藥用膠塞模具設(shè)計(jì)論文范文

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1膠塞的模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)及要求

從幾類膠塞的結(jié)構(gòu)及用途可以看出，膠塞生產(chǎn)具有批量大、尺寸要求嚴(yán)格及有潔凈和生物安全性要求的特點(diǎn)，針對這幾個(gè)特點(diǎn)，在膠塞模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮以下幾點(diǎn)：（1）膠塞屬于大批量生產(chǎn)的模型制品，因?yàn)槎嗲荒＞呱a(chǎn)效率高且能滿足生產(chǎn)需求，所以，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須是多腔模具，設(shè)計(jì)模具時(shí)盡量占滿整個(gè)熱板。模具型腔之間的間距一般與產(chǎn)品尺寸保持+3.5～4mm，型腔呈交錯(cuò)排列。（2）膠塞尺寸要求嚴(yán)格，模具型腔及模具大板必須采用精密的加工技術(shù)才能滿足尺寸精度要求。模具型腔芯（簡稱模芯）與模具大板分別加工，然后鑲嵌在一起。（3）膠塞有潔凈和生物安全要求，硫化完成后的膠片，不宜采用撕邊和冷凍除邊工藝，否則剩余膠絲和膠粉末會因清洗困難而影響生物安全性。目前，通常采用連片硫化生產(chǎn)（分模邊厚度0.6～1.2mm）進(jìn)而采用冷沖切工藝，一次性切除分模邊，不留膠絲毛刺。（4）膠塞為含膠率高的純膠制品，所用膠料鹵化丁基膠及其他膠種必須采用抽真空平板硫化機(jī)或注射抽真空硫化機(jī)來生產(chǎn)，對硫化設(shè)備要求高，且必須為抽真空設(shè)備。（5）由于膠塞尺寸的嚴(yán)格性，化膠塞的面壓大于普通的橡膠制品，一般在100kg/cm2以上（普通橡膠制品為50kg/cm2左右）。（6）硫化模具除采用多腔設(shè)計(jì)外，由于沖切工藝的限制，多腔排布需要再分割沖切分區(qū)。（7）硫化前的半成品采用薄膠片進(jìn)行整模具覆蓋，對半成品尺寸及重量要求嚴(yán)格（長寬尺寸誤差±1mm，厚度誤差±0.1mm，重量誤差±5g）。（8）由于采用連片生產(chǎn)，半成品膠片精度高，一般只在模具大板周邊設(shè)計(jì)溢膠槽。（9）膠料的收縮率通常根據(jù)膠種不同、含膠率不同、配方不同、硫化條件不同，將根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際測定后確定，經(jīng)驗(yàn)值一般在1.8%～2.8%之間。（10）模具定位通常采用4個(gè)定位銷定位，模具固定在硫化機(jī)熱板上，硫化機(jī)采用大開檔結(jié)構(gòu)，便于放入和取出膠片。（11）為了提高效率，硫化機(jī)熱板盡量采用大臺面、大噸位的平板硫化機(jī)。硫化模具尺寸變大，模具加工困難也相應(yīng)增大。目前我公司的膠塞模具尺寸達(dá)到1300mm×600mm×100mm的模腔數(shù)量多達(dá)2352腔/模。

2膠塞模具的結(jié)構(gòu)組成及加工方法

根據(jù)以上膠塞模具的特點(diǎn)進(jìn)而可以設(shè)計(jì)出膠塞模具的結(jié)構(gòu)，通常膠塞模具均采用二開模、多腔鑲芯技術(shù)。模具由上模具大板、上模芯、下模具大板、下模芯、定位銷及定位套組成。

2.1上模具大板與下模具大板上模具大板的典型結(jié)構(gòu)如圖8所示，下模具大板的典型結(jié)構(gòu)如圖9所示。上模具大板與下模具大板的主要功用是固定和連接上模芯與下模芯，它們與上下模芯之間通常采用H6/k5配合。上模具大板通常設(shè)分區(qū)線，目的是便于硫化后分片和沖切。下模具大板內(nèi)腔設(shè)預(yù)留分模邊，分模邊的厚薄將根據(jù)膠料硫化時(shí)的流動特性來確定，通常為0.5～1mm。下模具大板周邊設(shè)溢膠槽，滿足半成品重量誤差需求，生產(chǎn)合格產(chǎn)品。上模具大板與下模具大板將根據(jù)不同直徑形狀及厚度的產(chǎn)品，選用不同排布形式與厚度，排布形式有直排型和交錯(cuò)排列型，在同樣模板面積上，交錯(cuò)排列型的生產(chǎn)效率比直排型提高7.5%，因此只要結(jié)構(gòu)允許，應(yīng)盡量采用交錯(cuò)排列形式。上下模具大板的加工通常采用坐標(biāo)鏜床或加工中心一次完成上下模具大板坐標(biāo)孔的加工。

2.2上模芯與下模芯上模芯典型結(jié)構(gòu)如圖10所示，下模芯結(jié)構(gòu)如圖11所示。上下模芯是膠塞硫化成型最關(guān)鍵的部件，它的加工質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。膠塞模具是多腔模具，模芯數(shù)量巨大，目前我公司腔數(shù)最多的可達(dá)2352腔/模，因此模芯的一致性要求很高，對于簡單型腔的產(chǎn)品，一般采用數(shù)控車床生產(chǎn)，而對于復(fù)雜型腔的產(chǎn)品除采用數(shù)控車床加工外，還必須輔以電火花等加工方法來完成其加工，還有個(gè)別型腔復(fù)雜的產(chǎn)品采用鑲嵌法生產(chǎn)，但質(zhì)量和一致性很難保證。

2.3定位銷與定位套定位銷與定位套的結(jié)構(gòu)如圖12所示，由于多腔模具的特殊性，通常1套模具一般只有4對定位銷與定位套對上下模具進(jìn)行定位，上下大板的定位套與定位銷孔通常在坐標(biāo)鏜床或加工中心與模芯孔一次加工完成，定位銷、定位套與大板采用H7/n6配合，銷與套之間采用H7/g6配合。

3膠塞模具裝配與使用過程的常見問題與處理方法

膠塞模具零件加工完成后，就可進(jìn)行模具裝配工作，膠塞模具的裝配有其特殊性，主要應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題。

3.1模具大板與模芯的裝配精度問題由于膠塞模具是多腔鑲芯模具，模芯與大板裝配配合精度要一致，盡管圖紙標(biāo)注尺寸是一致的，但實(shí)際加工過程會出現(xiàn)一些偏差，這些偏差就會造成模板與模芯配合尺寸不一致。配合過緊會使得模板變形，進(jìn)而影響硫化產(chǎn)品的精度；配合過松會導(dǎo)致模芯與模板之間積膠，進(jìn)而使硫化產(chǎn)品產(chǎn)生毛邊。為了解決模板變形問題，一般采用加厚模具大板的辦法來解決，但過厚的模板會給更換模具和抽真空帶來困難。

3.2模芯加工的一致性問題模芯內(nèi)腔加工的不一致會造成膠塞產(chǎn)品不一致，而不一致的膠塞會造成藥品自動分裝生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)不暢，導(dǎo)致膠塞大批退貨。因此，膠塞模芯內(nèi)腔尺寸的一致性是膠塞模具最關(guān)鍵的一環(huán)。通常通過模芯加工后的尺寸檢查和硫化膠塞產(chǎn)品尺寸檢查環(huán)節(jié)來控制產(chǎn)品尺寸。

3.3預(yù)留分模邊與最終硫化產(chǎn)品分模邊的關(guān)系由于多腔膠塞模具設(shè)計(jì)屬于半開放模具，盡管半成品尺寸及重量控制嚴(yán)格，但最終硫化的膠片還會出現(xiàn)多余膠料溢出現(xiàn)象，正是這些膠料的溢出造成了預(yù)留分模邊與最終硫化產(chǎn)品分模邊存在差異，這些因素在模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮，按經(jīng)驗(yàn)值一般在0.15～0.20mm之間。

3.4預(yù)留分模邊內(nèi)槽尺寸與模芯最小距離的問題在多腔模具的邊緣經(jīng)常會出現(xiàn)硫化后的膠塞變形或尺寸不合格的問題，造成這種問題的主要原因是分模邊內(nèi)槽邊緣與模芯距離過近造成，適當(dāng)加大該尺寸就能解決這個(gè)問題，因此膠塞模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意這個(gè)問題。

3.5硫化機(jī)面壓與熱板精度的影響由于膠塞尺寸的嚴(yán)格性，硫化機(jī)面壓必須足夠大，才能硫化出合格產(chǎn)品，面壓一般在100kg/cm2以上比較合適，低于此數(shù)據(jù)會造成合格率降低、膠塞厚度不均等問題。熱板精度低的硫化機(jī)，不僅不能生產(chǎn)出合格的膠塞產(chǎn)品，還會對模具造成永久傷害，嚴(yán)重者會造成模具報(bào)廢。因此，膠塞生產(chǎn)盡量采用高精度、高壓力的硫化機(jī)。

3.6形狀復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體產(chǎn)品上下模芯定位及對正問題由于多腔膠塞模具的模芯外形一般為回轉(zhuǎn)圓柱體，當(dāng)膠塞本身結(jié)構(gòu)為回轉(zhuǎn)體時(shí)，上下模芯可以隨意安裝，而對于形狀復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體膠塞來說，上下模芯必須按一定的方向排列固定，才能生產(chǎn)出合格的膠塞產(chǎn)品，這種情況下，一般要對加工模芯做好定位，否則會給后期裝配和生產(chǎn)帶來很多困難。

3.7溢膠槽、定位銷、定位套、模具與熱板固定螺孔尺寸的位置干涉問題膠塞多腔模具的設(shè)計(jì)原則是盡量讓模具占滿整個(gè)熱板，但必須留足溢膠槽、定位銷、定位套、模具與熱板固定螺孔的位置，這些功能部件必須獨(dú)立，不得互相干涉，否則會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，甚至?xí)斐赡＞邎?bào)廢。

3.8膠塞偏心問題多腔模具最容易出現(xiàn)和最難解決的問題就是產(chǎn)品偏心，一般加工精度和裝配方法都會影響產(chǎn)品的同心度，這兩點(diǎn)尤其要注意。

4結(jié)語

膠塞產(chǎn)品屬于一類特殊產(chǎn)品，膠塞模具也有其特殊性，無論是膠塞產(chǎn)品的生產(chǎn)，還是膠塞模具的加工，都有很多問題需要探討和解決。本文針對這些問題進(jìn)行了初步探討，希望更多的業(yè)內(nèi)人士關(guān)注這一特殊產(chǎn)品，以期共同研究和提高。

作者：檀榮田單位：河北橡一醫(yī)藥科技股份有限公司