膠木手柄球的生產(chǎn)工藝是怎樣的
2025-07-01
膠木手柄球的生產(chǎn)工藝以酚醛樹脂為主要原料,通過熱固性塑料成型原理制備,其流程涵蓋原料處理、模具設計、成型加工及后處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以下是詳細的生產(chǎn)工藝解析:
一、原料準備與配方設計
主要原料
酚醛樹脂:通常選用熱固性酚醛樹脂(線型酚醛樹脂需加固化劑),具有固化后硬度高、耐熱性好的特點。
填料:為增強強度和降低成本,常加入木粉、紙漿、石英粉等(木粉最常用,占比約 40%-60%),可改善成型流動性和減少收縮率。
添加劑:包括固化劑(如六亞甲基四胺,促進樹脂交聯(lián))、潤滑劑(硬脂酸鋅,防止粘模)、著色劑(無機顏料,賦予手柄顏色)。
原料混合
將酚醛樹脂、填料、添加劑按比例投入高速混合機,在常溫下攪拌 10-20 分鐘,形成均勻的顆粒狀或粉末狀混合料(俗稱 “膠木粉”)。
二、模具設計與制備
模具結(jié)構(gòu)
分型面設計:手柄球多為對稱球形,模具通常采用兩瓣式(上下模或左右模),分型面需光滑以避免成型后產(chǎn)生飛邊。
澆注系統(tǒng):設置主流道、分流道和澆口,確保膠木粉在模具內(nèi)均勻填充;澆口位置多選擇在球體底部或非工作面,便于后期去除。
脫模機構(gòu):由于膠木固化后硬度高,模具需設計頂針或推板脫模結(jié)構(gòu),避免脫模時手柄球開裂。
模具材料
采用合金鋼(如 Cr12MoV)或工具鋼,經(jīng)淬火處理提高硬度(HRC 50-60),以耐受高溫和高壓成型環(huán)境。
三、成型加工(模壓成型為主)
1. 模壓成型工藝(最常用)
步驟 1:預熱原料
將膠木粉放入烘箱中,在 80-100℃下預熱 30-60 分鐘,去除水分并提高流動性,減少成型時的氣泡。
步驟 2:模具預熱與涂脫模劑
模具通過電加熱或油加熱至 150-180℃,并在型腔表面噴涂硅油或硬脂酸鋅脫模劑,便于后期脫模。
步驟 3:投料與加壓
將預熱后的膠木粉倒入模具型腔,合模后通過液壓機施加壓力(15-30 MPa),使原料在高溫高壓下熔融流動并填充整個型腔。
步驟 4:固化定型
保持壓力和溫度(150-180℃),根據(jù)制品厚度固化 10-30 分鐘(如直徑 50mm 的手柄球需固化 15-20 分鐘),期間樹脂與固化劑發(fā)生交聯(lián)反應,形成不熔不溶的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
步驟 5:脫模
固化完成后,模具冷卻至 50-70℃(可通過水冷加速),開啟模具,用頂針推出手柄球。
2. 其他成型工藝(可選)
注塑成型:適用于批量生產(chǎn),將膠木粉加入注塑機,經(jīng)加熱熔融后注入模具(溫度 180-220℃,壓力 50-100 MPa),但熱固性塑料注塑需注意避免過固化導致噴嘴堵塞。
傳遞成型:先將膠木粉在料筒中加熱軟化,再通過柱塞傳遞至模具型腔,適合復雜結(jié)構(gòu)手柄球,減少原料浪費。
四、后處理工序
去飛邊與修整
用砂紙、銼刀或?qū)S眯捱厵C去除分型面處的飛邊,對澆口殘留進行打磨,確保手柄球表面光滑。
機械加工(按需)
若手柄球需安裝螺紋孔或軸孔,通過鉆床、攻牙機進行加工;部分產(chǎn)品需銑削防滑紋路,增強握持感。
表面處理
可進行拋光處理(布輪拋光或噴砂),提高表面光潔度;若有耐候需求,可噴涂清漆或耐油涂層。
質(zhì)量檢測
外觀檢查:目視有無裂紋、氣泡、缺料等缺陷;
尺寸檢測:用卡尺、投影儀測量直徑、孔徑等是否符合圖紙要求;
強度測試:抽樣進行抗壓、抗沖擊試驗(如 1 米高度自由落體測試),確保機械性能達標。
五、工藝難點與優(yōu)化要點
常見問題及解決方法
開裂:可能因固化溫度過高或脫模時應力集中,可降低固化溫度(如 160-170℃),延長保溫時間,或優(yōu)化模具脫模斜度(≥1.5°)。
氣泡與缺料:原料預熱不足或模具排氣不良,需增加預熱時間,在模具型腔設置排氣槽(深度 0.02-0.05mm)。
表面粗糙:模具表面光潔度不足或脫模劑涂抹不均,需對模具進行研磨拋光(表面粗糙度 Ra≤0.8μm),均勻噴涂脫模劑。
工藝優(yōu)化方向
自動化生產(chǎn):采用全自動模壓成型機,集成上料、加熱、加壓、脫模工序,提高生產(chǎn)效率(單模循環(huán)時間可縮短至 5-10 分鐘)。
環(huán)保改進:使用水溶性脫模劑替代有機溶劑,減少 VOC 排放;回收邊角料粉碎后作為填料復用,降低成本。
六、典型生產(chǎn)流程示意圖
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原料配比 → 混合造粒 → 預熱 → 模具預熱 → 投料入模 → 加壓固化 → 脫模 → 去飛邊 → 機加工(如有)→ 表面處理 → 質(zhì)檢 → 成品
總結(jié)
膠木手柄球的生產(chǎn)以模壓成型為主,通過 “原料預處理 - 高溫高壓固化 - 后處理” 的工藝鏈,將酚醛樹脂與填料轉(zhuǎn)化為具有一定機械強度的熱固性制品。工藝核心在于控制溫度、壓力和固化時間,確保樹脂充分交聯(lián),同時通過模具設計和后處理提升外觀與性能。該工藝適合批量生產(chǎn)輕載手柄球,若需更高強度,可通過調(diào)整填料配方(如加入玻璃纖維)或改用其他成型工藝優(yōu)化。
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