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压片机模具

花匠小妙招
2024-12-25 06:20

压片机的工艺过程及原理
冲模

冲模是压制药片的压片机模具，上、下冲的工作端面形成片剂的表面形状，中模孔径即为药片

的直径。

冲模是压片机的主要工作元件，通常一副冲模包括上冲、中模、下冲三个零件，上下冲的结构相似，其冲头直径也相等，上、下冲的冲头直径和中模的模孔相配合，可以在中模孔中自由上下滑动，但不会存在可以泄漏药粉的间隙。

按冲模结构形状可划分为圆形、异形(包括多边形及曲线形)。冲头端面的形状有平面形、斜边形、浅凹形、深凹形及综合形等，平面形、斜边形冲头用于压制扁平的圆柱体状片剂，浅凹形用于压制双凸面片剂，深凹形主要压制包衣片剂的芯片，综合形主要用于压制异形片剂。为了便于识别及服用药品，在冲模端面上也可以刻制出药品名称、剂量及纵横的线条等标志。压制不同剂量的片剂，应选择大小适宜的冲模。

压片机的工作过程

压片机的工作过程可以分为如下步骤：

1、下冲的冲头部位(其工作位置朝上)由中模孔下端伸入中模孔中，封住中模孔底；

2、利用加料器向中模孔中填充药物；

3、上冲的冲头部位(其工作位置朝下)自中模孔上端落入中模孔，并下行一定行程，将药粉压制成片；

4、上冲提升出孔。下冲上升将药片顶出中模孔，完成一次压片过程；

5、下冲降到原位，准备下一次填充。

压片机制片原理

1．剂量的控制

各种片剂有不同的剂量要求，大的剂量调节是通过选择不同冲头直径的冲模来实现的。在选定冲模尺寸之后，微小的剂量调节是通过调节下冲伸入中模孔的深度，从而改变封底后的中模孔的实际长度，达到调节模孔

中药物的填充体积的目的。因此，在压片机上应具有调节下冲在模孔中的原始位置的机构，以满足剂量调节要求。

2．药片厚度及压实程度控制

药物的剂量是根据处方及药典确定的，不可更改。为了贮运、保存和崩解时限要求，压片时对一定剂量的压力也是有要求的，它也将影响药片的实际厚度和外观。压片时的压力调节是必不可少的。这是通过调节上冲在模孔中的下行量来实现的。有的压片机在压片过程中不单有上冲下行动作，同时也可有下冲的上行动作，由上、下冲相对运动共同完成压片过程。但压力调节多是通过调节上冲下行量的机构来实现压力调节与控制的。

压片机的分类

压片机可分为单冲压片机和多冲旋转式压片机。

单冲压片机是通过凸轮(或偏心轮)连杆机构(类似冲床的工作原理)，使上、下冲产生相对运动而压制药片。单冲式并不一定只有一副冲模工作，也可以有两副或更多，但多副冲模同时冲压，由此引起机构的稳定性及可靠性要求严格，结构复杂，不多采用。单冲压片机是间歇式生产，间歇加料，间歇出片，生产效率较低，适用于试验室和大尺寸片剂生产。

多冲旋转式压片机是将多副冲模呈圆周状装置在工作转盘上，各上、下冲的尾部由固定不动的升降导轨控制。当上、下冲随工作转盘同步旋转时，又受导轨控制做轴向的升降运动，从而完成压片过程。这时压片机的工艺过程是连续的，连续加料、连续出片。就整机来看，受力较为均匀平稳，在正式生产中被广泛使用。多冲旋转式压片机多按冲模数目来编制机器型号，如俗称19冲、33冲压片机等。

压片机现状

新型压片机是药物片剂生产中最重要机型。国外压片机主要发展在智能及超微单元控制及封密条件下生产。有些甚至适用了磁粉离合器和磁粉制动器等传动设备。冲头数高达72冲和96冲，产量高达6972片／分。这些都是机电一体化的产品。外观、片子质量、压片的单位压力都能明确显示，对差片能自动删除。
目前国内压片机仿制加自制研究相结合，已生产出机电一体的高速、全程控、能自动删片的密闭操作的72冲旋转式压片机、单冲压片机和花篮式压片机，已能满足国内市场需求，并出口至东南亚各国。

与传统压片机的冲台相比，新的冲台组件的最重要的设备维护上的优点来自于所需的零部件数量的大大减少，所有的这些部件只有不到原来的15%，减少了纠偏环节。大大节约了贮存和部件管理以及维护保养这些零部件的费用。同时，使用新的测功机组件不需要对压片机进行进一步的改进，也不需要新的工具，因此更换新的冲模盘并不会增加生产厂家对压片机的依赖性。这种新的冲模盘组件符合EU和TSM的标准，因此标准的组件仍可应用。

无论是圆形的，还是异形的模腔均在这整体的台板上直接加工出来，这种新颖结构的最大好处是：

1）原结构需要72个零件，现只需要9-15个零件。零件数大大减少，并减少丢失的可能；

2）原来中模装配时容易产生误差，中模紧定螺钉也是一种容易损坏的零件；

3）改变压片产品时，更换模板速度更快；

4）改进后的结构清洗更方便；

5）传统的中模安装不良，会引起模具发热，而现在则不会。

多冲旋转压片机

多冲旋转压片机的主要工作部件有：

1.工作转盘

2.加料机构

3.填充调节机构

4.上下冲的导轨装置

5.压力调节机构

工作转盘

旋转压片机有一个绕竖直轴线旋转的工作转盘。转盘外缘分为三层，在每层上均布加工有多个(与副数相同)同心的通孔。其上下两层的孔直径相同，尺寸与上下冲外径为间隙配合，如图中的上冲6与下冲3同心，可以在转盘?的孔中做上下滑动。中间一层孔的直径与中模外径配合。中模5装入转盘中层的孔中，并利用中模顶丝4将中模与工作转盘紧固一体。在工作转盘的下层外缘，有与其紧配合一体的蜗轮2与主传动系统中的蜗杆10相啮合，带动工作转盘作旋转运动。当工作转盘旋转时，也带动上、下冲及中模作旋转运动。在工作转盘旋转的同时，受各自导轨控制上、下冲在转盘孔中作上下轴向运动，以完成压片及出片的工作。转盘旋转一周共拖带冲模经过加料机构、填充机构、压力机构、出片机构以完成连续压片的工艺流程。

加料机构

冲压片机的加料机构是月形栅式加料机构，月形栅式加料器固定在机架上，工作时它相对机架不动。其下底面与固定在工作转盘上的中模上表面保持一定间隙(约0.05～0.1mm)，当旋转中的中模从加料器下方通过时，栅格中的药物颗粒落入模孔中，弯曲的栅格板造成药物多次填充的形式。加料器的最末一个栅格上装有刮料板，它紧贴于转盘的工作平面，可将转盘及中模上表面的多余药物刮干和带走。月形栅式加料器多用无毒塑料或铜材铸造而成。

加料过程：固定在机架上的料斗7将随时向加料器布撒和补充药粉，填充轨的作用是控制剂量，当下冲升至最高点时，使模孔对着刮料板以后，下冲再有一次下降，以便在刮料板刮料后，再次使模孔中的药粉震实。

装有强迫式加料器的旋转压片机是近代发展的一种加料器，为密封型加料器，于出料口处装有两组旋转刮料叶，当中模随转盘进入加料器的覆盖区域内时，刮料叶迫使药物颗粒多次填入中模模孔中。这种加料器适用于高速旋转压片机，尤其适于压制流动较差的颗粒物料，可提高剂量的精确度。

填充调节机构

在旋转式压片机上调节药物的填充剂量主要是靠填充轨，转动刻度调节盘4，即可带动轴6转动，与其固联的蜗杆轴也转动。蜗轮转动时，其内部的螺纹孔使升降杆3产生轴向移动，与升降杆3固联的填充轨也随之上下移动，即可调节下冲在中模孔中的位置，从而达到调节填充量的要求。

上下冲的导轨装置

旋转式压片机的压片、成型是靠上、下冲相向运动完成的。上、下冲的轴向移动则是靠上、

下冲的导轨控制的。上冲导轨可由多块导轨拼接而成一个回形导轨盘，展开为180’，表示该机是双出片的，另180度仍有相同的导轨，转盘一周产出两粒药片。导轨盘紧固于不转的芯轴上部，上冲的尾部缩径处与上冲导轨的曲线凸缘接触。上冲导轨的凸缘的截面形状将与上冲缩径的截面吻合，当上冲随工作转盘旋转时，将受制于导轨的控制而产生轴向运动。下冲的导轨较为简单，镶嵌于机架体上，下冲靠重量及上冲的压力压紧在下冲导轨面上。根据冲模中物体的受力情况，上冲的下行导轨按余弦曲线设计，使上冲的始、末加速度为零，以减少冲击作用和提高冲模的使用寿命。当上冲在上行轨1中行走时，压片刚刚结束，上冲由低向高慢慢提升，逐渐由中模孔中退出，并达最高点。当上冲在平行轨2中开始行走时，下冲在下冲上行轨上提升，逐步达到最高点，顶出药片。当上冲于下行轨3中保持在最高处时，下冲已开始下落，其后下冲于填充轨上运行，此间中模孔完全暴露在加料器的覆盖区，完成加料过程。当上冲达到下行轨4的控制区，上冲逐渐下行进入中模孔，进行压片过程，此时下冲虽于最低处但始终没有脱离中模孔，故孔底始终是封住的。

压力调节机构

在旋转式压片机上真正对药物实施压力并不是靠上冲导轨。上、下冲于加压阶段，正置于机架上的一对上、下压轮处(此时上冲尾部脱开上冲导轨)。

(1)偏心调节压力机构为一种偏心调节压力机构，上压轮3装在一个偏心轴5上。通过调节螺母12，改变压缩弹簧8的压力，并同时改变摇臂1的摆角，从而改变偏心轴5的偏心方位，以达到调节上压轮的最低点位置，也就改变了上冲的最低点位置。当冲模所受压力过大时，缓冲弹簧受力过大，使微动开关14动作，使机器停车，达到过载保护的作用。

另一种下压轮偏心调节机构，当松开紧定螺钉16，利用梅花把手12旋动蜗杆轴2，转动蜗轮14，也可改变偏心轴8的偏心方位，以达到改变下压轮最高点位置的目的，从而调节了压片时下冲上升的最高位置。

(2)杠杆调节压力机构，上、下压轮分别装在上、下压轮架2、17上，菱形压轮架的一端分别与调节机构相联，另一端与固定支架13联接。调节手轮l，可改变上压轮架的上下位置，从而调节上冲进入中模孔的深度。调节片厚调节手柄4 使下压轮架上下运动，可以调节片剂厚度及硬度。压力由压力油缸16控制。这种加压及压力调节机构可保证压力稳定增加，并在最大压力时可保持一定时间，对颗粒物料的压缩及空气的排出有一定的效果，因此适用于高速旋转压片机。

旋转压片机的传动系统

现有的各种旋转压片机的传动机构大致相同，其共同点是都利用一个旋转的工作转盘，由工作转盘拖带着上、下冲，经过加料填充、压片、出片等动作机构，并靠上、下冲的导轨和压轮控制冲模作上下往复动作，从而压制出各种形状及大小的片剂药物。现以ZP—33型旋转压片机为例说明其传动过程，工作转盘传动由二级皮带和一级蜗轮蜗杆组成。电动机1带动无级变速转盘2转动，由皮带将动力传递给无级变速盘4，再带动同轴的小皮带轮5转动。大小皮带轮之间使用三角皮带连接，可获得较大速比。大皮带轮通过摩擦离合器使传动轴9旋转。传动轴装在轴承托架内，一端装有试车手轮11供手动盘车之用，另一端装有圆锥形摩擦离合器，并设有开关手柄控制开车和停车。当摘开离合器时，皮带轮将空转，工作转盘脱离开传动系统静止不动。当需要手动盘车时亦可摘开离合器，利用试车手轮11转动工作转盘，可用来安装冲模，检查压片机各部运转情况和排除故障。需要特别指出旋转压片机上无级变速盘及摩擦离合器的正常工作均由弹簧压力来保证，当机器某个部位发生故障，使其负载超过弹簧压力时，就会发生打滑，避免机器受倒烟重损坏。

单冲压片机

加料机构

单冲压片机的加料机构由料斗和加料器组成，二者由挠性导管连接，料斗中的颗粒药物通过导管进入加料器。由于单冲压片机的冲模在机器上的位置不动，只有沿其轴线的往复冲压动作，而加料器有相对中模孔的位置移动，因此需采用挠性导管。常用的加料器有摆动式靴形加料器及往复式靴形加料器。

1．摆动式靴形加料器

此加料器外形如一靴子，由凸轮带动做左右摆动。加料器底面与中模上表面保持微小(约o．1mm)间隙，当摆动中出料口对准中模孔时，药物借加料器的抖动自出料口填入中模孔，当加料器摆动幅度加大后，加料口离开了中模孔，其底面即将中模上表面的颗粒刮平。此后，中模孔露出，上冲开始下降进行压片，待片剂于中模内压制成型后，上冲上升脱离开中模模孔，同时下冲也上升，并将片顶出中模模孔；在加料器向回摆动时，将压制好的片剂拨到盛器中，并再次向中模模孔中填充药粉。这种加料器中的药粉随加料器同时不停摆动，由于药粉的颗粒不均匀及不同原料的比重差异等，易造成药粉分层现象。

2．往复式靴形加料器

这种加料器的外形也如靴子，其加料和刮平、推片等动作原理和摆动式加料器一样。所不同的是加料器于往复运动中，完成向中模孔中填充药物过程。加料器前进时，加料器前端将前个往复过程中由下冲捅出中模孔的药片推到盛器之中；同时，加料器覆盖了中模模孔，出料口对准中模模孔，颗粒药物填满模孔；当加料器后退时，加料器的底面将中模上表面的颗粒刮平；其后，模孔部位露出，上、下冲相对运动，将中模孔中粉粒压成药片，此后上冲快速提升，下冲上升将药片顶出模孔，完成一次压片过程。

填充调节机构

在压片机上通过调节下冲在中模孔中的伸入深度来改变药物的填充容积。当下冲下移，模孔内空容积增大，药物填充量增加，片剂剂量增大。相反，下冲上调时，模孔内容积减小，片剂剂量也减少。如图3—4及图3—5所示，在下冲套6上装有填充调节螺母9，旋转螺母9即可使下冲上升或下降。当确认调节位置合适时，将螺母以销固定。这种填充调节机构又称为直接式调节机构，螺母的旆转量盲接反应出中模孔容积的变化量。

压力调节机构

单冲压片机是利用主轴上的偏心凸轮旋转带动上冲做上下往复运动完成压片过程的，通过调节上冲与曲柄相连的位置，从而改变冲程的起始位置，可以达到上冲对模孔中药物的压实程度。也可以通过复合偏心机构，改变总偏心距的方法，达到调节上冲对模孔中药物的冲击压力的目的。前一种可以叫做螺旋式调节，后一种称为偏心距式调节。

(一)螺旋式压力调节机构

图3—6所示为螺旋式压力调节的压片机。当进行压力调节时，先松开螺母6，旋转上冲套7，上冲向上移时，片剂厚度加大，冲压压力减小；上冲下移时，可以减小片厚，增大冲压压力。调整达到要求时，紧固螺母6即可。

(二)偏心距式压力调节机构

图3—7所示为通过调节偏心距调节压力的压片机。主轴4上所装的偏心轮5具有另一个偏心套3，需要调节压力时，旋转调节蜗杆2，使偏心套3(其外缘加工有蜗轮齿)在偏心轮5上旋转，从而使总偏心距增大或减小，可以达到调节压片压力的目。

出片机构

在单冲压片机上，利用凸轮带动拨叉8(见图3—4及图3—5)上下往复运动，从而使下冲大幅度上升，而将压制成的药片从中模孔中顶出。下冲上升的最高位置也是需要调节的，如果下冲顶出过高，会发生加料器拨药片动作和下冲运动发生干涉，从而造成下冲损坏现象；如果下冲顶出过低，药片不能完全露出中模上表面，容易发生药片打碎现象。这个调节是通过螺母7(见图3—4及图3—5)来完成的，旋转螺母7可以改变它在下冲套上的轴向位置，从而改变拨叉8对其作用时间的早晚和空程大小。当调节适当时，应将螺母7用销锁固。