塑料成型工艺与模具设计课后答案.docx

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塑料成型工艺与模具设计课后答案

塑料成型工艺与模具设计课后答案

一、高分子聚合物结构特点与性能

问答P19

1.高分子聚合物链结构有哪些特点？

根据链结构的不同，高分子聚合物可以分几类？

答：

高分子聚合物是以分子较小的有机分子，通过一定条件聚合成一个个大分子链结构。

其特点是高分子含有原子很多，相对分子质量很高、分子很长的巨型分子。

聚物中大分子链的空间构型有三种类型，线型、支链状线型及体型。

线型聚合物热塑性塑料为多，具有一定弹性；塑性好。

易于熔胀、溶解。

成型时仅有物理变化，可以反复成型。

体性聚合物热固性塑料为多，脆性大、弹性好，不易于熔胀、溶解。

成型时不仅有物理变化，同时伴有化学变化。

不可以反复成型。

2.根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类？

试阐述其结构特点和性能特点。

答：

分为结晶型和无定型两类。

结晶型聚合物的分子与分子之间主要为有序排列。

由“晶区”和“非晶区”组成，晶区所占的质量百分数称为结晶度。

结晶后其硬度、强度、刚度、耐磨性提高，而弹性、伸长率、冲击强度降低。

聚合物的分子与分子之间无序排列结构。

当然也存在“远程无序，近程有序”现象，体型聚合物由于分子链间存在大量交联分子链难以有序排列，所以绝大部分是无定型聚合物。

3.什么是结晶型聚合物？

结晶型聚合物与非结晶型相比较，其性能特点有什么特点？

答：

结晶态聚合物是指，在高聚物微观结构中存在一些具有稳定规整排列的分子的区域，这些分子有规则紧密排列的区域称为结晶区，存在结晶区的高聚物称为结晶态高聚物。

这种又结晶而导致的规整而紧密的微观结构还可以使聚合物的拉伸强度增大，冲击强度降低，弹性模量变小，同时结晶还有助于提高聚合物的软化温度和热变形温度，使成型的塑件脆性增大，表面粗糙度增大，而且还会导致塑件的透明度降低甚至消失。

4.什么是聚合物的取向？

聚合物的取向对其成型物的性能有什么影响？

答：

当线型高分子受到外力而充分伸展的时候，其长度远远超过其宽度，这种结构上的不对称性，使题目在某些情况下很容易烟某特定的方向做占优势的平行排列，这种现象称为取向聚合物取向的结果是导致高分子材料的力学性能，光学性质以及热性能等方面发生了显著的变化。

在力学性能中，抗张强度和挠曲疲劳强度在取向方向上显著增加，而与取向方向垂直的方向上则显著降低，同时，冲击强度、断裂伸长率也发生相应的变化，聚合物的光学性质也将呈现各向异

车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还可用ABS夹层板制小轿车车身；ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。

三、塑料成型制件的结构工艺性

问答P52

1、影响塑件尺寸精度的主要因素有哪些？

p32

首先是模具制造的精度和塑料收缩率的波动，其次是模具的磨损程度。

2、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。

四、塑料成型原理及工艺特性

问答p64

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.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。

五、注射模结构与注射机

p69页的图

问答p87

1.注射模按其各零部件所起的作用，一般由中哪几部分结构组成？

答：

注射模按其各零部件所起的作用，一般由成型部分、浇注系统、导向机构、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统、排气系统、支承零部件组成。

2.斜导柱侧向分型与抽芯机构由哪些零部件组成？

各部分作用是什么？

答：

斜导柱侧向分型与抽芯机构由斜导柱、侧型芯滑块、楔滑块。

挡块、滑块拉杆、弹簧、螺母等零件组成。

各部分作用如下：

开模时，动模部分向后移动，开模力通过斜导柱带动侧型芯滑块，使其在动模板的导滑槽内向外滑动，直至侧型芯滑块与塑件完全脱开，完成侧向抽芯动作。

塑件包在型芯上,随动模继续后移，直到注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，推杆将塑件从型芯上推出。

3.设计注射模时，应对哪些注射机的有关工艺参数进行校核？

型腔数量、最大注射量、锁模力、注射压力、模具与注射机安装部分相关尺寸、开模行程、推出装置。

六、塑料制件在模具中的位置与浇注系统的设计

问答p119

1.分型面有哪些基本形式？

选择分型面的基本原则是什么？

分型面的基本形式有平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面。

选择分型面的基本原则是：

1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；

2）分型面的选择应有利于塑件顺利脱模；

3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量；

4）分型面的选择应有利于模具的加工；

5）分型面的选择应有利于排气。

2.注射模为什么需要设计排气系统？

排气有哪几种形式？

如果型腔内因各种原因所产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、凹陷、熔接不牢，表面轮廓不清晰等缺陷；另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。

排气形式有利用配合间隙排气；在分型面上开设排气槽；利用排气塞排气。

七、成型零部件设计

问答p141

1.如图所示的塑件材料为PA6，选用5级精度，最大大收缩率为1.6%最小收缩率0.8%。

已知径向系数X=0.75，高度方向系数x=2/3。

试确定型芯的直径高度，型腔内径，深度及两孔中心距尺寸。

解：

平均收缩率为

型腔的径向尺寸

=

=

型芯的径向尺寸

=

=

=

=

型腔深度

型芯高度

中心距

2.塑件如图所示，材料为ABS。

试计算确定模具凹模内径和深度、型芯直径和高度，以及两小孔的中习距及小孔直径。

九、推出机构设计

问答p183

1.指出推杆固定部分及工作部分的配合精度、推管与型芯信推管与动模板的配合精度、推件板与型芯配合精度

推杆固定部分及工作部分的配合精度通常为H8/f7～H8/f8的间隙配合；推管的内径与型芯的配合，当直径较小时选用H8/f7的配合，当直径较大时选用H7/f7的配合；推管外径与模板上孔的配合，当直径较小时采用H8/f8的配合，直径较大时选用H8/f7的配合；推件板与型芯的配合精度与推管和型芯相同，即H7/f7～H8/f7的配合。

十、侧向分型与抽芯机构设计

问答p230

1、当侧向抽芯与模具开合模的垂直方向成@角度时，其斜导柱斜角一般如何选取？

锲紧块的锲紧角如何选取？

2、什么是侧抽芯时的干涉现象？

如何避免侧抽芯时发生干涉现象？

讲述各类先复位机构的工作原理？

3、设计液压侧抽芯机构时应注意哪些问题？

十一、温度调节系统

问答p244

1.为什么注射模具要设置温度调节系统？

答：

注射模具的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率、塑件的形状和尺寸精度都有重要影响。

注射模具中设置温度调节系统的目的，是通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产力。

十二、注射模新技术的应用

问答p271

1、热固性塑料注射模与热塑性塑料注射模在模具的结构和在注射成型工艺方面有什么区别？

十三、压缩模设计

问答

溢式、不溢式、半溢式压缩模在模具结构、压缩产品的性能及塑料原材料的适应性方面各有什么特点？

十四、压注模设计

问答p318

1.压注模按加料室的结构可分成哪几类？

答：

压注模按加料室的机构特征可分为罐式压柱模和柱塞式压柱模。

罐式压柱模用普通压力机成型，使用较为广泛。

柱塞式压柱模用专用压力机成型，与罐式压力机相比，柱塞式压柱模没有主流道，只有分流道，主流到变为圆柱型的加料室，与分流道相通，成型时，柱塞所施加的压力对模具不起锁模力作用，因此需要专门的压力机。

十五、挤出模设计

问答p348

1.管材挤出机头的组成与各部分的作用是什么?

参考答案：

管材机头是由口棒、芯棒、过滤网和过滤板、分流器和分流器支架、机头体、温度调节系统、调节螺钉组成。

口棒的作用是成型塑件外表面的零件，芯棒的作用是成型塑件的内表面的饿零件，口棒和芯棒决定了塑件的截面行状。

过滤网的作用是改变料流的运动方向和速度，将塑件熔体的螺旋运动转变为直线运动、过滤杂质、造成一定的压力。

过滤板又称多孔板，起支承过滤网的作用。

分流器的作用是使通过它的塑料熔体分流变成薄环状以平稳的进入成型区，同时进一步加热和塑化，分流器支架的作用是支承分流器及芯棒，同时也能为、分流后的塑料熔体起加强剪切混合作用。

机头的作用是用来组装并支承机头的各零部件，并且与挤出机筒连接，温度调节器的作用是保证塑料熔体在适当的饿温度下流动及挤出成型的质量。

调节螺钉的作用是用来调节口模与芯棒间的环隙及同轴度，以保证挤出的塑件壁厚均匀。

2.管材挤出机头有哪两种定径方法？

叙述其工作原理。

参考答案：

管材挤出机头的种定径方法有外定径法和内定径法两种。

其中内定径内压法外径定径，工作时，在塑料管内同入压缩空气，形成一定的内压使热的塑料管在压缩空气的作用下贴紧

径套的内壁而定型，真空吸附法外径定径，工作时，将管胚与定径套间抽成真空，造成塑料管在负压作用下紧贴定径套的内壁而定型。

内定径法适用于直角式机头和旁侧式机头，管材与定径套直接接触而冷却定型。

名词解释

1.溢料间隙：

塑料不会外溢的最大间隙。

2.比容：

单位重量的松散塑料所占有的体积。

3.压缩率：

松散塑料的体积与同重量塑料的体积之比。

4.调湿处理：

将聚酰胺类的制品放入热水或热溶液中的处理方法。

5.退火处理：

松弛受到应力作用的聚合物分子链，消除内应力的处理方法。

6.分型面：

为了塑件的脱模和安放嵌件的需要，模具型腔必须分成两部分，模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面，通称为分型面。

7.成型零件的工作尺寸：

成型零件的工作尺寸指的是成型零件上用以直接成型塑件部分的尺寸，主要包括型芯和型腔的径向尺寸、型芯和型腔的深度尺寸、中心距尺寸。

8.分流道：

指介于主流道和浇口之间的一段通道，它是熔融塑料由主流道注入型腔的过度通道，能使塑料的流向得到平稳的转换。

9.冷料穴：

指流道中的一些盲孔或盲槽，其作用是储藏注射间隔期间产生的冷料头，以防止冷料进入型腔且影响塑件质量，甚至堵塞浇口而影响注射成型。

10.流动比：

是指熔体流程长度与流道厚度的比值。

11.无流道浇注系统：

特点是模具的主流道和分流道都很粗大，因此在整个注射过程中，靠近流道壁部的塑料容易散热而冷凝，形成冷硬层，它起着绝热作用，而流道中心部位的塑料仍保持熔融状态，从而使熔融塑料能通过它顺利地进入型腔，达到连续注射而无需取出流道凝料的要求。

12.热流道注射模：

热流道注射模不受塑件盛开周期的限制，停机后也不需要打开流道板取出流道凝料，在开机后只需要接通电源重新加热流道达到所需温度即可。

13.侧向分型抽芯机构：

当塑件上具有内外侧孔或内、外侧凹时，塑件不能直接从模具中脱出。

此时需将成型塑件侧孔或侧凹等的模具零件做成活动的，这种零件称为侧抽芯，当塑件脱模前先将侧型芯从塑件上抽出，然后再从模具中推出塑件。

完成侧型芯抽出和复位的机构就叫做侧向分型与抽芯机构。

14.抽芯距：

是指侧型芯从成型位置推至不妨碍塑件推出时的位置所需的距离。

15.起始抽芯力：

是将侧型芯从塑件中抽出时所需的最初瞬间的最大抽出力。

16.定距分型拉紧机构：

模具中用来保证模具各个分型面按一定的顺序打开的机构叫做定距分型拉紧机构。

17.联合推出机构：

实际生产中，有些塑件结构十分复杂，采用单一的推出机构容易损坏推坏塑件或者根本　推不出来，这时就往往要采用两种以上的推出方式进行推出，这就是联合推出机构。

18.二级推出机构：

是一种在模具中实现先后再次推出动作，且这再次动作在时间上有特定顺序的推出机构。

19.双推出机构：

在动、定模上都设置推出机构的叫做双推出机构。

综合题

1.     写出各零件名称？

答案：

1-定模座板、2-型芯固定板、3-型芯、4-定模推件板、5-楔块、6-动模板、7-摆钩、8-型芯固定板、9-支承板、10-动模座板、11-推杆、12-推杆固定板、13-顶距拉杆、14-弹簧、15-斜划块、16-斜销、17-限位螺钉、18-小型芯、19-复位弹簧。

2.     模具采用何种浇口形式？

答案：

侧浇口。

3.     模具采用何种冷却系统？

答案：

钻孔式水道冷却系统。

4.     件11、14的作用是什么？

答案：

件11的作用是推出凹模斜滑块上行；件14的作用是辅助下模具首先从Ⅰ—Ⅰ分型面分型。

5.     模具有几个分型面？

答案：

三个分型面。

6.     叙述模具工作原理。

答案：

由于摆钩7的作用，在弹簧14辅助下模具首先从Ⅰ—Ⅰ分型面分型，定模推件板4强制制品脱离主型芯3而留于型腔内。

当摆钩7脱离斜块5的约束后，在弹簧的作用下向外摆动，而不再压定目推件板4。

这时，定距拉杆13正好挂住限位螺钉17，故定模推件板4停止移动，Ⅱ—Ⅱ分型面随即分型。

推出时，推杆10推动凹模斜滑块15上行，在斜销16导向下斜滑块边推制品离开小型芯18，边做分型面Ⅲ—Ⅲ面垂直分型脱出制品。

合模时，靠复位弹簧19使推杆10先行复位，定模推件板4将斜滑块15压回动模板6内。

在合模过程中，楔块5使摆钩7重新复位并压住定模推件板4。

（2）

1.     模具采用什么浇口?

答案：

盘形浇口。

2.     模具采用什么抽芯机构？

答案：

斜滑块。

3.     浇口能否自动脱落？

若不能，补充什么机构使其自动脱落？

答案：

不能，

4. 叙述模具的工作原理

答案：

开模时，模具从Ⅰ—Ⅰ分型面分型，由于凹模滑块7、8侧凹的作用，制品脱离凸模10，留于动模边。

推出时，推杆20推动凹模滑块7、8，凹模滑块沿动模板6上的T形斜槽上升实现Ⅱ—Ⅱ分型面分型，最终制品脱落。

1.模具是哪种类型？

答案：

传递模。

2.模具采用哪种浇口？

答案：

侧浇口。

3.件9的作用是什么？

答案：

定位作用。

4.写出该模具工作原理？

答案：

成型后先从模具上取下移动式料腔，然后从压机中取出模具，用撬棒分开Ⅰ—Ⅰ面，拿走上模板1，拔出定位杆9，再用撬棒分开Ⅱ—Ⅱ面，制品连同浇道脱离模具，剪除浇口后得到制品。

依照推件板、嵌件、定位杆和上模板的顺序重新装模，放上料腔，倒入塑料，即可进行下一模的成型。

（2）

1.模具有几个分型面？

答案：

两个分型面。

2.模具采用什么推出机构？

答案：

斜滑块。

3.为使浇注系统自动脱落，应补设什么机构？

答案：

拉料杆。

4.件17的作用是什么？

答案：

复位作用。

5叙述模具工作原理。

答案：

开模时，在弹簧11作用下模具由Ⅰ—Ⅰ分型面分型，浇口凝料由该分型面内取出。

当定距拉杆10拉住凹模固定板2后，Ⅱ—Ⅱ分型面分型，制品随动模后退，点浇口拉断。

推出时，斜滑块23沿主型芯T形导轨向内移动与制品脱离。

闭模时，由复位杆18带动斜滑块复位。

主型芯6采用了防转定位措施，以确保与斜滑块的正确装配。

2、按塑件的要求，请确定模具合理的分型面及浇注系统、推出机构、温度调节系统的设计。

并画出模具结构示意图

塑件名称：

线圈骨架；材料：

ABS；精度：

5级；批量：

中批量。