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1膠塞的模具設計特點及要求

從幾類膠塞的結構及用途可以看出，膠塞生產具有批量大、尺寸要求嚴格及有潔凈和生物安全性要求的特點，針對這幾個特點，在膠塞模具設計時必須考慮以下幾點：（1）膠塞屬于大批量生產的模型制品，因為多腔模具生產效率高且能滿足生產需求，所以，模具設計時必須是多腔模具，設計模具時盡量占滿整個熱板。模具型腔之間的間距一般與產品尺寸保持+3.5～4mm，型腔呈交錯排列。（2）膠塞尺寸要求嚴格，模具型腔及模具大板必須采用精密的加工技術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（分模邊厚度0.6～1.2mm）進而采用冷沖切工藝，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或注射抽真空硫化機來生產，對硫化設備要求高，且必須為抽真空設備。（5）由于膠塞尺寸的嚴格性，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計外，由于沖切工藝的限制，多腔排布需要再分割沖切分區。（7）硫化前的半成品采用薄膠片進行整模具覆蓋，對半成品尺寸及重量要求嚴格（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，半成品膠片精度高，一般只在模具大板周邊設計溢膠槽。（9）膠料的收縮率通常根據膠種不同、含膠率不同、配方不同、硫化條件不同，將根據實驗實際測定后確定，經驗值一般在1.8%～2.8%之間。（10）模具定位通常采用4個定位銷定位，模具固定在硫化機熱板上，硫化機采用大開檔結構，便于放入和取出膠片。（11）為了提高效率，硫化機熱板盡量采用大臺面、大噸位的平板硫化機。硫化模具尺寸變大，模具加工困難也相應增大。目前我公司的膠塞模具尺寸達到1300mm×600mm×100mm的模腔數量多達2352腔/模。

2膠塞模具的結構組成及加工方法

根據以上膠塞模具的特點進而可以設計出膠塞模具的結構，通常膠塞模具均采用二開模、多腔鑲芯技術。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構如圖8所示，下模具大板的典型結構如圖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。上模具大板通常設分區線，目的是便于硫化后分片和沖切。下模具大板內腔設預留分模邊，分模邊的厚薄將根據膠料硫化時的流動特性來確定，通常為0.5～1mm。下模具大板周邊設溢膠槽，滿足半成品重量誤差需求，生產合格產品。上模具大板與下模具大板將根據不同直徑形狀及厚度的產品，選用不同排布形式與厚度，排布形式有直排型和交錯排列型，在同樣模板面積上，交錯排列型的生產效率比直排型提高7.5%，因此只要結構允許，應盡量采用交錯排列形式。上下模具大板的加工通常采用坐標鏜床或加工中心一次完成上下模具大板坐標孔的加工。

2.2上模芯與下模芯上模芯典型結構如圖10所示，下模芯結構如圖11所示。上下模芯是膠塞硫化成型最關鍵的部件，它的加工質量直接影響到產品質量。膠塞模具是多腔模具，模芯數量巨大，目前我公司腔數最多的可達2352腔/模，因此模芯的一致性要求很高，對于簡單型腔的產品，一般采用數控車床生產，而對于復雜型腔的產品除采用數控車床加工外，還必須輔以電火花等加工方法來完成其加工，還有個別型腔復雜的產品采用鑲嵌法生產，但質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構如圖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行定位，上下大板的定位套與定位銷孔通常在坐標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，就可進行模具裝配工作，膠塞模具的裝配有其特殊性，主要應注意以下幾個方面的問題。

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，盡管圖紙標注尺寸是一致的，但實際加工過程會出現一些偏差，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，進而影響硫化產品的精度；配合過松會導致模芯與模板之間積膠，進而使硫化產品產生毛邊。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腔加工的不一致會造成膠塞產品不一致，而不一致的膠塞會造成藥品自動分裝生產線運轉不暢，導致膠塞大批退貨。因此，膠塞模芯內腔尺寸的一致性是膠塞模具最關鍵的一環。通常通過模芯加工后的尺寸檢查和硫化膠塞產品尺寸檢查環節來控制產品尺寸。

3.3預留分模邊與最終硫化產品分模邊的關系由于多腔膠塞模具設計屬于半開放模具，盡管半成品尺寸及重量控制嚴格，但最終硫化的膠片還會出現多余膠料溢出現象，正是這些膠料的溢出造成了預留分模邊與最終硫化產品分模邊存在差異，這些因素在模具設計時必須考慮，按經驗值一般在0.15～0.20mm之間。

3.4預留分模邊內槽尺寸與模芯最小距離的問題在多腔模具的邊緣經常會出現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槽邊緣與模芯距離過近造成，適當加大該尺寸就能解決這個問題，因此膠塞模具設計時應特別注意這個問題。

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

3.6形狀復雜的非回轉體產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圓柱體，當膠塞本身結構為回轉體時，上下模芯可以隨意安裝，而對于形狀復雜的非回轉體膠塞來說，上下模芯必須按一定的方向排列固定，才能生產出合格的膠塞產品，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計原則是盡量讓模具占滿整個熱板，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立，不得互相干涉，否則會導致產品質量不穩定，甚至會造成模具報廢。

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

4結語

膠塞產品屬于一類特殊產品，膠塞模具也有其特殊性，無論是膠塞產品的生產，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行了初步探討，希望更多的業內人士關注這一特殊產品，以期共同研究和提高。

作者：檀榮田單位：河北橡一醫藥科技股份有限公司