塑料成型模具设计试卷(含答案)

标准答案及评分标准一、填空题（2分×15空＝30分）1. 按成型性能，塑料分为[1]热塑性塑料、 [2]热固性塑料两类。

2. 常见的注射模有8个基本组成部分，请写出其中的任意四个：[3] 、 [4]、[5] 、[6] 。

（成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气槽、侧抽芯机构、标准模架）3.普通流道浇注系统主要由4个部分组成，分别为：[7]主流道、[8]分流道、[9]浇口、[10]冷料穴。

4. 机动侧向分型与抽芯机构是利用注射机的开模力，通过传动机构改变运动方向，将侧向的活动型芯抽出的机构，常见的机动侧向分型与抽芯机构有：[11]、[12]。

（请列出常见的任意两种）（斜销、弯销、斜滑块、齿轮齿条、弹簧、斜导槽、楔块等均可）5.缩短注射循环周期的冷却时间是提高生产效率的关键。

在塑件注射成型的冷却过程中，当所需传递的热量不变时，缩短冷却时间的三个途径有：[13]提高传热膜系数、[14]提高模具与冷却介质之间的温度差、[15]增大冷却介质的传热面积等。

二、名词解释（4分×5题＝20分）(1)塑化、(2)流动比、(3)熔体破裂、(4)注射压力、(5)浇注系统答：（1）塑化：成型物料在注射成型机料筒内经过加热、压实以及混合等作用以后，由松散的粉状或粒状固体转变成连续的均化熔体的过程。

（2）流动比：熔体在型腔内流动的最大长度与相应的型腔厚度之比。

（指熔体自喷嘴出口处开始能够在模具中流至最远的距离与制件厚度的比值。

）（3）熔体破裂：注射成型时，当切应力或剪切速率过大时，熔体将呈现波浪、竹节形或周期螺旋形，更严重时将相互断裂成不规则的碎片或小圆柱块，此现象称为熔体破裂。

（4）注射压力：指螺杆(或柱塞)轴向移动时，其头部对塑料熔体施加的压力。

（5）浇注系统：指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。

三、简答题（5分×4题＝20分）（1）简述注射成型工艺的概念，并绘制注射成型生产工艺过程循环图。

（2）为什么假塑性液体具有“剪切稀化”效应？（3）简述注射模浇注系统中冷料穴的作用，及常见的冷料穴结构。

（4）简述斜销侧向分型与抽芯机构中斜销倾角α对开模行程、斜销的有效工作长度、斜销受力状况的影响。

答：（1）注射成型生产中，运用一定的技术方法，将塑料原料、注射设备和注射所用的模具联系起来形成生产能力，这种方法就叫做注射成型工艺。

（2分）（3分）（2）这源于聚合物的大分子结构和它的变形能力。

当熔体进行假塑性流动时，如果增大剪切速率，无疑就增大了熔体内的切应力，于是大分子链从其聚合网络结构中解缠、伸长和滑移的运动加剧，链段的位移(高弹变形)相对减小，分子间的范德华力（静电引力）也将逐渐减弱，故熔体内自由空间增加，黏稠性减小，整个体系趋于稀化，从而在宏观上呈现出表观黏度减小的力学性质。

（5分）（3）作用：贮存因两次注射间隔产生的冷料及熔体流动的前锋冷料，防止熔体冷料进入型腔；底部常作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用。

（2分）常见结构：带Z形头拉料杆的冷料穴；带球形头(或菌形头)的冷料穴；带尖锥头拉料杆及无拉料杆的冷料穴。

（3分）（4）倾角α增大，为完成抽芯所需的开模行程及斜销有效工作长度均可减小，有利于减小模具的尺寸。

反之，增大。

（3分）Fc一定，倾角α增大时，斜销所受的弯曲力F和开模阻力Fk均增大，斜销受力情况变差。

（2分）四、判断及工艺改错（10分×2题＝20分）（1）图1与图2为塑件的结构，请判断塑件的结构是否合理，如不合理，请画图改正并说明理由。

图1塑件的结构设计图2塑件的结构设计答：图1不合理。

（1分）。

理由：图1中的加强筋因排列不合理，在加厚集中的地方容易出现缩孔和气泡，可改用图1’所示的排列形式。

各条加强筋的厚度应尽量相同或相近，可防止因熔体流动局部集中而引起缩孔和气泡。

（2分）图1’（2分）图2不合理，（1分）。

理由：塑件除使用要求需要采用尖角之外，其余所有内外表面转弯处应尽可能用圆角过渡，以减少应力集中。

图2是不合理的，图2’改成了圆角过渡设计就比较合理。

这样不但使塑件强度高，塑件在型腔中流动性好，而且美观，模具型腔不易产生内应力和变形。

（2分）图2’（2分）（2）图3和图4为注射模分型面的选择，请判断分型面设计是否合理，如不合理，请画图改正并说明理由。

图3注射模分型面设计图4注射模分型面设计答：图3 不合理，（1分）。

侧孔侧凹优先置于动模。

（2分）图3’（2分）图4 不合理，（1分）。

D与d分别在动模与定模内成型，由于合模误差不利于保证其同轴度要求。

（2分）图4’（2分）五、综合题（10分×1题＝10分）图5所示为摆块拉板式脱模机构，请标注1~7号零件的名称，并阐述该脱模机构的工作原理。

图5 摆块拉板式脱模机构答：零件名称：1-型腔；2-限位螺钉；3-推杆；4-注射机顶杆；5-活动摆块；6-弹簧；7-拉板(每个0.5分)工作原理：利用活动摆块推动型腔完成一次脱模，然后由推杆完成二次脱模。

(a)为合模状态；开模时，固定在定模的拉板7带动活动摆块5，将型腔1抬起，完成一次脱模，图(b)；继续开模时，限位螺钉2拉住型腔板，由注射机顶杆4通过推杆3将塑件从型腔中推出。

弹簧6的作用是使活动摆块始终靠紧型腔，图(c)。

（6.5）B卷一、填空题（2分×15空＝30分）1.按成型性能，塑料可分为[1]热塑性塑料、 [2]热固性塑料两类。

2. 浇口是注射模浇注系统中一个特别重要的部分，浇口的类型也比较多，常用的浇口形式有：[3]、[4]、[5]、[6]。

（请列出任意四种）（直接浇口、矩形侧浇口、扇形浇口、膜状浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口）5. 斜销侧向分型与抽芯机构的主要参数有：[7]抽芯距、[8]斜销的倾角、[9]斜销的直径、[10]斜销的长度。

6.一次推出脱模机构指开模后，用一次动作将塑件推出的机构，又称简单脱模机构，常见的一次推出脱模机构有[11]、[12]。

（请列出任意两种）5.缩短注射循环周期的冷却时间是提高生产效率的关键。

在塑件注射成型的冷却过程中，当所需传递的热量不变时，缩短冷却时间的三个途径有：[13]提高传热膜系数、[14]提高模具与冷却介质之间的温度差、[15]增大冷却介质的传热面积等。

二、名词解释（4分×5题＝20分）(1) 塑化、(2)塑料的收缩性、(3)熔接痕、(4)塑化效果、(5)离模膨胀效应三、简答题（5分×4题＝20分）（1）简述温度和压力对聚合物熔体粘度的影响规律。

答：聚合物温度升高后，体积膨胀，大分子之间的自由空间随之增大，彼此间的静电引力减小，有利于大分子变形和流动，即黏度下降。

聚合物成型过程中，成型压力增大，其熔体所受的静水压力也会随之提高，伴随着熔体体积收缩，其黏度数值也将会增大。

（2）简述塑料注射成型的基本原理。

答：利用塑料的可挤压性和可模塑性，将松散的粒料或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为黏流态熔体，在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。

（3）简述注射模的8个基本组成部分。

答：成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气槽、侧抽芯机构、标准模架。

（4）为什么采用一模多腔时浇注系统应平衡？答：因如果各个型腔不是同时被充满，那么最先充满的型腔内的熔体就会停止流动，浇口处的熔体便开始冷凝，此时型腔内的注射压力并不高，只有当所有的型腔全部充满后，注射压力才会急剧升高，若此时最先充满的型腔浇口已经封闭，该型腔内的塑件就无法进行压实和保压，因而也就得不到尺寸正确和物理性能良好的塑件，所以必须对浇注系统进行平衡，即在相同的温度和压力下使所有的型腔在同一时刻被充满。

四、判断及工艺改错（10分×2题＝20分）（1）图1与图2为塑件的结构，请判断塑件的结构是否合理，如不合理，请画图改正并说明理由。

图1塑件的结构设计 图2塑件的结构设计 答：图1不合理。

（1分）。

图1不宜以塑件的整个底面作支承面，因塑件稍有翘曲或变形就会使底面不平（2分）。

可改为图1’。

图1’（2分）图2不合理，（1分）。

理由：塑件除使用要求需要采用尖角之外，其余所有内外表面转弯处应尽可能用圆角过渡，以减少应力集中。

图2是不合理的，图2’改成了圆角过渡设计就比较合理。

这样不但使塑件强度高，塑件在型腔中流动性好，而且美观，模具型腔不易产生内应力和变形。

（2分）图2’（2分）（2）图3和图4为注射模分型面的选择，请判断分型面设计是否合理，如不合理，请画图改正并说明理由。

金属嵌件图3注射模分型面设计图4注射模分型面设计答：图3不合理，（1分）。

理由：当塑件带有金属嵌件时，因嵌件不会因收缩而包紧在型芯，型腔若仍设在定模，将使塑件留着定模，使脱模困难。

故应将型腔设在动模。

（2分）图3’（2分）图4不合理，（1分）。

理由：D与d分别在动模与定模内成型，由于合模误差不利于保证其同轴度要求。

（2分）图4’（2分）五、综合题（10分×1题＝10分）图5所示为推杆脱模机构，请标注1~8号零件的名称，并阐述该脱模机构的工作原理。

图5 推杆脱模机构答：1~8号零件名称：精品文档。

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