CN108948668B - 组合式注塑模具的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模具制作技术领域，公开了组合式注塑模具的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)制作外套；(2)称取；(3)熔融；(4)物料添加；(5)调和；(6)搅拌；(7)保温；(8)浇注；(9)结合；为了解决现有技术中存在制作注塑模具成本高，操作麻烦的问题，本方案通过依次加入不同的物料，并对物料在真空的环境下进行搅拌，再对物料进行保温操作，然后再将得到的混合液浇注到模具中，即得到注塑模具内套，将得到的注塑模具内套镶嵌到注塑模具外套得到注塑模具，无需对物料进行熔炼和重熔操作，简化了操作，从而降低了制作成本。

Description

组合式注塑模具的制造工艺
技术领域
本发明涉及模具制作技术领域，特别涉及组合式注塑模具的制造工艺。
背景技术
工程塑料的注塑成型需要在高温、高压下进行，作为注塑模具内套的材料一般需要耐高温、高压，抗冲击，硬度较高，不易变形，现有技术中一般是直接使用合金钢作为注塑模具内套的材料，合金钢需要使用大量金属制成，其成本一般较高，需要经过熔炼、电渣重熔、锻造和热处理等步骤制成，而以上步骤熔炼需要在高温的环境中进行，电渣重熔需要耗费大量的电力，能源耗费较大，熔炼又需要将液态的混合液浇铸成电极棒，浇铸的过程中还需进行冷却，电渣重熔时需要先将混合液浇铸成的电极棒安装在电渣重熔内，并进行重熔，最后还需对得到的纯度更高的混合液在进行冷却，得到合金钢锭，操作起来较为麻烦。
发明内容
本发明意在提供一种可制作出耐高温、高压，抗冲击，硬度较高，不易变形的非金属注塑模具内套，能降低制作成本，操作简单的组合式注塑模具的制造工艺。
本方案中组合式注塑模具的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制作外套：使用合金钢锻造出注塑模具外套；
(2)称取：称取以下重量份的组分：环氧树脂粉末90-100份，聚氯乙烯粉末80-85份，氢氧化铝粉末20-40份，铁粉25-30份，顺丁烯二酸酐粉末40-45份，沥青9.7-10.6份，二氧化硅粉末60-80份；
(3)熔融：将环氧树脂粉末90-100份，聚氯乙烯粉末80-85份和顺丁烯二酸酐粉末40-45份倒入到搅拌箱内，提高搅拌箱内的温度为82℃，并使环氧树脂粉末、聚氯乙烯粉末和顺丁烯二酸酐粉末熔融均匀；
(4)物料添加：向搅拌箱内再加入二氧化硅粉末60-80份，将搅拌箱的温度提高到91℃；
(5)调和：向搅拌箱内再加入沥青10.2kg，搅拌箱内在真空环境下，旋转并滑动搅拌杆和搅拌叶片同时对物料进行搅拌，搅拌10min后，搅拌箱内恢复常压，并停止搅拌杆和搅拌叶片运行；
(6)搅拌：加入氢氧化铝粉末20-40份和铁粉25-30份，再使搅拌箱内处于真空环境，再旋转并滑动搅拌叶片和搅拌杆对物料进行搅拌，搅拌1h后，停止搅拌杆和搅拌叶片运行；
(7)保温：提高搅拌箱的温度到105℃，保温2.5h，得到混合液；
(8)浇注：将获得的混合液浇注到模具内，混合液在模具中成型得到注塑模具内套；
(9)结合：将制作好的注塑模具内套镶嵌到注塑模具外套内，即得到注塑模具。
本方案的技术原理为：
(1)制作外套：使用合金钢锻造出注塑模具外套；使用合金钢制作处高强度的注塑模具外套。
(2)称取：称取以下重量份的组分：环氧树脂粉末90-100份，聚氯乙烯粉末80-85份，氢氧化铝粉末20-40份，铁粉25-30份，顺丁烯二酸酐粉末40-45份，沥青9.7-10.6份，二氧化硅粉末60-80份；控制各个组分的量，使得各个组分配比更加准确。
(3)熔融：将环氧树脂粉末90-100份，聚氯乙烯粉末80-85份和顺丁烯二酸酐粉末40-45份倒入到搅拌箱内，提高搅拌箱内的温度为82℃，并使环氧树脂粉末、聚氯乙烯粉末和顺丁烯二酸酐粉末熔融均匀；环氧树脂强度较高，聚氯乙烯韧性较高，两者结合提高了制作出的注塑模具内套的强度和抗冲击性，可作为整个注塑模具内套制作用的基础材料，用顺丁烯二酸酐粉末对环氧树脂和聚氯乙烯进行调和，使得环氧树脂和聚氯乙烯更能发挥其作用。
(4)物料添加：向搅拌箱内再加入二氧化硅粉末60-80份，将搅拌箱的温度提高到91℃；加入二氧化硅，使得制作出的注塑模具内套的强度、抗冲击性、耐高温、高压和耐磨性均得到进一步的提升，强度、抗冲击性尤其明显，更加适宜作为注塑模具内套的原材料。
(5)调和：向搅拌箱内再加入沥青10.2kg，搅拌箱内在真空环境下，旋转并滑动搅拌杆和搅拌叶片同时对物料进行搅拌，搅拌10min后，搅拌箱内恢复常压，并停止搅拌杆和搅拌叶片运行；使用沥青引导各个物料混合，使得混合更加均匀，不易产生气泡，进一步增强了制作出的注塑模具内套的强度和抗冲击性。
(6)搅拌：加入氢氧化铝粉末20-40份和铁粉25-30份，再使搅拌箱内处于真空环境，再旋转并滑动搅拌叶片和搅拌杆对物料进行搅拌，搅拌1h后，停止搅拌杆和搅拌叶片运行；使用氢氧化铝和铁进行进一步的调和各个物料，进一步增强制作出的注塑模具内套的强度和抗冲击性，并使得制作出的注塑模具内套具有一定的金属特性，可发出金属光泽，提高了制作出的注塑模具内套更加耐高温、高压和耐磨。
(7)保温：提高搅拌箱的温度到105℃，保温2.5h，得到混合液；保温的目的是为了让各个物料混合更加充分，更加均匀，使得制作出的注塑模具内套的质量更好。
(8)浇注：将获得的混合液浇注到模具内，混合液在模具中成型得到注塑模具内套；使用混合液浇注成型，得到注塑模具内套。
(9)结合：将制作好的注塑模具内套镶嵌到注塑模具外套内，即得到注塑模具。注塑模具内套镶嵌在注塑模具外套内，注塑模具外套如在使用的过程中出现了磨损，操作人员将可对注塑模具外套进行更换，避免整个注塑模具全部进行回收处理，无需制作注塑模具内套，从而降低了成本。
与现有技术相比，本方案的有益效果为：
1、本方案通过加入大量的环氧树脂、聚氯乙烯和二氧化硅，减少了氢氧化铝和铁的加入，使得制作注塑模具内套的成本降低，而且本方案环氧树脂、聚氯乙烯和二氧化硅发挥主要作用，并通过氢氧化铝和铁进行辅助调和，既发挥出了金属的特性，也明显增强了制作出的注塑模具内套的强度和抗冲击性，可制作出耐高温、高压，抗冲击，硬度较高，不易变形的非金属注塑模具内套，使得制作出的非金属注塑模具内套不易损坏。
2、本方案通过依次加入不同的物料，并对物料在真空的环境下进行搅拌，再对物料进行保温操作，然后再将得到的混合液浇注到模具中，即得到注塑模具内套，将得到的注塑模具内套镶嵌到注塑模具外套得到注塑模具，无需对物料进行熔炼和重熔操作，简化了操作，从而降低了制作成本。
进一步，步骤(4)中还需加入秆粉末4.4-6.2份和聚乙烯蜡粉末2-3份。提高了整个注塑模具内套的韧性、耐磨性和耐热性，使得注塑模具内套更加经久耐用。还包括有机硅消泡剂0.1-1份。
进一步，步骤(6)中还需加入有机硅消泡剂0.1-1份。有机硅消泡剂可进一步防止气泡的产生，防止因气泡产生而降低了制作出的注塑模具内套的强度、抗冲击性等。
进一步，步骤(3)中搅拌箱内安装有电热丝。电热丝的设置，方便了对搅拌箱进行加热。
进一步，称取以下重量份数的组分：环氧树脂粉末94-96份，聚氯乙烯粉末81-83份，氢氧化铝粉末30-34份，铁粉26-29份，顺丁烯二酸酐粉末41-42份，沥青9.9-10.3份，二氧化硅粉末65-70份，有机硅消泡剂0.2-0.6份，秸秆粉末4.9-5.3份，聚乙烯蜡粉末2.2-2.6份。更好的配比，通过以上配比，可制作出质量更好的注塑模具内套。
进一步，称取以下重量份数的组分：环氧树脂粉末96份，聚氯乙烯粉末82份，氢氧化铝粉末32份，铁粉28份，顺丁烯二酸酐粉末41份，沥青10.2份，二氧化硅粉末66份，有机硅消泡剂0.3份，秸秆粉末5.1份，聚乙烯蜡粉末2.4份。更佳的配比，制作出的注塑模具内套质量更好。
附图说明
图1为本发明组合式注塑模具的制造工艺实施例的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：机架1、搅拌箱2、中空搅拌轴3、转轴4、搅拌叶片5、滑槽6、搅拌杆7、真空泵8、第一弹簧9、第四齿轮10、第三齿轮11、第二锥齿轮12、第一锥齿轮13、第二齿轮14、第一齿轮15、圆柱凸轮16、第一轴承架17、顶杆18、第二弹簧19、驱动凸轮20、滑杆21、第二轴承架22、活塞23、第三弹簧24。
实施例中相关数据如表1所示：
表1：单位(kg)
Figure BDA0001747037050000041
以实施例3为例，对组合式注塑模具的制造工艺制作成注塑模具内套的方法进行说明，步骤为：需要使用一种搅拌装置，如图1所示，搅拌装置包括机架1，机架1上固定有搅拌箱2，搅拌箱2箱壁内安装有电热丝，搅拌箱2上连通有真空泵8，搅拌箱2内转动连接有横向的中空搅拌轴3，中空搅拌轴3上均布有八个滑槽6，八个滑槽6均与中空搅拌轴3的空腔连通，每个滑槽6内均滑动连接有搅拌杆7，搅拌杆7与中空搅拌轴3的轴壁之间连接有第一弹簧9，搅拌箱2内间隙配合有竖向的转轴4，转轴4上平键连接有搅拌叶片5，搅拌叶片5位于搅拌箱2内，转轴4上花键连接有第一齿轮15，机架1上连接有竖向滑动的第一轴承架17，第一轴承架17和机架1之间连接有第二弹簧19，第一轴承架17上安装有第一轴承，转轴4下端转动连接在第一轴承内，第一齿轮15啮合有第二齿轮14，第二齿轮14同轴相连有圆柱凸轮16，第一轴承架17上焊接有顶杆18，顶杆18与圆柱凸轮16相抵，第二齿轮14同轴相连有驱动凸轮20，驱动凸轮20相抵有滑杆21，滑杆21横向地滑动连接在机架1上，滑杆21相抵有第二轴承架22，第二轴承架22和机架1之间连接有第三弹簧24，中空搅拌轴3内滑动连接有活塞23，活塞23上焊接有活塞23杆，第二轴承架22上安装有第二轴承，活塞23杆转动连接在第二轴承内，第二齿轮14同轴相连有第一锥齿轮13，第一锥齿轮13啮合有第二锥齿轮12，第二锥齿轮12同轴相连有第三齿轮11，第三齿轮11啮合有第四齿轮10，第四齿轮10平键连接在中空搅拌轴3上，机架1上固定有电机，电机的输出轴与第三齿轮11平键连接。
(1)称取：使用电子秤，称取环氧树脂粉末96kg，聚氯乙烯粉末82kg，氢氧化铝粉末32kg，铁粉28kg，顺丁烯二酸酐粉末41kg，沥青10.2kg，二氧化硅粉末66kg，有机硅消泡剂0.3kg，秸秆粉末5.1kg，聚乙烯蜡粉末2.4kg；
(2)熔融：将环氧树脂粉末96kg、聚氯乙烯粉末82kg和顺丁烯二酸酐粉末41kg倒入到搅拌箱2内，对电热丝进行通电，使得搅拌箱2内的温度为82℃，并使环氧树脂粉末、聚氯乙烯粉末和顺丁烯二酸酐粉末熔融均匀；
(3)物料添加：向搅拌箱2内再加入秸秆粉末5.1kg、聚乙烯蜡粉末2.4kg和二氧化硅粉末66kg，将搅拌箱2的温度提高到91℃；
(4)调和：向搅拌箱2内再加入沥青10.2kg，启动真空泵8和电机，真空泵8使得搅拌箱2内处于真空状态，电机带动第三齿轮11转动，第三齿轮11带动第四齿轮10转动，第四齿轮10将带动中空搅拌轴3转动，中空搅拌轴3带动滑槽6转动，滑槽6带动搅拌杆7转动，搅拌杆7对物料进行搅拌，第三齿轮11也带动第二锥齿轮12转动，第二锥齿轮12带动第一锥齿轮13转动，第一锥齿轮13带动第二齿轮14转动，第二齿轮14将带动第一齿轮15转动，第一齿轮15带动搅拌叶片5转动，搅拌叶片5也对物料进行搅拌，第二齿轮14也带动圆柱凸轮16和驱动凸轮20转动，圆柱凸轮16与顶杆18形成凸轮副，圆柱凸轮16将带动顶杆18往复地上、下滑动，顶杆18带动第一轴承架17往复地滑动，从而使得转轴4带动搅拌叶片5在搅拌箱2内往复地滑动，搅拌叶片5将旋转并滑动地对物料进行搅拌，提高了搅拌效果，使得物料搅拌的更加均匀，驱动凸轮20与滑杆21形成凸轮副，驱动凸轮20带动滑杆21左、右往复地滑动，滑杆21带动第二轴承架22滑动，第二轴承架22通过活塞23杆带动活塞23在中空搅拌轴3的空腔内往复地滑动，从而使得中空搅拌轴3内的气压不断交替地增大和减小，搅拌杆7将往复地在滑槽6内滑动，搅拌杆7将旋转并滑动地对物料进行搅拌，提高了搅拌效果，进一步使得物料搅拌的更加均匀，搅拌10min后，关闭真空泵8和电机；
(5)搅拌：加入氢氧化铝粉末32kg、铁粉28kg和有机硅消泡剂0.3kg，再启动真空泵8和电机，在真空下，再使用搅拌叶片5和搅拌杆7对物料进行搅拌，搅拌1h后，关闭电机；
(6)保温：提高电热丝的温度到105℃，保温2.5h，得到混合液。
(7)浇注：将获得的混合液浇注到模具内，混合液在模具中成型得到注塑模具内套。
实施例1-2、4-5与实施例3区别在于，如表1中所示的相应参数的改变。
对比例1为注塑模具内套的制作方法如下：
(1)按如下重量kg额称取各原料：84kg的环氧树脂6207#；18kg的环氧树脂634#；230kg的金属铝粉；45kg的顺丁希二酸酐；5.9kg的甘油。
(2)将环氧树脂6207#与顺丁希二酸酐在80℃下熔融均匀。
(3)加入甘油并在86℃下将油状物溶解。
(4)加入环氧树脂634#混合均匀。
(5)加入金属铝粉搅拌均匀，并在85℃下保温2个小时。
(6)抽真空至无泡，然后进行浇注获得注塑模具。
以上实施例1-5及对比例1制成的注塑模具内套强度和抗冲击强度的对比，如表2所示：
表2：
强度(kg/cm<sup>2</sup>) 抗冲击强度(kgcm/cm<sup>2</sup>)
实施例1 32.65 23.56
实施例2 33.96 24.69
实施例3 35.66 25.12
实施例4 32.12 22.52
实施例5 30.23 20.45
对比例1 28.80 18.60
从表2结果表明，本发明的组合式注塑模具的制造工艺，制作成注塑模具内套的强度和抗冲击强度均远高于对比例1的注塑模具内套的强度和抗冲击强度，本发明方案明显增强了制作出的注塑模具内套的强度和抗冲击性，使得制作出的非金属注塑模具内套不易损坏。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.组合式注塑模具的制造工艺，其特征在于，使用一种搅拌装置，搅拌装置包括机架，机架上固定有搅拌箱，搅拌箱的箱壁内安装有电热丝，搅拌箱上连通有真空泵，搅拌箱内转动连接有横向的中空搅拌轴，中空搅拌轴上均布有八个滑槽，八个滑槽均与中空搅拌轴的空腔连通，每个滑槽内均滑动连接有搅拌杆，搅拌杆与中空搅拌轴的轴壁之间连接有第一弹簧，搅拌箱内间隙配合有竖向的转轴，转轴上平键连接有搅拌叶片，搅拌叶片位于搅拌箱内，转轴上花键连接有第一齿轮，机架上连接有竖向滑动的第一轴承架，第一轴承架和机架之间连接有第二弹簧，第一轴承架上安装有第一轴承，转轴下端转动连接在第一轴承内，第一齿轮啮合有第二齿轮，第二齿轮同轴相连有圆柱凸轮，第一轴承架上焊接有顶杆，顶杆与圆柱凸轮相抵，第二齿轮同轴相连有驱动凸轮，驱动凸轮相抵有滑杆，滑杆横向地滑动连接在机架上，滑杆相抵有第二轴承架，第二轴承架和机架之间连接有第三弹簧，中空搅拌轴内滑动连接有活塞，活塞上焊接有活塞杆，第二轴承架上安装有第二轴承，活塞杆转动连接在第二轴承内，第二齿轮同轴相连有第一锥齿轮，第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，第二锥齿轮同轴相连有第三齿轮，第三齿轮啮合有第四齿轮，第四齿轮平键连接在中空搅拌轴上，机架上固定有电机，电机的输出轴与第三齿轮平键连接，
包括以下制造步骤：
(1)制作外套：使用合金钢锻造出注塑模具外套；
(2)称取：称取以下重量份的组分：环氧树脂粉末90-100份，聚氯乙烯粉末80-85份，氢氧化铝粉末20-40份，铁粉25-30份，顺丁烯二酸酐粉末40-45 份，沥青9.7-10.6 份，二氧化硅粉末60-80份；
(3)熔融：将环氧树脂粉末90-100份，聚氯乙烯粉末80-85份和顺丁烯二酸酐粉末40-45份倒入到搅拌箱内，提高搅拌箱内的温度为82℃，并使环氧树脂粉末、聚氯乙烯粉末和顺丁烯二酸酐粉末熔融均匀；
(4)物料添加：向搅拌箱内再加入二氧化硅粉末60-80份，将搅拌箱的温度提高到91℃；
(5)调和：向搅拌箱内再加入沥青10.2份，搅拌箱内在真空环境下，旋转并滑动搅拌杆和搅拌叶片同时对物料进行搅拌，搅拌10min后，搅拌箱内恢复常压，并停止搅拌杆和搅拌叶片运行；
(6)搅拌：加入氢氧化铝粉末20-40份和铁粉25-30份，再使搅拌箱内处于真空环境，再旋转并滑动搅拌叶片和搅拌杆对物料进行搅拌，搅拌1h后，停止搅拌杆和搅拌叶片运行；
(7)保温：提高搅拌箱的温度到105℃，保温2.5h，得到混合液；
(8)浇注：将获得的混合液浇注到模具内，混合液在模具中成型得到注塑模具内套；
(9)结合：将制作好的注塑模具内套镶嵌到注塑模具外套内，即得到注塑模具。
2.根据权利要求1所述的组合式注塑模具的制造工艺，其特征在于：所述步骤（4）中还需加入秸秆粉末4.4-6.2份和聚乙烯蜡粉末2-3份。
3.根据权利要求2所述的组合式注塑模具的制造工艺，其特征在于：所述步骤（6）中还需加入有机硅消泡剂0.1-1份。
4.根据权利要求3所述的组合式注塑模具的制造工艺，其特征在于：所述步骤（3）中搅拌箱内安装有电热丝。
5.根据权利要求4所述的组合式注塑模具的制造工艺，其特征在于：称取以下重量份数的组分：环氧树脂粉末94-96份，聚氯乙烯粉末81-83份，氢氧化铝粉末30-34份，铁粉26-29份，顺丁烯二酸酐粉末41-42 份，沥青9.9-10.3份，二氧化硅粉末65-70份，有机硅消泡剂0.2-0.6份，秸秆粉末4.9-5.3份，聚乙烯蜡粉末2.2-2.6份。
6.根据权利要求5所述的组合式注塑模具的制造工艺，其特征在于：称取以下重量份数的组分：环氧树脂粉末96份，聚氯乙烯粉末82份，氢氧化铝粉末32份，铁粉28份，顺丁烯二酸酐粉末41 份，沥青10.2份，二氧化硅粉末66份，有机硅消泡剂0.3份，秸秆粉末5.1份，聚乙烯蜡粉末2.4份。
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