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塑料成型工艺及模具设计 简答题(全)复习要点

1.分型面的设计(选择)原则P110:(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的顺利脱模 (3)分型面的选择应保证塑件的精度要求 (4)分型面的选择应满足塑件的外观质量要求 (5)分型面的选择要便于模具的加工制造 (6)分型面的选择应有利于排气。

2.浇注系统设计应遵循的基本原则:(1)了解塑料的成型性能; (2)尽量避免或减少产生熔接痕; (3)有利于型腔中气体的排出; (4)防止型芯的变形和嵌件的位移;(5)尽量采用较短的流程充满型腔;(6)流动距离比和流动面积比的校核。

3.分流道设计应注意的事项P116:(1)使其以平稳的流态均衡的分配到各个型腔,尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失
(2)分流道截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件以及流道的长度等因素来 确定。
(3)分流道的长度要尽可能短,且弯折少,一边减少压力损失和温度损失。
(4)分流道表面粗糙度要求不能太低,一般Ra取1.6μm左右 。
(5)分流道在分型面上的布置形式 与型腔在分型面上的布置形式密切相关

4、推杆推出机构设计时应考虑上面问题?推出时应注意哪些事项?(上面28题P182)
(1)设置推杆的自由度较大,制造、修配方便,容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度
(2)推杆推出时运动阻力小,推出动作灵活可靠
(3)推杆损坏后便于更换。
注意事项:
(1)推杆工作部分与模板或型芯上推杆孔的配合采用H8/f7~H8/f8的间隙配合
(2)推杆的工作端面与型腔底面平齐或高出型腔0.05~0.1mm
(3)推杆位置选择时应注意塑件本身的强度和刚度,尤其是薄壁件,和凸缘等处
(4)当推杆受到较大脱模力时,必须增大推杆的直径或增加推杆数量。




5.斜导柱分型与抽芯机构的几种形式:
(1).斜导柱固定在定模、侧滑块安装在动模
(2).斜导柱与侧滑块同时安装在定模
(3).斜导柱固定在动模、侧滑块安装在定模
(4).斜导柱与侧滑块同时安装在动模
(5).斜导柱的内侧抽芯

6、注射成型的原理。P44
答:其原理是将颗粒状或粉末状的塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中,经加热溶化呈流动状态后,在柱塞或螺杆的推动下,其经料筒前端的喷嘴注入闭合的模具型腔,充满型腔的熔料在受压的情况下,经冷却固化后,然后开模分型获得成型零件

7、导向机构的作用: (1)定位作用 (2)导向作用 (3)承受一定的侧向压力

8、塑料制品常用的成型方法有哪些?P44
答:常用的有注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型、气动成型和泡沫成型等。

9.合模导向装置的作用P174。
答:(1)定

位作用 模具闭合后,保证动、定模或上、下模位置正确,保证型腔的形状和尺寸精度。
(2)导向作用 合模时,首先是导向零件接触,引导动、定模或上、下模准确闭合,避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。
(3)承受一定的侧向压力 以保证模具的正常工作

10.注射模导向机构的作用是什么?如何保证注射模合模的方向性?

11.影响脱模力大小的因素。

12.为什么塑件要设计成圆角的形式?(10分)
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(4分);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(3分);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(3分)

13.为什么模具温度及其调节具有重要性?(8分)
答案:热塑性塑料与热固性塑料的区别是:1)树脂的分子结构不同 热塑性塑料的分子结构是线性或支链型结构,热固性塑料的最终分子结构是体型结构(2分);2)成型过程不同 热塑性塑料的成型过程是加热塑化然后冷却成型,热固性塑料是的成型过程是加热塑化然后继续加热固化成型(2分);3)成型过程中发生的变化不同 热塑性塑料在成型过程中只发生物理变化,热固性塑料在成型过程中既有物理变化又有化学变化(2分);4)热塑性塑料可以回收利用,热固性塑料不能回收利用。



1.推杆推出机构由哪些零件组成?
答:推杆、复位杆、推杆固定板、推板、导柱和导套。
2. 影响塑件尺寸精度的因素有哪些?
答:成型零件的制造误差、成型收缩率的影响、成型零件的磨损量、安装配合误差、水平溢边厚度的波动。
3. 说明塑件不应设计得过薄或过厚的理由.
答、过薄塑件强度不能满足,且影响塑料流动性,不能充模型腔.过厚冷却时间长,塑件内部容易形成气孔,使质量变差.
4. 为什么要求塑料模排气顺畅?有哪些排气途径 ?
答、若不能及时排除气体会产生塑件内部气泡、充不满模、塑件上有烧焦点等缺陷。
分型面、配合间隙、专门设计的排气结构。

1、说明热塑性塑料与热固性塑料的区别。
a、成型前热塑性塑料与热固性塑料分子都为线形。成型后热塑性塑料分子为线形,热固性塑料分子为体形
b、在成型过程中,热塑性塑料主要发生物理反应,热固性塑料主要发生化学反应。
c、固化时,热塑性塑料需要冷却,热固性塑料需要加热。
d成型为制品后,热塑性塑料制品可溶可熔,热固性塑料不溶不熔。

5、简述塑料模具推出机构的作用。
答:
a、 实

现推落塑件或将塑件推至所要求的高度。
b、 不造成塑件变形和损坏。
c、 不损坏塑件外观和使用性能。
d、 机构运行安全可靠
6、稳定剂的作用是什么?
答:为了抑制和防止塑料在加工成型或使用过程中,因受热、光、氧等作用而发生降解、氧化断链、交链等现象而致使塑料性能遭到破坏,加入适当的稳定剂,使塑料的性能稳定。
7、什么是塑料?
答:塑料是以合成高聚物为主要成分。它在一定的温度和压力下具有可塑性,能够流动变形,其被塑造成制品之后,在一定的使用环境条件之下,能保持形状、尺寸不变,并满足一定的使用性能要求。
8、 模具推出机构设计遵循什么原则?
答:
a、 不要使塑件变形和损坏。
b、 不损坏塑件外观和使用性能。
c、 机构运行安全可靠
9、为什么说塑件的壁厚不能过小或过大?
塑件壁厚最小值应以满足塑件在使用时要求的强度和刚度,并能使塑料熔体顺利充满整个型腔为限。
a、壁厚过小,因流动阻力极大,因而成型形状复杂或大型塑件困难。
b、壁厚过大,不但塑料用得多,而且制件易出现内部空孔,外部凹陷缺陷,成型周期延长。
10. 合模导向装置的作用是什么?
答:合模导向装置的作用是:
a.导向 当动模和定模或上模和下模合模时,首先是导向零件导入,引导动、定模或上、下模准确合模,避免型芯先进入凹模可能造成型芯或凹模的损坏。在推出机构中,导向零件保证推杆定向运动(尤其是细长杆),避免推杆在推出过程中折断、变形或磨损擦伤。
b.定位 保证动定模或上下模合模位置的正确性,保证模具型腔的形状和尺寸的精确性,从而保证塑件的精度。
c.承受一定的侧向压力 保证模具正常工作。
11. 何为分子定向?分子定向与什么有关?其会产生什么影响?
答:塑料中的聚合物大分子、细而长的纤维状填料分子在成型过程中由于受到应力作用而产生分子整齐、平行排列的现象,这种现象称之为分子取向。
12. 影响塑件收缩的因素有哪几方面?
答案:影响塑料件收缩的因素可归纳为四个方面:
a.塑料的品种
b.塑件的特点
c.模具结构
d.成型方法及工艺条件
13. 模具温度及其调节具有什么重要性?温度控制系统有些什么功能?
答案:模塑成型工艺过程中,模具温度会直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑周期和塑件质量。
 模具设置的温控系统,应使型腔和型芯的温度保持在规定的范围之内,并保持均匀的模温,以便成型工艺得以顺利进行,并有利于塑件尺寸稳定、变形小、表面质量好、物理和机械性能良好。


5.什么是干涉?避免干涉的措

施?
(1)干涉:当侧抽芯与推杆在垂直于开模方向的投影出现合,而滑块复位先于推杆复位,致使活动型芯相碰撞而损坏的现象成为干涉. (2)避免措施:
①在模具结构容许的情况下尽量避免推杆布置于侧型芯在垂直于开模方向的投
影范围内;
②使推杆的推出距离小于滑动型芯的最低面;
③采用推杆先复位机构




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1\ 什么是塑料的收缩性,影响塑料收缩性的基本因素有哪些?
塑料自模具中取出冷却到室温后,发生尺寸收缩的特性称收缩性。由于这种收缩不仅是树脂本身的热胀冷缩造成的,而且还与各种成型因素有关,因此成型后塑件的收缩称为成型收缩。 影响收缩率的主要因素包括:1.塑料品种 2.塑件结构3.模具结构4.成型工艺
2\ 什么是塑料的流动性?影响塑料流动性的基本因素有哪些?
塑料熔体在一定的温度、压力下填充模具型腔的能力称为塑料的流动性。影响塑料流动性的因素主要有:1.物料温度 2.注射压力 3.模具结构
3\ 什么叫应力开裂,防止应力开裂的措施有哪些?
有些塑料对应力比较敏感,成型时容易产生内应力,质脆易裂,当塑件在外力或溶剂作用下容易产生开裂的现象,被称为应力开裂。为防止这一缺陷的产生,一方面可在塑料中加入增强材料加以改性,另一方面应注意合理设计成型工艺过程和模具,如物料成型前的预热干燥,正确规定成型工艺条件,尽量不设置嵌件,对塑件进行后处理,合理设计浇注系统和推出装置等。还应注意提高塑件的结构工艺性.
4\ 什么是热固性塑料的固化特性,与哪些因素有关?
固化特性是热固性塑料特有的性能,是指热固性塑料成型时完成交联反应的过程。固化速度不仅与塑料品种有关,而且与塑件形状、壁厚、模具温度和成型工艺条件有关,采用预压的锭料、预热、提高成型温度,增加加压时间都能加快固化速度。此外,固化速度还应适应成型方法的要求
5\ 聚乙烯按聚合时所采用压力可分为几种,可应用于哪些方面?
聚乙烯按聚合时所采用压力的不同,可分为高压、中压和低压聚乙烯。高压聚乙烯也称低密度聚乙烯,常用于制作塑料薄膜(理想的包装材料)、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。中压聚乙烯中压聚乙烯最适宜的方法有高速吹塑成型,制造瓶类,包装用的薄膜以及各种注射成型制品和旋转成型制品,也可用在电线电缆上面。低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件,如齿轮、轴承等。
6\ 聚苯乙烯有哪些性能,应用在哪些方面?
聚苯乙烯的主要性能有:1)是目前最理想的高频绝缘

材料;2)它的化学稳定性良好;3)它的耐热性低,只能在不高的温度下使用,质地硬而脆,塑件由于内应力而易开裂;4)聚苯乙烯的透明性很好。聚苯乙烯在工业上可作仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型等;在电气方面用作良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等;在日用品方面广泛用于包装材料、各种容器、玩具等。
7\ ABS有哪些性能,应用在哪些方面?
ABS具有1)良好的表面硬度、耐热性及耐化学腐蚀性;2)其坚韧;3)有优良的成型加工性和着色性能;4)热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高,尺寸稳定性较好,具有一定的化学稳定性和良好的介电性能。其缺点是耐热性、耐气候性差。ABS的应用很广,在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等;汽车工业上用 ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等,还有用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。
8\ 酚醛塑料有哪些性能,应用在哪些方面?
酚醛塑料与一般热塑性塑料相比,刚性好,变形小,耐热耐磨,能在 150~200℃的温度范围内长期使用。在水润滑条件下,有极低的摩擦系数,其电绝缘性能优良。酚醛塑料的缺点是质脆,抗冲击强度差。酚醛树脂可用于制造齿轮、轴瓦、导向轮、无声齿轮、轴承及用于电工结构材料和电气绝缘材料,也可制作各种线圈架、接线板、电动工具外壳、风扇叶子、耐酸泵叶轮、齿轮和凸轮等
9\ 注射成型的特点?
注射成型的特点是成型周期短,能一次成型外形复杂、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,产品质量温度,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
10\ 简述注射成型原理。
是将颗粒状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中,经过加热熔融塑化成为粘流态熔体,在注射机柱塞或螺杆的高压推动下,以很大的流速通过喷嘴,注入模具型腔,经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状,然后开模分型获得成型塑件。这样就完成了一次注射工作循环。
11\ 请以卧式螺杆注射机为例,叙述注射机的工作过程?
1.加热、预塑化
螺杆在传动系统的驱动下,将来自料斗的物料向前输送,压实,在料筒外加热器、螺杆和机筒的剪

切、摩擦的混合作用下,物料逐渐熔融,在料筒的头部已积聚了一定量的熔融塑料,在熔体的压力下,
螺杆缓慢后退。后退的距离取决于计量装置一次注射所需的量来调整,当达到预定的注射量后,螺杆停
止旋转和后退 。
2.合模和锁紧
锁模机构推动模板及安装在动模板上的模具动模部分与动模板上的模具动模部分合模并锁紧,以保证成
型时可提供足够的夹紧力使模具锁紧。
3.注射装置前移
当合模完成后,整个注射座被推动,前移,使注射机喷嘴与模具主浇道口完全贴合。
4.注射、保压
在锁模和喷嘴完全贴合模具以后,注射液压缸进入高压油,推动螺杆相对料筒前移,将积聚在料筒的头
部的熔体以足够压力注入模具的型腔,因温度降低而使塑料体积产生收缩,为保证塑件的致密性、尺寸
精度和力学性能,需对模具型腔内的熔体保持一定的压力,以补充物料。
5.卸压
当模具浇口处的熔体冻结时,即可卸压。
6.注射装置后退
一般来说,卸压完成后,螺杆即可旋转,后退,以完成下一次的加料、预塑化过程,预塑完成以后,注
射座撤离模具的主浇道口。
7.开模、顶出塑件
模具型腔内的塑件经冷却定型后,锁模机构开模,并且推出模具内的塑件。

12\ 注射成型过程分为几个阶段?
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。
13\ 注射模的分类方法如何?
注射模的分类方法有很多。1.按所使用的注射机的形式分为立式注射模、卧式注射模和角式注射模;2.按成型材料分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模;3.按模具的型腔数目分为单型腔和多型腔注射模;4.按注射模的总体结构特征分类最为常见。一般可将注射模具分为单分型面注射模、双分型面注射模、斜导柱(弯销、斜导槽、斜滑块)侧向分型与抽芯注射模、带有活动镶件的注射模具、定模带有推出装置的注射模具和自动卸螺纹注射模具等。
14\ 注射模由什么结构组成?
注射模的种类很多,其结构与塑料的品种、塑件的结构和注射机的种类等很多因素有关。一般情况,注射模是由成型零部件、浇注系统、导向部件、推出机构、温度调节系统、排气系统和支承零部件组成,如果塑件有侧向的孔或凸台,注射模还包括侧向分型与抽芯机构。
15\ 注射模的普通浇注系统指的是什么?
注射模的普通浇注系统指的是熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道,它包括主流道、分流道、浇口及冷料穴。


16\ 单分型面和双分型面注射模的区别是什么?
单分型面注射模具又称两板式注射模,只有一个分型面;双分型面注射模具又称三板式注射模,有两个分型面。
17\ 什么情况需要注射模有斜导柱的侧向抽芯?
当塑件侧壁有通孔,凹穴或凸台时,其成型零件必须制成可侧向移动的,否则,塑件无法脱模。带动型芯滑块侧向移动的整个机构称侧向分型与抽芯机构。
18\ 带有活动镶件的注射模的优缺点是什么?
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制造,使模具外型缩小,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构的场合,必须使用活动镶件形式。这种方法的缺点是操作时安全性差,生产效率略低。
19\ 温度调节系统的作用是什么?
为了满足注射工艺对模具温度的要求,需要有调温系统对模具的温度进行调温。一般热塑性塑料的注射模主要是设计模具的冷却系统。
20\ 锁模力的校核方法是什么?
当高压的塑料熔体充满模具型腔时,会产生使模具分型面涨开的力,这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力,它应小于注射机的锁模力Fp,才能保证注射时不发生溢料现象,即:
(4.4)
式中 ——熔融塑料在分型面上涨开力,N。
型腔内的压力约为注射机注射压力的80%左右,通常取20~40MPa。常用塑料注射成型时所选用的型腔压力值列于表4.3。
表4.3常用塑料注射时所选用型腔压力 MPa
塑料品种 高压聚乙烯(PE) 低压聚乙烯(PE) PS AS ABS POM PC
型腔压力 10~15 20 15~20 30 30 35 40
21\ 注射机喷嘴与注射模主流道的尺寸关系如何?
为了保证注射成型时,主流道与注射机喷嘴之间不溢料,而影响脱模。设计模具时,主流道始端的球面必须比注射机喷嘴头部球面半径略大一些,如图4.10所示,即R比r大1~2mm。主流道小端直径要比喷嘴直径略大,即D比d大0.5~1mm。
22\ 注射模具与注射机的安装形式有几种?
注射模具动模和定模固定板要分别安装注射机动模板和定模板上,模具在注射机上的安装方法有两种:一种是用螺钉直接固定;模具固定板与注射机模板上的螺孔应完全吻合,对于重量较大的大型模具,采用螺钉直接固定则较为安全;另一种是用螺钉、压板固定。只要在模具固定板需安放压板的外侧附近有螺孔就能固定,因此,压板固定具有较大的灵活性。
23\ 如何按最大注射量来校核注射机?
最大注射量是指注射机一次注射塑料的最大容量。设计模具时,应

保证成型塑件所需的总注射量小于所选注射机的最大注射量,即: (4.3) 式中
——注射机允许的最大注射量,g或cm。
——注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8;
——浇注系统所需塑料质量或体积,g或cm;
——单个塑件的质量或体积,g或cm;
——型腔的数量。
24\ 如何校核注射机的注射压力?
塑料成型所需的注射压力是由塑料品种,注射机类型,喷嘴形式,塑件形状和浇注系统压力损失等因素决定的。对于粘度较大的塑料以及形状细薄,流程长的塑件,注射压力应取大些。由于柱塞式注射机的压力损失比螺杆式大,所以注射压力也应取大些。注射压力的校核是核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力。
25\ 在选择注射机时,都应校核哪些安装部分相关尺寸?
为了使注射模具能顺利的安装在注射机上并生产出合格的塑件,在设计模具时必须校核注射机与模具安装有关的尺寸。一般情况下设计模具时应校核的部分包括喷嘴尺寸,定位圈尺寸,模具的最大和最小厚度及模板上的安装螺孔尺寸
26\ 什么是塑料?
塑料是以高分子合成树脂为基本原料,加入一定量的添加剂而组成,在一定的温度压力下可塑制成具有一定结构形状,能在常温下保持其形状不变的材料
27\ 塑料是有哪些成分组成的?
塑料是由树脂和添加剂(或称助剂)组成。树脂使其主要成分, 它决定了塑料的类型(热塑性或热固性)和基本性能(如热性能、物理性能、化学性能、力学性能等)。添加剂的作用是改善成型工艺性能,提高塑件性能和降低成本等。添加剂包括填充剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、稳定剂、固化剂等
28\ 根据塑料中树脂的分子结构和热性能,塑料分为哪几种,其特点是什么?
根据塑料中树脂的分子结构和热性能,塑料分成两大类:热塑性塑料和热固性塑料。
1.热塑性塑料的特点:1)树脂的分子结构是线型或支链型结构.2)加热时软化并熔融,成为可流动的粘稠液体,在此状态下可塑制成一定形状的塑件,冷却后保持已定型的形状。如再次加热,又可软化熔融,可再次塑制成一定形状的塑件,如此可反复多次。3)在上述过程中只有物理变化而无化学变化。2.热固性塑料的特点:1)树脂的分子结构最终为体型结构。2)它在受热之初分子为线型结构,具有可塑性和可溶性,可塑制成为一定形状的塑件。当继续加热时,线型高聚物分子主链间形成化学键结合(即交联),分子呈网状结构,当温度达到一定值后,交联反应进一步发展,分子最终变为体型结构,树脂变得既不熔融,也不溶解,

塑件形状固定下来不再变化,这一过程称为固化。如果再加热,不再软化,不再具有可塑性。3)上述成型过程中,既有物理变化又有化学变化。
2.气体从浇口至流动末端形成连续的气流通道,无压力损失,能够实现低压注射成型,由此能获得的残余
应力的塑件,塑件翘曲变形小,尺寸稳定。
3.由于气流的辅助充模作用,提高了塑件的成型性能,因此采用气体辅助注射有助于成型薄壁塑件,减轻





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