模具设计复习考试指导.docx

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模具设计复习考试指导

塑料模具部分

一填空题样题

1热塑性塑料在恒定压力下，随加工温度变化，存在三种状态，不同的成型加工对应不同的状态，中空成型应是_高弹态__状态；挤出成型应是_粘流态___状态；注射成型是_粘流态___状态。

2塑料由____树脂_和___助剂__组成，但各组分的作用各不相同，若一塑料材料成型性能差，则可加入__增塑剂___改善。

3衡量热固性塑料流动性的指标是_拉西格流动性____。

4粘度是塑料熔体内部抵抗流动的阻力，其值一般是随剪切应力的增加而减少，随温度升高而降低，但每种材料对两值的敏感程度不同，PC对__温度___敏感,黏度大则流动性__小___。

5塑料的分类方法很多，按合成树脂___分子结构__和____热性能_分为热固性塑料和热塑性塑料。

前者特点___成型后受热不变形__

二简答题

1什么是聚合物的取向，其影响因素有哪些？

答：

聚合物高分子及其链段或结晶聚合物的微晶粒子在应力作用下形成的有序排

列，成为取向。

影响取向的因素包括：

熔体和模具的温度、注射压力和保压力、

充型速度、浇口的大小和形式。

2聚合物取向对聚合物性能有什么影响？

答：

对于非结晶聚合物来说，取向后的聚合物会呈现明显的各向异性，沿着取向方向力学性能显著提高，与取向方向垂直的方向力学性能显著下降；对于结晶聚合物来说，力学性能和密度都在该方向上得到提高，弹性和韧性也会改善，伸长率下降。

3什么是聚合物的降解？

降解的类型有哪些？

答：

聚合物分子在受到热、应力、微量水、酸、碱等杂质以及空气中氧的作用，会导致聚合物链断裂、分子变小、相对分子质量降低的现象称为聚合物降解；降解类型有：

热降解、氧化降解、水降解和应力降解。

4防止聚合物降解的方法有哪些？

答：

（1）严格控制成型原料的技术指标，

（2）成型前对物料进行预热和干燥，严格控制水分；（3）制定合理的工艺参数；（4）成型设备和模具状态应该具有良好的结构；（5）对热、氧稳定性较差的聚合物，可以考虑在配方中加入稳定剂和抗氧化剂等。

5什么是聚合物的交联？

其有什么作用，主要用于什么地方？

答：

聚合物由线性结构转变为体型结构的化学反应过程称为交联；作用：

提高塑件的强度、耐热性、化学稳定性和尺寸稳定性；主要用于热固性聚合物的成型固化中。

6成型收缩的形式有哪些？

答：

1、塑件的线性尺寸收缩，2、收缩的方向性，3、后收缩，4、热处理收缩。

7影响收缩率变化的因素有哪些？

答：

塑料的品种、塑料的特征、模具的结构，成型工艺参数。

8塑件的总体尺寸大小受哪些方面的限制？

答：

塑料流动性，成型设备。

9塑件精度等级分几级，如何标注？

答：

分7个等级，MT后面加数字1-7表示。

10塑件表面粗糙度与模具各成型表面的粗糙度有什么样的关系？

答：

一般模具型腔表面粗糙度值要比塑件的要求低1-2级。

11塑件壁厚对其质量有什么样的影响？

答：

壁厚过小难以满足使用强度和刚度的要求，对于大型复杂件难以充满型腔；壁厚太大，不但浪费材料，而且塑件内部容易产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷，同时还会增加冷却时间。

12脱模斜度如何标注？

答：

外轮廓面标注在大端，内轮廓面标注在小端。

13塑件孔常见的有哪几种类型？

什么是孔的碰穿和插穿？

答：

塑件孔类型有通孔、不通孔、复杂形状的孔、螺纹孔等，这些孔绝大多数与塑件同时成型；凹凸模镶块有些部分互相碰在一起，一般没有脱模斜度的相碰称之为碰穿，而有脱模斜度的相碰称之为插穿。

14塑件螺纹设计应注意哪些问题？

答：

1、为了使用方便和提高塑件寿命，则在螺纹端部有大于5mm的无螺纹区；2、在同一塑件的同一部位的同轴线上有前后两段螺纹时，其螺纹的螺距和旋转方向应一致；3、外螺纹直径不应小于3mm，内螺纹直径不应小于2mm;3、应尽量缩小配合长度，配合长度小于螺纹直径1.5-2倍；3、如果塑件上的螺纹在使用时不经常拆卸且紧固力不大时，可采用自攻螺钉的结构固定。

15简述柱塞式注射机与螺杆式注射机工作原理及优缺点。

答：

（1）柱塞式注射机，原理：

现将粉状或粒状塑料从注射机的料斗中送进配备加热装置的料筒中，塑化成熔融状态；然后在柱塞的推动下，塑料熔体被压缩，并以极快的速度经喷嘴注入到模具的型腔中；最后充满型腔的熔体经过保压、冷却而固化成塑件开模取出，如此即完成一个成型周期；其缺点是塑化程度很不均匀。

（2）螺杆式注射机在合模、充型、保压、冷却及脱模过程与柱塞式注射机相同，不同之处是：

螺杆推动其头部聚积的熔体充型时本身只作平移而不转动，当塑件冷却的同时和保压结束以后螺杆开始转动……优点是塑化能力强，塑化效果好，压力损失小及注射速度高，且充型均匀。

16注射成型工艺过程包括哪三个过程？

答：

注射前的准备，注射过程，塑件的后处理。

17注射过程包括哪些步骤？

答：

加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模。

18注射充型可细分为几个阶段，并指出各个阶段压力变化情况。

答：

（1）流动充型阶段，压力逐渐增大

（2）保压补缩阶段，压力缓慢减小（3）倒流阶段，压力减小（4）冷却定型阶段，压力减小。

19注射成型中需要控制的温度有哪些，如何控制？

答：

料筒温度、喷嘴温度和模具温度。

20注射成型过程需要控制的压力有哪些，它们是如何影响塑化和塑件质量的？

答：

塑化压力、注射压力、保压压力、型腔压力，它们直接影响塑料的塑化和塑件的质量。

21什么是成型周期？

其包括哪几部分？

答：

完成一次成型工艺所需的时间成为成型周期。

包括：

注射时间（充型时间和保压时间）、合模冷却时间、其他时间（指开模、脱模、涂脱模剂、安装嵌件和合模等时间）。

22完整的注射过程包括哪些阶段？

答：

（1）塑化、计量阶段，包括塑化、计量

（2）注射充型，包括流动充型阶段，保压补缩阶段，倒流阶段，冷却定型阶段（3）冷却定型阶段。

23注射模的脱模机构设计原则是什么？

答：

塑件滞留于动模，保证塑件不变形损坏，力求良好的塑件外观。

24注射模的浇口类型。

答：

直接浇口，中心浇口，点浇口，侧浇口，潜伏式浇口，护耳型浇口。

25浇口的设计原则。

（1）避免引起熔体破裂现象

（2）有利于塑料熔体补缩（3）有利于熔体流动（4）有利于型腔内气体的排出（5）减少塑件熔接痕增加熔接强度（6）防止料流将型芯或嵌件挤压变形（7）注意高分子取向对塑料性能的影响（8）保证流动比在允许范围内。

26注射模成型零件的工艺性？

答：

（1）避免产生尖角、薄钢现象

（2）保证成型零件的强度和刚度（3）易于加工（4）易于修整尺寸、维修及装配（5）不能影响外观

27冷却系统的设计原则？

答：

以保证塑件均匀冷却为基本原则；冷却水孔尽量多，尺寸尽量大；冷却水孔到型腔距离要适宜；水料并行，强化浇口处的冷却，入水与出水的温差不可过大；冷却水孔的布置要合理；冷却水道要便于加工装配。

28读图

冲压模具设计部分

1冲裁工序？

它在生产中有何作用

答：

利用安装在压力机上的冲模，使板料的一部分和另一部分产生分离的加工方法，就称为冲裁工序。

冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法，它既可以用来加工各种各样的平板零件，如平垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等，也可以用来为变形工序准备坯料，或对成型的零件，如拉深件、成形件等进行修边、切口、冲孔等工作。

2冲裁的变形过程是怎样的

答：

经历弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段这三个阶段。

3普通冲裁件的断面具有怎样的特征？

这些断面特征又是如何形成的？

答：

冲裁断面分为四个区域：

塌角带、光亮带、断裂带和毛刺。

塌角带是由于凸模下降压迫板料表面后使板料产生拉伸、弯曲变形，由于板料本身具有整体的连续性，一处变形势必牵连到附近材料参与变形，在弹性变形阶段形成初始塌角，随着凸模不断下降，变形区由弹性变形阶段进入塑性变形阶段，成为永久性塌角；光亮带产生于塑性变形阶段，当凸模挤入板料，压应力起主导地位时，压应力阻止或减小金属晶间变形，最终形成光亮带；断裂带是由于在冲裁过程的第三阶段（即断裂阶段），刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下不断扩展而形成的撕裂面，这一区域断面粗糙并带有一定的斜度。

毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深度时，刃尖部分呈高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在距刃尖不远的地方发生。

随着冲压过程的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。

对普通冲裁来说，毛刺是不可避免的，但我们可以通过控制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。

4什么是冲裁间隙？

冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响？

答：

 冲裁间隙是指冲裁凹模、凸模在横截面上相应尺寸之间的差值。

该间隙的大小，直接影响着工件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的使用寿命。

 当冲裁模有合理的冲裁间隙时，凸模与凹模刃口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合，这时冲裁件切断面平整、光洁，没有粗糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷，如图2.1.6所示。

工件靠近凹模刃口部分，有一条具有小圆角的光亮带，靠近凸模刃口一端略成锥形，表面较粗糙。

 当冲裁间隙过小时，板料在凸、凹模刃口处的裂纹则不能重合。

凸模继续压下时，使中间留下的环状搭边再次被剪切，这样，在冲裁件的断面出现二次光亮带，如图4-5b所示,这时断面斜度虽小，但不平整，尺寸精度略差。

 间隙过大时，板料在刃口处的裂纹同样也不重合，但与间隙过小时的裂纹方向相反，工件切断面上出现较高的毛刺和较大的锥度。

5冲裁模的凸模、凹模采用分开加工有什么特点？

6如何确定配合加工时凸模、凹模的刃口尺寸？

7降低冲裁力的措施有哪些？

答：

当采用平刃冲裁冲裁力太大，或因现有设备无法满足冲裁力的需要时，可以采取以下措施来降低冲裁力，以实现“小设备作大活”的目的：

1、采用加热冲裁的方法：

当被冲材料的抗剪强度较高或板厚过大时，可以将板材加热到一定温度（注意避开板料的“蓝脆”区温度）以降低板材的强度，从而达到降低冲裁力的目的。

2、采用斜刃冲裁的方法：

冲压件的周长较长或板厚较大的单冲头冲模，可采用斜刃冲裁的方法以降低冲裁力。

为了得到平整的工件，落料时斜刃一般做在凹模上；冲孔时斜刃做在凸模上，如图4.10所示。

3、采用阶梯凸模冲裁的方法：

将多凸模的凸模高度作成高低不同的结构，如图4.10所示。

由于凸模冲裁板料的时刻不同，将同时剪断所有的切口分批剪断，以降低冲裁力的最大值。

但这种结构不便于刃磨，所以仅在小批量生产中使用。

8冲模的压力中心？

确定模具的压力中心有何意义？

答：

 冲模的压力中心就是模具在冲压时，被冲压材料对冲模的各冲压力合力的作用点位置，也就是冲模在工作时所受合力的作用点位置。

在设计模具时，必须使冲模的压力中心与压力机滑块的中心线重合，否则，压力机在工作时会受到偏心载荷的作用而使滑块与导轨产生不均匀的磨损，从而影响压力机的运动精度，还会造成冲裁间隙的不均匀，甚至使冲模不能正常工作。

因此，设计冲模时，对模具压力中心的确定是十分重要的,在实际生产中，只要压力中心不偏离模柄直径以外也是可以的。

9什么叫搭边？

搭边有什么作用？

答：

排样时，工件与工件以及工件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。

搭边的作用是：

补偿送料误差，使条料对凹模型孔有可靠的定位，以保证工件外形完整，获得较好的加工质量。

保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。

搭边太大，浪费材料；太小，会降低工件断面质量，影响工件的平整度，有时还会出现毛刺或搭边被拉进凸模与凹模的间隙里，造成冲模刃口严重磨损。

影响模具寿命。

10怎样确定冲裁模的工序组合方式？

答：

 确定冲裁模的组合方式时，一般根据以下条件：

1、生产批量的大小。

从提高冲压件生产率角度来考虑，选用复合模和级进模结构要比选择单工序模好得多。

一般来说，小批量和试制生产时采用单工序模具，中批和大批生产时，采用复合冲裁模和级进冲裁模。

2、工件尺寸公差等级。

单工序模具冲出的工件精度较低，而级进模最高可