新型防毒面具罩体及其模具设计.pdf

模 具 工 业 总 新 型 防 毒 面 具 罩 体 及 其 模 具 设 计李 小 银 ， 黄 强（ 防 化 研 究 院 ， 北 京 ）摘 要 ： 介 绍 了 一 种 新 型 防 毒 面 具 罩 体 及 成 型 模 具 的 结 构 ， 罩 体 采 用 橡 胶 压 制 成 型 ， 对 模 具 整 体 结 构 设计 、 分 型 面 的 选 择 、 定 位 方 式 的 确 定 及 活 块 、 镶 块 的 设 计 进 行 了 论 述 。关 键 词 ： 防 毒 面 具 ； 罩 体 ； 橡 胶 模中 图 分 类 号 ： 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ： 作 者 简 介 ： 李 小 银 （ ） ， 男 ， 陕 西 西 安 人 ， 研 究 员 ， 主 要 从 事个 体 防 护 装 备 技 术 的 研 究 开 发 工 作 ， 地 址 ： 北 京 市 海 淀 区 花 园 北路 号 西 楼 防 化 研 究 院 。 电 话 ：（ ） ， ： 收 稿 日 期 ： 产 品 结 构 及 特 点罩 体 是 防 毒 面 具 中 将 面 罩 各 部 件 （ 如眼 窗 、 呼 吸 气 系 统 、 通 话 器 和 阻 水 罩 等 ） 组成 一 个 整 体 的 骨 架 ， 一 般 由 橡 胶 制 成 。 罩 体设 计 不 仅 要 确 定 罩 体 的 结 构 及 与 各 部 件 连接 的 接 口 结 构 和 位 置 、 大 小 等 ， 而 且 要 确 定与 使 用 人 员 面 部 皮 肤 起 密 合 作 用 的 密 合 框的 结 构 形 式 和 尺 寸 大 小 ， 涉 及 面 罩 十 多 项技 术 性 能 指 标 ， 是 面 罩 总 体 设 计 中 非 常 重要 的 一 个 环 节 。 现 介 绍 一 种 新 型 防 毒 面 具， 的 罩 体 ， 其 结 构 如 图 所 示 ， 该 罩 体 具 有 外形 美 观 、 结 构 紧 凑 、 布 局 合 理 、 尺 寸 精 度 要求 高 且 符 合 中 国 人 面 型 特 征 的 特 点 。 密 合框 为 单 反 折 边 结 构 ， 反 折 边 形 状 呈 弧 形 ， 类似 于 气 垫 管 密 合 框 的 形 状 ， 提 高 了 面 具 的 气 密 性 能和 佩 带 舒 适 性 。 罩 体 外 侧 边 缘 设 计 有 一 圈 高 、宽 的 凸 棱 ， 解 决 了 与 防 毒 服 头 罩 匹 配 的 问 题 。罩 体 采 用 氯 化 丁 基 胶 模 压 成 型 ， 取 代 了 在 我 国 沿 用了 年 的 天 然 橡 胶 ， 提 高 了 罩 体 的 耐 毒 剂 液 滴 渗 透性 能 和 耐 洗 消 性 能 。 罩 体 分 种 规 格 ， 各 规 格 的 罩体 面 长 分 别 为 ： 、 、 ， 罩 体 面 宽。 面 罩 设 计 指 标 为 ： 佩 带 漏 气 系 数!， 总 视 野 保 留 率， 双 目 视 野 保 留 率。从 图 可 以 看 出 ， 罩 体 在 结 构 上 左 右 完 全 对 称 ，共 有 个 接 口 ， 即 个 眼 窗 接 口 、 个 主 通 话 器 接口 、 个 滤 毒 罐 接 口 和 个 副 通 话 器 接 口 。 除 主 通 话器 接 口 为 蛋 形 的 类 椭 圆 形 状 外 ， 其 它 个 接 口 为 圆形 结 构 。 这 个 接 口 与 面 罩 其 它 部 件 的 连 接 形 式 是一 样 的 ， 如 图 所 示 ， 均 采 用 塑 料 件 凸 凹 槽 卡 紧 结图 新 型 防 毒 面 具 罩 体 结 构 模 具 工 业 总 构 ， 接 口 处 上 下 两 面 的 凸 棱 保 证 结 合 部 位 的 结 合 强度 ， 使 凸 棱 不 致 从 结 合 部 件 中 拉 出 ， 凸 棱 外 边 缘 的一 圈 平 面 保 证 与 结 合 件 的 装 配 气 密 。 从 罩 体 的 接 口结 构 可 以 看 出 ， 这 种 新 型 罩 体 对 尺 寸 精 度 有 较 高 的要 求 。图 各 接 口 与 罩 体 连 接 形 式塑 件 罩 体 橡 胶罩 体 模 具 设 计罩 体 模 具 设 计 的 步 骤罩 体 模 具 是 一 种 利 用 与 罩 体 的 曲 面 形 状 相 一致 的 型 腔 ， 成 型 具 有 规 定 形 状 和 尺 寸 精 度 的 罩 体 产品 的 工 具 。 根 据 目 前 工 厂 的 制 造 工 艺 水 平 ， 罩 体 模具 均 设 计 为 橡 胶 压 制 成 型 模 具。 这 种 罩 体 模 具 具有 结 构 简 单 、 适 用 面 广 、 操 作 方 便 的 特 点 ， 但 产 品 飞边 较 大 、 尺 寸 精 度 差 ， 国 外 已 逐 渐 用 橡 胶 注 射 模 取而 代 之 。对 于 同 一 件 罩 体 产 品 ， 由 于 使 用 的 设 备 不 同 ，加 工 工 艺 不 同 ， 以 及 设 计 人 员 水 平 和 设 计 风 格 的 不同 ， 可 以 设 计 出 各 种 不 同 结 构 的 模 具 。 模 具 结 构 的形 式 ， 直 接 关 系 到 罩 体 产 品 的 质 量 、 生 产 效 率 、 模 具本 身 的 加 工 难 易 程 度 和 使 用 寿 命 等 。 因 此 ， 罩 体 模具 结 构 的 设 计 是 罩 体 设 计 中 的 关 键 。 根 据 经 验 ， 一般 按 以 下 步 骤 进 行 罩 体 模 具 设 计 ：根 据 罩 体 结 构的 特 点 ， 选 择 罩 体 模 具 的 结 构 ；选 择 分 型 面 ；确定 型 腔 形 状 和 尺 寸 ；确 定 镶 块 及 型 芯 的 安 装 方法 ；确 定 其 它 尺 寸 。 通 常 需 制 作 石 膏 模 为 过 渡 模 。罩 体 模 具 设 计罩 体 模 具 总 体 结 构 如 图 所 示 ， 为 了 设 计 出 合理 的 模 具 结 构 ， 结 合 罩 体 特 点 、 成 型 原 理 及 制 造 工 艺等 诸 多 因 素 ， 模 具 设 计 应 注 意 以 下 几 个 方 面 。模 具 总 体 结 构 设 计该 模 具 为 卧 式 结 构 ， 由 芯 模 、 左 右 眼 窗 芯 模 、 上下 外 侧 模 、 通 话 器 活 块 、 眼 窗 镶 块 、 滤 毒 罐 镶 块 、 中 头带 活 块 和 下 头 带 活 块 等 的 曲 面 形 成 罩 体 型 腔 。 芯 模是 其 中 最 关 键 的 一 块 ， 其 结 构 与 尺 寸 不 仅 决 定 了 模具 的 总 体 结 构 ， 更 重 要 的 是 其 型 腔 曲 面 决 定 了 罩 体中 最 为 关 键 的 部 分 密 合 框 曲 面 的 形 状 和 尺 寸 。眼 窗 芯 模 共 块 ， 左 右 对 称 ， 决 定 了 罩 体 的 外 观 形 状和 眼 窗 接 口 、 通 话 器 接 口 及 滤 毒 罐 接 口 的 位 置 结 构和 尺 寸 。分 型 面 的 选 择根 据 罩 体 的 结 构 特 点 ， 选 择 罩 体 边 缘 处 为 模 具的 分 型 面 。 这 样 ， 既 便 于 罩 体 成 型 后 顺 利 取 出 与 脱模 ， 又 避 开 了 工 作 面 罩 体 密 合 框 曲 面 。定 位为 保 证 罩 体 在 模 具 型 腔 中 获 得 准 确 的 形 状 与 位置 ， 压 制 出 合 格 尺 寸 的 罩 体 制 品 ， 确 定 合 理 的 定 位 方式 至 关 重 要 。 在 模 具 设 计 中 ， 芯 模 与 上 、 下 外 侧 模 之间 依 靠 组 导 柱 和 导 套 实 现 定 位 ， 上 、 下 外 侧 模 之 间依 靠 组 导 柱 和 导 套 实 现 定 位 。 左 、 右 眼 窗 芯 模 与 芯模 之 间 则 由 个 定 位 销 、 通 话 器 活 块 和 上 下 外 侧 模构 成 稳 定 的 定 位 体 系 。镶 块 和 活 块 的 设 计由 于 罩 体 的 几 何 形 状 比 较 复 杂 ， 为 便 于 成 型 后罩 体 的 脱 模 、 模 具 操 作 、 模 具 的 机 械 加 工 和 模 具 在 使用 中 的 维 护 保 养 ， 在 模 具 结 构 设 计 时 ， 采 用 了 镶 块 和活 块 结 构 。在 外 侧 模 的 眼 窗 和 滤 毒 罐 接 口 部 位 ， 采 用 了 镶块 结 构 。 这 不 仅 保 证 了 罩 体 接 口 部 位 的 形 状 和 尺 寸要 求 ， 便 于 机 械 加 工 ， 还 便 于 在 模 具 使 用 中 的 维 护 保养 。 通 话 器 的 接 口 部 位 及 中 、 下 头 带 处 也 采 用 了 活块 结 构 ， 既 保 证 了 罩 体 制 品 的 形 状 和 尺 寸 要 求 ， 又 便于 脱 模 。模 具 加 工 时 的 技 术 要 求模 具 制 造 时 成 型 部 分 的 尺 寸 均 以 芯 模 、 眼 窗芯 模 的 外 形 尺 寸 为 基 准 加 工 ， 以 保 证 该 处 橡 胶 厚 度基 本 一 致 。模 具 成 型 部 分 曲 线 应 保 持 圆 滑 ， 保 证 罩 体 橡胶 厚 度 的 均 匀 过 渡 ， 密 合 框 部 分 的 橡 胶 厚 度 为， 罩 体 主 体 部 分 的 橡 胶 厚 度 为 。 模 具 工 业 总 合 模 后 要 求 外 侧 模 的 内 斜 面 和 芯 模 等 的 相应 曲 面 同 时 接 触 。模 具 未 注 明 的 公 差 尺 寸 均 按 国 标的 级 精 度 加 工 。模 具 图 中 未 注 明 流 胶 槽 的 位 置 ， 加 工 时 在适 当 位 置 开 出 。脱 模 方 案 的 确 定为 便 于 脱 模 ， 在 其 中 的 一 个 外 侧 模 四 角 ， 加 工 了个 尺 寸 为 的 启 模 口 ， 以 便 于将 外 侧 模 打 开 。 由 于 罩 体 密 合 框 采 用 弧 形 反 折 边 结构 ， 块 眼 窗 芯 模 扣 合 后 无 法 从 芯 模 中 取 出 ， 需 设 计加 工 专 用 工 具 。 根 据 模 具 的 特 点 ， 制 定 了 下 述 启 模方 案 ：通 过 启 模 口 将 外 侧 模 打 开 ， 卸 掉 外 侧 模 。取 下 通 话 器 活 块 和 中 、 下 头 带 活 块 。用 专 用 工 具 将 眼 窗 芯 模 的 上 部 适 当 分 开 的同 时 ， 将 眼 窗 芯 模 从 芯 模 中 取 出 。取 出 眼 窗 芯 模 。结 束 语该 模 具 已 生 产 合 格 产 品 上 万 件 ， 产 品 质 量 稳 定 ，性 能 可 靠 ， 证 明 模 具 结 构 设 计 合 理 。 但 由 于 罩 体 对尺 寸 精 度 要 求 较 高 ， 要 求 加 强 工 艺 控 制 和 成 品 检验 。 同 时 由 于 罩 体 材 料 中 氯 离 子 对 模 具 型 腔 （ 采 用钢 制 作 ） 表 面 具 有 一 定 的 腐 蚀 作 用 ， 在 以 后 模 具的 加 工 时 ， 应 考 虑 采 用 耐 腐 蚀 的 材 料 ， 或 对 模 具 进 行表 面 耐 腐 蚀 强 化 处 理 。 随 着 对 橡 胶 制 品 质 量 要 求 的不 断 提 高 ， 橡 胶 注 射 成 型 技 术 及 设 备 的 采 用 势 在 必行 ， 今 后 应 加 强 对 橡 胶 注 射 模 设 计 的 研 究 。参 考 文 献 ：李 小 银兵 种 军 工 产 品 定 型 技 术 文 件 型 防毒 面 具 北 京 ： 兵 种 军 工 产 品 定 型 委 员 会 ， 李 小 银我 军 新 型 防 毒 面 具 的 结 构 与 性 能青 岛 中 国 化 学 会 第 四 届 防 化 学 术 讨 论 会 论 文 集 ， 虞 福 荣橡 胶 模 具 设 计 制 造 与 使 用北 京 ： 机 械工 业 出 版 社 ， 图 新 型 防 毒 面 具 罩 体 模 具 结 构手 柄 下 头 带 活