供氧面罩玻璃鋼外殼成型模主要零部件加工工藝介紹

文根保，文 莉，史 文

1.中國航空工業航宇救生裝備有限公司（湖北襄陽 441002）2.澳大利亞悉尼大學（澳大利亞悉尼）

1 引言

為了使供氧面罩能夠與受氧氣人員面部的皮膚貼緊與密封，以防止氧氣的外漏。供氧面罩是采用橡膠材料制造，通過與橡膠模硫化而定型。橡膠供氧面罩柔軟易變形，需要用玻璃鋼外殼加以保護。凸、凹模和定位板為外殼成型模的主要零部件，它們的加工質量會直接影響到模具和供氧面罩玻璃鋼外殼的質量。

2 供氧面罩玻璃鋼外殼成型模結構和原理介紹

供氧面罩玻璃鋼外殼成型模結構如圖1所示。供氧面罩玻璃鋼外殼7是由玻璃纖維和樹脂在凸模2上進行裱糊[1]，然后，凹模1通過2套導柱12和導套13的導向與玻璃鋼外殼7及凸模2進行合模，又通過選擇可調厚墊圈14，以確保玻璃鋼外殼7的均勻壁厚2mm。再通過旋轉圓柱手柄3，將圓柱形螺母4與活結螺釘5固緊。待玻璃鋼外殼7固化后，松開圓柱形螺母4與活結螺釘5，卸下凹模1后便可取出玻璃鋼外殼7[2]。

3 玻璃鋼外殼成型模結構主要零部件與材料及熱處理

成型模主要零部件包括有：凹模1、凸模2和定位板9，凹模1和凸模2的成型面是成型玻璃鋼外殼7的內外型面。由于玻璃鋼外殼7主要原料是玻璃纖維，其硬度很高，加工過程中容易造成凹模1、凸模2的型面磨損[3]。并且要求玻璃鋼外殼7內外型面粗糙度值要低，故凹模1和凸模2成型面需要拋光。凹模1、凸模2采用預硬P20鋼，鋼材拋光性能好，切削性能也好，預硬度為29～33HRC。定位板9則是為了使凸模2在其型孔中進行完全定位，再是為了用圓柱銷10在其上安裝活結螺釘5，通過圓柱形螺母4、圓柱手柄3和開口墊圈6固定和壓緊凹模1和玻璃鋼外殼7。同時還可以安裝導柱12、導套13和調厚墊圈14，導柱12、導套13起到凹模1、凸模2開閉模導向和定位作用，調厚墊圈14是為了確保2mm等壁厚玻璃鋼外殼7的閉模間隙。定位板9材料為45號鋼，調質處理硬度為30～34HRC。

4 凹模的加工

（1）凹模加工工藝分析：由于凹模工作型腔面存在著較小型腔面的轉接半徑和小的型腔面，并且型腔面較深。所用的立銑刀需要細而長，加工時容易出現讓刀現象，造成型腔面不符合產品造型要求。同時細長立銑刀又容易產生振刀，影響模具型腔面的粗糙度。如此，型腔面需要在數銑后，再用電極應用電火花加工出凹模型腔面，最后還要拋光型腔面。

（2）凹模加工工藝路線：下料→刨→平磨→鏜孔→立銑（凸臺、倒角和矩形槽）→數銑（正面與型腔面）→電火花（型腔面）→鉗工（拋光型腔面與去毛刺）。凹模加工工藝，如表1所示。

5 凸模的加工

圖1 供氧面罩玻璃鋼外殼成型模1.凹模 2.凸模 3.圓柱手柄 4.圓柱形螺母 5.活結螺釘6.開口墊圈 7.玻璃鋼外殼 8.內六角螺釘 9.定位板10.圓柱銷 11.墊板 12.導柱 13.導套 14.調厚墊圈

表1 凹模加工工藝

凸模的型面為多種曲面，只有底面為平面，底面在加工過程中的定位只能限制Z軸向移動和X軸Y軸的轉動，但保留了X軸、Y軸移動和Z軸的轉動。

（1）凸模加工工藝分析：凸模在數銑上加工的定位，由于底平面限制了3個自由度，仍保留了如圖2所示3個自由度。因此，所加工的型面在成型模中無法與凹模型腔面對合。

圖2 凸模加工工藝分析a——凸模加工定位存在的自由度 b——凸模加工定位消除了的自由度1.凸模 2.內六角螺釘 3.定位板 4.墊板

（2）凸模的加工工藝方法；有2種：一是先加工凸模成型曲面，再加工沿周曲線柱面，這種加工方法是無法確定沿周曲線柱面的基準，如圖2a所示，加工造成凸凹模型面無法對合，最終會造成制品厚薄不一致和型面錯位；二是先加工沿周曲線柱面，再以二類夾具進行定位加工型面的曲面，如圖2b所示。只要使得加工凸模型面的基準與加工凹模型面的基準保持一致，就可以確保凸凹模型面的對合和不錯位。

（3）凸模的加工路線：下料→車→平磨→鉗→線切割→鉗→數銑→鉗。

（4）凸模的加工工藝，如表2所示。

表2 凸模的加工工藝

6 定位板的加工工藝

定位板，如表3所示。定位板既是成型模的定位和加緊機構的平臺，又作為凸模數銑時定位的二類夾具。

（1）定位板加工路線：下料→刨→平磨→鏜孔→立銑→線切割→鉗。

（2）定位板加工工藝：如表3所示。

表3 定位板的加工工藝

7 結束語

供氧面罩玻璃鋼外殼成型模主要零部件凹模、凸模和定位板的加工方法，確保了外殼成型模凸、凹模的準確對合，又保證了凸、凹模之間2mm的間隙，凸、凹型面的表面粗糙度值小，因而所加工出供氧面罩玻璃鋼外殼壁厚為2mm均勻壁厚，內外表面光潔美觀，該產品深受廣大消費者歡迎。