头盔外壳成型模加工工艺分析：七块模块的凸模

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：头盔外壳创新的成型方法、合理的成型模结构和新的制造工艺方法的采用，不仅可全面确保头盔外壳的质量，而且较传统方法还进一步提高了头盔外壳的质量。

单独的七块模块组合成凸模后，其单边尺寸要比凹模小1.9mm，其中1.5mm是头盔外壳的壁厚，0.4mm是凸模与凹模之间允许的间隙（考虑到裱糊头盔外壳的凯夫拉布允许有搭接的现象）。组成凸模的七块模块的内腔是由椭圆孔与锥孔组成的空腔，如何加工这七个模块的内型腔与外型面就成为了凸模制造的关键问题。

1.七块模块的安装、固定与定位

七块模块的安装如图4-7所示。先用三轴加工中心将七个模块的内型腔分别加工好，再用平行夹将下左右模块11固定在型芯3上，再通过型芯3上的螺纹过孔，在下左右模块11上冲出孔位的冲眼，在镗床或五轴加工中心上加工出螺纹底孔。由钳工制出螺孔，然后，将型芯3与下左右模块11用内六角圆柱头螺钉6连接。同理，可以加工出其他模块的螺纹底孔，由钳工制出螺孔，模块的定位可以不用圆柱销。在数控铣床上加工出的型芯3的型面应和七块模块的内型面保持一致，通过内六角圆柱头螺钉6和弹簧垫圈5将七块模块与型芯3连接成一体。再在五轴数控铣床上加工出凸模的外型面，凸模外型面的单边尺寸应比凹模小1.9mm。加工好后，再将七块模块从型芯3上拆下即可使用。型芯3的螺纹过孔与七块模块的螺孔也可在五轴加工中心上加工，也可通过镗床先在型芯3上加工出螺纹过孔，再通过样冲在七块模块的内腔上冲出冲眼后，由镗床找正冲眼并制出螺纹底孔，钳工加工出螺孔。

图4-7 凸模七块模块的加工工艺及安装的分析

1—安装板 2、6—内六角圆柱头螺钉 3—型芯 4—下前模块 5—弹簧垫圈 7—上中模块 8—沉头螺钉 9—镶件 10—下后模块 11—下左右模块 12—上左右模块

2.凸模的加工基准

凸模在组合后，其粗加工由三轴加工中心来完成，而精加工则由五轴加工中心来完成。有时，会出现拆模后重装进行补充加工的情况，为防止二次或三次加工时型面的错位，加工的基准就是进行补充加工的保证。图4-7中安装板1两相邻的侧平面，可作为凸模七块模块在相应方向和铅垂方向旋转的基准，而中心方向可以采用图4-7所示的基准孔和尺寸L作为基准。

3.凸模七块模块的加工

如图4-7所示，先按三维造型在数控铣床上加工出七个模块的内型面，再在镗床上加工出螺纹底孔，由钳工制出螺孔。七个模块用内六角圆柱头螺钉6与型芯3组装后，再在加工中心上加工出外型面。为了更好地脱模，所有模块的材料都应该采用铝合金。组合后，凸模外型面粗加工的余量大，铣削时的切削深度大，走刀速度快，模块所承受的切削力也大。铣削时除了连接模块的螺栓直接承受切削力外，其他模块的连接螺栓也起到了支撑的作用。故大的铣削深度也不会使七个模块产生松动，但铣削时要严防“扎刀”现象的发生。

头盔外壳创新的成型方法、合理的成型模结构和新的制造工艺方法的采用，不仅可全面确保头盔外壳的质量，而且较传统方法还进一步提高了头盔外壳的质量。同时，为该类型产品的成型方法、成型模结构和制造工艺方法开辟了一条新的途径，为复杂头盔外壳的设计开创了先例，也为该类型产品的设计预留了很大的空间，极大地减少了对产品结构设计的限制，可让产品设计人员放手进行产品造型设计。因为产品造型的凸台、凹坑、内扣和弓形高等形式的“障碍体”不再是设计人员考虑的主要因素，设计人员只需要考虑产品的功能就行了，而对产品如何成型和脱模的考虑则成了次要的因素，甚至可以不去考虑它。就是具有再复杂内、外形的制品的成型也不再是困难的事情，可见，该项创新对产品设计的意义十分重大。毫无疑问，这些创新的技术对各种类型“障碍体”均采用了避让的方法。

头盔外壳成型模加工工艺分析：七块模块的凸模

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