醫(yī)用心臟手術(shù)基座注射模設(shè)計

袁開波， 段玉玲， 文根保

（中國航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司， 湖北 襄陽 441002）

1 醫(yī)用基座形體分析

基座如圖1所示，是塑件1經(jīng)注射后包裹住不銹鋼的角塊手柄2和2根長桿3組合而成，形狀如牌坊，分型面為Ⅰ-Ⅰ。塑件的材料為醫(yī)用透明TPU-75A，收縮率為0.8%。成型工藝參數(shù)如下：烤料濕度110%~120%，干燥時間4~6 h，料筒溫度270~300 ℃；模具溫度80~120 ℃。醫(yī)用基座上存在1種雙斜度錐形孔[1]、1種垂直型孔、3種凸臺[2]、4處凹槽[3]和2處弓形高。

圖1 醫(yī)用基座形體分析

（1）雙斜度錐形孔和垂直型孔：存在φ2 mm×φ1.2 mm×15.2 mm×6°×7°雙斜度錐形孔和φ2 mm×3.5 mm垂直型孔。

（2）凸臺：存在φ3.5 mm×60°×1.5 mm、φ4 mm×16°×3.8 mm、2×R2.2 mm×R0.2 mm×2.9 mm凸臺。

（3）凹槽：存在（5-3.5）/2 mm和2×0.5 mm×0.5 mm凹槽。

（4）弓形高：存在2×R3 mm×R3 mm×2.9 mm弓形高。

（5）鑲嵌件：基座中包裹著不繡鋼制的2根φ2.2 mm×45.3 mm長桿3及1處角塊手柄2。

由于基座是用于做人體心臟的手術(shù)，其外觀不允許存在模具零件結(jié)構(gòu)痕跡。

2 注射模結(jié)構(gòu)方案

注射模的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計主要基于醫(yī)用基座在工藝分析中提出的問題進行，其中需要解決成型φ2mm×φ1.2mm×15.2mm×6°×7°雙斜度錐形孔型芯抽芯與2根長桿安裝和抽芯的問題。

（1）注射模結(jié)構(gòu)方案分析。對于醫(yī)用基座形體上存在的雙斜度錐形孔，可以采用斜導柱滑塊抽芯機構(gòu)解決；垂直型孔可以采用中模鑲件成型的形式；對于2根長桿，由于其長度較長，可以采用FA-φ30×S50的液壓缸抽芯機構(gòu)進行定位、安裝和抽芯；對于凸臺、凹槽和弓形高等形狀則采用分型面Ⅰ-Ⅰ加以解決；為了使成型的醫(yī)用基座形體滿足外觀要求，注射模采用點澆口，推桿設(shè)置在鋼制角塊手柄平面上。由于醫(yī)用基座為左右件，注射模應采用1模2腔全自動成型。

（2）角塊手柄和長桿定位、安裝及長桿的抽芯復位運動如圖2所示。注射模結(jié)構(gòu)需要先解決醫(yī)用基座中的角塊手柄3和2根長桿4的定位和安放問題后，才能進行注射。定位型芯2以A面限制了角塊手柄3的3個自由度；定位桿1以B面限制了角塊手柄3的2個自由度；定位銷6以C面限制了角塊手柄3的1個自由度，由此角塊手柄3在注射模中擺放位置固定。在注射成型時，為了防止熔融塑料對角塊手柄3的沖擊，合模時以壓緊桿壓緊角塊手柄3。

圖2 角塊手柄和長桿定位與安裝及長桿的抽芯與復位運動

對于2根長桿4，在定位銷6隨著中模板開啟時可完成其抽芯運動，用以安裝在長桿型芯5孔中的2根長桿4后，才能利用液壓缸抽芯機構(gòu)進行復位運動，以確保其在醫(yī)用基座形體中的位置。當塑料熔體注入型腔冷卻后，便可成型醫(yī)用基座。

3 醫(yī)用基座注射模結(jié)構(gòu)

醫(yī)用基座注射模結(jié)構(gòu)如圖3所示，由模架、液壓缸抽芯機構(gòu)、斜導柱滑塊抽芯機構(gòu)、脫模機構(gòu)、回程機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和成型、定位、導向及限位構(gòu)件組成。考慮注射模的生產(chǎn)效率，模具采用1模2腔成型基座，采用三板模的模架。

圖3 醫(yī)用基座注射模結(jié)構(gòu)

4 抽芯機構(gòu)與脫模機構(gòu)的設(shè)計

根據(jù)醫(yī)用基座工藝與注射模結(jié)構(gòu)方案的分析，醫(yī)用基座注射模需要采用一處液壓缸抽芯機構(gòu)和一處雙斜角度的錐孔型芯斜導柱滑塊抽芯機構(gòu)，如圖4所示。

圖4 抽芯與脫模機構(gòu)

（1）液壓缸抽芯機構(gòu)。醫(yī)用基座20中鑲嵌著2根φ2.2mm×45.3mm不銹鋼的長桿19，為了能在型芯8中的定位桿7孔中放置長桿19，以便醫(yī)用基座20的成型和脫模，型芯8中的定位桿7還必須能夠進行抽芯和復位運動，考慮抽芯距離超過45 mm，為減小注射模的體積，應該采用液壓缸抽芯機構(gòu)。

1）液壓缸活塞桿的抽芯：液壓缸2通過角鐵4固定在動模板1的一側(cè)，在單板機控制下輸入液壓油，使活塞桿5帶動滑塊6和定位桿7作距離達到48 mm的抽芯運動。

2）液壓缸活塞桿的復位：在定位桿7的孔中放置了2根長桿19后，可在液壓缸2的另一側(cè)輸入液壓油，使得活塞桿5帶動滑塊6和定位桿7作復位運動，并要到達長桿19要求距離醫(yī)用基座20相對尺寸的位置。模具合模時，注入熔融塑料充滿型腔后冷卻可成型鑲嵌2根長桿19的醫(yī)用基座20。楔緊塊9楔緊滑塊6的斜面，防止滑塊6、型芯8和定位桿7在注射力和保壓力的作用下出現(xiàn)向后移動的現(xiàn)象。

（2）斜導柱滑塊抽芯機構(gòu)。在定位桿7抽芯的同時，雙斜度錐體型芯27也必須進行抽芯。在定位桿7復位的同時，雙斜度錐體型芯27也必須進行復位。雙斜度錐體型芯27可成型醫(yī)用基座20的雙斜度錐體孔，其抽芯運動方向與模具中心方向成6°±30′，與水平面方向成7°±30′。

1）雙斜度錐體型芯的抽芯：當定模與中模開啟時，使斜導柱30撥動滑塊33在2個壓板50（見圖3）組成的T形槽進行抽芯運動，滑塊33可迫使限位釘34壓縮彈簧35，使限位釘34進入滑塊33底面的半球形窩而鎖住滑塊33，以防止滑塊33脫離動模板1。

2）雙斜度錐體型芯的復位：當模具閉合時，由斜導柱30撥動滑塊33，滑塊33底面的半球形窩迫使限位釘34壓縮彈簧35進入安放限位釘34的孔中，實現(xiàn)雙斜度錐體型芯27的復位。楔緊塊32楔緊滑塊33斜面，防止滑塊33、滑塊型芯28和雙斜度錐體型芯27在注射力和保壓力作用下出現(xiàn)向后移動的現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

醫(yī)用基座注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點：一是如何處理角塊手柄和2根長桿的定位和安裝；二是如何解決成型雙斜度錐形孔型芯和2根長桿抽芯和復位的問題。經(jīng)實際生產(chǎn)表明，在對基座進行工藝分析時注意這些問題，采用的模具結(jié)構(gòu)方案得當，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，醫(yī)用基座的成型合格。