塑料成型加工与模具课后答案整理

第一章 概 论1?什么是塑料?为什么塑料能得到日益广泛的应用?取的各种树脂。塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为制品的某阶段可流淌成型的材料。工业的快速进展，塑料得到了日益广泛的应用。2?两者在本质上有何区分?再加热仍可软化。溶剂中。两者本质上的区分在于分子构造的不同：热塑性塑料的分子构造呈链状或树枝状，为线性聚合物。这些分子通常相互缠绕但并不连结在一起，所以受热后具有可塑性；热固性塑料加热开头时也具有链状或树枝状构造，但在受热后这些链状或树枝状分子渐渐结合成网状构造(交联反响)，成为既不熔化又不熔解的体型聚合物。分子的链与链之间产生了化合反响，当再次加热时这类塑料便不能软化。热塑性塑料的主要成型方法有哪些?热固性塑料的主要成型方法有哪些?压注成型，有时也用注塑成型。第三章 塑料制件的设计原则塑件上为何要设计拔模斜度?拔模斜度值的大小与哪些因素有关?防止塑件外表在脱模时划伤、擦毛等，设计时塑件外表沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。的脱模斜度；壁厚增加、内孔包紧型芯的力大，脱模斜度也应取大些。6．塑件的壁厚过薄过厚会使制件产生哪些缺陷?应使壁厚尽量均匀全都。为何要承受加强筋?设计时遵守哪些原则?同时合理布置加强筋还可以改善充模流淌性，削减内应力，避开气孔、缩孔和凹陷等缺陷。设计时遵守的原则：①厚度小于塑件壁厚，与壁用圆弧过渡。tL=(—3)tA=(／4～1)tR=(1／81／4)t=2050r=t／8，当t≤2mmA=t。0.5mm以上。的排列相互错开，以防收缩不均匀引起制品裂开。⑤各条加强筋的厚度应尽量一样或相近，可防止因熔体流淌局部集中而引起缩孔和气泡。塑件转角处为何要圆弧过渡?哪些状况不宜设计为圆角?性好，塑件美观，模具型腔不易产生内应力和变形。不宜设计为圆角的有：使用要求需要承受的尖角，塑件的分型面处。为什么要尽量避开塑件上具有侧孔或侧凹?可强制脱模的侧凹的条件是什么?构造简单化，因此，在不影响使用要求的状况下，塑件应尽量避开侧孔或侧凹构造。件材料：聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯。②几何尺寸满足关系AB100%5%B塑件上带有的螺纹，可用哪些方法获得?每种方法的优缺点如何?和受力较大的螺纹，应承受金属螺纹嵌件。件螺纹，模具构造简洁，但增加了成型后的工序；塑件上承受金属螺纹嵌件，螺纹可常常拆卸，且可承受较大的力，但模具构造较简单，模具不易实现自动化。为什么有的塑件要设置嵌件?设计塑件的嵌件时需要留意哪些问题?设置嵌件。设计塑件的嵌件时应留意：①金属嵌件应选用与塑料收缩率相近的金属，以免使塑料四周的塑料存在(如螺纹孔)，以免塑料挤入孔内等。第四章 注射成型工艺为什么塑料制件的收缩称为成型收缩?怎样选取?艺条件等因素有关，所以，塑料制件的收缩统称为成型收缩。收缩率选择的原则：①收缩率范围较小的塑料品种，可按收缩率的范围取中间值，即取平均缩率。限(大值)，壁薄取下限(小值)。③制件各局部尺寸的收缩率不尽一样，应依据实际状况加以选择。表来确定收缩率。5////////简述注射成型工艺过程。8、清理模腔。10 何为塑化?塑化与熔化有何区分?连续的均化熔体的过程称为塑化。原料变为连续熔体，并不肯定熔体组分、密度、黏度、温度均匀。11///何为计量?计量的精度对注射成型有何影响?答：计量是指注射机通过柱塞或螺杆，将塑化好的熔体定温、定压、定量地输出(即注射出)机筒所进展的预备动作〔这些动作均需注射机掌握柱塞或螺杆在塑化过程中完成。计量精度越高，注射成型的制品精度就越高。13….螺杆式注射机与柱塞式注射机相比具有哪些优点?从外部装有加热装置的高温机筒上取得。螺杆式注射机，螺杆在机筒内的旋转对物料起到猛烈的搅拌和剪切作用，导致物料之间进展猛烈摩擦，并因此而产生很大热量，物料塑化时的热量来源于高温机筒和自身产生出的摩擦热。因此，柱塞式注射机塑化物料时，既不能产生搅拌和剪切的混合作用，又受机筒温度波动的影响，故熔体的组分、黏度和温度分布的均化程度都比较低；螺杆式注射机塑化物料时，螺杆在机筒内猛烈的搅拌与剪切作用不仅有利于熔体中各组分混合均化，还有利于熔体的黏度均化和温度分布均化，能够得到良好的塑化效果。14…注射成型分为几个阶段?答：注射成型分为塑化计量、注射充模和冷却定型三个阶段。力、喷嘴压力和型腔压力与时间的关系。压力和型腔压力与时间的关系曲线：1为注射压力、2为喷嘴压力、3为型腔压力与时间的关系曲线。t0时刻，柱塞或螺杆开头注射熔体；t1t0～t1称为流淌期。在此期间内注射压力和喷嘴处的压力急剧上升，而模腔(浇口末端)的压力却近似等于零，注射压力主要用来抑制熔体在模腔以外的阻力。如，t1时刻的压力差Δpl=pi1—pg1代表熔体从机筒到喷嘴时所消耗的注射压力，而喷嘴压力pg1则代表熔体从喷嘴至模腔之间消耗的注射压力。t2时刻，熔体布满模腔。t1～t2称为充模期。充模期内，熔体流入模腔，模腔压力急剧上升；注射压(或最大值四周)，然后停顿变化或平缓下降，这时注射压力对熔体起两方面作用，一是抑制熔体在模腔内的流淌阻力，二是对熔体进展肯定程度的压实。时段，代表整个流淌充模阶段。在此阶段，注射压力随时间呈非线性变化，注射压力对熔体的作用必需充分，否则，熔体流淌会因阻力过大而中断，导致生产消灭废品。t～t时段，保压补缩阶段。如柱塞或螺杆停顿在原位保持不动，注射压力、喷嘴压力、模腔压力曲线2 3线保持不变，将与时间坐标轴平行。t～t时段，倒流阶段。柱塞或螺杆后退，注射压力撤除，大于流道压力，浇口已经冻结或喷嘴带有3 4止逆阀，倒流现象不存在，模腔压力下降平缓些〔EG段；如浇口没冻结，模腔压力快速下降。tt时段，冷却阶段。从浇口冻结时间开头，到制品脱模为止。模腔压力下降到最低值。4 518….何为倒流?倒流对塑件质量有何影响?答：倒流：指柱塞或螺杆在机筒中向后倒退时(即撤除保压力以后)，模腔内熔体朝着浇口和流道进展的反向流淌。整个倒流过程将从注射压力撤出开头，至浇口处熔体冻结〔简称浇口冻结〕时为止。倒流对于注射成型不利：使制品内部产生真空泡或外表消灭凹陷等成型缺陷。20．何为退火?其作用是什么?答：退火：将制品加热到θg～θf(θm)间某一温度后，进展肯定时间保温的热处理过程。其作用：加速塑料中大分子松弛，消退或降低制件成型后的剩余应力。具体来说，对于结晶形塑料制件，利用退火对它们21．何为调湿处理?其作用是什么?使用过程中发生尺寸变化。23．模具温度对注射成型有何影响?选择模具温度的原则是什么?适当提高模温，制件的外表粗糙度值也会随之减小。大的应力或明显的熔接痕等缺陷。选择模温的原则：模温必需低于塑料的热变形温度。构造，需要承受较高的模具温度。反之，对于黏度较小的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料，可承受较低的模温，这样可缩短冷却时间，提高生产效率。承受较低的模具温度。a、把模温取得尽可能低，以加快冷却速度缩然冷却，这样做也可以缩短制品在模内的冷却时间。具体承受何种方法，需要依据塑料品种和制件的简单程度确定。26．何为背压?为什么增大背压须与提高螺杆转速相适应?效果及塑化力量方面，故有时也叫做塑化压力。从螺杆式注射机的理论塑化力量计算公式m

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12L bm m以看出，增大背压时假设不提高螺杆转速，螺杆式注射机的塑化力量会下降，因此增大背压须与提高螺杆转速相适应。第五章 注射模概述典型的注射模由哪几局部组成?各局部的作用何在?侧抽芯机构、标准模架。浇注系统作用：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道。承受移动部件的重量。持推杆。在推板中一般还固定有复位杆，复位杆的作用是在动模和定模合模时使推出机构复位。排气槽作用：将成型过程中的气体充分排解。脱模。标准模架作用：削减繁重的模具设计与制造工作量。2．注射模按总体构造特征可分为哪几大类?试比较其优缺点。答：注射模按总体构造特征可分为七大类。①单分型面注射模具②双分型面注射模具大的开模行程。③带有活动镶件的注射模具优点：活动镶件使无法通过简洁的分型的塑件能从模具内取出。缺点：生产效率不高。④带侧向分型抽芯的注射模具优点：可实现自动生产，生产效率高。缺点：模具较简单，制造本钱高。⑤自动卸螺纹的注射模具优点：能自动脱卸带有内螺纹或外螺纹的塑件。缺点：模具构造简单，制造本钱高。⑥推出机构设在定模的注射模具能利用注射机的推出机构脱模。⑦无流道凝料注射模具缺点：模具本钱高，浇注系统和控温系统要求高，对制件形塑料有肯定的限制。设计注射模时，为什么要对注射模与注射机的相互关系进展校核?出的注射模与所选用的注射机相适应，才能生产出合格的塑料制件。5—20所示塑料制件，请初选适合的注射机型号(依据注射量、注射压力和锁模力，选用国产注射机，并设定承受单型腔)。解：塑件体积约25×12.×35-24.411.934.7=862(cm3)1077cm3以上。4-1870~90MPa锁模力：型腔内熔体压力p=kp0=0.4×80=32(MPa)中型腔压力35MPa。锁模力 35×106×0.135×0.26=122850(N),121MPa,6×106N.4．注射模的定位环起什么作用?答：模具定模板上凸出的定位环的作用：保证模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合。9．承受标准模架具有哪些优点和局限性?答：选用标准模架的优点：①简洁便利、买来即用、不必库存。②能使模具本钱下降。③简化了模具的设计和制造。④缩短了模具生产周期，促进了塑件的更换代。⑤模具的精度和动作牢靠性得到保证。局限性：①标准模架中模板的长、宽、高都只是在肯定的范围内，一些特别的塑件，可能无标准模架可选。②由于在标准模架中导柱、紧固螺钉及复位杆的位置已确定，有时可能会阻碍冷却管道的开设。③由于动模两垫块之间的跨距无法调整，在模具设计中往往需要增加支撑柱来减小模板的变形。第六章 注射模浇注系统1?答：从求体积流率的公式中可知，浇口断面尺寸增大，熔体流量q值成比例增加。但是，随着浇口断v面积的增大，熔体在浇口处的流速减慢，其表观黏度η相应提高，反使流量q下降。因此，浇口断面尺寸a v的增大有个极限值，这就是大浇口尺寸的上限。这说明“浇口尺寸越大越简洁充模”的观点是错误的。n1η=Ka

(n<1)，熔体的流速越快，表观黏度η越低，越有利于充模，流量q也越大。且由于熔体高速流过小浇口，局部动能a vq再次得到增加。v 到达极限值(一般为106s1)时，表观黏度不再随剪错误的。4…一般浇注系统由哪几局部组成?各局部的作用和设计要求是什么?答：一般浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成。开模时主流道凝料又能顺当地拉出。它单独设计成主流套衬套镶入定模板内，由高碳工具钢制造并热处理淬硬。有的可省去分流道。设计要求：尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避开熔体温度降低，还要考虑减小流道的容积。料以较快的速度进人并布满型腔，同时在布满后能适时冷却封闭。并滞留在动模一侧的作用。5….试比较“Z”形拉料杆、倒锥形拉料杆和球形头拉料杆的动作特点和适合的应用状况。答：Z形头拉料杆动作特点：塑件成型后，穴内冷料与拉料杆的钩头搭接在一起，拉料杆固定在推杆固定板上。开模时，拉料杆通过钩头拉住穴内冷料，使主流道凝料脱出定模，然后随推出机构运动，将凝料与塑件一起推出动模。取塑件时须朝钩头的侧向稍许移动，即可将塑件与凝料一起取下。适应场合：塑件脱模时可侧向移动。制推出。适应场合：用于弹性较好的塑料品种，由于取凝料不需要侧向移动，较简洁实现自动化操作。模。适应场合：专用于推板脱模机构中，塑料品种弹性较好。8…什么是冲击型浇口?为什么要承受冲击型浇口?时，直接冲击在型腔壁或型芯上，降低流速，转变流向，均匀地填充型腔，使熔体裂开现象消逝。9…试述浇口开设位置对塑件质量的影响。因此，浇口位置开设时应留意：①应避开熔体裂开而产生喷射和蠕动(蛇形流)②应有利于流淌、排气和补料③应使流程最短，料流变向最少，并防止型芯变形④位置及数量应有利于削减熔接痕和增加熔接强度⑤应考虑定位作用对塑件性能的影响⑥应尽量开设在不影响塑件外观的部位⑦应避开侧面冲击瘦长型芯或镶件11.常用的浇口形式有哪些?各有何特点?浇口、护耳浇口。直接浇口特点：由主流道直接进料。矩形侧浇口特点：断面为矩形，开设在模具的分型面上，从制品的边缘进料。膜状浇口特点：浇口的厚度减薄，浇口的宽度同塑件的宽度作成全都。轮辐浇口特点：将整个圆周进料改为几小段圆弧进料。爪形浇口特点：型芯头部开设流道，分流道与浇口不在同一平面内。流道模具。埋伏浇口特点：①浇口位置一般选在制件侧面较隐蔽处，可以不影响塑件的美观。向注入型腔。③浇口在模具开模时自动切断，不需要进展浇口处理，但在塑件侧面留有浇口痕迹。力损失大，必需提高注射压力。冷却收缩所产生的变形。15．试比较平衡式与非平衡式布置的优缺点。因而，熔体能以一样的成型压力和温度同时布满全部的型腔，获得尺寸一样、物理性能良好的塑件。板尺寸要大一些，增加了塑料在流道中的消耗量和模具的本钱。塑料在流道中的消耗量和降低了模具本钱。腔，从而不能获得尺寸一样、物理性能良好的塑件。长度，实行人工平衡。第七章 注射模成型零部件设计2…确定型腔总体布置和选择分型面时应考虑哪些方面的问题?试举例说明。一次成型的数量、型腔的布置，进浇点和排气位置、脱模方式等。选择分型面时应考虑的问题：(1)便于塑件脱模和简化模具构造；(2)尽可能选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料边易于消退或修整；(3)保证塑件尺寸精度；(4)有利于排气；(5)便于模具零件的加工；(6)考虑注射机的技术规格。3….凸模、凹模以及螺纹型芯和螺纹型环有哪些构造设计方法?简述其特征。答：⑴凹模构造设计分为整体式和组合式两种。适用于外形较简洁的塑件。于塑件外形较简单，整体凹模加工工艺性差的场合。⑵凸模构造设计方法：整体式和组合式。用于塑件内外表外形简洁的小型凸模。钢材、削减切削加工量时。螺纹型芯适用于成型塑件上的螺纹孔、安装金属螺母嵌件。螺纹型环适用于成型塑件外螺纹或固定带有外螺纹的金属嵌件。构造：整体式和组合式。螺纹型芯与螺纹型环构造设计要求：成型前使螺纹型芯或型环在模具内准确定位和牢靠固定，不因外便利地从模内取出，在模外用手动的方法将其从塑件上顺当地脱卸。4…..为什么不能单纯用提高模具成型零件的制造精度的方法来提高塑件的尺寸精度?答：由于影响塑件的尺寸精度有：①成型零部件的制造误差；②成型零部件的磨损；③塑料的成型收缩；④协作间隙引起的误差等。因此，只靠提高成型零件制造精度来减小塑件尺寸误差是困难和不经济的。5….为什么要对注射模成型零部件进展强度和刚度计算?么?答：由于注射成型时，成型零部件承受型腔高压熔体的作用，注射模成型零部件应具有足够强度与刚大尺寸型腔，刚度缺乏常为设计失效的主要缘由，应进展刚度校核。脱模。12．注射成型时排气不良会产生哪些后果?可承受的排气措施有哪些?塑件过厚的状况下，气体在肯定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。可承受的排气措施有：①用分型面排气。②用型芯与模板协作间隙排气。③利用顶杆运动间隙排气。位开设排气槽或排气孔。第八章注射模的导向及脱模机构设计1?导向机构有几种形式?各有何特点?机构，主要是对这些有相对运动的零部件起定位和定向，保证它们的准确对合。导向机构的形式：主要有导柱导向和锥面、销定位。导柱导向的特点：利用导柱和导向孔之间的协作来保证模具的对合精度。位机构与导柱导向结合使用，避开过大的侧压力让导柱单独承受而过早失去对合精度。同时锥面定位提高了模具的刚性。合模销定位的特点：用于垂直分型面的模具中，保证锥模套中的对拼凹模相对位置准确。3…..承受锥面定位时，能否不要导向柱?导柱就已经进入导向孔对模具进展导向，避面损坏模具。4….注射模具中为何要设置脱模机构?其设计原则是什么?答：为了使注射成型后塑件从凸模或凹模上脱出，注射模具中要设置脱模机构。其设计原则是：①保证塑件不因顶出而变形损坏、影响外观。的活塞推出塑件。6….简洁脱模机构有几种?每种构造的特点及适用状况如何?件联合脱模等机构。直接与塑件接触，开模后将塑件推出。其适用状况：一种最常用的脱模机构。适用于环型、筒型塑件或塑件带孔局部的推出。管脱模机构简洁。适用状况：薄壁容器、壳形塑件及外外表不允许留有推出痕迹的塑件。纹型芯、螺纹型环或成型侧凹或侧孔的镶块成型。薄壁深腔塑件。多种脱模方式联合脱模机构特点：承受数种脱模方式同时作用，可使塑件受力部位分散，受力面积增仅承受一种脱模机构不能保证塑件顺当脱出或易使塑件局部受力过大而变形的塑件。7….推杆脱模机构由哪几局部组成?各局部的作用如何?答：推杆脱模机构由推出部件、推出导向部件和复位部件等组成。1、推杆固定板2、推板58等组成。作用：推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出；推杆固定板和推板起固定推杆及传递注射机顶出压缸推力；挡销调整推杆位置和便于消退杂物。43组成。作用：使推出过程平稳，推出零件不致弯曲和卡死。7，也有利用弹簧复位的。作用：使完成推出任务的推出零部件回复到初始位置。11．螺纹塑件的脱模方式有哪几种?各有何优缺点?机构。〔利用塑件弹性脱螺纹〕或仅用于小批量生产〔用硅橡胶作螺纹型芯。外将它们分开，模具构造简洁，但生产效率低。螺纹局部回转的脱模机构方式，模具构造较简单，但自动化程度高〔手动脱螺纹机构外。第九章侧向分型与抽芯机构设计1?侧向分型抽芯机构有几大类?各类的主要优缺点是什么?顺当脱出。〔按动力源分〕手动、气动、液动和机动抽芯机构。〕操作、无需另外添置设备。缺点：构造较简单。3.怎样计算斜销直径、斜销长度和开模行程?答：斜销直径3FL3FLcswF，抽芯力；L，斜销的有效工作长度；α，斜销的倾角；[σ]，斜销材料的弯曲许用应力。c w斜销的长度αLd9—10L。L LLLLL

Dtan t dtan S 总 1 2 3

4 5 2 cos 2 sin 〔9—10〕式中L5——锥体局部长度，一般取(10～15)mm；D——固定轴肩直径；t——斜销固定板厚度。开模行程HScotS，抽芯距；α，斜销倾角。6、斜销侧向分型抽芯机构由哪些构造要素组成?设计时应留意哪些问题?设计时应留意：150~200250T10AT8A20钢渗碳淬火，热处理硬度在55HRC以上，外表粗糙度Ra0．8μm。协作：斜销与其固定H7／m6H7／n6；与滑块斜孔承受较松的间隙协作，如H11／d110.5～1mm间隙。销固定或螺钉顶紧；大尺寸型芯可用燕尾连接、薄片状型芯可嵌入通槽再用销固定；多个小型芯承受压板固定。材料：滑块，45T8、T1040HRC以上；型芯CrWMn、T8、T1050HRC以上。③滑块的导滑槽：滑块与导滑槽的协作：二者之间上下、左右各有一对平面协作，协作取H7／f7，其余各0.5~12／3，有时为了不增大模具尺寸，可承受局部加长的措T8、T1050HRC以上。④滑块定位装置：依据需要形式有：利用限位挡块定位，利用弹簧使滑块停靠在限位挡块上定位时，弹簧倍；弹簧销定位；弹簧钢球定位；埋在导滑槽内的弹簧和挡板与滑块的沟槽配合定位。⑤锁紧块：锁紧角大于斜销(2～3)。在何种状况下需承受先复位机构?依靠复位杆使推杆复位的模具，当侧型芯与推杆在垂直于开模方向的投影消灭重合部位，且不满足htanS〔h——合模时，推杆端部到侧型芯的