输液瓶橡胶盖注射模具设计

1、输液瓶橡胶盖注射模具设计.输液瓶橡胶盖注射模具设计.29/29输液瓶橡胶盖注射模具设计.中北大学2012届毕业设计说明书前言1.1概括输液瓶盖因为使用的需要，都采纳橡胶制成，能够保证玻璃瓶内液体药品的密封。当前市场上输液瓶橡胶塞都是用丁基橡胶，特别是卤化丁基橡胶。丁基橡胶(异丁烯异戊二烯共聚物，即2-甲基-1-丙烯与2-甲基-1，3-丁二烯共聚物)是使用三氯化铝作催化剂将异丁烯与1%-3%的异戊二烯在-100下共聚制备的1。溴化丁基橡胶除了保持了丁基橡胶原有的低透气性，高衰减性，耐老化性，耐天侯性，耐臭氧性及耐化学药品性等特征外，还增加了一般丁基橡胶所不具备的以下特征2：(1)硫化速度快；(2

2、)与天然像胶，丁苯橡胶的相容性能好；(3)与天然橡胶，丁苯橡胶的粘接性能提升；(4)可独自用氧化锌硫化，硫化方式多样化；(5)有较好的耐热性。3丁基橡胶是生产引用瓶塞的理想资料。医用胶塞丁基化是国内HIIR的第二大需求市场，为保证医药安全，国家医药主管部门规定国内所有药用胶塞一律停止使用一般天然橡胶瓶塞。医用胶塞生产厂商正在扩大丁基橡胶瓶塞生产能力，主假如用卤化丁基橡胶，以适应国内需要。溴化丁基橡胶因为硫化速度快、硫化效率高、硫化程度高、硫化剂用量少、可实现无硫无锌硫化等特色，从而给予了溴化丁基橡胶瓶塞优秀的物理性能和化学性能，使其拥有优秀的吸湿性，在冷冻干燥制品中应用较好。对于低分子量的凝血

3、酶克制溶液，用溴化丁基橡胶胶塞其稳固性明显提升；同时其化学指标可控制在一个较好的范围内，从而有力保证了与氨基酸、血液制品等大输液产品的相容性。欧美国家的丁基胶塞厂家多半采纳溴化丁基橡胶，当前我国也有一些企业所有使用溴化丁基橡胶生产胶塞。当前国内较大的生产线有10多条，总生产能力达100亿只以上4。第1页共29页中北大学2012届毕业设计说明书合成丁基橡胶和卤化丁基橡胶的工艺路线当前有低温淤浆工艺和溶液法工艺。低温淤浆工艺是最早开发的合成丁基橡胶的工艺，一般是以氯甲烷作聚合介质，三氯化铝作引起剂，反响温度控制在-100-90。溶液法工艺是以烷烃为溶剂，在卤代烷基铝的催化下，与-90-50，异丁烯

4、与共轭双烯共聚合成丁基橡胶5。1.3输液瓶橡胶盖的成型模具采纳注射成型模具是指安装在橡胶注射机热板上，由注射机将已经在注射机筒内塑化、预热凑近硫化温度的胶料，经过注射剂注射嘴和模具的浇注系统注入型腔硫化橡胶制品的模具。从结构上讲，橡胶注射成型模具更凑近塑料注射成型模具，同一制品的注射成型模具结构比压制成型模具和压铸成型模具结构要复杂得多，因此造价也要高很多。可是注射模具成型生产效率高，产质量量稳固，自动化程度高，所以注射成型模具一般只用于批量生产，在大量量生产中优势更明显6。注射模具结构式是由注射机的形式和橡胶制品形状及结构等要素决定的。一般由动模和定模两部分构成。定模安装在注射机的固定热板上

5、，与注射机喷嘴相接，动模安装在注射机的活动热板上。动定模合模后形成型腔和浇注系统。橡胶注射模具的结构主要包含浇注系统、型腔部分、余胶和排气部分、合模导向机构、产品定出机构、模具与注射机的安装六部分7。浇注系统为橡胶由注射机喷嘴到模具型腔之间的通道，一般由主流道、分流道、浇口和冷料井四部分构成。多腔模具和一部分单腔模具的浇注系统四部分都有，有的橡胶产品的单腔模具则只有主流道和型腔。型腔是成型橡胶制品的部分，其复杂程度由橡胶制品自己决定，一般由两块或两块以上的模块构成。橡胶注射模具在分型面处开设余胶槽，一般产品不需特地开设排气槽，余胶槽和分型面自己就能满足排气要求。对于有些产品可在试模后在料流尾端

6、增补加工排气槽。合模导向机构是为保证模具各模板之间的正确对中定位而设计的，简单的模第2页共29页9。8。中北大学2012届毕业设计说明书具包含导向销、定位孔两部分，复杂的模具则增加有销套等部件。橡胶拥有很高的弹性，大部分制质量地柔嫩。所以，多半橡胶注射成型的制品不需要顶出装置。可是对于一些带有金属骨架的制品和硬度较高的橡胶制品，还有一部分多腔模具，为实现产品的一次拿出都需要有特地的顶出机构。其余还包含一些需要活动模芯结构的产品模具与注射机上、下热板的安装方式依据注射机的详细状况设计1.4输液瓶橡胶盖注射成型工艺设施以及国内外最新技术橡胶因为自己粘度高、易焦烧的特征，使得它从模压成型到注射成型经

7、历了一段漫长的时间，到当前为止，橡胶注射成型已经历了3个阶段：柱塞式注射、螺杆来去式注射和螺杆-柱塞式注射10。柱塞式注射成型机注射成型方法是：将胶料从喂料口喂入料筒后由料筒外部的加热器对胶料进行加热、塑化，使胶料达到易于注射而又不会焦烧的温度为止。最后由柱塞将已塑化胶料高压注入模具中。螺杆式注射成型机注射成型方法是：胶料从喂料口进入挤出机后，在螺杆的旋转作用下遇到激烈的剪切。胶温很快高升，当胶料沿螺杆挪动到螺杆前端时，已获取充分而均匀的塑化，螺杆一边旋转一边向后挪动。当螺杆前端齐聚的胶料达到所需要的注射量时，轴向动力机构以强盛的推力推进螺杆向前挪动，从而将胶料注入模腔。螺杆-柱塞式注射成型机

8、注射成型工艺过程为：第一将冷胶料喂入螺杆塑化系统，胶料经螺杆塑化后，挤入到柱塞注射系统中。最后由柱塞将胶料注射到模腔中，为了使胶料依据必定的次序流动，在螺杆挤出机的端部安装一个止逆阀。胶料塑化后经过止逆阀进入注射系统中并将柱塞顶起，这时胶料不会从喷嘴出去，因为喷嘴通道狭小，阻力大。当柱塞将胶料以高压从喷嘴注入模腔时，因为止逆阀的作用，胶料不会倒流进入挤出机中11。注射成型是一种设定硫化温度后,把已塑化预热过的混炼胶迅速注入模具内,在短时间内使橡胶制品成型的硫化方法12。注射成型的成型周期短，成型制品质量可由几克到几十千克，能一次成型外形复杂、尺寸精准的模塑品。成型方法适应性强，生产效率高。最近

9、几年来在很多橡胶加工方法中,经过注射成型制造各样制品正在不停增加,制质量量一致性好13。第3页共29页中北大学2012届毕业设计说明书跟着橡胶注射成型工艺的发展，人们在提升制品精度、节俭原资料、降低能耗、减少制品缺点等方面进行了大亮研究，从而使橡胶注射成型工艺获取了很大的发展14。最新技术有以下几种：抽真空注射成型工艺、冷流道注射成型工艺、气体协助注射成型工艺15。注射硫化温度一般在170200之间。在高温、高压、高剪切力下胶料的门尼粘度低、流动性好，胶料钻缝现象严重。所以对注射模具加工精度、配合空隙等要求很高，特别是模具的水平平行度、镶件与板面的配合空隙、模具分型16.面的表面粗拙度都要求高

10、于一般模具l-2级。1.5输液瓶橡胶盖模具设计小结国内外对于橡胶成型更多采纳了压制成型。而因为输液瓶盖用量大，并且结构简单，更偏向于大量量生产，所以输液瓶的橡胶盖多采纳了注射成型。输液瓶橡胶盖结构和大小原由，更为适合于螺杆-柱塞式注射成型机，能够调高制品精度，节俭原料，降低能耗等。第4页共29页中北大学2012届毕业设计说明书模具结构设计2.1橡胶件的资料选择和塑件图橡胶件资料选择橡胶件使用溴化丁基橡胶，详细编号是燕化企业的IIR-1751。其详细参数是：表2.1不饱和度数均相对分子量Mn重均相对分子量MwMn/Mw硬度（邵氏A）300%定伸强度拉断伸长率拉伸强度扯破强度永久变形滞后损失弹性密

11、度门尼粘度ML（1+8）125溴化橡胶资料参数1.68%2366004984002.11607.78MPa582%17.48MPa42.35KN/m28%21.9%7%1.12g/cm351.0橡胶件图橡胶件是输液瓶瓶塞结构见图1。第5页共29页中北大学2012届毕业设计说明书图2.12.2模具结构的确定模具结构形式和腔数确立丁基橡胶的瓶塞拥有注射成型条件，并且能够大量量生产，所以模具结构形式为注射成型。瓶塞批量大、规格小、形状简单和精度偏低的制品，为了提升生产效率、降低成本，在设施加工条件同意的状况下，应采纳多孔结构，直径约为20mm左右的制品能够采纳6个型腔数。型腔的部署如图2所示，均匀分

12、布。第6页共29页中北大学2012届毕业设计说明书图2.2分型面的确定因为制件很简单，能够很明显确立分型面，在冠部和塞紧部分分界的平面。2.3缩短率的确定经过查表取丁基橡胶的常用均匀缩短率为1.6%。2.4注射机选择和校核注射机的选择计算橡胶件的体积：V=63.33.14(18.8)25.53.14(13.2)26.63.14(8)24209103cm3222由此能够选择橡胶注射机的型号为XZL-系列角型（C型）橡胶注射成型机。这类型号注射机合用于高精度中小型橡胶制品的注射硫化成型。其主要技术参数如表2.2。第7页共29页中北大学2012届毕业设计说明书表2.2XZL-系列角型（C型）橡胶注射

13、机参数工作界面尺寸400mm400mm原料模具最小厚度50mm模具定位圈尺寸100mm最大合模行程350mm注射容量160cm2装机容量16.5KW冷却水容量20L/min注射机的校核注射量的校核VaV1V2Va总注射胶料体积；V1成型所有胶料部件的体积；V3浇注系统的胶料体积所以Va4.2091014.209cm3可知小于注射机的理论注射容量的80%。开模行程的校核H1H2HjH1开模距离，mm；H2拿出或顶出产品所需空间，mm；Hj注射机最大开模行程，mm。第8页共29页中北大学2012届毕业设计说明书12(124)20350所以开模行程符合要求。喷嘴尺寸和定位圈要求由注射机的参数能够获取

14、，喷嘴尺寸为半径16mm，定位圈尺寸为半径100mm。所以定位圈的尺寸如图3所示。图2.3定位圈使用45号钢制成，热办理达到HRC5055。2.5浇注系统从注射机的喷嘴到制品浇口的通道称作浇注系统，包含主浇道、分浇道、浇口和冷料井四个部分。主浇道设计主流道的锥度选择5，浇道内壁的表面粗拙度为0.8。可知注射机主喷嘴是球面的，半径为16mm，所以主浇道始端的球面半径选择大于喷嘴直径，定为第9页共29页中北大学2012届毕业设计说明书20mm。主浇道小端直径取3.5mm。主流道衬套与模板之间的配合应当是不可以相对挪动的，所以采纳H7/n6的配合。主流道衬套的形状和尺寸如图2.5所示。图2.4主流道

15、衬套采纳T8A，热办理HRC5357。分浇道分浇道在动模上的分型面上，选择U形分浇道断面，如图2.5所示。第10页共29页中北大学2012届毕业设计说明书图2.5分浇道的分布形式采纳均衡式，如图2.2所示。冷料井冷料井设计在主浇道对面的动模板上，形状为倒锥形，如图2.6所示。图2.6浇口设计考虑到橡胶之间的形状、模具结构以及型腔分布，采纳侧浇口。形状如图2.7所示。第11页共29页中北大学2012届毕业设计说明书图2.72.6成型部件的结构设计成型部件主要包含型芯、型腔。型腔结果后设计因为制品简单，所以型腔设计为整体式，直接在模板上加工而成。见图2.8。图2.8第12页共29页中北大学2012

16、届毕业设计说明书型腔部分详图以下：图2.9图2.10尺寸计算：计算公式为CD模D制100%（2-1）D制模=D制（2-2）D1+C)第13页共29页中北大学2012届毕业设计说明书由前面的内容可知缩短率C为1.6%。L18(10.016)8.100.058mmL28(10.016)8.10.029mmH14(10.016)4.100.048mmH20.3(10.016)0.300.04mmH30.3(10.016)0.300.04mm定模板使用45号钢，热办理HRC3035。型芯的结构设计因为推出的需要选择推管推出机构，所以型芯采纳镶入式。因为型芯是一个管状结构，所以直接设计成长杆状，下端固定

17、在垫块后边的型芯固定板上，外面套上推管，推管固定在推管固定板上。型芯结构图以下：图2.11型芯与推出管以及板之间的结构如图2.12所示。第14页共29页中北大学2012届毕业设计说明书图2.12有关计算：H8(10.016)8.100.058mmL10(10.016)10.200.07mm型芯与推管之间有相对滑动，但也要防范注射时产生溢料，所以型芯与推管之间的配合选择H7/n6。型芯使用T8A制成，热办理HRC5055。2.7合模导向机构的设计为了防范模具装置时方向搞错而破坏模具，保证合模后的型腔形状符合要求，不会偏移造成制品型腔错位或许壁厚不均匀，同时合模时能队正合模而不损坏模芯等，注射模具

18、各模之间一定有与其结构相适应的合模导向机构。第一导柱导套的地点选择常用的等孔径的四孔对称方式。导柱和导套的形状都采纳有肩形式。所以导柱导套的详细形状分别见图2.13和图2.14。导柱导套在板上的装置采纳导套在定模板，导柱在动模板的方式。第15页共29页中北大学2012届毕业设计说明书图2.13图2.14导柱和导套之间的配合是能够互相滑动的空隙配合，采纳H8/f7，导柱与动第16页共29页中北大学2012届毕业设计说明书模板的配合是固定的，采纳H7/k6，导柱与定模板的配合也是固定的，也采纳H7/k6。导柱和导套的资料都采纳T8A，热办理淬火，硬度HRC5055。2.8顶出机构和制品拿出的考虑因

19、为制品尺寸很小，并且截面是圆柱状，所以把顶出机构设计为推管机构，推管与型芯和模板的装置形式见图2.12。推管的详细形状尺寸见图2.15。图2.15推管与动模板配合段能够相对滑动，配合为H8/f8。推管固定在推管固定板上，资料采纳T8A，热办理硬度HRC5055。2.9模架和其余板类部件的设计设计模架由定模底板、定模板、动模板、动模底板、垫块、型芯固定板、型芯固定底板、推管固定板和推管固定底板构成。定模底板和型芯固定底板尺寸为570490mm2，推管固定板和推管固定底板的尺寸是300430mm2，垫块有两块，尺寸为80430mm2，其余板尺寸都为510430mm2，所有板都使用45号钢，热办理硬

20、度HRC3035。第17页共29页中北大学2012届毕业设计说明书定模底板详细以下图：图2.16第18页共29页中北大学2012届毕业设计说明书动模板：图2.17第19页共29页中北大学2012届毕业设计说明书动模底板：图2.18垫块：图2.19第20页共29页中北大学2012届毕业设计说明书型芯固定板：图2.20第21页共29页中北大学2012届毕业设计说明书型芯固定底板：图2.21第22页共29页中北大学2012届毕业设计说明书推管固定板：图2.22第23页共29页中北大学2012届毕业设计说明书推管固定底板：图2.232.10其余部件的设计第一需要保证每次模具脱模后合模的时候能让推管和推

21、管固定板回到固定的地点，所以需要复位杆，固定在推管固定板上，直接伸到分型面表面，如图2.24所示。资料采纳T8A，热办理硬度HRC5055。图2.24第24页共29页中北大学2012届毕业设计说明书为了防范尘埃进入推管固定板与型芯固定板之间的空隙，防范造成的推管不能回到初始地点，在型芯固定板上设计上四个均匀分布的限位钉，如图2.25所示。资料选择T8A，热办理硬度HRC5055。图2.25第25页共29页中北大学2012届毕业设计说明书模具装置图主视图：图3.1侧视图：图3.2第26页共29页中北大学2012届毕业设计说明书俯视图：图3.3第27页共29页中北大学2012届毕业设计说明书参照文

22、件：N.Harmsworth.丁基橡胶和卤化丁基橡胶在非轮胎制品中的应用J.橡胶工业，1995,42：604607张雪琪，张杰.丁基橡胶基天性能研究J.石化技术，2005,12（2）：14刘洪.橡胶注射成型技术J.塑料工业，2011,39（z1）：104108张秀英.橡胶模具设计方法与实例.北京：化学工业第一版社，2004.327358虞福荣.橡胶模具适用手册.第二版.北京：化学工业第一版社，2001.145郑洪喜，毛智琛.橡胶注射模具的设计程序J.模具制造，2006,6（10）：7072赵鼎力，皇甫喜乐，李小银等.大眼窗面罩罩体橡胶注射模设计J.模具工业，2010,36（2）：5658张惠敏.橡胶注射成型技术J.特种橡胶制品，2005,26（5）：3336黄娜斌，江波.橡胶注射成型技术及设施J.橡塑技术