药用胶塞模具设计论文范文

1胶塞的模具设计特点及要求

从几类胶塞的结构及用途可以看出，胶塞生产具有批量大、尺寸要求严格及有洁净和生物安全性要求的特点，针对这几个特点，在胶塞模具设计时必须考虑以下几点：（1）胶塞属于大批量生产的模型制品，因为多腔模具生产效率高且能满足生产需求，所以，模具设计时必须是多腔模具，设计模具时尽量占满整个热板。模具型腔之间的间距一般与产品尺寸保持+3.5～4mm，型腔呈交错排列。（2）胶塞尺寸要求严格，模具型腔及模具大板必须采用精密的加工技术才能满足尺寸精度要求。模具型腔芯（简称模芯）与模具大板分别加工，然后镶嵌在一起。（3）胶塞有洁净和生物安全要求，硫化完成后的胶片，不宜采用撕边和冷冻除边工艺，否则剩余胶丝和胶粉末会因清洗困难而影响生物安全性。目前，通常采用连片硫化生产（分模边厚度0.6～1.2mm）进而采用冷冲切工艺，一次性切除分模边，不留胶丝毛刺。（4）胶塞为含胶率高的纯胶制品，所用胶料卤化丁基胶及其他胶种必须采用抽真空平板硫化机或注射抽真空硫化机来生产，对硫化设备要求高，且必须为抽真空设备。（5）由于胶塞尺寸的严格性，化胶塞的面压大于普通的橡胶制品，一般在100kg/cm2以上（普通橡胶制品为50kg/cm2左右）。（6）硫化模具除采用多腔设计外，由于冲切工艺的限制，多腔排布需要再分割冲切分区。（7）硫化前的半成品采用薄胶片进行整模具覆盖，对半成品尺寸及重量要求严格（长宽尺寸误差±1mm，厚度误差±0.1mm，重量误差±5g）。（8）由于采用连片生产，半成品胶片精度高，一般只在模具大板周边设计溢胶槽。（9）胶料的收缩率通常根据胶种不同、含胶率不同、配方不同、硫化条件不同，将根据实验实际测定后确定，经验值一般在1.8%～2.8%之间。（10）模具定位通常采用4个定位销定位，模具固定在硫化机热板上，硫化机采用大开档结构，便于放入和取出胶片。（11）为了提高效率，硫化机热板尽量采用大台面、大吨位的平板硫化机。硫化模具尺寸变大，模具加工困难也相应增大。目前我公司的胶塞模具尺寸达到1300mm×600mm×100mm的模腔数量多达2352腔/模。

2胶塞模具的结构组成及加工方法

根据以上胶塞模具的特点进而可以设计出胶塞模具的结构，通常胶塞模具均采用二开模、多腔镶芯技术。模具由上模具大板、上模芯、下模具大板、下模芯、定位销及定位套组成。

2.1上模具大板与下模具大板上模具大板的典型结构如图8所示，下模具大板的典型结构如图9所示。上模具大板与下模具大板的主要功用是固定和连接上模芯与下模芯，它们与上下模芯之间通常采用H6/k5配合。上模具大板通常设分区线，目的是便于硫化后分片和冲切。下模具大板内腔设预留分模边，分模边的厚薄将根据胶料硫化时的流动特性来确定，通常为0.5～1mm。下模具大板周边设溢胶槽，满足半成品重量误差需求，生产合格产品。上模具大板与下模具大板将根据不同直径形状及厚度的产品，选用不同排布形式与厚度，排布形式有直排型和交错排列型，在同样模板面积上，交错排列型的生产效率比直排型提高7.5%，因此只要结构允许，应尽量采用交错排列形式。上下模具大板的加工通常采用坐标镗床或加工中心一次完成上下模具大板坐标孔的加工。

2.2上模芯与下模芯上模芯典型结构如图10所示，下模芯结构如图11所示。上下模芯是胶塞硫化成型最关键的部件，它的加工质量直接影响到产品质量。胶塞模具是多腔模具，模芯数量巨大，目前我公司腔数最多的可达2352腔/模，因此模芯的一致性要求很高，对于简单型腔的产品，一般采用数控车床生产，而对于复杂型腔的产品除采用数控车床加工外，还必须辅以电火花等加工方法来完成其加工，还有个别型腔复杂的产品采用镶嵌法生产，但质量和一致性很难保证。

2.3定位销与定位套定位销与定位套的结构如图12所示，由于多腔模具的特殊性，通常1套模具一般只有4对定位销与定位套对上下模具进行定位，上下大板的定位套与定位销孔通常在坐标镗床或加工中心与模芯孔一次加工完成，定位销、定位套与大板采用H7/n6配合，销与套之间采用H7/g6配合。

3胶塞模具装配与使用过程的常见问题与处理方法

胶塞模具零件加工完成后，就可进行模具装配工作，胶塞模具的装配有其特殊性，主要应注意以下几个方面的问题。

3.1模具大板与模芯的装配精度问题由于胶塞模具是多腔镶芯模具，模芯与大板装配配合精度要一致，尽管图纸标注尺寸是一致的，但实际加工过程会出现一些偏差，这些偏差就会造成模板与模芯配合尺寸不一致。配合过紧会使得模板变形，进而影响硫化产品的精度；配合过松会导致模芯与模板之间积胶，进而使硫化产品产生毛边。为了解决模板变形问题，一般采用加厚模具大板的办法来解决，但过厚的模板会给更换模具和抽真空带来困难。

3.2模芯加工的一致性问题模芯内腔加工的不一致会造成胶塞产品不一致，而不一致的胶塞会造成药品自动分装生产线运转不畅，导致胶塞大批退货。因此，胶塞模芯内腔尺寸的一致性是胶塞模具最关键的一环。通常通过模芯加工后的尺寸检查和硫化胶塞产品尺寸检查环节来控制产品尺寸。

3.3预留分模边与最终硫化产品分模边的关系由于多腔胶塞模具设计属于半开放模具，尽管半成品尺寸及重量控制严格，但最终硫化的胶片还会出现多余胶料溢出现象，正是这些胶料的溢出造成了预留分模边与最终硫化产品分模边存在差异，这些因素在模具设计时必须考虑，按经验值一般在0.15～0.20mm之间。

3.4预留分模边内槽尺寸与模芯最小距离的问题在多腔模具的边缘经常会出现硫化后的胶塞变形或尺寸不合格的问题，造成这种问题的主要原因是分模边内槽边缘与模芯距离过近造成，适当加大该尺寸就能解决这个问题，因此胶塞模具设计时应特别注意这个问题。

3.5硫化机面压与热板精度的影响由于胶塞尺寸的严格性，硫化机面压必须足够大，才能硫化出合格产品，面压一般在100kg/cm2以上比较合适，低于此数据会造成合格率降低、胶塞厚度不均等问题。热板精度低的硫化机，不仅不能生产出合格的胶塞产品，还会对模具造成永久伤害，严重者会造成模具报废。因此，胶塞生产尽量采用高精度、高压力的硫化机。

3.6形状复杂的非回转体产品上下模芯定位及对正问题由于多腔胶塞模具的模芯外形一般为回转圆柱体，当胶塞本身结构为回转体时，上下模芯可以随意安装，而对于形状复杂的非回转体胶塞来说，上下模芯必须按一定的方向排列固定，才能生产出合格的胶塞产品，这种情况下，一般要对加工模芯做好定位，否则会给后期装配和生产带来很多困难。

3.7溢胶槽、定位销、定位套、模具与热板固定螺孔尺寸的位置干涉问题胶塞多腔模具的设计原则是尽量让模具占满整个热板，但必须留足溢胶槽、定位销、定位套、模具与热板固定螺孔的位置，这些功能部件必须独立，不得互相干涉，否则会导致产品质量不稳定，甚至会造成模具报废。

3.8胶塞偏心问题多腔模具最容易出现和最难解决的问题就是产品偏心，一般加工精度和装配方法都会影响产品的同心度，这两点尤其要注意。

4结语

胶塞产品属于一类特殊产品，胶塞模具也有其特殊性，无论是胶塞产品的生产，还是胶塞模具的加工，都有很多问题需要探讨和解决。本文针对这些问题进行了初步探讨，希望更多的业内人士关注这一特殊产品，以期共同研究和提高。

作者：檀荣田单位：河北橡一医药科技股份有限公司