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热固性塑料注射机与热固性塑料制品的成型原理密切相关。热固性塑料首先在注射机的预塑机筒内预塑化，并发生物理变化和缓慢的化学变化。这时，物料呈可流动的稠胶状。然后，在较高压力下，用螺杆（或柱塞）将物料注入到模具型腔内，并在固化温度下产生化学变化而固化定型，最后脱模取出制品。热固性塑料在成型过程中发生的化学变化是不可逆转的。
热固性塑料注射机是在热塑性塑料注射机的基础上发展起来的。其设备和工艺流程似乎相似，但由于两类塑料受热时所表现的行为不同，在预塑化系统及锁模系统等方面有许多不同之处。
热固性塑料注射机与热塑性塑料注射机的主要差别见表2-6。
表2-6 热固性塑料注射机与热塑性塑料注射机的比较
（一）热固性塑料注射机的种类
热固性塑料注射机主要包括柱塞式、柱塞/柱塞储料式、螺杆/柱塞储料式、串联螺杆式种类，如图2-40所示。储料式注射机的特点是将预塑化物料储存，然后一次注射，可加大注射量。但要控制好预塑化物料在储料缸内的停留时间，以免固化。
串联螺杆注射机是最常用的注射机。它具有混炼效果好、塑化均匀、塑化能力大、注射压力损失小、设备结构紧凑、容易维护保养等特点。而且，螺杆与柱塞合二为一，预塑化机筒与合模装置同为一个平面，为热固性塑料的快速、自动注射提供了方便。
图2-40 热固性塑料注射机的主要种类
a）柱塞式注射机 b）柱塞/柱塞储料式注射机
c）螺杆/柱塞储料式注射机 d）串联螺杆式注射机
（二）热固性塑料注射机的组成
热固性塑料注射机主要由预塑化系统、锁模系统、物料传输系统、顶出及辅助装置等组成。图2-41所示为串联螺杆式热固性塑料注射机示意图。
1. 预塑化系统 预塑化系统主要由机筒、螺杆、喷嘴、加料装置组成。
（1）机筒。热固性塑料注射机的机筒结构如图2-42所示。
热固性塑料在成型过程中会由于一时控制不当而产生固化。为便于清理，机筒常分为两段：前机筒和后机筒，并采用可拆性连接。机筒的内表面的表面粗糙度值比螺杆略低，以避免物料残留于机筒。
机筒的外周分段设置水（或油）加热夹套（一般为2～3段），独立闭环控制，温差控制在±1℃左右。当物料需预塑化时，夹套通入热水加热；若物料控制不当，提早固化或注射机需停机时，夹套通入冷却水迅速冷却。若使用玻璃纤维增强热固性塑料，为减少物料对设备的磨损，可在机筒的前端嵌入耐磨衬套，如图2-43所示。
图2-41 串联螺杆式热固性塑料注射机
1—螺杆驱动电动机 2—料斗 3—加热及冷却装置 4—机筒
5—固定模板 6—拉杆 7—动模板 8—液压缸运动装置
9—锁模液压缸 10—模具 11—机筒退回装置液压缸
图2-42 热固性塑料注射机的机筒
1—喷嘴 2—加热套 3—前机筒 4—后机筒 5—螺杆 6—料斗座
（2）螺杆。热固性塑料注射机螺杆 一般分为进料段（输送段）、压缩段和计量段，如图2-44所示。压缩型螺杆的压缩比为1.05～1.20。对于需要螺杆剪切塑化能力和物料输送能力好的一般热固性塑料，无压缩型螺杆的压缩比为1～1.05；对于易发生固化反应需要有较好的物料输送能力时，采用变深型螺杆，压缩比为0.8～1。
图2-43 机筒前端嵌入衬套
图2-44 典型的热固性塑料注射螺杆
h —螺槽深度 D —螺杆直径 L —螺杆有效长度 P —螺槽宽度
为加强物料的混炼效果，可使用高混炼型螺杆，如斜槽屏障型螺杆、直槽屏障型螺杆、分离型螺杆、偏心波状型螺杆等。螺杆头部一般呈50°～60°的锥形。为防止预塑化树脂在注射后往回返而增加滞留时间，可以在螺杆前端接一段止逆环。螺杆止逆环的结构如图2-45所示。
图2-45 螺杆止逆环
a）回流止逆环 b）球式止逆环
螺杆的长径比（ L/D ）比较小，约为12～18，螺槽则比较深，以避免对塑料产生过大的剪切作用，缩短物料在机筒内的滞留时间。螺杆的驱动一般都选用液压马达。
螺杆与机筒的配合间隙较小，以减少注射过程中的逆流，防止熔料在机筒内过长停留。螺杆内可采用冷却水冷却。
（3）喷嘴。热固性塑料的预塑化熔料的粘度较大，为防止物料因阻滞而固化，喷嘴结构一般为直通式，孔径约4～8mm，内表面要光滑，便于拆卸，以便一旦发现物料固化能及时进行清理。喷嘴外层装有夹套，可以用水加热，也可以不加热。
2. 加料装置 粉状注塑料通过料斗加料。而片状和团状的模塑料，则应使用辅助装置加料。片状模塑料由纤维增强材料及氨基树脂、环氧树脂、酚醛树脂组成，其边缘有“毛状”粘连在一起的倾向，难于准确计量和喂料。团状模塑料由纤维增强材料及不饱和聚酯树脂组成，形成膏状料团，它们需采用专用加料装置喂料。图2-46所示为两种典型加料装置。
图2-46 两种典型加料装置
a）液压缸型加料装置 b）料斗型加料装置
3. 锁模系统 热固性塑料注射机的锁模系统主要有液压式、肘杆式、液压-机械式三类。
（1）液压式锁模系统如图2-47所示，其托板位于锁模系统的中心，可提供非常精确的装配和托板平行度。它在开模和闭模时能精确控制锁模压力和锁模速度，是目前较常用的锁模系统，缺点是锁模速度较慢。
图2-47 液压式锁模系统
1—油箱 2—充液阀 3—开模面 4—中心定位板 5—锁模柱塞
6—增压液压缸 7—锁模液压缸 8—增压器
（2）肘杆式锁模系统如图2-48所示，它通过一个小型液压缸和联通机械装置进行开模和闭模，运行速度较快。
图2-48 肘杆式锁模系统
1—闭模板/调节螺母 2—动模板 3—模具 4—边缘定位板
5—连杆结构 6—液压缸
（3）液压-机械式锁模系统如图2-49所示，它采用液压-机械联通方式锁模，并用尺寸较小、能快速移动的小型液压缸来移动较大的闭模活塞。
热固性塑料在注射成型过程中，预塑化物料在模具内发生固化反应，并排放出低分子挥发物。因此，锁模系统在闭模后，液压缸应能实现瞬间增压和瞬间卸压，从而使模具在短时间内开启和闭合，达到排气的工艺要求。
（三）热固性塑料注射机的主要技术参数
典型热固性塑料注射机的主要技术参数见表2-7。
图2-49 液压-机械式锁模系统
1—闭模板 2—入油口 3—中心定位板 4—小液压缸 5—出油口 6—闭模活塞
表2-7 热固性塑料注射机的主要技术参数
热固性塑料注射机常见故障及相应的排除方法如下。
1. 螺杆不后退 检查料斗中的物料是否有架桥现象；适当降低机筒后段温度；如果螺杆粗糙，应修理螺杆，降低螺杆表面粗糙度值。
2. 螺杆磨损，螺杆有振鸣声 降低螺杆转速和预塑压力；提高机筒温度；提高物料中润滑剂的添加量；如果螺杆严重磨损，应选择耐磨材料制作螺杆。
3. 注射时，螺杆接触不到机筒前端 增大注射压力，减少加料量；提高机筒及喷嘴温度，使预塑料粘度降低；拆下喷嘴清理。
4. 预塑时间长 提高机筒温度、螺杆转速；检查螺杆及机筒是否磨损；修整螺杆，使螺槽深度符合要求。
5. 浇口套与喷嘴之间溢料 校准浇口套与喷嘴中心；增大浇口套凹球面半径；若喷嘴球面磨损，应更换喷嘴头。
6. 注射速度过慢 提高注射压力、机筒温度，降低喷嘴温度；适当增大喷嘴孔径；增大模具浇口截面，降低流道表面粗糙度值；检查螺杆及机筒，如有磨损应修整或更换螺杆或机筒。