CN112223604A - 一种用于生产自行车头盔的模具及该模具的加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于生产自行车头盔的模具及该模具的加工方法，包括获取凸模和凹模的图纸，并根据图纸通过3D打印机得到两个预注壳，两个预注壳形成的空腔分别与凸模凹模匹配；在预注壳中注入石膏，冷却成型后取下预注壳，得到预制件，预制件包括凸模预制件和凹模预制件，凸模预制件和凹模预制件的侧壁分别形成凸模成型面和凹模成型面；在凸模成型面和凹模成型面分别覆盖金属薄板，通过对金属薄板空气加压的方式，使两块金属薄板分别完全贴附于凸模成型面和凹模成型面；将覆有金属薄板的凸模预制件和凹模预制件安装在模架上，且两者位置相对。本申请具有满足多样式的前提下降低模具成本的效果。

Description

一种用于生产自行车头盔的模具及该模具的加工方法

技术领域

本申请涉及发泡成型设备的领域，尤其是涉及一种用于生产自行车头盔的模具及该模具的加工方法。

背景技术

自行车头盔是用来保护头部的防护用具，包括塑料制成的外壳和外壳内用以减震的发泡层，发泡层通常由EPS制成，自行车头盔的制作得力于头盔成型机的成型模具，成型模具是指在外力作用下使坯料成型为特定形状和尺寸的制品的工具，工业上用模具注塑、吹塑、挤压成型得到各种需要的产品。

中国专利公告号CN106213651A，公开了一种智能头盔及其制造方法，其中其制造方法包括以下步骤：步骤一：成型头盔外壳；步骤二：在头盔外壳内进行第一次发泡成型，形成内衬底层；步骤三：将智能组件放置在内衬底层上，在内衬底层上进行第二次发泡成型，形成覆盖所述智能组件的内衬顶层。智能头盔包括头盔外壳，成型于头盔外壳内且由里向外依次设置的内衬底层和内衬顶层，所述内衬底层和内衬顶层之间一体成型有智能组件。在进行智能头盔生产时，直接将智能组件与头盔外壳一体发泡成型，相对于现有的通过导线骨架来进行智能组件的安装，取消了导线骨架的制造以及模具，减轻了产品重量，有效地降低了制造成本，而且避免了导线骨架与头盔外壳脱离的问题。

针对上述中的相关技术，发明人认为目前生产的自行车头盔样式较多，生产过程中需要生产或购买匹配这些自行车头盔的模具，成本较高。

发明内容

为了在满足多样式的前提下降低模具成本，本申请提供一种用于生产自行车头盔的模具及该模具的加工方法。

本申请提供的一种用于生产自行车头盔模具的加工方法采用如下的技术方案：

一种用于生产自行车头盔模具的加工方法，其特征在于：包括以下加工步骤：

1、获取凸模和凹模的图纸，并根据图纸通过3D打印机得到两个预注壳，两个预注壳形成的空腔分别与凸模凹模匹配；

2、在预注壳中注入石膏，冷却成型后取下预注壳，得到预制件，预制件包括凸模预制件和凹模预制件，凸模预制件和凹模预制件相对一侧侧壁分别形成凸模成型面和凹模成型面；

3、在凸模成型面和凹模成型面分别覆盖金属薄板，通过对金属薄板空气加压的方式，使两块金属薄板分别完全贴附于凸模成型面和凹模成型面；

4、将覆有金属薄板的凸模预制件和凹模预制件安装在模架上，且两者位置相对。

通过采用上述技术方案，加工一般的模具时，需要根据设计图加工出沙铸的设备，即设计并加工出型芯型腔，再将熔融的金属液导入型腔内，形成初始模具，但此时模具精度较低。初始模具还需机加工，以提高其精度，步骤多成本较高。本方案可通过将编程导入3D打印机先打印出预注壳，之后通过预注壳使石膏成型成凸模凹模的形状，成本较低，在预制件表面覆盖金属薄板，并使其表面与预制件完全贴附，因此金属薄板表面的形状与凸模凹模一致，形成用以加工头盔的模具，以此提高性能。加工头盔时，先将头盔的外壳安装在凹模预制件内，贴附在凸模预制件和凹模预制件表面的两块金属薄板相合，熔融的物料进入两块金属薄板之间的空腔内，逐渐充满空腔后保压冷却成型，形成固定在外壳内侧的发泡层。

优选的，浇筑石膏前，在预注壳内提前安装好若干辅助成孔件，冷却成型后取出预注壳，并取下辅助成孔件，取出辅助成孔件的位置形成若干成型孔，成型孔包括用以进料的进料孔和用以吹气或排气的气孔。

通过采用上述技术方案，为了让熔融的物料进入空腔，需要在预制件表面开设进料孔，并且为了减少成型的头盔粘附在预制件表面，需要在预制件表面开设气孔。但是在已经成型的石膏表面钻孔可能会导致预制件局部碎裂，对于成型不利。通过浇筑石膏前，先安装辅助成孔件，来达到开设成型孔的效果，不会影响预制件的强度，具有较高的实用性。

优选的，包括以下加工步骤：

1、通过浇铸的方法得到基础模具，基础模具表面设有若干拼接区；

2、通过3D打印机得到若干拼接壳，在拼接壳内注入石膏，冷却成型后取下拼接壳，得到若干预制模块，预制模块的形状与各拼接区匹配；

3、将各个预制模块安装在各个拼接区内，形成完整的拼装模具。

通过采用上述技术方案，基础模具应选用样式最简单且较为广泛应用的，样式改变时，根据需要编程制造拼接壳，浇筑形成预制模块，将各个预制模块安装在拼接区内，即可将基础模具拼装成所需样式的模具。相较于一般的模具，需要沙铸和精加工，步骤复杂成本较高。本方案所选用的模具，3D打印成本较低，且损坏后也便于更换，成本较低。

优选的，包括模架，所述模架包括凸模固定板和凹模固定板，所述凸模固定板和凹模固定板相对一侧皆开设有安装槽，所述凸模预制件和凹模预制件分别安装在两个安装槽内，且凸模固定板和凹模固定板侧壁皆安装有锁定组件，分别用以固定凸模预制件和凹模预制件，所述锁定组件沿凸模预制件和凹模预制件的周向设有若干。

通过采用上述技术方案，凸模预制件和凹模预制件都通过锁定组件分别安装在凸模固定板和凹模固定板的一侧，锁定组件将凸模预制件和凹模预制件位置锁定，达到注塑要求。凸模预制件和凹模预制件端部穿入安装槽内，安装凸模预制件或凹模预制件时，可以达到定位的效果，注塑时可以提高凸模预制件和凹模预制件的密封性。

优选的，所述锁定组件包括安装在预制件内的圆盘、偏心插接于圆盘侧壁用于带动圆盘转动的施力杆，所述预制件内开设有用以安装圆盘的抵接槽，所述施力杆同时穿设在模架内，且转动连接于模架。

通过采用上述技术方案，施力杆穿过模架后嵌入圆盘内，施力杆的穿入可以减少预制件脱落的概率。另外，由于施力杆偏心插入圆盘，对施力杆施以周向的转动力时，施力杆转动带动圆盘转动，圆盘在抵接槽内转动的同时，将预制件推向安装槽槽底，提高了预制件安装的强度以及紧密度，稳定性较好。

优选的，所述施力杆靠近圆盘一端的侧壁沿其周向开设有若干限位槽，所述施力杆为空心杆，所述圆盘靠近施力杆一端偏心开设有供施力杆穿入的插接槽，所述插接槽内壁沿其周向固定设有与限位槽匹配的限位块。

通过采用上述技术方案，安装预制件时，先将预制件嵌入安装槽内，施力杆侧向穿过模架后，穿入圆盘内，限位块的设置，使得转动施力杆，可以带动圆盘同步转动，达到提高预制件安装紧密度的效果。环槽的设置，提高了施力杆和圆盘连接的紧密度，提高施力杆施力的稳定性。

优选的，所述施力杆外固定设有转动套，所述转动套包括同轴且可相对转动的内圈和外圈，所述转动套外壁与模架间隙配合。

通过采用上述技术方案，施力杆外设置转动套，用以连接模架。施力杆端部穿过模架时，其端部直径小于穿入位置的孔径，可以轻易穿入，提高了安装速度。转动施力杆时，由于施力杆与模架相抵，对施力杆施以转动的力时，施力杆有两处支撑点，因此不易变形。

优选的，所述安装槽槽口沿其周向开设有密封圈，所述密封圈抵接于预制件外侧壁。

通过采用上述技术方案，预制件穿入安装槽一侧的侧壁沿其周向设置密封圈，密封圈具有一定的压缩性，进入安装槽内后抵紧安装槽内壁，提高了预制件安装的紧密性。另外，加工过程中，密封圈可以起到一定程度上的减震效果。

优选的，各所述预制模块之间连接有连接筋，形成附加模具，所述附加模具穿设在基础模具内，且预制模具位于拼接区内。

通过采用上述技术方案，石膏浇筑预制模块时，将连接两个与之模块的连接筋同时浇筑出来，安装预制模块时，可以同时对几个预制模块进行安装，提高了安装效率。另外，各预制模块之间通过连接筋连接，各预制模块之间的位置不易偏移，加工出的头盔标准性较高。

优选的，所述预制模块通过螺栓固定在基础模具靠近安装槽一侧内壁。

通过采用上述技术方案，预制模块通过螺栓固定在基础模具上，预制模块的连接稳定性较高。基础模具本就与标准头盔的尺寸匹配，将预制模块从基础模具的内侧穿出，相较于从基础模具的外侧进行安装，螺栓对从基础模具的内侧安装的预制模块固定效果更佳。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.将各个预制模块安装在拼接区内，可拼装成多种样式的模具，损坏后也便于更换，成本较低。

2.圆盘在抵接槽内转动时，将预制件推向安装槽槽底，提高了预制件安装的紧密度，稳定性较好。

3.石膏浇筑预制模块时，将连接两个与之模块的连接筋同时浇筑出来，安装预制模块时，几个预制模块可以一次性安装，提高了安装效率。

附图说明

图1是实施例1的结构拆分图；

图2是实施例1凸模固定板和凸模预制件的局部剖视图；

图3是图2在A处的放大图；

图4是锁定组件的结构示意图；

图5是实施例2的结构拆分图；

图6是实施例2的部分结构拆分图；

图7是基础模具和预制模块的结构拆分图。

附图标记说明：10、凸模固定板；11、凹模固定板；12、安装槽；13、凸模预制件；14、凹模预制件；20、锁定组件；21、抵接槽；22、圆盘；23、施力杆；24、密封槽；25、密封圈；30、插接槽；31、限位槽；32、限位块；33、转动套；40、模架；41、基础模具；42、预制模块；43、连接筋；44、附加模具；45、延伸板；46、螺栓。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于生产自行车头盔模具的加工方法。

实施例1：

包括以下加工步骤：

1、获取凸模和凹模的图纸，根据图纸通过3D打印机得到两个预注壳，两个预注壳形成的空腔分别与凸模凹模匹配；

2、在预注壳内提前安装好若干辅助成孔件，用以预留成型孔，包括用以进料的进料孔和辅助出料的气孔；

2、在预注壳中注入石膏，冷却成型后取下预注壳和辅助成孔件，得到预制件，预制件包括凸模预制件13和凹模预制件14，凸模预制件13和凹模预制件14的一侧侧壁分别形成凸模成型面和凹模成型面，当凸模预制件13和凹模预制件14相合时，凸模成型面和凹模成型面之间形成供熔融原料成型的成型腔；

3、在凸模成型面和凹模成型面分别覆盖金属薄板，通过对金属薄板空气加压的方式，使两块金属薄板分别完全贴附于凸模成型面和凹模成型面，对金属薄板加压的空气经过设备加热，以提高金属薄板的塑形；

4、最后将覆有金属薄板的凸模预制件13和凹模预制件14安装在模架40上，经预合模，凸模预制件13和凹模预制件14位置相对，完成安装。

实施例2：

1、通过一般浇铸的方法得到基础模具41，基础模具41表面留有若干拼接槽，即为拼接区；

2、根据图纸确定相对基础模具41缺失的模块，通过3D打印机得到若干拼接壳，拼接壳形成的空腔与缺失的模块匹配；

3、在拼接壳内注入石膏，冷却成型后取下拼接壳，得到若干预制模块42，预制模块42的形状与各拼接区匹配；

4、将各个预制模块42分别安装在基础模具41的各个拼接区内，形成完整的拼装模具。

本申请实施例还公开一种用于生产自行车头盔的模具。

实施例1：

一种用于生产自行车头盔的模具，参照图1和图2，包括模架40和预制件，预制件与所需凸模或凹模的形状尺寸皆一致，预制件通过锁定组件20固定在模架40一侧。

具体的，参照图1和图2，模架40包括凸模固定板10和凹模固定板11，凸模固定板10和凹模固定板11相对一侧皆开设有安装槽12，安装槽12为圆形槽，且沿其各自厚度方向开设。锁定组件20在凸模固定板10和凹模固定板11内各设有四组，四组锁定组件20沿预制件的周向均匀设置。预制件包括凸模预制件13和凹模预制件14，分别安装在两个安装槽12内，且凹模预制件14的端面与凹模固定板11侧壁平齐。

参照图2和图3，锁定组件20包括安装在预制件内的圆盘22、插接于圆盘22的施力杆23。为了安装圆盘22，预制件内开设有抵接槽21，抵接槽21为腰形槽，抵接槽21沿沿预制件端面形成的圆的径向开设，圆盘22设置在抵接槽21内，且滑动连接于抵接槽21内壁。安装槽12槽口沿其周向开设有密封槽24，密封槽24内固定安装有密封圈25，密封圈25抵接于预制件外侧壁。施力杆23穿入圆盘22一端开设有限位槽31，限位槽31沿施力杆23周向均匀设有若干。圆盘22靠近施力杆23一端偏心开设有插接槽30，插接槽30呈环形，插接槽30内侧壁固定设有限位块32，限位块32沿施力杆23周向均匀设有若干。

参照图3和图4，施力杆23靠近预制件一端呈空心设置，施力杆23该端插设在插接槽30内，且与插接槽30内壁间隙配合。施力杆23外固定设有转动套33，转动套33包括内圈和外圈，内圈和外圈可相对同轴转动。转动套33外圈靠近圆盘22一端的边沿开设有倒角，转动套33可以为轴承。当施力杆23端部插设在插接槽30内时，转动套33外圈外壁抵接于模架40，且两者之间为间隙配合。施力杆23为L形杆件，为了便于对施力杆23施力，施力杆23远离圆盘22一端设有初始角度，施力杆23端部向下，且与竖直平面之间的夹角为45度。

本申请实施例一种用于生产自行车头盔的模具的实施原理为：将加工完成的预制件扣合在安装槽12内，施力杆23侧向穿过模架40后，微微转动施力杆23，使得施力杆23与插接槽30位置相对，施力杆23穿入插接槽30，限位槽31与限位块32相抵，形成周向限位。同时敲击位于一个水平面上的两组施力杆23使其转动，圆盘22同步转动，且在抵接槽21内滑动，该过程中，预制件缓慢向安装槽12内移动，密封圈25抵紧预制件外侧壁，达到较为稳定的安装效果。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于：

一种用于生产自行车头盔的模具，参照图5和图6，包括模架40和基础模具41，基础模具41一侧通过铰链转动连接于模架40，基础模具41远离铰链一侧通过锁定组件20连接模架40，基础模具41的拼接区内安装有预制模块42。

参照图6和图7，浇筑时，各预制模块42预留有连接筋43，连接筋43有一定强度，且具有弹性，预制模块42和连接筋43形成附加模具44。附加模块安装在预制件靠近模架40一侧，同时预制模块42穿设在拼接区内，连接筋43抵接于基础模具41内壁，预制模块42侧壁固定设有延伸板45，延伸板45抵接于基础模具41内壁，且延伸板45由基础模具41内向外穿设有螺栓46，螺栓46沿延伸板45厚度方向穿设，且端部螺纹连接于基础模具41。

本申请实施例一种用于生产自行车头盔的模具的实施原理为：需要更换附加模具44时，向外拔出施力杆23，转动基础模具41，从基础模具41的内侧拆除附加模具44。更换新的附加模具44，并拧紧螺栓46，使得附加模具44与基础模具41连接牢固。转动基础模具41使得基础模具41重新抵住安装槽12槽底。施力杆23侧向穿过模架40后，端部穿入插接槽30，限位槽31与限位块32相抵，形成周向限位。轻轻敲击施力杆23使其转动，圆盘22同步转动，且在抵接槽21内滑动，预制件缓慢向安装槽12内移动，并抵紧安装槽12槽底，完成安装。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于生产自行车头盔模具的加工方法，其特征在于：包括以下加工步骤：

1、获取凸模和凹模的图纸，并根据图纸通过3D打印机得到两个预注壳，两个预注壳形成的空腔分别与凸模凹模匹配；

2、在预注壳中注入石膏，冷却成型后取下预注壳，得到预制件，预制件包括凸模预制件（13）和凹模预制件（14），凸模预制件（13）和凹模预制件（14）相对一侧侧壁分别形成凸模成型面和凹模成型面；

3、在凸模成型面和凹模成型面分别覆盖金属薄板，通过对金属薄板空气加压的方式，使两块金属薄板分别完全贴附于凸模成型面和凹模成型面；

4、将覆有金属薄板的凸模预制件（13）和凹模预制件（14）安装在模架（40）上，且两者位置相对。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产自行车头盔模具的加工方法，其特征在于：浇筑石膏前，在预注壳内提前安装好若干辅助成孔件，冷却成型后取出预注壳，并取下辅助成孔件，取出辅助成孔件的位置形成若干成型孔，成型孔包括用以进料的进料孔和用以吹气或排气的气孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于生产自行车头盔模具的加工方法，其特征在于：包括以下加工步骤：

1、通过浇铸的方法得到基础模具（41），基础模具（41）表面设有若干拼接区；

2、通过3D打印机得到若干拼接壳，在拼接壳内注入石膏，冷却成型后取下拼接壳，得到若干预制模块（42），预制模块（42）的形状与各拼接区匹配；

3、将各个预制模块（42）安装在各个拼接区内，形成完整的拼装模具。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求书所述的一种用于生产自行车头盔的模具，其特征在于：包括模架（40），所述模架（40）包括凸模固定板（10）和凹模固定板（11），所述凸模固定板（10）和凹模固定板（11）相对一侧皆开设有安装槽（12），所述凸模预制件（13）和凹模预制件（14）分别安装在两个安装槽（12）内，且凸模固定板（10）和凹模固定板（11）侧壁皆安装有锁定组件（20），分别用以固定凸模预制件（13）和凹模预制件（14），所述锁定组件（20）沿凸模预制件（13）和凹模预制件（14）的周向设有若干。

5.根据权利要求4所述的一种用于生产自行车头盔的模具，其特征在于：所述锁定组件（20）包括安装在预制件内的圆盘（22）、偏心插接于圆盘（22）侧壁用于带动圆盘（22）转动的施力杆（23），所述预制件内开设有用以安装圆盘（22）的抵接槽（21），所述施力杆（23）穿设在模架（40）内，且转动连接于模架（40）。

6.根据权利要求5所述的一种用于生产自行车头盔的模具，其特征在于：所述施力杆（23）靠近圆盘（22）一端的侧壁沿其周向开设有若干限位槽（31），所述施力杆（23）为空心杆，所述圆盘（22）靠近施力杆（23）一端偏心开设有供施力杆（23）穿入的插接槽（30），所述插接槽（30）内壁沿其周向固定设有与限位槽（31）匹配的限位块（32）。

7.根据权利要求5所述的一种用于生产自行车头盔的模具，其特征在于：所述施力杆（23）外固定设有转动套（33），所述转动套（33）包括同轴且可相对转动的内圈和外圈，所述转动套（33）外壁与模架（40）间隙配合。

8.根据权利要求4所述的一种用于生产自行车头盔的模具，其特征在于：所述安装槽（12）槽口沿其周向开设有密封圈（25），所述密封圈（25）抵接于预制件外侧壁。

9.根据权利要求4所述的一种用于生产自行车头盔的模具，其特征在于：各所述预制模块（42）之间连接有连接筋（43），形成附加模具（44），所述附加模具（44）穿设在基础模具（41）内，且预制模具位于拼接区内。

10.根据权利要求4所述的一种用于生产自行车头盔的模具，其特征在于：所述预制模块（42）通过螺栓（46）固定在基础模具（41）靠近安装槽（12）一侧内壁。

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