醫(yī)用心臟手術基座注射模設計

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，其外觀不允許存在模具零件結構痕跡。

2 注射模結構方案

注射模的結構方案設計主要基于醫(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）注射模結構方案分析。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。注射模結構需要先解決醫(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)用基座注射模結構

醫(yī)用基座注射模結構如圖3所示，由模架、液壓缸抽芯機構、斜導柱滑塊抽芯機構、脫模機構、回程機構、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和成型、定位、導向及限位構件組成?？紤]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)用基座注射模結構

4 抽芯機構與脫模機構的設計

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

圖4 抽芯與脫模機構

（1）液壓缸抽芯機構。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。

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，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。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 結束語

醫(yī)用基座注射模結構設計的要點：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，采用的模具結構方案得當，模具結構設計合理，醫(yī)用基座的成型合格。