大眼窗面罩罩体橡胶注射模设计.pdf

模具x010年第36卷第2期大眼窗面罩罩体橡胶注射模设计赵大力，皇甫喜乐2李小银2王立莹2栗 丽2(1山西新华防护器材有限责任公司，山西太原030008；2防化研究院，北京 100191)摘要：详细分析了大眼窗面罩罩体结构特点，在此基础上进行了罩体橡胶注射模设计，并详细介绍了模具分型面选择、浇注系统设计、滑块与活块设计等。关键词：防毒面具；罩体；橡胶注射模中图分类号：础66文献标识码：B 文章编号：10012168(2010)020056of 【I 甜 I o，30008，be shof of a on it。an y il of of ey 眼窗、气流系统、通话器和阻水罩等)组成一个有机整体的骨架，一般由橡胶材料制成。目前，罩体的成型工艺主要有模压成型和注射成型2种。长期以来，由于受生产装备的限制，我国一直采用模压成型工艺进行橡胶罩体加工，存在生产效率低、产品外观质量差、劳动强度大等缺点。与模压成型相比，注射成型在制品质量、外观、生产效率、胶料利用率、生产成本及劳动强度等方面都具有显著优势，已成为罩体生产的主要方法。 图1大眼窗防毒面罩2罩体结构与工艺分析图1所示为一种大眼窗防毒面罩，面罩镜片为弧形柱面结构，由透明度高、抗冲击性能较强的聚碳酸酯材料制成，透光率不低于85。面罩主要技术指标为：漏气系数0005。呼气阻力98 0L总视野保留率75，双目视野保留率60，下方视野40。收稿日期：200920作者简介：赵大力(1966一)。男，河北蠡县人。工程师，主要从事呼吸道防护装备的研究开发工作，地址：山西省太原市尖草坪区新兰路71号山西新华防护器材有限责任公司，(电话t 枷倒lm。图2所示为该面罩的罩体结构，该罩体结构左、右对称，设计参数为：面长面宽=11000hi)罩体采用单反折边型密合框与佩带人员面部紧密贴合，形成佩戴定位效果较好的密合圈。密合框是重要的工作面，应保证其表面光滑，分型面及浇口位置的选择应避开此处。罩体外表面进行亚光处理。(2)罩体眼窗接口为一圈过上、下2个卡箍将镜片固定在型槽结构十分复杂，影响开模方向的选取，在模具设计时需巧妙设计活动镶块结构方能充分利用注塑机的开模动作，实现自动开模，因此模具设计难度较大。万方数据模具x41,2010年第36卷第2期(a)正视图 (b)削视图图2大眼窗防毒面罩罩体结构(3)罩体外侧边缘设计有1周凸棱用于匹配防护服的头罩，凸棱高度约为8385。对模具总体结构设计有较大影响。(4)罩体采用氯化丁基胶、溴化丁基胶或硅橡胶材料，主体厚度2合框厚度15带连接处和凸棱厚度3用卧式单模腔结构，由上外侧模块8、下外侧模块14、芯模13、下模块10、上眼窗芯模7、下眼窗芯模15、上眼窗外侧模块6、下眼窗外侧模块16及上头带活块刀的曲面形成罩体型腔。其中，上外侧模块与模块、上眼窗芯模与下眼窗芯模、上眼窗外侧模块与下眼窗外侧模块为左、右对称的哈夫结构。31分型面选择根据罩体的结构特点，注射模仅一次分型无法实现罩体的顺利脱模，需采用三板式模具并设置推杆机构进行两次分型。采用带有中模架和水平顶出液压缸的立式橡胶注射机生产。第1个分型面为罩体的对称面，分型线位于罩体外表面。由于采用大眼窗结构，位于罩体表面的分型线较短，对罩体外观影响不大；第2个分型面的分型线位于罩体边缘，不仅避开了重要的工作面，而且便于去除飞边。32浇注系统设计图3罩体注射模爆炸图1上连接耳2上模板3导套4压块5滑块6上眼窗外侧模块7上眼窗芯模8上外侧模块9锥套10下模块11顶出机构12螺钉13芯模14下外侧模块15下眼窗芯模16下眼窗外侧模块17滑块18下模板19下模座板20螺钉21导柱笼压块23弹簧24螺钉25螺钉26锥销27上头带活块28中模板29下连接耳30螺钉31螺钉32螺钉33螺钉34弹簧35螺钉36螺钉由于采用的橡胶注射机具有主流道结构，模具部分的浇注系统包括冷料穴、分流道与浇口(见图4)。冷料穴为倒圆台形状位于模具上表面中心位置；分流道由水平和垂直分流道两段组成，其中水平万方数据58 模具工业2010年第36卷第2期分流道位于模具上表面，垂直分流道贯穿上模板和上外侧模块。由于罩体体积较大，决定采用扇形浇口。浇口位于下模上表面罩体边缘位置。清除浇注系统凝料时，主流道凝料与喷嘴胶料断开，分流道凝料与浇口凝料断开，然后手工将主流道、冷料穴及分流道内的凝料一起拔出。浇口凝料同罩体一同取出。图4浇注系统结构及位置1冷料穴凝料2分流道凝料3浇口凝料33滑块与活块设计眼窗芯模、上眼窗外侧模块、下眼窗外侧模块、上外侧模块、下外侧模块以及芯模的曲面组成。为保证开模过程中罩体眼窗窗芯模与眼窗外侧模块一起固定在1个滑块上，滑块被左、右2个压块限制在下模板的凹槽内。模具处于合模状态时，滑块紧贴槽底，滑块内部的3根压缩弹簧被压紧。开模时，滑块在压缩弹簧的作用下沿斜面向上运动并带动眼窗芯模、眼窗外侧模块离开外侧模块，体眼窗部位在芯模的拉动下可实现自动脱模。根据罩体结构特点和模具结构特点，在上头带处设计了1个活块，不仅便于脱模，而且便于模具的机械加工和操作使用。34固定装置与顶出机构设计根据注塑机的结构特点，在上模板和中模板左右两侧各设计了1个连接耳，模具底部有一下模座板用于固定。模具顶出机构一端与芯模固定在一起另一端与顶出液压缸连接在一起，顶出机构贯穿下模块和中模架，下模块和中模架具有导向作用。35导向与定位机构设计下模块固定在中模架上，芯模通过顶出机构与下模块实现导向和定位；上、下外侧模块分别与上、下模板固定在一起，上、下外侧模块通过对称的4个锥销套定位，上、下模板以及中模架之间采用对称的四导柱、导套导向。4模具工作过程模具合模后，胶料在注射液压缸推动下通过喷嘴沿浇注系统进入并充满型腔，然后保压、硫化。硫化完成后开模，定模在吊模装置的限位作用下分开一定距离停止运动。动模继续向下运动，上眼窗芯模块和上眼窗外侧模块在滑块弹簧的推动下离开上外侧模块一定距离，罩体上侧眼窗在芯模的带动下脱出。中模板向下移动适当距离后停止下外侧模块、下模板及下模座板继续向下运动，下眼窗芯模和下眼窗外侧模块在滑块弹簧的推动下离开下外侧模块一定距离，罩体下侧眼窗在芯模的拉动下脱出。开模到位后，取下上头带活块，顶出机构将芯模向外顶出适当距离，然后手工取下包裹在芯模上的罩体并去除浇注系统凝料。脱模完成后，顶出机构将芯模拉回原位，合模并进入下一轮操作。5结束语大眼窗面罩罩体注射模在设计过程中充分考虑了产品及橡胶注射机的结构特点和要求。模具投入生产1年多，不仅极大地提高了生产效率和产品外观质量，而且降低了劳动强度和生产成本，对提高产品市场竞争力起到了重要作用。今后应采用有限元分析技术对罩体注射模进行结构强度校核与分析。对工作状态下模具的应力分布和形变情况进行可视化仿真，以进一步优化模具结构。参考文献：【11李小银，黄强新型防毒面具罩体及其模具设计【J】模具工业，2004，30(1)：47福荣橡胶模具设计制造与使用【M】北京：机械工业出版社。2000【31模具实用技术丛书编委会橡胶模具设计应用实例【M】北京：机械工业出版社，2004【4】李小银面具密合框设计中国劳动防护用品，1997(4)：1121万方数据大眼窗面罩罩体橡胶注射模设计作者： 赵大力， 皇甫喜乐， 李小银， 王立莹， 栗丽， 赵大力,西新华防护器材有限责任公司,山西,太原,030008)， 皇甫喜乐,李小银,王立莹,栗丽,I I 化研究院,北京,1