塑料成型工艺与模具设计习题2008版
第 0 章 绪论
1. 填空
2. 按成型过程中物理状态不同分类，可分为压缩模、压注模、注射模、挤出机头；气动成
型。
3. 塑料中必要和主要成分是树脂，现在制造合成树脂的原料主要来自于石油。 问答
1. 什么是模具？什么是塑料模具？模具具备什么特点？
答：模具是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。
塑料模具是指利用其本身特定密闭腔体去成型具有一定形状和尺寸的立体形状塑料制品的工具。
模具的特点是：
（1）模具：是一种工具
（2）模具与塑件：“一模一样” ； （3）订货合同：单件生产
（4）模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。 2. 塑料工业体系由哪两大部分组成？
答：塑料工业体系由塑料生产、塑料制件生产两大部分组成。它们分别为塑料生产即塑料原料和半成品的生产和塑料制件生产，即利用各种成型手段将塑料加工成制品。 3. 塑料模塑成型及模具技术的发展动向？
（1）塑料成型技术的发展
塑料成型理论的进展(各种流变行为的研究)
塑料成型方法的革新(针对新型塑料和具有特殊要求的塑件 ) 制品的精密化、微型化和超大型化 （2）产品市场的发展
（3）塑料模具发展趋势（大型化 、高精度、多功能复合模、热流道模具）
第3章 塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性
填空 1. 2. 3. 4.
注射模塑工艺包括成型前的准备、注射、后处理等工作。 注射模塑过程需要需要控制的压力有塑化压力和注射压力。 注射时，模具型腔充满之后，需要一定的保压时间。 产生内应力的一个重要因素是注射及补料时的剪切应力。
5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行后处理，常进行退火和调试处理。 内应力易导致制品开裂和翘曲、弯曲、扭曲等变形，使不能获得合格制品。 塑料在一定温度与压力下充满型腔的能力称为流动性。
在注射成型中应控制合理的温度，即控制料筒、喷嘴和模具温度。
制品脱模后在推杆顶出位置和制品的相应外表面上辉出现发白现象，此称为应力发白。 注射成型是熔体充型与冷却过程可分为充模、压实、倒流和冻结冷却四个阶段。 注射模塑成型完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模。 注射模塑工艺的条件是压力、温度和时间。
注塑机在注射成型前，当注塑机料筒中残存塑料与将要使用的塑料不同或颜色不同时，要进行清洗料筒。清洗的方法有换料清洗和清洗剂清洗。
备上的安装方式为移动式模具、固定式模具、半固定式模具；按型腔数目分为单型腔模具、多型腔模具。
14. 塑件的形状应利于其脱出模具，塑件测向应尽量避免设置凹凸结构或侧孔。 15. 多数塑料的弹性模量和强度较低，受力时容易变形和破坏。 16. 设计底部的加强筋的高度应至少低于支撑面0.5mm。 17. 塑料制品的总体尺寸主要受到塑料流动性的限制。
18. 在表面质量要求中，除了表面粗糙度的要求外，对于表面光泽性、色彩均匀性、云纹、
冷疤、表面缩陷程度、熔结痕、毛刺、拼接缝及推杆痕迹等缺陷均应提出明确的要求。 问答
1. 阐述螺杆式注射机注射成型原理。 答：螺杆式注射机注射成型原理如下：
颗粒状或粉状塑料经料斗加入到外部安装有电加热圈的料筒内，颗粒状或粉状的塑料在螺杆的作用下边塑料化边向前移动，欲塑着的塑料在转动螺杆作用下通过其螺旋槽输送至料筒前端的喷嘴附近；螺杆的转动使塑料进一步塑化，料温在剪切摩檫热的作用下进一步提高，塑料得以均匀塑化。当料筒前端积聚的熔料对螺杆产生一定的压力时，螺杆就在运动中后退，直至与调整好的行程开关相接触，具有模具一次注射量的塑料欲塑和储料（即料筒前部熔融塑料的储量）结束；接着注射液压缸开始工作，与液压缸活塞相连接的螺杆以一定的速度和压力将溶料通过料筒前端的喷嘴注入温度较低的闭合模具型腔中；保压一定时间，经冷却固化后即可保持模具型腔所赋予的形状；然后开模分型，在推出机构的作用下，将注射成型制件推出型腔。
2. 叙述注射成型的工艺过程
答：注射成型工艺过程包括成型前的准备，注射过程和塑件的后处理三部分。
（1）成型前的准备：原料外观的检查和工艺性能测定；原材料的染色及对料粉的造粒；对易吸湿的塑料进行充分的预热和干燥，防止产生斑纹、气泡和降解等缺陷；生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时的料筒清洗；对带有嵌件塑料制件的嵌加进行预热及对脱模困难的塑料制件选择脱模剂等。
（2）注射过程：加料、塑化、注射、冷却和脱模。注射过程又分为充模、保压、倒流、交口冻结后的冷却和脱模。
（3）塑件的后处理：退火处理、调湿处理。
3. 注射成型工艺参数中的温度控制包括哪些内容发？如何加以控制？
答：注射成型工艺参数中的温度控制包括料筒温度、喷嘴温度和模具温度。
料筒温度分布一般采用前高后低的原则，即料筒的加料口（后段）处温度最低，喷嘴处的温度最高。料筒后段温度应比中段、前段温度低5~10°C。 对于吸湿性偏高的塑料，料筒后段温度偏高一些；对于螺杆式注射机，料筒前段温度略低于中段。螺杆式注射机料筒温度比柱塞式注射机料筒温度低10~20°C。
4. 喷嘴温度一般略低于料筒的最高温度 模具温度一般低于粘流态而高于玻璃态，决定于分子的结构特点、塑件的结构及性能要求和其他成型工艺条件（熔体温度、注射温度、注射压力和模塑周期）。在满足要求的情况下，采用尽可能低的模具温度。
5. 注射成型工艺过程中的压力包括哪两部分？一般选取的范围是什么 答：注射成型工艺过程中的压力包括塑化压力、注射压力。 塑化压力一般选6~20Mpa；注射压力一般在40~130Mpa。 6. 注射成型周期包括哪几部分？
答：注射成型周期包括(1)合模时间(2)注射时间(3)保压时间(4)模内冷却时间(5)其他时间（开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件的时间）。 合模时间是指注射之前模具闭合的时间，注射时间是指注射开始到充满模具型腔的时间,保压时间是制型腔充满后继续加压的时间，模内冷却时间是制塑件保压结束至开模以前所需要的时间，其他是是指开模,脱模,涂脱磨剂,安放嵌件的时间。 7. 注射成型的特点是什么?
答：注射成型的特点是成型周期短，能一次成型多外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制件；对各种塑料的适应性强；生产效率高，产品质量稳定，易于实现自动化生产。所以广泛地用于塑料制件的生产中，但注射成型的设备及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料制件的生产。
8. 注射成型过程分为几个阶段?
答：完整的注射成型过程包括加料、加热塑化、加压注射、保压、冷却定型、脱模等工序。 9. 注射成型前的准备工作有哪些?
答：注射成型前的准备工作包括如下几方面。 ①原料外观的检验和工艺性能的测定。 ②物料的预热和干燥。 ③嵌件的预热。 ④料筒的清洗。
10. 壁厚对塑件的影响？
答：壁厚取得过小，造成塑件充模流动阻力很大，使形状复杂或大型塑件成型困难。壁厚过大，不但浪费塑料原料，而且同样会给成型带来一定困难。 11. 加强筋的选择？
答：布置加强筋时，应避免或减少塑料局部集中，否则会产生凹陷和气泡；加强筋不应设计得过厚，否则在其对面的壁上会产生凹陷，加强筋的侧壁必须有足够的斜度，筋的根部应呈圆弧过渡，加强筋以设计矮一些多一些为好，筋与筋的间隔距离应大于塑件壁厚。 12. 模塑螺纹的性能特点？
答：a.模塑螺纹强度较差，一般宜设计为粗牙螺纹。直径较小螺纹更不宜用细牙螺纹和多头螺纹特别是用纤维增强塑料成型时，螺牙尖端狭小区域常常只被纯树脂所填充而真正获得增强，而不能达到应有的强度。
b. 模型螺纹的精度不高，一般低于GB3级。由于塑料的收缩性较大，当模具螺纹零件未加放收缩量或加放收缩量不当时，成型出的塑料螺纹的牙距误差较大，致使螺纹旋合长度较短。 13. 塑件设计的原则?
答：a.满足使用要求和外观要求； b. 针对不同物理性能扬长避短； c. 便于成型加工； d. 尽量简化模具结构。
14. 塑料的成型特性有哪些？
答：流动性、收缩性和收缩率、比容和压缩率、结晶性、挥发物含量、相容性、热敏性、固化、熔体破裂、熔结痕、内应力、制品的后处理。 15. 脱模斜度的设计规则？
答：设计脱模斜度应不影响塑件的精度要求，一般热塑性塑料件脱模斜度取0.5°～3.0°，热固性酚醛压塑件取0.5°～1.0°，塑料收缩率大、塑件壁厚大则脱模斜度取得大些，塑件内表面的脱模斜度可大于外表面的脱模斜度，对塑件高度或深度较大的尺寸，应取较小脱模斜度，否则，上下端尺寸差异过大，而非重要部位应取较大脱模斜度。 16. 为什么塑件要设计成圆角的形式？ 答：塑件的尖角部位在成型时会产生应力集中，当受到冲击振动时易开裂，塑件设计成圆角，不仅避免产生应力集中，提高了塑件强度，还有利于塑件的充模流动，同时模具型腔对应部位亦呈圆角，这样使模具在淬火和使用时不致因应力集中而开裂，提高了模具的坚固性。 17. 什么是塑件的脱模斜度？脱模斜度选取应该遵循什么原则？ 答：为了便于从成型零件上顺利脱出塑件，必须在塑件内外表面沿脱模方向设计足够的斜度。 脱模斜度选取应该遵循以下原则：
（1）塑料的收缩率大，壁厚，斜度应该取偏大值，反之，取偏小值。 （2）塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应该选取较大的脱模斜度。
（3）当塑件高度不大时（一般小于2mm）时，可以不设计斜度，对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但是通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。
（4）一般情况下，塑件外表面的斜度取值可以比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。
（5）热固性塑料的收缩率一般比热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也应该取小些。 18. 绘出有台阶的通孔成型的三种形式的结构图
19. 何谓嵌件？嵌件设计时应注意哪几个问题？
答：注射成型时，镶嵌在塑件内部的金属或非金属件（如玻璃、木材或已成型的塑件等）称为嵌件。
嵌件设计时应注意以下几个问题：
（1） 嵌件与塑件应该牢固连接；
（2） 嵌件应该在模具内有可靠的定位和配合； （3） 细长或片状嵌件应该有防止变形措施； （4） 嵌件的周围应有足够的塑料层厚度。 20. 为什么设计塑料制件时壁厚应该尽量均匀？
答：如果壁厚不均匀一致，会因冷却和固化速度不均产生附加应力，引起翘曲变形，热塑性塑料会在壁厚处产生缩孔，而热固性塑料则会因未充分固化而鼓包或因脚联不一致而造成性能差异
塑料制件合理结构练习（下列塑料存在结构不合理，请改之） （1）
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（6）