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A2.注射成型方法。

注射成型是根据金属压铸成型原理发展起来的，首先将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热熔融成粘流态，然后在柱塞或螺杆的推动下，以一定的流速通过料筒前面的喷嘴和模具的浇注系统注射入闭合的模具型腔中，经过一定时间后，塑料在模内硬化定型，接着打开模具，从模内脱出成型的塑件。

B3.通过学习本课程，应达到如下目的：

1）了解聚合物的物理性能、流动特性、成型过程中的物理、化学变化以及塑料的组成、分类及其性能。

2）了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求。

3）能掌握各种成型设备对各类模具的要求。

4）掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法，能设计中等复杂程度的模具。

5）具有初步分析、解决成型现场技术问题的能力，包括具有初步分析成型缺陷产生的原因和提出克服办法的能力。

第二章塑料成型基础

知识点：

了解聚合物的分子结构与热力学性能；

粘性流体流变性质的经验性表达式，压力—温度等效性关系；

流体在充模过程中的状态；

影响塑件中聚合物分子取向的原因；

聚合物在成型过程中的物理和化学变化。

了解塑料的组成和分类；

成型工艺性能。

熟悉热塑性塑料的基本特性、主要用途、成型特点。

1A.无论天然树脂，还是合成树脂，它们都属于有机高分子化合物。

2A.线型聚合物的物理特征是具有弹性和塑性。

3B.树脂是塑料的主要成分，它单独或混合于塑料中的其他一切组成部分。

4B.塑料的主要成分是树脂。

几乎所有的塑料都是以各种各样的树脂为基础，再加上用来改善其性能的各种添加剂制成的。

5A.塑料之所以具有可塑性或弹性都是分子排布所赋予的。

6A.聚合物在加工过程中，形成三维结构的反应称为交联。

7B.聚合物成型塑件常常是在压力和温度作用下进行的。

8A.在成型加工过程中，聚合物会发生物理和化学变化。

9A.聚合物的物理力学性能与分子排布密切相关。

10A.聚合物在成型过程中，大部分工艺均要求它处于粘流态。

11B.处于粘流态的聚合物，不仅易于流动而且易于成型。

12B.切应力在管中心为0向管壁逐渐增大（填增大还是减小）而在管壁处为最大。

13A.对热固性聚合物来说，正确的加工工艺的关键是使聚合物组分在固化之前完成

充模过程。

14A.在成型加工过程中，聚合物会发生的物理变化有结晶、取向，发生的化学变化有降解、交联变化。

15A.按照温度的不同，线型无定形聚合物表现出的三种状态为：

玻璃态、高弹态和粘流态。

16A.塑料在低于脆化温度时，会发生脆化现象，在很小的外力作用下，就会发生断裂，使塑料失去使用价值。

17B.线型无定型聚合物处于高弹态时，表面硬度较低（填“高”或“低”），弹性较好（填“好”或“差”），如去除外力，变形量可以（填“可以”或“不可以”）恢复，弹性是可逆（填“可逆”或“不可逆”）的。

18A.当温度高于热分解温度时，聚合物变会发生热分解，产生可燃性低分子物质以及挥发性低分子物质气体。

19B.高度交联的体型聚合物通常不存在粘流态甚至高弹态，即遇热不熔，高温时则分解。

20B.一般来说，聚合物的分子支链越长，支化程度越高，则它们与附近其他大分子链缠结越紧，就会导致变形和流动困难，因此表现为粘度增大、流动性降低。

21A.聚合物大分子的粘度与温度有关，温度升高，聚合物粘度下降。

22B.聚合物熔体在成型压力增大时，粘度有所提高。

22A.塑料熔体流经的管道长度越长，则塑料熔体在通过管道时，产生的压力损失就越大。

23B.塑料熔体在圆形管道内流动，若管道截面直径越小，则塑料熔体在通过管道时，产生的压力损失就越大。

24A.液体在平直圆管内收切应力而发生的流动形式有层流和湍流两种。

25B.线型无定形聚合物的成型温度是介于粘流温度和热分解温度之间的。

若这两者之间的差值越大，则塑料的成型越容易。

26B.线型无定形聚合物的使用温度是介于脆化温度和玻璃化温度之间的。

若这两者之间的差值越大，则塑件可使用的温度范围就越大。

27B.在端末效应中，聚合物熔体在刚刚流出管道时，会先收缩，之后会膨胀。

而且，当流动速度恒定时，管道如果越短，则膨胀的现象越严重。

28B.端末效应往往对塑料的成型时不利的，可能导致产品变形和扭曲，降低塑件的尺寸稳定性，并可能在塑件内产生应力，降低塑件物理和力学性能。

29A.取向作用分为两种，一种是流动取向，一种是拉伸取向。

30A.塑料熔体在管道内的取向，从程度上来说，熔体越贴近管道内壁，其取向程度就越高。

31A.交联反应主要发生在热固性塑料的成型过程中。

32B.所谓“硬化得好”，“硬化得完全”并不说明交联反应完全，而是指在成型固化过程中，交联反应发展到了一种最为适宜的程度，在这种程度下，塑件能获得最佳的物理和力学性能。

三、判断题

A（√）1.加工过程中，聚合物的降解，一般都难以完全避免。

A（√）2.在成型的塑料制件中，会不会出现晶体结构，需由成型时塑料制件的冷却速率来决定。

A（×

）3.注射模主要用于热固性塑料制件的成型。

）4.聚合物的物理力学性能与气候温度密切相关。

A（√）5.切应力在管中心为零，在管壁处为最大。

A（√）6.体型聚合物机械性能耐热性比线型聚合物有所提高。

）7.体型聚合物的耐溶剂性化学稳定性比线型聚合物有所降低。

）8.为了提高生产效率，就必须要加大压力，提高熔体的流速。

B（√）9.当模具型腔充不满时，降低塑料熔体的表观粘度，是有效的方法。

）10.溶体流动第一区段是经浇口射入模腔过程中的流动相变及固化。

四、名词解释

1A.特殊塑料

特殊塑料是指具有某些特殊性能的塑料。

这类塑料有高的耐热性或高的电绝缘性及耐腐蚀性等，特殊塑料还包括为某些专门用途而改性制得的塑料。

2A.通用塑料

通用塑料是一种非结构用塑料，它的产量大，价格低，性能一般，可作为日常生活用品、包装材料以及一般小型机械零件，其产量约占塑料总产量的80%。

3B.取向作用

在聚合物成型过程中，由于受剪切力和拉伸力的作用，聚合物会发生取向作用。

一种是聚合物熔体的大分子及其添加物在剪切流动中沿着运动方向排列，称为流动取向；

另一种是在拉伸力的作用下，大分子或微晶等结构沿受力方向排列，称为拉伸取向。

4A.交联

聚合物在成型过程中，形成三维网状结构的反应称为交联。

5A.降解

由于聚合物大分子受热和应力的作用，或由于在高温下受微量水分、酸、碱等杂质及空气中氧的作用，聚合物会发生相对分子量降低或大分子结构改变等化学变化，通常把相对分子质量降低的这种现象称为降解。

6A.填充剂

为改善塑料的性能、便于成型、延长使用寿命或降低成本，或者获取一般塑料本身所不具备的某些性能，如导电性、导磁性，在塑料内添加的一种物质。

五、简答题

1B.聚合物为什么会发生降解，采取什么措施减少或避免聚合物降解？

由于聚合物大分子受热和应力的作用，或由于在高温下受微量水分、酸、碱等杂质及空气中氧的作用，聚合物会发生相对分子量降低或大分子结构改变等化学变化，即为降解。

采取以下四点措施可以减少或避免聚合物降解：

1）严格控制原材料的技术指标，使用合格的原材料；

2）使用前对聚合物进行严格干燥；

3）确定合理的加工工艺和加工条件，使聚合物在不易产生降解的条件下加工成型；

4）使用附加剂。

2C.加工过程中减少和避免聚合物降解的措施？

1）严格控制原材料的技术指标，使用合格的原材料。

聚合物的质量在很大程度上受合成过程中工艺的影响，例如大分子结构中含有双键或支链，相对分子质量分散性大，原料不纯或因后期净化不良而混有引发剂、催化剂、酸、碱或金属粉末等多种化学或机械杂质时，聚合物的稳定性和加工性变坏。

2）使用前对聚合物进行严格干燥，特别是聚酯、聚醚和聚酰胺等聚合物在存放过程中容易从空气中吸附水分，使用前通常应使水分含量降低到0.01％—0.05％以下。

3）确定合理的加工工艺和加工条件，使聚合物在不易产生降解的条件下加工成型，这对热稳定性差、加工温度和分解温度非常接近的聚合物尤为重要。

绘制聚合物成型加工温度范围图有助于确定合适的成型条件。

一般加工温度应低于聚合物的分解温度。

4）使用附加剂，根据聚合物性能，特别是加工温度较高的情况，在配方中考虑使用抗氧剂、稳定剂等以加强聚合物对降解的抵抗能力。

3A.塑料按受热后所表现的性能，可分为哪两类，各自的表现又怎样？

可分为线型无定形聚合物和线型结晶聚合物。

线型无定形聚合物在受热时，明显存在三种物理状态：

玻璃态、高弹态、粘流态。

聚合物在玻璃态时，其处于刚性状态，弹性模量很大；

在高弹态时，变得柔软而富有弹性；

在粘流态时，聚合物成为液体。

线型结晶聚合物具备玻璃态和粘流态，但无明显的高弹态，且熔点很高。

4A.塑料的添加剂主要有哪几种，其主要作用是什么？

主要有：

填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂和固化剂。

填充剂作用是调整塑料的物理化学性能，提高材料强度，扩大使用范围，降低成本。

增塑剂作用是提高塑料的可塑性和柔软性。

稳定剂作用是抑制和防止塑料在加工和使用过程中因受热、光、氧的作用而分解变质，提高塑件寿命。

润滑剂作用是对塑料表面起润滑作用，防止塑料在成型加工过程中粘附在模具上，提高塑料的流动性，使塑料表面更光滑。

着色剂作用是满足美观要求。

固化剂作用是促使合成树脂进行交联反应而形成体型网状结构，或加快交联反应速度。

5A.降解的实质表现是什么？

降解的实质是大分子链发生了结构变化，如断链、交联和侧基的变化等。

6A.塑料有哪六大特性？

密度小、比强度高、绝缘性好、化学稳定性高、减磨耐磨性好、减振隔音性好。

7B.按塑料制件的成型方法不同，塑料模具可分为哪几类？

按塑料制件的成型方法不同，塑料模具可分注射模、压缩模、压注模、挤出模、气动成型模，此外，还有泡沫塑料成型模、浇注成型模、滚塑成型模、压延成型模、拉丝成型模以及聚四氟乙烯冷压成型模等。

8A.稳定剂的作用是什么？

第三章塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性

1、了解塑料成型的方法，掌握各种塑料成型的原理及工艺特性

2、掌握塑料成型制件的结构工艺性

A1.气动成型是借助压缩空气或抽真空的方法来成型塑料瓶、罐、盒类塑件，主要包括中空吹塑成型、真空成型及压缩空气成型

A2．根据成型方法不同，中空吹塑成型可分为挤出吹塑成型、注射吹塑成型、注射拉伸吹塑成型等。

B3.真空成型方法主要有凹模真空成型、凸模真空成型、凹凸模先后抽真空成型、吹泡真空成型、柱塞推下真空成型和带有气体缓冲装置的真空成型等。

B4.塑件的尺寸精度不仅与模具制造精度及其使用磨损有关，而且还与塑料收缩率的波动、成型工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化和模具的结构形状有

C5.塑件上脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率大小、摩擦系数大小、塑件壁厚和几何形状有关。

B6.硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；

形状愈复杂或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度；

塑件高度愈高、孔愈深，则取较小的脱模斜度；

壁厚增加，内孔包住型芯，脱模斜度也应大些。

A7.对于塑件的某些部位，在成型必须处于分型面、型芯与型腔配合处等位置时，则不便制成圆角，而采用尖角。

A8.塑件上螺纹的直径不宜过小，螺纹的外径不应小于4mm，内径不应小于2mm，精度不超过3级。

A9.嵌件设计塑件中镶人嵌件的目的是提高塑件局部的强度、硬度、耐磨性、导电性、导磁性等，或者是增加塑件的尺寸和形状的稳定性，或者是降低塑料的消耗。

A10.塑件上标记的高度不小于0.2mm，线条宽度一般不小于0.3mm，通常以0.8mm为宜。

两条线的间距不小于0.4mm，边框可比字高出0.3以上，标记的脱模度可大100。

C11.采用活动镶件结构形式的模具，其优点不仅省去了斜导柱、滑块等复杂结构的设计与饭造，使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本，更主要的是在某些无法安排斜滑块等结柯的场合，必须使用活动镶件形式。

B12.塑料齿轮目前主要用于精度和强度不太高的传动机构，其主要特点是重量轻、传动噪小，用作齿轮的塑料有尼龙、聚碳酸醋、聚甲醛、聚矾等。

A13.对于薄型齿轮，如果厚度不均匀，可引起齿型歪斜，因此用无轮毂、无轮缘的齿轮可以好地解决这种问题。

A14.生产带嵌件的塑料制件会降低生产效率，使塑件的生产不易实现自动化

B15.为了减少嵌件造成的内应力，使塑件不致破裂，也可采用成型以后再压人嵌件的方法。

A16、塑料制件上的孔是多种多样的，常见的有通孔、盲孔形状复杂的孔。

A17、孔应设置在不易削弱塑件强度的地方。

相邻两孔之间和孔与边缘之间应保留适当距离。

B18、盲孔只能用一端固定的单支点型芯来成型，因此其深度应比通孔浅。

根据经验，注射成型或压注成型时，孔深应不超过孔径的4倍。

A19、塑件上的螺纹可以在成型时直接成型，也可以用后加工的办法机械加工成型，在经常装拆和受力较大的地方，则应该采用金属的螺纹嵌件。

A20、塑料螺纹的机械强度比金属螺纹机械强度低5—10倍。

A21、一般塑件螺纹的螺距不小于0.7mm，注射成型螺纹直径不小于2mm，压缩成型螺纹直径不小于3mm。

B22、要求不高的螺纹（如瓶盖螺纹）用软塑料成型时，可强制脱模，这时螺牙断面最好设计得浅一些，且呈圆形或梯形断面。

B23、在同一螺纹型芯或型环上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹旋向相同，螺距相等。

B24、塑料齿轮具有重量轻、弹性模量小、在同样制造精度下比钢和铸铁齿轮传动噪声小等特点。

A25、按其成型塑料的材料可分为热塑性塑料注射模具和热固性塑料注射模具。

二、选择

A（A）1、热塑性塑件的壁厚一般在（）mm

A、1—4B、1—5C、1—8

A（A）2、对中心距尺寸可取表中数值之半冠以（）号。

A、“土”B、“+”C、“－”

A（A）3、对于流动性差的塑料（如玻璃纤维增强塑料、布基塑料等）或薄壁塑件，在进行注射成型和压注成型时，塑件的尺寸不可（），以免不能充满型腔或形成熔接痕，从而影响塑件的外观和强度。

A、过大B、过小C、正好

B（A）4、加强肋与塑件壁连接处应采用圆角过渡；

加强肋端面高度不应超出塑件高度，宜低于（）mm以上

A、0.5B、0.6C、0.7

A（A）5、一般来说，模具表面的粗糙度数值要比塑件低（）级。

A、1～2B、2～4C、3～5

B（A）6、（）方法简单，但会出现不易修整的横向飞边，且当孔较深或孔径较小时易弯曲；

A、通孔B、盲孔C、异形孔

B（A）9、盲孔只能用一端固定的型芯来成型，因此其深度应（）于通孔

A、浅B、深C、等

A（A）10、薄片状嵌件可在塑件流动的方向上打孔，降低料流阻力，以（）嵌件的受力变形

A、减少B、增加C、等于

A（A）11、为防止带有塑件的塑件开裂，嵌件周围的塑料层应有足够的（）度.

A、厚B、宽C、长

B（A）12、标记、符号在塑件上为（）形时，在模具上就为（）形；

A、凸,凹B、凹,凹C、凸,凸

B（A）13、嵌件在模具内安装的配合形式常采用HS/f8，配合长度一般为。

A、3～5B、4～6C、6～8

A（A）14、由于豁口的弹性连接力较弱，所以此种弹性安装形式适合于直径（）8mm的镶件。

A、小于B、大于C、等于

A（A）18、由于塑件在冷却过程中产生（），因此在脱模前会紧紧地包住凸模（型芯）或模腔中的其他凸起部分。

A、收缩B、放大C、不变

B（A）19、设计带有活动镶件的注射模时应注意：

活动镶件在模具中应有可靠的定位，它和安放孔的配合面一般应设计成（）的斜面

A、3º

～5º

B、4º

～6º

C、5º

～8º

B（A）24、压缩成型时，孔的深度应浅些，平行于压缩方向的孔径一般不超过孔径的（）倍。

A、2.5B、5C、10

A（C）25、塑件上的螺纹应选用螺牙尺寸较大者，螺纹直径较小时不宜采用（）螺纹。

A、粗牙B、中等C、细牙

B（A）26、成型塑料螺纹的精度不能要求太高，一般低于（）级。

A、3B、4C、5

A（B）27、由于塑料的收缩率（），所以一般只宜用收缩率相同的塑料齿轮相互啮合工作。

A、较小B、较大C、特别

B（B）28、塑料螺纹的机械强度比金属螺纹机械强度低（）倍。

A、2～4B、5～10C、10～20

B（A）29、在同一螺纹型芯或型环上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹旋向（），螺距相等。

A、相同B、不相同C、两种都有可能

B（C）30、盲孔只能用一端固定的单支点型芯来成型，因此其深度应比通孔（）。

A、深B、相等C、浅

A（√）1.中空吹塑成型是将处于塑性状态的塑料型坯置于模具型腔内，使压缩空气注人型坯中将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，经冷却定型得到一定形状的中空塑件的加工方法。

A（√）3.凹模真空成型是一种最常用、最简单的成型方法

A（√）4.压缩空气成型原理与真空成型相似，成型方法亦包括凹模成型、凸模成型、柱塞加压成型等。

A（√）5.塑件尺寸的大小取决于塑料的流动性。

A（√）6.塑料制件的表面粗糙度是决定其表面质量的主要因素。

A（√）7.加强肋的作用是在不增加壁厚的情况下，增加塑件的强度和刚度，防止塑件翘曲变形。

B（√）8.塑件的表面粗糙度Ra一般为0.8—0.2μm。

A（√）9.如果模具上螺纹的螺距未考虑收缩值，那么塑件螺纹与金属螺纹的配合长度则

不能太长，一般不大于螺纹直径的1.5—2倍，否则会因干涉造成附加应力，使螺纹连接强度降低。

）12、直径小于1.5mm的孔或深度太大的孔最好用直接成型的方法获得。

）13、盲孔只能用一端固定的单支点型芯来成型，因此其深度应比通孔深。

A（√）14、对于斜孔或形状复杂的孔可采用拼合的型芯来成型，以避免侧向抽芯纹时，应使两段螺纹旋向相同，螺距不相等，

B（√）17、由于塑料的收缩率较大，所以一般只宜用收缩率相同的塑料齿轮相互啮合工作。

B（√）15、在经常装拆和受力较大的地方，则应该采用金属的螺纹嵌件

B（×

）16、在同一螺纹型芯或型环上有前后两段螺

B（√）18、安放在模具内的嵌件，在成型过程中要受到塑料流的冲击，因此有可能发生位移和变形

四、简答题

A1.解释压缩空气成型?

压缩空气成型是借助压缩空气的压力，将加热软化的塑料板压入型腔而成型的方法。

B2.怎样才能获得优质的塑料制件？

要想获得优质的塑料制件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性，这样，不仅可使成型工艺得以顺利进行，而且还能满足塑件和模具的经济性要求，即以最低的成本生产出合格的产品。

B3.在进行塑件结构工艺性设计时，必须遵循哪几个原则。

（1）在设计塑件时，应考虑原材料的成型工艺性，如流动性、收缩率等。

（2）在设计塑件的同时应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推机构简单。

（3）在保证塑件使用性能、物理性能与力学性能、电性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等的前提下，力求结构简单，壁厚均匀，使用方便。

（4）当对设计的塑件外观要求较高时，应先通过造型，然后逐步绘制图样。

塑料制件结构工艺性设计的主要内容包括：

尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形状、斜度、加强肋、支承面、圆角、孔、螺纹、齿轮、嵌件、文字、符号及标记等。

B4.解释模塑件尺寸公差代号与公差等级的分类?

模塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分为7级，每一级又可分为A、B两部分，其中A为不受模具活动部分影响尺寸的公差，B为受模具活动部分影响尺寸的公差（例如由于受水平分型面溢边厚薄的影响，压缩件高度方向的尺寸）；

该标准只规定标准公差值，上下偏差可根据塑件的配合性质来分配。

B5.怎样才能使壁厚尽量一致？

为了使壁厚尽量一致，在可能的情况下常常是将厚的部分挖空。

如果在结构上要求具有不同的壁厚时，不同壁厚的比例不应超过1:

3，且不同壁厚应采用适当的修饰半径使厚薄部分缓慢过渡。

A6、通孔成型方法

1）由一端固定的型芯来成型

2）由一端固定的两个型芯来成型

3）由一端固定，另一端导向支撑的双支点型芯来成型

第四章注射模结构与注射机

教学目的与要求：

1.掌握注射模的分类方法及注射模结构组成

2.了解一些注射模的典型结构

3.掌握注射机的类型，各种注射机的工艺参数以及注射模与注射机之间的关系

1A.按其使用注射机的类型可分为卧式注射机用的注射模具、立式注射机用的注射模具及角式注射机用的注射模具。

2B.在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为2º

-6º

，表面粗糙度Ra＜0.8；

在直角式注射机上使用的模具中，主流道开设在分型面上，因其不需沿轴线上拔出凝料，一般设计成圆柱形，其中心轴线就在动定模的合模面上。

3A.注射成型不仅可以成行热塑性塑料，还可以成型某些热固性塑料。

4B.按照注射成型工艺特点，注射模可以分为单型腔注射模、多型腔注射模、普通流道注射模、热流道注射模、热塑性塑料注射模、热固性塑料注射模等等。

5A.注射模具的定模部分需要安装在注射机的固定模板上，动模部分安装在注射机的移动模板上。

6B.模架是导向机构和支撑零部件，这两部分的合称。

7B.拉料杆的作用是在分型的时候，将浇注系统凝料从浇口套中拉出。

8A.一般要将推出机构设置在动模一侧，而且塑件在分型后也要尽量留在动模一侧，以便于推出机构将塑件推