1 前言
        對熱固性塑料手柄的加工，傳統(tǒng)的工藝方式是采用壓縮成型和壓注成型的工藝方法來生產(chǎn)塑件制品的。這兩種方法工藝操作復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、成型周期長、生產(chǎn)效率低、模具易損壞、成型產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。采用注射成型熱固性塑料制件，與前者比較，具有簡化操作工藝、縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命較長等優(yōu)點(diǎn)。因而，隨著塑料成型工藝的不斷發(fā)展，注射成型熱固性塑料工藝應(yīng)用越來越廣泛。
        熱固性塑料手柄的原理是將成型物料從注射機(jī)的料斗送入料筒內(nèi)加熱并在注射機(jī)螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下熔融塑化，使之成為均勻的粘流態(tài)熔體，通過螺桿的高壓推動(dòng)，使這些熔體以很大的流速經(jīng)過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入高溫的模腔，經(jīng)過一段時(shí)間的保壓補(bǔ)縮和交聯(lián)反應(yīng)，固化成為塑件形狀，然后開模取出塑料手柄。與熱塑性塑料注射成型工藝比較，主要差異表現(xiàn)在熔體注入模具后的固化成型階段。熱塑性注射成型塑件的固化是一個(gè)從高溫液相到低溫固相轉(zhuǎn)變的物理過程；而熱固性注射成型塑件的固化卻必須依賴于高溫高壓下的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)。由于這一差異，導(dǎo)致兩者的工藝條件不同，因而其模具在結(jié)構(gòu)上也有所不同。
        2 塑料手柄工藝分析
        它是一種應(yīng)用廣泛的熱固性塑料，其成分以酚醛樹脂為基礎(chǔ)加入了各種纖維或粉末而組成，模具設(shè)計(jì)時(shí)取收縮率為1.2%，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖可以看出，如采用注射成型工藝，要實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)脫模，必須有兩個(gè)分型面。即以直徑為74mm 的底面作為& 分型面，以手柄的中心軸線為H 分型面，如圖$ 所示位置。對于H 分型面必須采用瓣合模的結(jié)構(gòu)形式。要成型M5mm 的螺紋孔，可以采用自動(dòng)退螺紋的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，但模具的成本較大，加工制造難度也較高。為了降低模具成本，便于模具加工，可以采用活動(dòng)的螺紋型芯鑲件，在注射成型取出塑件后，手工將螺紋型芯鑲件從塑件上取出。采用這種結(jié)構(gòu)，可以使模具的整體結(jié)構(gòu)極為簡單，同時(shí)也降低了制造上的難度，縮短制模周期。
        3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作過程
        根據(jù)產(chǎn)量的要求，模具采用1模2腔的結(jié)構(gòu)形式。為了滿足熱固性塑料手柄成型過程中，主流道和分流道應(yīng)盡可能短的要求，以達(dá)到快速充模，防止在流道中產(chǎn)生早期硬化，并能減少不能回收利用的流道廢料的目的。
        除此之外，還可以將活動(dòng)型芯鑲件放置在定模型芯中，避免將活動(dòng)型芯鑲件放在動(dòng)模時(shí)，合模過程會(huì)導(dǎo)致活動(dòng)型芯鑲件的不穩(wěn)定因素。模具選用了標(biāo)準(zhǔn)模架，其型號(hào)為2535-AI-A板30-B板65，并增加了一塊支撐板8，以承受熱固性塑料在成型過程中所需要較大的注射壓力，并固定斜導(dǎo)柱3。
        由于熱固性注射塑件的固化是依賴于高溫高壓下的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)，因此模具的溫度要求比噴嘴和料筒高。其模具的溫度是影響熱固性塑件硬化定型的關(guān)鍵因素，直接關(guān)系到成型質(zhì)量的好壞和生產(chǎn)效率的高低。對定模部分要求模溫控制在150度~220度,，而動(dòng)模則要求控制在160度~230度,。為此在模具的定模部分，于定模座板1 和定模板2之間沿長度方向開設(shè)了兩條通槽；在動(dòng)模部分的動(dòng)模墊板6和支撐板8 之間沿寬度方向開設(shè)了3條通槽，以安裝加熱所用的電熱棒。
        為了保證注射成型后塑件的尺寸精度要求，定模型芯鑲件17、滑塊4和滑塊14均選用韌性高且耐熱性能良好的進(jìn)口熱模鋼，鋼材為瑞典一勝百純潔鋼材，鋼材的型號(hào)為ORVAR8407。型腔面的粗糙度為Ra0.4，淬火后的表面硬度為50~55HRC。型腔表面采用電火花放電加工制造。為了排出熱固性注射塑料手柄在硬化定型過程中產(chǎn)生的大量氣體，需要在滑塊的分型面上，沿型腔周邊開幾條排氣槽，排氣槽的深度可取為0.08mm,寬度取6mm。
        為了防止阻塞排氣槽的通道，模具合模后在定模板1和動(dòng)模板3之間需留有0.8~1mm的間隙，同時(shí)這也保證了模具在A分型面壓緊滑塊后，滑塊4與滑塊14在B分型面能緊密貼合，不在B分型面產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。當(dāng)然，為了保證此處不產(chǎn)生溢料，模具合模后在滑塊4、滑塊14與動(dòng)模墊板6之間也需留有0.3~0.5mm的間隙，以使兩個(gè)滑塊在合模時(shí)，其斜面受壓貼合，從而使兩個(gè)滑塊在B分型面不產(chǎn)生間隙。模具的澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、拉料腔和澆口。
        主流道由澆口套20形成，分流道分別沿分型面開設(shè)在動(dòng)模型芯鑲件16和滑塊4與滑塊14上。為了保證澆口套上開設(shè)的分流道與定模型芯鑲件上的位置一致，固定澆口套時(shí)，要安裝防轉(zhuǎn)的圓柱銷21。
        拉料腔開設(shè)在兩個(gè)滑塊的分型面上對正主流道的末端，以收集料流前端因局部過熱而提前硬化的熔料。拉料腔制作成倒錐形結(jié)構(gòu)，以便在注射成型后開模時(shí)拉出澆口套中已硬化的主流道廢料。因拉料腔開設(shè)在分型面上，模具開模后可自動(dòng)分開取出，其底部不必安裝頂桿來頂出澆道廢料。
        模具的工作過程為：將制作好了的模具裝配到專用的熱固性塑料臥式注射機(jī)上，合模前先將成型螺紋型芯鑲件16放入定模型芯鑲件17中，放置時(shí)要注意鑲件上螺紋的位置，不可放反。合模后利用安裝到模具中的電熱棒對模具加熱到所需要的溫度后，進(jìn)行注射填充。待熱固性塑料在模內(nèi)固化成型后，動(dòng)模向后移動(dòng)打開模具。
        在開模的過程中，開模彈壓銷25在壓縮彈簧24的彈力作用下（彈簧彈力的大小在此之前可由平端緊定螺釘23調(diào)到合適的程度），向后推壓滑塊4和滑塊14，使其在開模的過程中留在動(dòng)模。此時(shí)，滑塊中的拉料穴拉出澆口套中已硬化的澆道廢料，螺紋型芯鑲件16被固化在塑件中留在滑塊內(nèi)。
        隨后由注射機(jī)的頂桿推動(dòng)著固定在推桿固定板9和推板10之間的推桿7，繼而推動(dòng)滑塊，滑塊在被推動(dòng)的過程中沿著斜導(dǎo)柱3移動(dòng)，并向外分開，使塑件自行脫離滑塊?；瑝K移動(dòng)的距離由用螺釘12固定在動(dòng)模板5上的限位塊13所限定，以防脫離模具。此時(shí)，模具已完成了一次注射成型周期。
        再次放入螺紋型芯合模時(shí)，注射機(jī)上的動(dòng)模部分朝前移動(dòng)，由定模板2的分型面反壓滑塊和復(fù)位桿2，使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位，模具順利合模。
        4 模具在注射成型過程中所要注意的問題熱固性塑料在注射成型過程的工藝參數(shù)的選用是非常重要的。
        尤其是對溫度的控制，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和成型周期。注射機(jī)的后段（加料側(cè)）溫度可控制在20度~70度，前段（噴嘴側(cè)）溫度需控制在70度~90度，噴嘴的溫度則要控制在75度~100度。模具的溫度，定模部分要控制在150度~220度，動(dòng)模部分則要控制在160度~235度。注射壓力要控制在100~170MPa。保壓時(shí)間取10~20s。
        在注射成型過程中特別要注意排氣。除了依靠排氣系統(tǒng)排氣外，有時(shí)還需要卸壓開模放氣。開模取出塑件后，每次還必須用高壓空氣槍吹出已硬化了的廢料微粒，以防進(jìn)入澆注系統(tǒng)，阻礙成型充模過程。
        同時(shí)，由于模具和成型后的塑件的溫度都比較高，在操作時(shí)須佩戴好耐熱防護(hù)手套，以免手被燙傷。
        5 結(jié)束語
        熱固性塑料手柄注射模投產(chǎn)以來，一直處于生產(chǎn)正常運(yùn)行狀態(tài)。該模具結(jié)構(gòu)采用了瓣合模和活動(dòng)螺紋型芯鑲件的結(jié)構(gòu)形式，使模具結(jié)構(gòu)在很大程度得以簡化，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，其結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，注射成型工藝過程穩(wěn)定可靠。