塑料成型工艺及模具设计思考题(新)

《塑料成型工艺及模具设计》第一章思考题1．塑料为什么能得到广泛的应用？2．塑料工业包括哪两大部分？原料生产，制品成型3．常用的塑料成型工艺有哪些？注射成型，压缩成型，传递成型，挤出成型，中空吹塑成型，真空吸塑，气压成型4．什么是塑料模具？塑料模具可以分为哪几类？塑料模具是成型塑料制件的工艺装备或工具。

分为注射，压缩，传递，挤出，中空吹塑模具和热成型模具5．实现现代塑料制品生产有哪些必不可少的因素？合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具6．试述塑料模具技术的发展趋势。

1. 塑料模具标准化2. CAD/CAM/CAE技术的应用3. 加强理论研究4. 塑料模具专用材料的研究与开发5. 模具加工的新技术与发展第二章思考题1．了解塑料的组成和分类。

以聚合物为主体的高分子材料即是塑料；其常用的添加剂是增塑剂，稳定剂，固化剂，填充剂，着色剂等；以合成树脂的分子结构和受热时的行为分为：热塑性塑料，热固性塑料以应用范围分为：通用塑料，工程塑料，特种塑料2．热塑性塑料与热固性塑料在结构上和成型性能上有何不同?3．了解塑料的选用原则。

一般结构零件用塑料；耐磨损传动零件用塑料；减摩自润滑零件用塑料；耐腐蚀零、部件用塑料；耐高温零件用塑料；光学用塑料4．了解塑料的流动性。

流动性对塑料形状、模具设计和成型工艺有什么影响？流动性是塑料熔体在一定温度与压力作用下充填模腔的能力；流动性的好坏在很大程度上影响着成型工艺的许多参数，如成型温度，压力，模具浇注系统的尺寸及其他结构参数等。

在设计塑件壁厚时也要考虑流动性的影响5．了解熔融指数、拉西格流动性的意义。

对于热塑性塑料的流动性常用熔体流动速率指数即熔融指数来表示，熔融指数越大，塑料熔体的流动性越好。

（流动性的大小除取决于树脂的内在结构外，还受到填料、添加剂、模具结构和成型工艺条件等多种因素的影响）对于热固性塑料的流动则用拉西格流动性来表示，即其越大，流动性越好。

（塑料原料模具及工艺条件的影响）6．了解塑料的收缩性以及影响收缩率变化的因素。

塑料在成型及冷却过程中发生的体积收缩性质称为收缩性，塑料在熔融状态下的体积总比其固态下的体积大。

影响塑料收缩性的因素有：塑料的组成及结构、成型工艺方法、工艺条件、塑件几何形状及金属镶件的数量、模具结构及浇口形状与尺寸等。

7．了解聚合物结晶、二次结晶、后结晶、结晶速度和结晶度的概念。

聚合物结晶发生在高温熔体向低温固体转变的过程中，聚合物的结晶是聚合物中形成具有稳定规整排列分子链的过程。

二次结晶：在已结晶区域内。

后结晶：在已结晶区域外（或界面上），即未结晶区域。

结晶速度：可反映聚合物的结晶能力，成核和长大两个过程；主要受温度影响结晶度:指聚合物内结晶组织的质量（或体积）与聚合物总质量（或体积）之比，用来表征聚合物的结晶程度8．结晶对塑件性能有何影响?影响结晶的因素有哪些？1．密度：密度随结晶程度的增大而提高。

2．力学性能：结晶度提高，抗拉强度提高，冲击韧度下降。

3．热性能：结晶有助于提高软化温度和热变形温度。

4．翘曲：结晶后会发生体积收缩，收缩不均则会发生翘曲变形。

5．表面粗糙度和透明度：结晶后，塑件表面粗糙度降低，但透明度减少或丧失。

影响结晶的因素1．温度2．冷却速度3．压力和切应力4．分子结构5．添加剂9．了解取向的概念，取向对塑件性能有何影响?聚合物取向后会呈现明显的各向异性，即在取向方位力学性能显著提高，而垂直于取向方位力学性能显著下降。

取向还会使聚合物在光学、热学和电学等性能方面均呈现出明显的各向异性，对聚合物的玻璃化温度、线膨胀系数和弹性模量等都有影响。

10．了解聚合物的降解和交联，什么情况应避免降解或交联？降解是指聚合物成型时在高温、氧气、应力及水分等作用下发生的化学分解反应。

其中有热降解，应力降解，氧化降解，水降解；聚合物分子结构发生断链，分子量下降，侧链变化；结果：弹性消失、强度降低、粘度变化、发生紊流、表面粗糙、寿命下降。

交联：聚合物由线型结构转变为体型结构的化学反应过程称为交联，交联反应主要用于热固性聚合物的成型固化中第三章思考题1．了解注射成型原理及工艺过程。

⏹基本原理：利用塑料的可挤压性与可模塑性，先将松散的粒状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，使之成为粘流态融体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以高流速通过机筒前端的喷嘴注射入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可从型腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。

⏹工艺过程●成型前的准备●注射工艺过程：（1）加料（2）塑化（3）注射（充模，保压，倒流，浇口冻结后的冷却，脱模）●制品的后处理工艺参数：温度（料筒温度，喷嘴温度，模具温度）压力（塑化压力，注射压力）时间2．设计注射模时，为什么要对注射机有关的性能参数进行校核？具体要校核哪些参数？为了设计出合乎要求的模具；校核：最大注射量，注射压力，锁模力，安装部分的尺寸（喷嘴尺寸，定位圈，模具，螺孔），开模行程和顶出机构3．注射成型过程中，型腔中塑料的温度和压力是如何变化的？温度：料筒（从料斗一侧（后端）起至喷嘴（前端）逐步升高，以使塑料温度平稳上升以达到均匀塑化的目的）；喷嘴（一般略低于料筒的最高温度）；模具（决定于塑料结晶性的有无，塑件尺寸和结构）压力：见图4．为什么要进行塑件的后处理？哪些塑件需要后处理?以便改善和提高制品的性能和尺寸稳定性；存在内应力，结构不稳定的塑件需发后处理。

5．注射成型过程的温度对成型过程和塑件质量有何影响?温度主要通过影响塑料的塑化和流动以及塑料的冷却。

从而影响塑件的尺寸形状，力学性能。

6．注射成型过程的压力取决于哪些因素?它与成型温度是否有关系？7．了解压缩成型原理及工艺过程。

基本原理：将松散的固态成型物料直接加入到模具中，通过加热和加压方法使其熔融塑化，然后根据型腔形状进行流动成型，最终经过固化转变成为塑件工艺过程：成型前的准备（预热，预压）；压缩成型过程（嵌件的安放，加料，合模，排气，固化，脱模）；压后处理（模具清理，后处理）8．与注射成型相比，压缩成型有哪些优缺点？优点：可采用普通液压机，压缩模结构简单，压缩塑件内部取向小、成型收缩率小、性能均匀。

缺点：成型周期长，生产效率低，劳动强度大，塑件精度难以控制，模具寿命短，不易实现自动化9．压缩成型的预处理是指哪些工序？为什么要进行预处理?预热处理，预压处理；目的是为了除去其中的水分和其他挥发物，同时提高料温，便于缩短压缩成型周期；预压可使型坯的形状能紧地放入模具中预热。

10．压缩成型的工艺条件有哪些?这些工艺条件对制品质量有何影响？成型压力：适当大的压力可以保证塑件具有稳定的尺寸形状，减少飞边，防止变形；成型温度：影响塑件的最终性能压缩时间：影响塑件的性能，时间太短力学性能差，外观无光泽，脱模后易出现翘曲，变形，时间太长则会使塑件过熟。

11．了解传递成型原理及工艺过程。

基本原理：模具闭合后，将热固性塑料加入到加料室中，使其受热熔融；接着在压力作用下，塑料熔体通过模具浇注系统以高速挤入型腔；塑料在型腔内继续受热受压而发生交联反应固化成型为塑件，最后打开模具将其取出。

工艺过程：与压缩模相似。

不过加料与合模相调12．挤出成型，传递成型与压缩成型、注射成型各有什么特点？挤出成型：1．生产过程连续。

2．生产效率高。

3．应用范围广，综合生产能力强。

4．投资少，见效快。

传递成型：1. 制品性能均匀密实，质量好2. 飞边薄，尺寸精度高。

3. 成型周期短，生产效率高。

4. 可成型的塑件范围广。

压缩成型：可采用普通液压机，压缩模结构简单，压缩塑件内部取向小、成型收缩率小、性能均匀。

不过成型周期长，生产效率低，劳动强度大，塑件精度难以控制，模具寿命短，不易实现自动化注射成型：成型周期短，能一次成型形状复杂，尺寸精确，带有金属或非金属嵌件的塑料制件；生产效率高，易于实现全自动化生产13．了解挤出成型原理及工艺过程。

基本原理：首先将粒状或粉状塑料加入料斗中，在旋转的挤出机螺杆的作用下，塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送，在此过程中，不断地接受外加热和螺杆与物料，物料与物料及物料与料筒之间的剪切摩擦热，逐渐熔融呈粘流态；然后，在挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具口模以及一系列辅助装置，从而获得面形状一定的塑料型材工艺过程：塑化，挤出成型，冷却定型14．如何控制挤出成型的工艺参数？温度：加料段不宜过高；压缩段计量段可取高些；机头：在Td以下；口模：比机头稍低压力：增加机头压力可提高熔体的混合均匀性和稳定性，提高产品的致密度，但机头压力过大将影响产量；必须根据塑料品种和塑件类型确定合理的数值，尽可能避免出现压力的波动；合理地控制螺杆的转速和温度调节系统的精度，可减少压力的波动。

挤出速度和牵引速度：牵引速度可与挤出速度相当。

牵引速度与挤出速度的比值称为牵引比，其数值必须等于或大于1。

15．挤出生产线需要什么基本设备？一台挤出设备一般由主机（挤出机）、辅机和控制系统组成16．设计塑件结构工艺性必须遵循的原则以及塑件设计的基本原则？遵循原则：1）应考虑原料的成型工艺性；2）力求结构简单，壁厚均匀，使用方便；3）应考虑模具的总体结构；4）外观要求较高时，先造型再绘制图样。

设计原则：1）选用价格低廉和成型性能较好的塑料。

2）力求模具结构简单、易于制造，有利于模具分型、排气、补缩、冷却、顶出和抽芯。

3）尽量避免塑件出现各向异性。

4）塑件成型前后的辅助工作应尽量少。

17．影响塑件尺寸精度的因素有哪些？1）模具成型部件的制造误差δz；2）模具成型零件的表面磨损δc；3）收缩率波动引起的尺寸误差δs；4）活动部件配合间隙引起的误差δj；5）模具成型部件的安装误差δa18．如何确定塑件尺寸精度、公差和表面粗糙度？塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的。

一般模具的成型表面粗糙度比塑件的表面粗糙度低一级。

型芯表面粗糙度的级别可比型腔的表面粗糙度值高1～2级。

19．塑件的形状设计要考虑什么问题？1）塑料的力学性能；2）塑料的物理性能；3）塑料的化学性能；4）必要的精度；5）成型工艺性。

20．加强肋和嵌件各有什么作用？加强肋的作用：加强塑件的强度和刚度，避免塑件变形翘曲，改善充模流动性，减少内应力，避免气孔、缩孔和凹陷等缺陷。

加强肋的厚度应小于塑件厚度，并与壁用圆弧过渡。

镶入嵌件的目的：增强制品局部的强度、硬度、耐磨性、导电性、导磁性等，或者是为增加制品尺寸及形状的稳定性，或者是为降低塑料的消耗。

21．设计塑件上的螺纹应注意些什么？直径不小于2mm，精度不超过I T7级，不采用细牙螺纹；始、末端不应突然开始和结束，应有一过渡段；塑料螺纹与金属螺纹的配合长度应≤1.5 d；同一型芯上两段螺纹，应旋向相同、螺距相等。