， 在模具結(jié)構(gòu)設計時， 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， 便于機械加工， 還便于在模具使用中的維護保 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。 模具加工時的技術要求 模具制造時成型部分的尺寸均以芯模、 眼窗 芯模的外形尺寸為基準加工，以保證該處橡膠厚度 基本一致。 模具成型部分曲線應保持圓滑， 保證罩體橡 膠厚度的均勻過渡，密合框部分的橡膠厚度為 ， 罩體主體部分的橡膠厚度為 。 模具工業(yè) 總 合模后要求外側(cè)模的內(nèi)斜面和芯模等的相 應曲面同時接觸。 模具未注明的公差尺寸均按國標 的 級精度加工。 模具圖中未注明流膠槽的位置，加工時在 適當位置開出。 脫模方案的確定 為便于脫模， 在其中的一個外側(cè)模四角， 加工了 個尺寸為 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)， 塊眼窗芯?？酆虾鬅o法從芯模中取出， 需設計 加工專用工具。根據(jù)模具的特點，制定了下述啟模 方案： 通過啟?？趯⑼鈧?cè)模打開， 卸掉外側(cè)模。 取下通話器活塊和中、 下頭帶活塊。 用專用工具將眼窗芯模的上部適當分開的 同時， 將眼窗芯模從芯模中取出。 取出眼窗芯模。 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)設計合理。但由于罩體對 尺寸精度要求較高，要求加強工藝控制和成品檢 驗。同時由于罩體材料中氯離子對模具型腔（采用 鋼制作）表面具有一定的腐蝕作用，在以后模具 的加工時， 應考慮采用耐腐蝕的材料， 或?qū)δ＞哌M行 表面耐腐蝕強化處理。隨著對橡膠制品質(zhì)量要求的 不斷提高，橡膠注射成型技術及設備的采用勢在必 行， 今后應加強對橡膠注射模設計的研究。 參考文獻： 李小銀 兵種軍工產(chǎn)品定型技術文件 型防 毒面具 北京： 兵種軍工產(chǎn)品定型委員會， 李小銀 我軍新型防毒面具的結(jié)構(gòu)與性能 青 島 中國化學會第四屆防化學術討論會論文集， 虞福榮 橡膠模具設計制造與使用 北京： 機械 工業(yè)出版社， 圖 新型防毒面具罩體模具結(jié)構(gòu) 手柄 下頭帶活塊 、 導套 中頭帶活塊 、 導柱 外側(cè)模 芯 模 定位銷 眼窗鑲塊 眼窗芯模 通話器鑲塊 濾毒罐鑲塊 新型防毒面具罩體及其模具設計新型防毒面具罩體及其模具設計 作者：李小銀， 黃強 作者單位：防化研究院,北京,100083 刊名： 模具工業(yè) 英文刊名：DIE & MOULD INDUSTRY 年，卷(期)：2004(1) 被引用次數(shù)：2次 參考文獻(3條)參考文獻(3條) 1.虞福榮 橡膠模具設計制造與使用 2000 2.李小銀 我軍新型防毒面具的結(jié)構(gòu)與性能 1999 3.李小銀 兵種軍工產(chǎn)品定型技術文件 FMJ08型防毒面具 1997 引證文獻(2條)引證文獻(2條) 1.趙大力.皇甫喜