第九组贮油杯盖注塑成型工艺及模具设计技术要求:1、塑件表面光洁； 2、大批量生产；3、未注圆角R1-R2。
贮油杯盖二维图
贮油杯盖三维图
目录
第一章塑料的结构工艺性分析 (4)
1.1塑件的几何形状分析 (4)
1.2塑件原材料的成开型特性分析 (5)
1.3塑件的结构工艺性分析 (5)
⑴塑件的尺寸精度分析 (5)
⑵塑件的表面质量分析 (6)
⑶塑件的结构工艺性分析 (6)
1.4塑件的生产批量 (6)
1.5初选注射机 (6)
⑴计算塑件体积或重量贮油杯盖的体积 (6)
⑵根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目 (7)
⑶确定注射成型的工艺参数 (7)
⑷确定模具温度及冷却方式 (7)
⑹制定塑件注射成型工艺卡 (8)
第二章分型面及浇注系统的设计 (9)
2.1分型面的选择原则 (9)
2.2分型面的选择方案 (9)
2.3浇注系统的设计 (10)
⑴主流道和定位圈设计 (10)
⑵分流道的设计 (11)
⑶浇口的设计 (12)
⑷冷料穴的设计 (13)
第三章模具设计方案论证 (13)
3.1型腔布置 (13)
3.2成型零件的结构确定 (14)
⑴凹模(型腔)设计 (14)
⑵凸模(型芯)设计 (14)
3.3导向定位机构设计 (14)
3.4推出机构设计 (14)
3.5冷却系统设计 (14)
第四章主要零部件的设计计算 (15)
4.1成型零件的成型尺寸 (15)
4.2模具型腔壁厚的确定 (15)
⑴型腔侧壁厚度 (15)
⑵型腔底版厚度 (16)
4.3推出机构的设计 (16)
4.4标准模架的确定 (16)
第五章成型设施备的校核计算 (16)
5.1注射机注射压力校核 (16)
5.2注射量的校核 (17)
5.3锁模力的校核 (17)
5.4安装尺寸的校核 (17)
5.5推出机构的校核 (18)
5.6开模行程的校核 (18)
第六章成型零件的钢材选用 (18)
第七章导向机构的设计 (18)
第八章脱模机构的设计 (19)
⑴脱模机构的设计原则 (19)
⑵塑件的脱模机构 (19)
⑶复位机构及其他 (19)
第九章排气槽的设计 (19)
第十章模具的总体结构 (20)
总结 (22)
参考文献 (23)
第一章塑料的结构工艺性分析
1.1塑件的几何形状分析
贮油杯盖二维图
贮油杯盖三维图
该塑件为贮油杯盖，材料为ABS（丙烯腈一丁二烯—苯乙烯），进行大批量生产。其各尺寸如图所示，主体部分是厚度为3mm 的薄壳，圆柱侧面均布12条用于防滑的R4圆形凹槽，凹槽过渡圆角为R0.5,其余圆角为R1，,结构简单,易于成型。
1.2塑件原材料的成开型特性分析
ABS是聚苯乙烯的改性产品，是目前产量最大、应用最广的工程塑料。ABS是不透明非结晶型聚合物，无毒、无味，密度为1.02～1.05g/cm3。ABS 具有突出的力学性能，坚固、坚硬，坚韧；具有一定的化学稳定性和良好的介电性能；具有较好的尺寸稳定性，易于成型和机械加工，成型塑料件表面有较好光泽，经过调色可酿成任何颜色，表面可镀铬。其缺点是耐热性差，连续工作温度为70℃左右，热变形温度为93℃左右，但热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高；耐候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。ABS 可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等多种成型加工方法。
ABS成型性能如下：
⑴易吸水，成型加工前应进行干燥处理，表面光泽要求高的塑件应
长时间预热干燥。
⑵流动性中等，溢边值为0.04㎜左右。
⑶壁厚和熔料温度对收缩率影响极小，塑件尺寸精度高。
⑷比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。
⑸表观黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式。
⑹顶出力过大或机械加工时塑件表面会留下白色痕迹，脱模斜度宜取
2°以上。
⑺易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。
⑻宜采用高料温、高模温、高注射压力成型。在要求塑件精度时，模具温度可控制在50～60℃；而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在60～80℃。
1.3塑件的结构工艺性分析
⑴塑件的尺寸精度分析
该塑件所有尺寸均为未标注公差的自由尺寸，可按MT5查取公差。表1-1 所列为塑件尺寸的公差要求。
⑵塑件的表面质量分析
该塑件要求表面光洁，表面粗糙度和内表面都没有特殊要求。
⑶塑件的结构工艺性分析
①从图纸上看，该塑件外形为圆形盖，圆角过渡且无尖角存在，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。
②该塑件形状简单，无加强肋，无侧孔，无内凸，所以无需设计侧抽芯结构。
③为使塑件顺利脱模，可在塑件内部设计1°～2°的拔模斜度。
综上所述，该塑件可采用注射成型加工工。
1.4塑件的生产批量
塑件的生产类型对注射模具结构、注射模具材料使用均有重要的影响。在大批量生产中，由于注射模具价格在整个生产费用中所占比例较小，提高生产率和注射模具寿命问题比较突出，所以可以考虑使用自动化程度较高、结构复杂、精度寿命高的模具。如果是小批量生产，则应尽量采用结构简单、制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。该塑件生产类型属于中大批量生产，可以适合考虑采用一模多腔、快速脱模以及成型周期不宜太长的模具，同时模具造价要适当控制。
1.5初选注射机
⑴计算塑件体积或重量贮油杯盖的体积
通过计算可得
V=3.14×(55/2)2×9-3.14×(49/2)2×6
=10062.915㎜3
=10.063㎝3
ABS的密度为ρ=1.03g/㎝3，所以塑件的质量ｍ=ρV=1.03×10.063=10.36g ⑵根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目
一般来说，大中型塑件和塑件精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的结构。但对于这种精度要求不高的中小型塑件(没有配合精度要求)，形状简单，又是大批量生产时，考虑到经济性因素，若采用多型腔模可使生产率大为提高降低成本。结合塑件的批量、质量要求、塑料的品种形状尺寸及塑件的生产成本，所选用的技术要求和规范，选择一模四腔。
⑶确定注射成型的工艺参数
根据该塑件的结构特点和ABS的成型性能，查有关资料初步确定
塑件的注射成型工艺参数，见表1-2。
表1-2 塑件的注射成型工艺参数
⑷确定模具温度及冷却方式
ABS为非结晶型塑料，流动性中等，壁厚一般，因此在保证顺利脱模的前提下应尽可能降低模温，以缩短冷却时间，从而提高生产率。所以模具应考虑采用适当的循环水冷却，成型模具温度控制在60～80℃。
⑸确定成型设备
由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，由此可计算出一次注射成型过程所用塑料量为：M=4m＋m废料=4×10.36＋10.36×20﹪=43.512 g 根据以上一次注射量的分析以及考虑到塑料品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册，初选SZ-1OO/80型螺杆式注射机(经后面章节中注射机的校核，该注射机能满足锁模力、安装
尺寸与开模行程等各项要求，故最终选定JPH80C型螺杆式注射机)。记录下SZ-1OO/80型螺杆式注射机的主要技术参数，见表1-3。
表1-3 SZ-1OO/80型注射机的主要技术参数
⑹制定塑件注射成型工艺卡
综上分析，填写塑件注射成型工艺卡，见表1-4。
温度红外线灯烘箱
时间2～4h
第二章分型面及浇注系统的设计
2.1分型面的选择原则
不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。为保证塑件能顺利分型，主分型面应首先考虑选择在塑件外形的最大轮廓处。选择分型面总的原则是保证塑件质量,且便于制品脱模和简化模具结构:由参考文献[1]可知
①.分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构,选择分型面应尽量使塑件开模时留在动模;
②.分型面应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除和修整;
③.分型面的选择应保证塑件尺寸精度;
④.分型面选择应有利于排气;
⑤.分型面选择应便于模具零件的加工;
⑥.分型面选择应考虑注射机的规格。
2.2分型面的选择方案
根据该塑件的形状,分型面选择的方案有如下几种,分析比较如下:
(1)分型面选择方案1.如图所示
图2-１
分型面与开模方向平行,置于最大截面处,塑件包紧在动模型芯上。利用推出机构易于推出,开模行程合理,模具结构简单,制造方便,塑件成型精度高,能够满足要求。
(2)分型面选择方案2图所示
图2-2
与方案1很类似,但是此方案比方案1多了一块型腔底板，加大了模具的制造复杂性和成本，所以此方案不如方案1好。
综上所述,分型面采用方案一，模具结构简单，塑件成型精度可靠。
2.3浇注系统的设计
浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分组成。考虑到塑件的外观要求较高，外表面不允许有成型斑点和熔痕，以及一模四腔的布置、ABS对剪切速率较为敏感等因素，浇口采用方便加工修整、凝料去除容易且不会在塑件外壁留下痕迹的侧浇口，模具采用单分型面结构两板模，模具制造成本比较容易控制在合理的范围内。浇注系统的设计如2-3下图所示。
图2-3浇注系统的设计
⑴主流道和定位圈设计
主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞，故应设计成独立可拆卸更换的浇
口套，采用优质钢材制作并热处理提高硬度，定位圈与浇口套分开设计，如图2-4所示
图2-4 浇口套与定位圈的设计
查资料得到SZ-1OO/80型注射机与喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端球半径R0=10㎜，喷嘴孔直径d0=4㎜，定位圈直径为100㎜.为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触，避免溢料，主流道与喷嘴的关系为：SR=R O+(1～2),d=d0+O.5.因此取：主流道球面半径SR=12㎜(取标准值)，主流道的小端直径d0=4.5㎜为了便于将凝料从主流道中拔出，就将主流道设计成圆锥形，其斜度为2o～4o，计算其大端直径约为10㎜；为避免模内的高压塑件产生过大的反压力，配合段直径D不宜过大，取D=25㎜；同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计R2的圆弧这渡；为补偿在注射机喷嘴冲击力作用下浇口套的变形，将浇口套的长度设计得比模板厚度短0.02㎜；浇口套外圆盘轴肩转角半径R宜大一些，取R=3㎜，以免淬火开裂和应力集中。
定位圈是安装模具时做定位用的，查资料得SZ-1OO/80型注射机的定位圈直径为Φ100㎜，一般定位圈高出定模座板表面5～10㎜。
由于浇口套与定位圈均属于注射模具的通用件，所以设计者应尽量采用推荐尺寸的浇口套和定位圈。浇口套与定位圈的详细设计见后面介绍的零件图。
⑵分流道的设计
本案例采用U形断面分流道，切削加工在一块模板上，加工容易实现，且比表面积不大，热量损失和阻力损失不太大。查有关经验表格得ABS的分流道推荐直径为4.8～9.5㎜.据此，该模具的分流道设计如图2-5所示。
图2-5 分流道的设计
⑶浇口的设计
根据塑件的浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道,是浇注系统的关键部分,起着调节控制料流速度,补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状.尺寸.位置对塑件的质量产生很大的影响。
①类型及位置的确定
直接浇口适用于任何塑料，常用于成型大而深的塑件，熔体的压力损失少，成型容易。但由于浇口处固化慢，容易造成成型周期延长，产生较大的残余应力，超压填充，浇口处易产生裂纹，浇口凝料切除后塑件上疤痕较大。
点浇口位置能灵活确定，成型后表面质量好，但由于浇口面积较小，需提高注射压力，不宜于成型流动性一般的ABS。
潜伏式浇口，为了不影响产品外观，要开设二次浇口，但其二次浇口加工困难。
该模具是中小型塑件的多型腔模具。有塑料顾问分析可知,类型选用常用的侧浇口,开设再模具的分型面上，这类浇口加工容易,修整方便,并且可以根据塑件的形状特征灵活选择进料位置。缺点是再制品的外表面留有浇口痕迹。可在塑件取出后进行后续处理，以弥补此缺陷。
②浇口的结构尺寸经验数据
由【1】知，一般侧浇口的厚度为0.5-1.5mm,宽度为1.5-5.0mm，浇口长度为1.5-2.5mm。
矩形侧浇口的大小由其厚度,宽度和长度决定（【1】式6-5，6-6）
nt
h
式中h—侧浇口厚度mm
t—塑件壁厚mm塑件厚度为3 mm，进行计算
n---与塑料品种有关的系数,查得n = 0.6
代入数据得h = 0.6×3= 1.8mm
侧浇口宽度与厚度的比列大致为3：1，取侧浇口宽度B=4.5 mm
浇口长度取L = 2mm
⑷冷料穴的设计
采用带Z形头拉料的冷料穴，如图2-6所示，将其设置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼有开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧，稍作侧向移动凝料便可取出的作用。
1-主流道；2-冷料穴；3-拉料杆
图2-6冷料穴的设计
第三章模具设计方案论证
3.1型腔布置
对于一模多件的模具型腔布置，在保证浇注系统分流道的流程短、模具结构紧凑、模具能正常工作的前提下，尽可能使模具型腔对称、均衡、取件方便。本案例的模具采用一模四腔，型腔平衡布置在型腔板两侧。如下图3-1所示。
图3-1 型腔分布图
3.2成型零件的结构确定
成型零件直接与高温高压的塑料接触，它的质量直接影响了制件的质量。该塑件的材料为ABS工程塑料，对表面粗糙度和精度要求较高，因此要求成型零件有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性，应选用优质模具钢制作，还应进行热处理以使其具备5O～55HRC的硬度。
⑴凹模(型腔)设计
采用整体嵌入式凹模，放在定模板一侧，主要是从节省优质模具钢材料、方便热处理、方便日后的更换维修等方面考虑的。
⑵凸模(型芯)设计
型芯结构设计也应采用组合式，可节省贵重模具钢，减少加工工作量。成型塑件内壁的大型芯在动模板上，方便型芯的制作安装、塑件的飞边去除以及塑件内部冷却水道的排布。
3.3导向定位机构设计
由于塑件基本对称且无单向侧压力，所以采用直导柱导向便可满足合模导向及闭模后的定位。导柱要比主型芯高出至少6～8㎜。
3.4推出机构设计
根据贮油杯盖的形状特点，其推出机构可采用推件板推出或推杆推出。其中推件板推出结构可靠、顶出力均匀，不影响塑件的外观质量，但制造因难，成本高；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件内部型腔上留下顶也痕迹，但不影响塑件外观，所以采用推杆推出机构。
3.5冷却系统设计
采用冷却水冷却，凹模冷却水道采用环绕布置的两层式冷却回路，水道开设时注意避开安装在定模上的型芯，型芯冷却采用隔板式管道冷却，在型芯上开设两个孔，孔内插上纵向隔板，与开在动模支承板上的横向管路形成循环冷却回路，冷却通路的设计如图3-2所示。
图3-2 冷却通路的设计
第四章主要零部件的设计计算
4.1成型零件的成型尺寸
该塑件的成型零件尺寸按平均值法计算，查有关手册得ABS 的收缩率为0.4%～O.7%，故平均收缩率S CP =(0.4+O.7)%/2=055%=O.OO55，尺寸公差要求，模具制造公差取δZ =Δ/3，成型零件尺寸计算见表4-1.
表4-1 成型零件尺寸计算
4.2模具型腔壁厚的确定
塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应有足够的强度和刚度，本模具的凹模采用的是整体嵌入式，因此可用整体式圆形型腔壁厚计算公式来确定型腔侧壁厚度S 和型腔底板厚度T 。
⑴ 型腔侧壁厚度
注射成型时，为了承受型腔高压熔体的作用，型腔侧壁与底板应该有足够的强度和刚度，以免因刚度或强度不够而破裂或失效。
该型腔侧壁厚,因其直接为定模板,可按整体式圆形型腔，参考文献[1]公式7-48
[]H
p r h
S σ=
p 型腔内压力.MPa,为40 MPa,
r 型腔内半径,为27.5mm h 型腔深度, 为9mm
[σ] 型腔材料的许用压力 一般中碳钢为180MPa H 型腔外壁高度 为40mm
mm S 38.140
08195.2740=???=
考虑到导柱的长度和安装尺寸,预定的40mm 显然满足上述尺寸,完全可以满
足强度和刚度条件
⑵ 型腔底版厚度
按强度条件计算:参考文献[1]式7-57
[]
2.110
8145.272
403423=???==
σ
r p t mm
所以对于型腔取厚度40mm,满足要求。
本型腔为小型型腔，型腔支脚跨度较小，不需要添加支撑板。
4.3推出机构的设计
采用推杆推出机构，由于该塑件的脱膜力不是太大，推杆的布置空间足够，所以无须用繁琐的计算方法确定推杆的尺寸大小，可以根据经验选取d=8㎜的国标推杆(GB/T4169.1-1984)，注意保证推出距离大于型芯的突出长度2～3㎜，即推出距离大于40㎜.
4.4标准模架的确定
综合考虑本塑件采用一模四腔平衡布置、侧浇口一次分型结构、型腔的壁厚要求、塑件尺寸大小、冷却水道的布置等多项因素，估算型腔模板的概略尺寸，查相关表选用A4型标准模架，在定模板上直接作型腔，型腔分布尺寸为
107
107?，又根据型腔侧壁最小厚度，再考虑到导柱、导套集连接螺钉布置应占
的位置和采用推件板推出等各方面问题，确定选用模架序号为6号，（250
250250
?=?L ）。各模板尺寸的确定：A 板尺寸，A 板是定模型腔板，塑
件高度为9mm,在模板上还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此，A 板的厚度取40mm 。B 板尺寸，B 板是凸模固定板，凸模的成型部分直径为49φmm ，因此B 取32mm,
第五章成型设施备的校核计算
5.1注射机注射压力校核
所选注射机额定注射压力为170MPa,该塑件的注射压力为70-90MPa,由于选用的是螺杆式注射机,其注射压力的传递比柱塞式要好,ABS 流动性一般,因此注射压力选用80MPa,注射应满足 Pmax ≥k ’P 0
式中: Pmax注射机额定注射压力
P0注射成型时所用的注射压力
k’安全系数,常取k’ = 1.25～1.4
左边= 170MPa 右边= 1.25×80～1.4×80 = 100-112MPa
满足要求
5.2注射量的校核
根据生产经验,注射机的最大注射量是其允许最大注射量的80%,由此有n V n+ V j≤80% Vg
Vg—注射机允许的最大注射量cm3
V j—浇注系统所需塑件的体积cm3
V n–单个塑件的体积cm3。公式源自参考文献[1]式5-2
左边= 42.32cm3右边= 80%×100= 80 cm3
满足要求
5.3锁模力的校核
锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。注射机锁模力的校核关系式为：
F≥kpA
式中 F——注射机锁模力，查相关表得SZ-1OO/80型注射机的锁模力为800kN；
K——压力损耗系数，一般取1.1～1.2；
P——型腔内熔体的压力，本塑件p=30Mpa；
A——塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和，
本模具A=2.453×10-3㎡。
计算
kpA=1.2×30×106×2.453×10-3×10-3=88.3 kN＜F=800 kN
故注射机的锁模力足够，满足要求。
5.4安装尺寸的校核
本模具采用的是型号为A4的标准模架，模具外形尺寸为25O㎜×25O㎜，模具闭合高度为H=100+A+B+C=100+40+32+50=222㎜，查资料得SZ-1OO/80型注射机动、定模模板最大安装尺寸为320㎜×320㎜，允许模具的最小厚度H min=170㎜，最大厚度H m an=300㎜，即模具的外形尺寸不超过注射机动、定模模板最大安装尺寸，模具闭合高度满足H mi n≤H≤H ma n的安装条件，故该模具满
足SZ-1OO/80型螺杆式注射机的安装要求。
5.5推出机构的校核
各种型号注射机推出机构的设置情况及推出距离等各不相同，设计模具时，必须了解注射机推出杆的直径、推出形式、最大推出距离及双推中心杆距等，以确保模具推出机构与注射机的推出机构相适应。
5.6开模行程的校核
注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，本模具为单分型面注射模具，SZ-1OO/80型螺杆式注射机的最大开模行程与模具厚无关，校核关系式为
S>H1+H2+(5～10)
式中S——注射机的最大开模行程，查资料得SZ-1OO/80型螺杆式注射机的最大开模行程S=3O5㎜；
H1——塑件脱模所需的推出距离，该塑件的脱模推出距离为55㎜；
H2——塑件的高度(不包括浇注系统高度)，该塑件的高度为9㎜.
计算得：H1+H2+(5～10)=55+9+10=74㎜＜3O5㎜.
因此，SZ-1OO/80型螺杆式注射机的开模行程足够。
第六章成型零件的钢材选用
此塑件是大批量生产，成型零件的所选钢材耐磨性和抗疲劳性能良好；机械加工性能和抛光性能也应良好（参考文献【3】）。所以：
定模板选用：45刚热处理方法为调质、表面淬火、低温回火。
直流道衬套采用：T10A，表面淬火。
圆柱型芯采用：Cr12MoV 淬火后表面硬度为58HRC-62HRC。
推杆、导柱采用：T8A ，表面耐磨、有韧性、抗曲、不易折断。
其他材料的选用查看装配图。
第七章导向机构的设计
导向机构主要用于保证动模和定模两大部分及其他零部件之间的准确对合。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式,设计的基本要求是导向精确,定位准确,并且有足够的强度,刚度和耐磨性,多采用导柱导向机构。
⑴动定模合模导向机构
设计时将导柱置于动模,其导向部分尺寸由资料查得直径为20mm。.导柱与
动模板的配合精度及导套与定模板的配合精度在装配图中得以体现。
⑵推出板的导向
推出板在推出塑件过程,必须采用导向机构以使塑件受力均匀,保证塑件不变形, 由于设计时采用推杆推出机构,不仅起了推出塑件的作用,还起了导向作用。因此不需要另加导柱导向。
第八章脱模机构的设计
注射成型每一循环中,塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出,完成脱出塑件的装置称为脱模机构也称推出机构。
⑴脱模机构的设计原则
塑件推出(顶出)机构是注射成型过程中最后一个环节,推出质量的好坏将最后决定塑件的质量,因此,塑件的推出不可忽视。在设计推出脱模机构时应遵循以下原则:
○1.尽量设置在动模的一侧;
○2.保证塑件不因推出而变形损坏;
○3.机构简单,动作可靠;
○4.良好的塑件外观;
○5.合模时的准确复位。
⑵塑件的脱模机构
由于本塑件体积并不大，且要求表面光洁，所以采用推杆推出机构。由于推杆推出机构位于塑件内壁，所以在塑件表面不留推出痕迹,同时受力均匀,推出平稳,且推出力大,结构简单,塑件不易变形,对于此塑件合理适用简单。⑶复位机构及其他
推出及复位时,推杆始终在成型套内运动,能够起导向作用,并且在推杆头部设置螺纹，和推件板连在一起，在复位时能够利用推杆使推件板复位，这样可以减少模具的复杂性，简单实用。
第九章排气槽的设计
此塑件成型型腔体积比较小，注射时间短，分流道设在分型面上，塑料的注入会使气体不会在型腔顶部造成憋气，气体会沿着分型面和型芯与推件板之间的轴向间隙向外排出。
第十章模具的总体结构由以上设计步骤，综合得设计的模具机构如下：
一、填空题 1．在注射成型中应控制合理的温度，即控制料筒、喷嘴和模具温度。 2．根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行塑后处理，常进行退火和调质处理。 3．塑料模具的组成零件按其用途可以分为成型零件与结构零件两大类。 4．在注射成型时为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件在开模时留在动模上。 5．塑料一般是由树脂和添加剂组成。 6．塑料注射模主要用来成型热塑性塑料件。压缩成型主要用来成型热固性塑料件。 7．排气是塑件成型的需要，引气是塑件脱模的需要。 8．注射模的浇注系统有主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成。9．凹模其形式有整体式和组合式两种类型。 10．导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种。11．树脂分为天然树脂和合成树脂。 12．注射模塑最主要的工艺条件，即“三要素”是压力、时间和温度。 二、单选题 1. 卧式注射机SX-Z-63/50中的50表示锁模力为（ D ） A、5003cm B、503cm C、50kN D、500kN
2.注射机料筒温度的分布原则是什么（A ） A、前高后低 B、前后均匀 C、后端应为常温 D、前端应为常温 3．热塑性塑料在常温下，呈坚硬固态属于（ A ） A、玻璃态 B、高弹态 C、粘流态 D、气态 4．下列不属于塑料模失效形式的是（D ） A、变形 B、断裂 C、磨损 D、冷却 5．凹模是成型塑件（B ）的成型零件 A、内表面 B、外表面 C、上端面 D、下端面 6．球头铣刀主要用于加工塑料模具零件中的( D )内容 A、大平面 B、孔 C、键槽 D、轮廓 7．下列不属于注射模导向机构的是（ D ） A、导柱 B、导套 C、导向孔 D、推杆 8．主流道一般位于模具中心位置，它与注射机的喷嘴轴心线（D ） A、垂直 B、相交 C、相切 D、重合
塑料成型工艺及模具设计 学校徐州工程学院姓名刘鹏班级 10机制专2 一、填空题(每空1分,共30分) 1、高聚物中大分子链的空间结构有、及三种 形式。 2、塑料成型时有三种应力形式、、与。 3、分型面的形状 有、、、。4、合模机构应起到以下三个方面的作 用、、。 5、推出机构中设置导向装置的目的就是,该导柱安装固定 在上。 6、注塑成型时,一般而言,塑料为非结晶型、熔体粘度低或为中等的,模温取 值 ; 为高粘度熔体的,模温取。 7、压缩模中,溢式压缩模与其她类型压缩模在结构上的区别就是, 它的凸模与凹模的相对位置靠定位,这种模具不适于成型的塑料,不宜成型的制品。 8、注塑模典型浇注系统结构 由、、、等组成。 9、在实际生产中斜导柱的常用斜角a为,最大不超 过。 10、导柱结构长度按照功能不同分为三段、、。 二、单项选择题(每小题1分,共10分) 1、用螺杆式注塑机加工塑料制品过程中可以有效降低熔融粘度的方法为( )。 A、增加螺杆转速 B、降低喷嘴温度 C、增加注塑压力 D、降低模具温度 2、下列塑件缺陷中不属于制品表面质量缺陷的就是( )。 A、应力发白 B、冷疤 C、云纹 D、缩孔 3、从尽量减少散热面积考虑,热塑性塑料注射模分流道宜采用的断面形状就是( )。 A、圆形 B、矩形 C、梯形 D、‘U’形 4、塑料的加工温度区间应该为( )之间。 A、脆化温度与玻璃化温度 B、玻璃化温度与粘流态温度 C、粘流态温度与分解温度 D、玻璃化温度与橡胶态温度 5、在注射成型过程中,耗时最短的时间段就是( )。 A、注射时间 B、保压时间 C、冷却时间 D、模塑周期 6、对大型塑件尺寸精度影响最大的因素就是( )。
塑料成型工艺及模具设 计考试试题 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
徐州工程学院塑料成型工艺及模具设计考试题目及答 案 一、填空（本题共10小题，每空1分，共20分） 1.顶出推板与凸模（型芯）在安装时应采用锥面配合，其目的是辅助定位， 防止偏心溢料。 2.螺杆式注塑机与柱塞式相比，其优点在于__螺杆式注塑机剪切塑化能力强， 塑化量大_。 3.调湿处理是针对吸湿性塑料而言，具体方法是将制品放在热水中处 理。 4.压制成形与压铸成形均可用于热固性塑料，二者在模具结构上的主要差别在 于压铸模具有浇注系统，而压制成型没有。 5. ABS属于高强度塑料，在注塑成型前需要预先干燥，而且成型时的流动 性也稍差。 6.在斜抽芯机构中锁紧楔的楔角一般比斜导柱的倾斜角大。主要是为了模 具开模时防止造成干涉。 7.塑件允许的最小壁厚与塑料品种和塑件尺寸有关。 8.塑料模的基本结构都由动模和定模两大部分组成。 9.型腔气体的排除，除了利用顶出元件的配合间隙外，主要靠分型 面，排气槽也都设在分型面上。
10. 塑件尺寸精度的影响因素有很多，在计算时需考虑的主要有：成型零部件 的制造误差、成型零部件 的磨损和塑料的成型收缩。 11. 当分流道设计的比较长时，其末端应留有冷料穴，以防前锋冷料阻塞浇 口或进入模腔，造成充模不足或影响制品的熔接强度。 12. 适用于要求自动切除浇口凝料的注塑模浇口方式是潜伏式浇口。 二、判断正误（本题共10小题，每题1分，共10分） 1. 厚壁塑件不容易产生表面凹陷和内部缩孔。 （×） 2. 当模具采用脱件板脱模机构时，可以采用Z形拉料杆与冷料井匹配。（×） 3. 冷却系统的通道要尽量避开塑件的熔接痕部位,以免影响塑件的强度。( √ ) 4. 斜导柱侧抽芯机构中的滑块导滑长度有一定的要求,完成抽拔后,滑块留在导滑槽中的长度不应小于 滑块长度的3/2。 （×） 5．潜伏式浇口是点浇口的演变形式,因此其模具也应设计成三板式结构。（×） 6．细长型芯应避免偏心进料，否则会造成塑件的壁厚不均，脱模困难。( √ )
《塑料成型工艺及模具设计》1 学习与复习思考题 绪论 1．塑料的概念 塑料是一种以合成或天然的高分子化合物为主要成分，加入或不加入填料和添加剂等辅助成分，经加工而形成塑性的材料，或固化交联形成刚性的材料。 2．现代工业生产中的四大工业材料是什么。 钢铁、木材、高分子材料、无机盐材料 3．现代工业生产中的三大高分子材料是什么？ 橡胶、塑料、化学纤维 塑料成型基础 聚合物的分子结构与热力学性能 1．树脂与塑料有什么区别 塑料的主要成分是树脂（高分子聚合物）。 2．高分子的化学结构组成。 高分子聚合物：由成千上万的原子，主要以共价键相连接起来的大分子组成的化合物。 3．聚合物分子链结构分为哪两大类，它们的性质有何不同。 线型聚合物——热塑性塑料 体型聚合物——热固性塑料 1.线型聚合物的物理特性：具有弹性和塑性，在适当的溶剂中可以溶解，当温度升高时则软化至熔化状态而流动，且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而可以反复成型。 2.体型聚合物的物理特性：脆性大、弹性较高和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化(化学交联反应)，就成为不溶不熔的固体，即使在再高的温度下(甚至被烧焦碳化)也不会软化。 4．聚合物的聚集态结构分为哪两大类，它们的性质有何不同。 1无定形聚合物的结构：其分子排列是杂乱无章的、相互穿插交缠的。但在电子显微镜下观察，发现无定形聚合物的质点排列不是完全无序的，而是大距离范围内无序，小距离范围内有序，即“远程无序，近程有序”。2体型聚合物：由于分子链间存在大量交联，分子链难以作有序排列，所以绝大部分是无定形聚合物。5．无定性聚合物的三种物理状态，以及四个对应的温度，对我们在使用和成型塑料制品时有何指导意义。 三种物理状态 1.玻璃态：温度较低(低于θg温度)时，曲线基本上是水平的，变形程度小而且是可逆流的，但弹性模量较高，聚合物处于一种刚性状态，表现为玻璃态。物体受力变形符合虎克定律，应变与应力成正比。
复习题 1．什么是塑料？ 2．在注射过程中有那些影响产品质量的因素？ 3．如何确定注射模的分型面？如何进行注射模的总体布局？ 4．浇注系统有那些部分组成？设计时有那些要求？ 5．简述塑料中的 5 种添加剂作用是什么？ 6．什么是热塑性塑料？什么是热固性塑料？两者间的区别是什么？ 7．设计塑料模具时，模具的长宽和厚度尺寸与注射机的参数间的关系应满足哪些要求？ 8．注射模的浇口有那些典型类型？各有何用？ 9．脱模机构分为那几种？10．侧向分型与抽芯机构有那几类？各有何特点？ 11．斜导柱分型抽芯机构的形式有几种？应用情况如何？ 12．列出至少六种常见的浇口形式，并简述在选择浇口位置时应该考虑的因素。 13．简述斜导柱侧向分型与抽芯机构设计中，侧型芯滑块压紧、定位及导滑机构的作用。 14. 简述分型面的设计原则。 15. 简述冷却回路的布置原则。 16、哪些情况下要考虑采用先行复位机构 ? 17、常见的排气方式有哪些？ 18．塑料的主要成分是什么 ? 19．注塑成型工艺三个基本参数是什么？ 20．什么样塑件的注射模需要设置侧分型与抽芯机构？ 21．点浇口和侧浇口分别适用于哪种典型的注射模具？ 22．注射模具中复位杆的作用是什么？ 23．注射模具的长和宽受到注射机什么部位的尺寸限制？厚度受到什么限制？ 24．浇口套零件上凹球面直径和小孔直径与注射机的什么部位的尺寸有关？ 25．注射机的主要技术指标有哪些？ 26．模具在注射机上是怎样定位和固定的？ 27．简述选择注射机时要校核哪些参数？ 28．注射成型的工艺过程有哪些内容？简述各部分的作用？ 29．分别简述热塑性塑料和热固性塑料在注射成型过程中的特点？两者间的区别是什么？ 30．注射模具主要有哪几个部分组成？每个部分的作用是什么？ 31．注射模推出机构的作用是什么？推杆推出机构有哪些零件组成？ 32．侧分型与抽芯机构为什么要设置定位、锁紧装置？ 1．什么是塑料？ 塑料是在一定条件下，一类具有可塑性的高分子材料的通称，一般按照它的热熔性把它们分成：热固性塑料和热塑性塑料。它是世界三大有机高分子材料之一（三大高分子材料是塑料，橡胶，纤维）。 2．在注射过程中有那些影响产品质量的因素？答：因此最重要的工艺条件应该是足以影响塑化和注射充模质量的温度（料温、喷嘴温度、模具温度）、压力（注射压力、模腔压力）和相应的各个作用时间（注射时间、保压时间、冷却时间）以及注射周期等。而会影响温度、压力变化的工艺因素（螺杆转速、加料量及剩料等）也不应忽视。料筒温度关系到塑化质量。具温度影响塑料熔体充模时的流动行为，并影响制品
（勤奋、求是、创新、奉献） 《塑料模设计》课程试卷A答案 （本卷考试时间120分钟） 一、填空（本题共10小题，每空1分，共20分） 1.顶出推板与凸模（型芯）在安装时应采用锥面配合，其目的是辅助定位，防止偏心溢料。 2.螺杆式注塑机与柱塞式相比，其优点在于__螺杆式注射机剪切塑化能力强，塑化量大 _。 3.调湿处理是针对吸湿性塑料而言，具体方法是将制品放在热水中处理。 5. ABS属于高强度塑料，在注塑成型前需要预先干燥，而且成型时的流动性也稍差。 6.在斜抽芯机构中锁紧楔的楔角一般比斜导柱的倾斜角大。主要是为了防止开模时造成干涉。 7.塑件允许的最小壁厚与塑料品种和塑件尺寸有关。 8.塑料模的基本结构都由动模和定模两大部分组成。 9.型腔气体的排除，除了利用顶出元件的配合间隙外，主要靠分型面，排气槽也都设在分型面上。 10. 塑件尺寸精度的影响因素有很多，在计算时需考虑的主要有：成型零部件的制造误差、 成型零部件在使用过程中的在大磨损量和塑料收缩率波动。 11. 当分流道设计的比较长时，其末端应留有冷料穴，以防前锋冷料阻塞浇口或进入模腔，造成充 模不足或影响制品的熔接强度。 12. 适用于要求自动切除浇口凝料的注塑模浇口方式是潜伏式浇口。 二、判断正误（本题共10小题，每题1分，共10分） 1. 厚壁塑件不容易产生表面凹陷和内部缩孔。（F ） 2. 当模具采用脱件板脱模机构时，可以采用Z形拉料杆与冷料井匹配。（F ） 3. 冷却系统的通道要尽量避开塑件的熔接痕部位,以免影响塑件的强度。( T ) 4. 斜导柱侧抽芯机构中的滑块导滑长度有一定的要求,完成抽拔后,滑块留在导滑槽中的长度不应小于 滑块长度的3/2。（ F ）5．潜伏式浇口是点浇口的演变形式,因此其模具也应设计成三板式结构。（F ） 6．细长型芯应避免偏心进料，否则会造成塑件的壁厚不均，脱模困难。( T ) 7. 注塑时最后充满的往往是离浇口最远的部位。（F ） 8. 塑件上的文字最好做成凹字，这样模具上相应型腔的加工就方便些。( T ) 9. 从有利于排气的角度考虑，分型面应尽量设在流动方向上的末端。( T ) 10. 无拉料杆的冷料井一般用在顶杆顶料的场合，其分流道应该设计成S形。( T ) 三、简答题（本题共4小题，每题5分，共20分）
塑料成型工艺及模具设计 一、填空题（每空1分，共30分） 1、聚合物的物理状态分为玻璃态、高弹态、粘流态三种。 2、成型零部件工作尺寸的计算方法有平均值法和公差带法。 3、注塑成型工艺参数为温度、压力、各阶段的作用时间。 4、注塑模的支持零部件包括固定板、支承板、支承块、模座等。 5、注射模的浇注系统有主流道、分流道、浇口、和冷料穴组成。 6、注射过程一般包括加料、塑化、注射、冷却、和脱模几个步骤。 7、导向机构的作用有导向作用、定位作用和承受一定的侧向压力。 8、塑料一般是由树脂和添加剂组成的。 9、注塑成型工艺过程包括成型前准备、注塑过程和塑件的后处理三个阶段。 10．塑料按理化特性分为热塑性塑料和热固性塑料。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、热塑性塑料在常温下呈坚硬固态属于（A） A、玻璃态 B、高弹态 C、粘流态 D、气态 2、注塑机料筒温度的分布原则是（A） A、前高后低 B、前后均匀 C、后端应为常温 D、前端应为常温 3、主流道一般位于模具的中心，它及注塑机的喷嘴轴心线（D） A、垂直 B、相交 C、相切 D、重合 4、多型腔模具适用于（B）生产 A、小批量 B、大批量 C、高精度要求 D、试制 5、模具排气不畅可能导致的塑件缺陷是（A） A、烧焦痕 B、翘曲 C、拼接缝 D、毛刺 6、注塑机XS-ZY-125中的“125”代表（D） A、最大注射压力 B、锁模力 C、喷嘴温度 D、最大注射量 7、下列不属于注射模导向机构的是（D） A、导柱 B、导套 C、导向孔 D、推杆 8、合模时导柱及导套间呈（B） A、过孔 B、间隙配合 C、过渡配合 D、过盈配合 9、下列塑料中属于热固性塑料的是（C） A、聚乙烯 B、ABS C、酚醛 D、尼龙 10、从尽量减少散热面积考虑，热塑性塑料注射模分流道宜采用的断面形状是（A） A、圆形 B、矩形 C、梯形 D、U形 三、判断题（每题1分，共5分） 1、同一塑料在不同的成型条件下，其流动性是相同的。（×） 2、同一塑件的壁厚应尽量一致。（√） 3、一副塑料模可能有一个或两个分型面，分型面可能是垂直的、倾斜或平行于合模方向。（√） 4、注射成型时，为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件留在动模上。（√） 5、尺寸较大的模具一般采用4个导柱，小型模具通常用2个导柱。（√） 四、简答题（每题4分，共20分） 1、什么是塑料？塑料有哪些性能特点？（列出5条即可）
复习题 1．什么是塑料？ 2．在注射过程中有那些影响产品质量的因素？ 3．如何确定注射模的分型面？如何进行注射模的总体布局？ 4．浇注系统有那些部分组成？设计时有那些要求？ 5．简述塑料中的5种添加剂作用是什么？ 6．什么是热塑性塑料？什么是热固性塑料？两者间的区别是什么？ 7．设计塑料模具时，模具的长宽和厚度尺寸与注射机的参数间的关系应满足哪些要求？ 8．注射模的浇口有那些典型类型？各有何用？ 9．脱模机构分为那几种？ 10．侧向分型与抽芯机构有那几类？各有何特点？ 11．斜导柱分型抽芯机构的形式有几种？应用情况如何？ 12．列出至少六种常见的浇口形式，并简述在选择浇口位置时应该考虑的因素。13．简述斜导柱侧向分型与抽芯机构设计中，侧型芯滑块压紧、定位及导滑机构的作用。 14.简述分型面的设计原则。 15.简述冷却回路的布置原则。 16、哪些情况下要考虑采用先行复位机构? 17、常见的排气方式有哪些？ 18．塑料的主要成分是什么? 19．注塑成型工艺三个基本参数是什么？ 20．什么样塑件的注射模需要设置侧分型与抽芯机构？ 21．点浇口和侧浇口分别适用于哪种典型的注射模具？ 22．注射模具中复位杆的作用是什么？ 23．注射模具的长和宽受到注射机什么部位的尺寸限制？厚度受到什么限制？24．浇口套零件上凹球面直径和小孔直径与注射机的什么部位的尺寸有关？25．注射机的主要技术指标有哪些？ 26．模具在注射机上是怎样定位和固定的？ 27．简述选择注射机时要校核哪些参数？ 28．注射成型的工艺过程有哪些内容？简述各部分的作用？ 29．分别简述热塑性塑料和热固性塑料在注射成型过程中的特点？两者间的区别是什么？ 30．注射模具主要有哪几个部分组成？每个部分的作用是什么？ 31．注射模推出机构的作用是什么？推杆推出机构有哪些零件组成？ 32．侧分型与抽芯机构为什么要设置定位、锁紧装置？
第一章答案 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成哪几类？答：高分子聚合物链结构具有以下结构特点 （1）高分子呈现链式结构 （2）高分子链具有柔性 （3）高聚物的多分散性 根据链结构的不同，高分子聚合物可以分为高分子近程结构和高分子远程结构。 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：根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成固体和液体，固体又有晶态和非晶态之分。 （1）聚集态结构的复杂性因为高分子链依靠分子内和分子间的范德华力相互作用堆积在一起，可导致晶态和非晶态结构。高聚物的比小分子物质的晶态有程序差得多，但高聚物的非晶态结构却比小分子物质液态的有序程度高。高分子链具有特征的堆方式，分子链的空间形状可以是卷曲的、折叠的和伸直的，还可能形成某种螺旋结构。如果高分子链由两种以上的不同化学结构的单体组成，则化学结构是决定高分子链段由于相容性的不同，可能形成多种多样的微相结构。复杂的凝聚态结构是决定高分子材料使用性能的直接因素。（2）具有交联网络结构某些种类的高分子链能够以化学键相互连接形成高分子网状结构，这种结构是橡胶弹性体和热固性塑料所特有的。这种高聚物不能被溶剂溶解，也不能通过加热使其熔融。交联对此类材料的力学性能有重要影。高聚物长来链大分子堆砌在一起可能导致链的缠结，勾结点可看成为可移的交链点。 3．在线型非晶态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为哪三种力学状态的区域？温度点?b、?g、?f、?d表征什么意义？ 答：在线型非晶体态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为玻璃态、高弹态、粘流态。?b 称为脆化温度，它是塑料使用的下限温度。 ?g 称为玻璃化温度，玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度即玻璃态温度。 ?f 称为粘流温度，高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘流温度。 ?d 称为热分解温度，它是塑料使用的上限温度。 4．绝大多数的聚合物熔体都表现为非牛顿流体，试写出非牛顿流体的指数流动规律，并表述其意义。 答：通常把不服从牛顿流体规律的流动称为非牛顿型流动，具有这种流动行为的液体称为非牛顿流体。一些聚合物都近似地服从QSTWALD-DEWALE提出的指数流动规律，其表达式为 τ= K ?n τ= ηa ?（ηa = K ?n-1） 式中K—与聚合物和温度有关的常数，可以反映聚合物熔体的粘稠性，称为粘度系数 n—与聚合物和温度有关的常数，可以反映聚合物熔体偏离牛顿流体性质的程度称为非牛顿指数。 5．影响假塑性液体流变性的主要因素有哪些？如何影响？ 答：影响假塑性液体流变性的主要因素有以下三个方面
一、填空题 1.在注射成型中应控制合理的温 度，即控制料筒、喷嘴和模具温度。 2.根据塑料的特性和使用要求，塑 件需进行塑后处理,常进行退火和 调质处理。 3.塑料模具的组成零件按其用途可 以分为成型零件与结构零 件两大类。 4．在注射成型时为了便于塑件的脱 模,在一般情况下,使塑件在开模时 留在动模上。 5.塑料一般是由树脂和添 加剂组成。 ６．塑料注射模主要用来成型热塑 性塑料件。压缩成型主要用来成型 热固性塑料件。 ７.排气是塑件成型的需要，引气是 塑件脱模的需要。 8.注射模的浇注系统有主流道、分 流道、浇口、冷料穴等组成。 9．凹模其形式有整体式和组合式两 种类型。 10.导向机构的形式主要有导柱导 向和锥面定位两种。 １1．树脂分为天然树脂和合成树 脂。 12.注射模塑最主要的工艺条件，即 “三要素”是压力、时间和温度。 二、单选题 1．卧式注射机SX-Z-6３/５0 中的50表示锁模力为( D ） Ａ、500 3 cm B、503 cm Ｃ、５０kN D、500ｋ Ｎ 2.注射机料筒温度的分布原 则是什么( A ） Ａ、前高后低 B、前后 均匀Ｃ、后端应为常温 D、前端应为常温 ３．热塑性塑料在常温下，呈 坚硬固态属于（ A ) Ａ、玻璃态 B、 高弹态C、粘流态 D、气态 4．下列不属于塑料模失效形 式的是（ D ) A、变形 B、断 裂C、磨损 D、冷却 ５．凹模是成型塑件（Ｂ） 的成型零件 A、内表面 B、 外表面C、上端面 Ｄ、下端面 6．球头铣刀主要用于加工塑 料模具零件中的( D )内容 A、大平面 B、 孔 C、键槽 D、轮廓 7.下列不属于注射模导向机 构的是( D ） A、导柱 B、 导套 C、导向孔 D、推杆 ８.主流道一般位于模具中心 位置，它与注射机的喷嘴轴心 线( Ｄ ) A、垂直 B、 相交C、相切 Ｄ、重合 ９．下列不属于推出机构零件 的是( C ) Ａ、推杆 B、 复位杆 C、型芯 Ｄ、推板 10.压缩模具中凸模的结构形 式多数是( B )的，以便 于加工制造。 A、不锈钢 B、整体 式 C、工具钢Ｄ、组合式 1１．以下属于天然树脂的是 ( Ａ)。 Ａ、松香 Ｂ、环氧树脂 C、聚乙 烯Ｄ、PVC 12．下列不属于塑料模具结构 零件的作用的是( D ）
塑料成型工艺与模具设计复习资料 绪论 1.塑料模及成型工业的发展历史： 塑料工业从20世纪30年代前后开始研制，到目前塑料产品的系列化、生产工艺的自动化、连续化以及不断发展开拓功能塑料新领域经历了30年代以前的初创阶段，30年代的发展阶段，50、60年代的的飞跃发展阶段和70年代的至今的稳定增长阶段。 2.塑料成型发展趋势： ①CAD/CAE/CAM技术在模具设计与制造中的应用 ②大力发展快速原型制造（RPM） ③研究和应用模具的快速测量技术与逆向工程 ④发展优质模具材料并采用先进的热处理和表面处理技术 ⑤提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 ⑥热流道技术的广泛应用 ⑦模具的大型化与精密话、复杂化 ⑧用于模具工业的高速加工技术的推广 3.塑料成型模具的基本分类：按照成型的方法不同，可分为以下几类： ①注射模②压缩模③压注模④挤出模⑤气动成型模 第一章高分集合物结构特点与性能 1.高分子聚合物的结构非常复杂，一般而言，可分为高分子链结构和高分子聚集态结构两个大方向。 2.高分子链结构特点： ①高分子呈现链式结构 ②高分子链具有柔性 ③高聚物的多分散性 3.聚集态结构结构特点： ①聚集态结构的复杂性 ②具有较联网络 4.聚合物的热力学性能 ①非晶态高聚物的热力学性能：右图所示，当温度较低时，试样成刚 性固体状态，在外力作用下只发生较小变化。当温度升到某一定范围 后，试样的形变明显增加，并在随后的温度区间达到一种相对稳定的 形变。在这一区域中，试样变成柔软的弹性体，温度继续升高时形变 基本上保持不变。温度再进一步升高，则形变量逐渐加大，试样最后 完全变成黏性流体。根据这种特性，可以把非晶态高聚物按温度区域 不同划分为三种力学状态——玻璃态、高弹态、黏流态。玻璃态和高 弹态的转变称为玻璃化转变，对应的温度为玻璃化温度，高弹态与黏 流态之间的转变温度称为黏流温度。 ②晶态高聚物的热力学性能：晶态高聚物通常都存在非晶区，非 晶部分在不同的温度条件下也一样要发生玻璃化转变和黏流化转 变。但随着结晶度的不同，结晶高聚物的宏观表现是不一样的。 晶态高聚物的热力曲线如右图。 5.聚合物在成形过程中发生的物理化学变化主要是结晶和取向： ①聚合物的结晶：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，这些分子由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太高聚物。
复习题一 一、选择题 1、以下塑料中，透光率92%优于普通硅玻璃的是（C ） A 氨基塑料 B硅酮塑料 C聚甲基丙烯甲酯 D聚碳酸酯 2、以下塑料模具，具有高效、精密、可成型各种复杂制品的特点是（A ） A 注射模 B压塑模 C挤压模 D中空吹塑模 3、注射机料筒温度和模具温度都是可调的，但调好后是恒定的，其温差一般在（C ） A 1℃~2℃ B 2℃~3℃ C 3℃~5℃ D 5℃~6℃ 4、大型注射模的凹模，常利用（D ） A 整体结构 B整体嵌入结构 C局部镶拼结构D四壁镶拼结构 5、以下注射制品加强筋的设计正确的是（A ） A B C D 6、以下塑料制品的几何形状设计，从有利于成型和脱模、利于模具设计与制造的角度出发，制品的结构良好的是（ D ） A B C D 7、用于连接强度要求较高的装配如：管件连接螺纹，应选用（ B ） A 60°标准螺纹B梯形螺纹 C锯齿形螺纹 D圆弧形螺纹 8、电视机外壳采用的成型工艺是（A ） A 注射 B挤压 C压缩 D注射吹塑 9、刚性好变形小的电器绝缘件，应使用（B ） A ABS B酚醛塑料 C聚丙烯 D聚碳酸酯 10、以下塑料制品壁厚的设计良好的是（D ） A B C D
二、填空题 1、根据塑料的用途，塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三大类。 2、塑料注射成型工艺中保压的作用是防止熔料逆向倒流、补充收缩。 3、使注射模具浇注系统内的塑料保持熔融粘流态的方法有两种：一是隔热保温法,二是浇注系统加热法。 4、按分流道至浇口距离相等与否，其型腔和分流道排列分为平衡排列和非平衡排列。 5、尺寸小的模具型腔，主要进行强度计算，刚度再其次。 6、注射模的浇注部分是引导从注塑机喷嘴射入的熔融塑料顺利进入并充满各型腔的通道。 7、由于普通注射机仅仅在动模部分有顶出装置，注射时，人们总希望制品滞留在动模部分，这样不仅仅模具结构简单，而且取制件也方便。 8、高分子聚合物的分子结构有线性结构、支链形结构和网状体型结构。 三、名词解释 1、固化速度：指熔融塑料充满型腔后，分子结构从线型或支链形结构变为网状立体形三维结构即交联固化结构所需的时间。 2、热塑性塑料：指由可以多次加热加压，反复成型，具有一定的可塑性的合成树脂和各种添加剂、着色剂制成的塑料。 3、分流道：指主流道与浇口的连接通道。 4、瓶底镶件：指吹塑制品瓶底的成型件。 5、先复位：指在注射模结构中，使型腔中的推杆在制品完成脱模后，在安装活动镶件之前或合模之前回复到合模注射时的正确位置的运动过程。 四、简答题 1、简述注射模浇口位置确定的要点。 （1）交口位置应设在制品壁厚最厚之处。 （2）力求浇口至型腔各部分距离尽可能近。 （3）避免在浇口部处产生喷射。 （4）应设计在制品主要受力处。 （5）考虑制品的尺寸和精度的要求，即熔料流动方向、收缩导致的变形。 2、简要分析热流道注射模具的优缺点。 优点：热流道注模具浇注系统中的熔融塑料始终保持熔融的粘流态，当型腔中制品固化后
塑料成型工艺与模具设计 一、填空题（每空1分，共30分） 1、聚合物的物理状态分为玻璃态、高弹态、粘流态三种。 2、成型零部件工作尺寸的计算方法有平均值法和公差带法。 3、注塑成型工艺参数为温度、压力、各阶段的作用时间。 4、注塑模的支持零部件包括固定板、支承板、支承块、模座等。 5、注射模的浇注系统有主流道、分流道、浇口、和冷料穴组成。 6、注射过程一般包括加料、塑化、注射、冷却、和脱模几个步骤。 7、导向机构的作用有导向作用、定位作用和承受一定的侧向压力。 8、塑料一般是由树脂和添加剂组成的。 9、注塑成型工艺过程包括成型前准备、注塑过程和塑件的后处理三个阶段。 10．塑料按理化特性分为热塑性塑料和热固性塑料。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、热塑性塑料在常温下呈坚硬固态属于（A） A、玻璃态 B、高弹态 C、粘流态 D、气态 2、注塑机料筒温度的分布原则是（A） A、前高后低 B、前后均匀 C、后端应为常温 D、前端应为常温 3、主流道一般位于模具的中心，它与注塑机的喷嘴轴心线（D） A、垂直 B、相交 C、相切 D、重合 4、多型腔模具适用于（B）生产 A、小批量 B、大批量 C、高精度要求 D、试制 5、模具排气不畅可能导致的塑件缺陷是（A） A、烧焦痕 B、翘曲 C、拼接缝 D、毛刺 6、注塑机XS-ZY-125中的“125”代表（D） A、最大注射压力 B、锁模力 C、喷嘴温度 D、最大注射量 7、下列不属于注射模导向机构的是（D） A、导柱 B、导套 C、导向孔 D、推杆 8、合模时导柱与导套间呈（B） A、过孔 B、间隙配合 C、过渡配合 D、过盈配合 9、下列塑料中属于热固性塑料的是（C） A、聚乙烯 B、ABS C、酚醛 D、尼龙 10、从尽量减少散热面积考虑，热塑性塑料注射模分流道宜采用的断面形状是（A） A、圆形 B、矩形 C、梯形 D、U形 三、判断题（每题1分，共5分） 1、同一塑料在不同的成型条件下，其流动性是相同的。（×） 2、同一塑件的壁厚应尽量一致。（√） 3、一副塑料模可能有一个或两个分型面，分型面可能是垂直的、倾斜或平行于合模方向。（√） 4、注射成型时，为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件留在动模上。（√） 5、尺寸较大的模具一般采用4个导柱，小型模具通常用2个导柱。（√） 四、简答题（每题4分，共20分） 1、什么是塑料？塑料有哪些性能特点？（列出5条即可）
一、填空：（24分） 1、塑料成型的种类很多，其成型的方法也很多，有注塑成型、 压缩成型、压注成型、挤出成型、气动成型、泡沫成型等。 2、注射成型工艺成型前准备、注射过程、塑件的后处理。 3、注射模由动模和定模两部分组成。在注射成型过程中，动模部分随注射机上的合模系统运动。 4、设计斜导柱在定模、侧滑块在动模的侧抽芯机构时必须注意侧滑块与推杆在合模过程中不能发生干涉现象。 5、在设计注射模时，应尽量使塑件在分型后留在动模一侧，所以一般将包紧力力大的凸模或型芯留在动模一侧。 6、斜滑块侧向分型与抽芯注射模的特点是，塑件从动模型芯上被推出的动作与斜滑块侧向分型抽芯动作同时进行，但抽芯距被斜导柱抽芯机构的抽芯距短。 7、中空吹塑成型根据成型方法不同，可以分为注射成型、挤出成型、多层成型及片材吹塑成型等。 8、普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。 9、一般说来，模具型腔数量越多，塑件的精度就低，模具的制造成本就越高，但生产效率会显著提高。 二、辨别正误题（18分） 1、设计模具时，应保证成型塑件所需的总注射量小于所选注注射机的最大注射量。（对） 2、在注射成型过程中，金属嵌件预热的目的是可以加热物料（错） 3、将主型芯从成型位置抽至到不妨碍塑件的脱模位置所移动的距离称为抽芯距。。（错） 4、卧式注射机的缺点是推出的塑件必须要人工取出。（错） 5、注射模上的定位圈与注射机固定模板上的定位孔呈过盈配合。 （错） 6、模具总厚度位于注射机可安装模具的大厚度与最小厚度之间 （对） 7、常用的推杆复位法是弹簧复位法。（错） 8、小型塑件的模具排气量不大，可直接利用分型面排气。（错） 9、弯销侧抽芯机构可以变角度侧抽芯。（对） 三、识图回答问题（20分）
1．在注射成型中应控制合理的温度，即控制料筒、喷嘴和模具温度。 2．根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行塑后处理，常进行退火和调湿处理。 3．塑料模具的组成零件按其用途可以分为成型零件与结构零件两大类。 4．在注射成型时为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件在开模时留在动模上。 5．塑料一般是由树脂和添加剂组成。 6．塑料注射模主要用来成型热塑性塑料件。压缩成型主要用来成型热固性塑料件。 7．排气是塑件成型的需要，引气是塑件脱模的需要。 8．注射模的浇注系统有主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成。 9．凹模其形式有整体式和组合式两种类型。 10．导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种。 11．树脂分为天然树脂和合成树脂。 12．注射模塑最主要的工艺条件，即“三要素”是压力、时间和温度。 1. 卧式注射机SX-Z-63/50中的50表示锁模力为（ D ） D、500kN 2.注射机料筒温度的分布原则是什么（ A ）A、前高后低 3．热塑性塑料在常温下，呈坚硬固态属于（ A ）A、玻璃态 4．下列不属于塑料模失效形式的是（ D ） D、冷却 5．凹模是成型塑件（ B ）的成型零件B、外表面 6．球头铣刀主要用于加工塑料模具零件中的( D )内容 D、轮廓 7．下列不属于注射模导向机构的是（ D ） D、推杆 8．主流道一般位于模具中心位置，它与注射机的喷嘴轴心线（ D ）D、重合 9．下列不属于推出机构零件的是（ C ） C、型芯 10．压缩模具中凸模的结构形式多数是（ B ）的，以便于加工制造。 B、整体式 11．以下属于天然树脂的是（ A ）A、松香 12．下列不属于塑料模具结构零件的作用的是（ D ） D、成型 13．下列不属于稳定剂的是：（D ) D、树脂 14（ C ）的作用，除了用其顶部端面构成冷料穴的部分几何形状之外，还负责在开模时把凝料从主流道中拉出。 C、拉料杆 15．多型腔模具适用于（ B ）生产 B、大批量 1．任何模具上都不需设有冷却或加热装置。（×） 2．同一塑料在不同的成型条件下，其流动性是相同的。（×） 3．同一塑件的壁厚应尽量一致。（√） 4．对于吸水性强的塑料，在成型前不需要进行干燥处理。（×） 5．在注射成型中，料温高，流动性也大。（√） 6．一副塑料模可能有一个或两个分型面，分型面可能是垂直、倾斜或平行于合模方向。（√） 7．移动式模具绝对不需要具备轻型易搬的特点。（×） 8．推杆截面形状最多的是圆形，其原因是便于加工和装配。（√) 9．填充剂是塑料中必不可少的成分。（×） 10．为了保证塑件质量和胜利出模，推杆数量应越多越好。（×） 11．所有的塑料制件都可以使用强制脱模。（×） 12．注塑机锁模力不足时，容易发生制品飞边现象。（×） 13．注塑机额定注射量大于制品及流道所需塑料质量即可。（×） 14．设计加强筋时没有任何特殊要求。（×） 15．当分流道较长时，其末端也应开设冷料穴。（√） 16．浇口的截面尺寸越大越好。（×） 17．水敏性强的塑料成型前不需要干燥。（×） 18．注射成型时，为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件留在动模上。（√) 19．注射成型工艺包括成型前的准备、注射过程和塑件的后处理。（√) 20．尺寸较大的模具一般采用4个导柱；小型模具通常用2个导柱。（√） 1、塑料-----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，在一定温度下可塑制成一定结构 形状，能在常温下保持其形状不变的材料。
第一章答案 1．答：高分子聚合物链结构具有以下结构特点 （1）高分子呈现链式结构 （2）高分子链具有柔性 （3）高聚物的多分散性 根据链结构的不同，高分子聚合物可以分为高分子近程结构和高分子远程结构。 2．答：根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成固体和液体，固体又有晶态和非晶态之分。 （1）聚集态结构的复杂性因为高分子链依靠分子内和分子间的范德华力相互作用堆积在一起，可导致晶态和非晶态结构。高聚物的比小分子物质的晶态有程序差得多，但高聚物的非晶态结构却比小分子物质液态的有序程度高。高分子链具有特征的堆方式，分子链的空间形状可以是卷曲的、折叠的和伸直的，还可能形成某种螺旋结构。如果高分子链由两种以上的不同化学结构的单体组成，则化学结构是决定高分子链段由于相容性的不同，可能形成多种多样的微相结构。复杂的凝聚态结构是决定高分子材料使用性能的直接因素。 （2）具有交联网络结构某些种类的高分子链能够以化学键相互连接形成高分子网状结构，这种结构是橡胶弹性体和热固性塑料所特有的。这种高聚物不能被溶剂溶解，也不能通过加热使其熔融。交联对此类材料的力学性能有重要影。高聚物长来链大分子堆砌在一起可能导致链的缠结，勾结点可看成为可移的交链点。 3．答：在线型非晶体态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为玻璃态、高弹态、粘流态。 b 称为脆化温度，它是塑料使用的下限温度。 g 称为玻璃化温度，玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度即玻璃态温度。 f 称为粘流温度，高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘流温度。 d 称为热分解温度，它是塑料使用的上限温度。 4．答：影响假塑性液体流变性的主要因素有以下三个方面 （1）聚合物本身的影响。支链程度越高，则熔体的流动性就月低。 （2）聚合物中添加剂的影响。当聚合物中加入这些添加剂后，聚合大分子间的作用力会发生很大变化，熔体的粘度也随之改变。 （3）温度及压力对聚合物熔体粘流度的影响。一般而言，温度升高，大分子间的自由空间随之增大，分子间作用力减小，分子运动变得容易，从而有利于大分子的流动与变形，宏观上表现粘度下降。 5．答：通常把不服从牛顿流体规律的流动称为非牛顿型流动，具有这种流动行为的液体称为非牛顿流体。一些聚合物都近似地服从QSTWALD-DEWALE提出的指数流动规律，起表达式为 式中K—与聚合物和温度有关的常数，可以反映聚合物熔体的粘稠性，称为粘度系数 n—与聚合物和温度有关的常数，可以反映聚合物熔体偏离牛顿流体性质的程度称为非牛顿指数。 6．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。 7．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
塑料成型工艺与模具设 计试题及答案 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
《塑料成型工艺及模具设计》试卷及答案 一、填空题 1．在注射成型中应控制合理的温度，即 控制料筒、喷嘴 和 模具温度。 2．根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行塑后处理，常进行 退火 和 调湿 处理。 3．塑料模具的组成零件按其用途可以分为 成型零件与 结构零件 两大类。 4．在注射成型时为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件在开模时留在 动模 上。 5．塑料一般是由 树脂 和 添加剂 组成。 6．塑料注射模主要用来成型 热塑性塑料件。压缩成型主要用来成型 热固性塑料件。 7．排气 是塑件成型的需要，引气 是塑件脱模的需要。 8．注射模的浇注系统有主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成。 9．凹模其形式有 整体式和组合式 两种类型。 10．导向机构的形式主要有 导柱导向和锥面定位 两种。 11．树脂分为 天然树脂和合成树脂。 12．注射模塑最主要的工艺条件，即“三要素”是 压力 、时间 和 温度 。 二、单选题 1. 卧式注射机SX-Z-63/50中的50表示锁模力为（ D ） A 、5003cm B 、503 cm C 、50kN D 、500kN 2.注射机料筒温度的分布原则是什么 （ A ） A 、前高后低 B 、前后均匀 C 、后端应为常温 D 、前端应为常温
3．热塑性塑料在常温下，呈坚硬固态属于（ A ） A、玻璃态 B、高弹态 C、粘流态 D、气态4．下列不属于塑料模失效形式的是（ D ） A、变形 B、断裂 C、磨损 D、冷却5．凹模是成型塑件（ B ）的成型零件？ A、内表面 B、外表面 C、上端面 D、下端面6．球头铣刀主要用于加工塑料模具零件中的( D )内容？ A、大平面 B、孔 C、键槽 D、轮廓7．下列不属于注射模导向机构的是（ D ） A、导柱 B、导套 C、导向孔 D、推杆8．主流道一般位于模具中心位置，它与注射机的喷嘴轴心线（ D ）A、垂直 B、相交 C、相切 D、重合9．下列不属于推出机构零件的是（ C ） A、推杆 B、复位杆 C、型芯 D、推板10．压缩模具中凸模的结构形式多数是（ B ）的，以便于加工制造。 A、不锈钢 B、整体式 C、工具钢 D、组合式11．以下属于天然树脂的是（ A ）。 A、松香 B、环氧树脂 C、聚乙烯 D、PVC 12．下列不属于塑料模具结构零件的作用的是（ D ） A、装配 B、定位 C、安装 D、成型13．下列不属于稳定剂的是：（D ） A、光稳定剂 B、热稳定剂 C、抗氧剂 D、树脂
淮安信息职业技术学院 毕业论文 二O —二年六月编号 学生姓名 学 号 系 部 专 业 班 级 指导教师 顾问教师 2 4 093038 机电工程系 模具设计设计与制造 2409 3 0 张锦萍 周九州
摘要 本课题主要是针对盒盖的模具设讣，通过对塑件进行工艺的分析和比较，最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性,具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。针对盒盖的具体结构，该模具是点浇口的双分型面注射模具，由于塑件内侧有四个小凸台，所以选择斜推杆脱模结构。其优点在于简化机构，模具动作稳定，并且使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本。通过模具设计过程表明该模具能达到盒盖的质量和加工工艺要求。 关键词塑料模具盒盖斜推杆
摘要*错误!未定义书签。 第一章绪论................................................ 错误!未定义书签。 1」模具发展的意义....................................... 错误!未定义书签。 1.2中国模具发展前景。错误!未定义书签。 1.3模具发展的方向....................................... 错误!未定义书签。 1.4本课题的意义和a的及关键问题。错误!未定义书签。 第二章产品技术要求和工艺分析* 2」产品技术要求。错误!未定义书签。 2.2塑件的工艺分析.....................................错误!未定义书签。 2.3塑件材质工艺性......................................错误!未定义书签。第三章模具结构及分型过程8。 3.1型腔排列方式、模具结构形式的确定。错误!未定义书签。 3.2模具总体结构图分析。错误!未定义书签。 3.3模具分型原理及运行特点＞错误!未定义书签。 3. 4.主流道设计。错误!未定义书签。 第四章注塑机的选择及成型零件的设计 ........................ 错误!未定义书签。 4.1注塑机的选择。错误!未定义书签。 4.1.1盒盖体积的计算................................... 错误!未定义书签。 4 .1.2盒盖体积的计算................................... 错误!未定义书签。 4.1.3塑料注射机参数 (10) 4.1.4选择模架。错误!未定义书签。 4.2浇口套的设计。错误味定义书签。 4.3模具成型部分的结构设计 (12) 4. 3.1成型结构特点....................................错误!未定义书签。 4.3.2尺寸计算..........................................错误!未定义书签。第五章模具的安装调试及维护 (17) 5.1模具安装。错误!未定义书签。 5.2调试。错误!未定义书签。 第六章总结与展望。错误!未定义书签。 致谢。错误!未定义书签。 参考文献..................................................错误!未定义书签。