模具设计《塑料模》思考题Word文档格式.docx
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热塑性塑料的工艺性能有：
收缩性、塑料状态与加工性、粘度性与流动性、吸水性、结晶性、热敏性、应力开裂、熔体破裂。
15.
塑料改性的方法有增强改性、填充改性、共聚改性、共混改性、低发泡改性、电镀改性。
16.塑料中必要和主要成分是树脂，现在制造合成树脂的原料主要来自于石油。
二、判断题
1.
根据塑料的成份不同可以分为简单组分和多组分塑料。
单组分塑料基本上是树脂为主，加入少量填加剂而成。
（√）
填充剂是塑料中必不可少的成分。
（×
）
在塑料中加入能与树脂相容的高沸点液态或低熔点固态的有机化合物，可以增加塑料的塑性、流动性和柔韧性，并且可改善成型性能，降低脆性。
（√）
不同的热固性塑料流动性不同，同一种塑料流动性是一定的。
（×
第二章塑料成型基础－习题
受温度的影响，低分子化合物存在三种物理状态：
固态、液态、气态。
塑料在变化的过程中出现三种但却不同的物理状态：
玻璃态、高弹态、粘流态。
用于区分塑料物理力学状态转化的临界温度称为转化温度，也叫特征温度。
随受力方式不同，应力有三种类型：
剪切应力、拉伸应力和压缩应力。
牛顿型流体包括粘性流体、粘弹性流体和时间依赖性流体。
从成型工艺出发，欲获得理想的粘度，主要取决于对温度、剪切速率和压力这三个条件的合理选择和控制。
料流方向取决于料流进入型腔的位置，故在型腔一定时影响分子定向方向的因素是浇口位置。
.
注射模塑工艺包括成型前的准备、注射、后处理等工作。
注塑机在注射成型前，当注塑机料筒中残存塑料与将要使用的塑料不同或颜色不同时，要进行清洗料筒。
清洗的方法有换料清洗和清洗剂清洗。
注射模塑成型完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模。
注射成型是熔体充型与冷却过程可分为充模、压实、倒流和冻结冷却四个阶段。
注射模塑工艺的条件是压力、温度和时间。
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。
注射模塑过程需要需要控制的压力有塑化压力和注射压力。
注射时，模具型腔充满之后，需要一定的保压时间。
16.
内应力易导致制品开裂和翘曲、弯曲、扭曲等变形，使不能获得合格制品。
17.
产生内应力的一个重要因素是注射及补料时的剪切应力。
18.
制品脱模后在推杆顶出位置和制品的相应外表面上辉出现发白现象，此称为应力发白。
19.
根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行后处理，常进行退火和调湿处理。
20.
塑料在一定温度与压力下充满型腔的能力称为流动性。
剪切应力对塑料的成型最为重要。
（√）
粘性流动只具有弹性效应。
（×
绝大多数塑料熔体素属于假塑性流体。
塑料所受剪切应力作用随着注射压力下降而增强。
分子定向程度与塑料制品的厚度大小无关。
塑料的粘度低则流动性强，制品容易成型。
结晶型塑料比无定型塑料的收缩率小，增加塑料比未增加塑料的收缩率大。
结晶的外因条件是指熔体在成型过程中的冷却速率快慢。
（√）
注射及补料时的剪切应力是产生内应力的一个重要因素。
10.调湿处理主要用于聚甲醛类制品。
三、名词解释
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。
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。
第三章塑料制品的设计－习题
塑料制品的总体尺寸主要受到塑料流动性的限制。
在表面质量要求中，除了表面粗糙度的要求外，对于表面光泽性、色彩均匀性、云纹、冷疤、表面缩陷程度、熔结痕、毛刺、拼接缝及推杆痕迹等缺陷均应提出明确的要求。
塑件的形状应利于其脱出模具，塑件测向应尽量避免设置凹凸结构或侧孔。
多数塑料的弹性模量和强度较低，受力时容易变形和破坏。
设计底部的加强筋的高度应至少低于支撑面0.5mm。
同一塑件的壁厚应尽量一致。
塑件内表面的脱模斜度小于外表面的脱模斜度。
塑料收缩率大、塑件壁厚大则脱模斜度大。
加强筋的筋与筋之间的间隔距离应小于塑件壁厚。
加强筋的侧壁必须有足够的斜度，筋的根部应呈圆弧过渡
三、问答题
影响塑件尺寸精度的原则？
答：
a. 模具制造的精度，约为1/3
b. 成型时工艺条件的变化，约为1/3
c. 模具磨损及收缩率的波动。
约为1/3
具体来说：
对于小尺寸制品，模具制造误差对尺寸精度影响最大，而大尺寸制品则收缩率波动为主要因素。
塑件设计的原则?
a.满足使用要求和外观要求；
b.针对不同物理性能扬长避短；
c.便于成型加工；
d.尽量简化模具结构。
脱模斜度的设计规则？
设计脱模斜度应不影响塑件的精度要求，一般热塑性塑料件脱模斜度取0.5°
～3.0°
，热固性酚醛压塑件取0.5°
～1.0°
，塑料收缩率大、塑件壁厚大则脱模斜度取得大些，塑件内表面的脱模斜度可大于外表面的脱模斜度，对塑件高度或深度较大的尺寸，应取较小脱模斜度，否则，上下端尺寸差异过大，而非重要部位应取较大脱模斜度。
壁厚对塑件的影响？
壁厚取得过小，造成塑件充模流动阻力很大，使形状复杂或大型塑件成型困难。
壁厚过大，不但浪费塑料原料，而且同样会给成型带来一定困难。
加强筋的选择？
布置加强筋时，应避免或减少塑料局部集中，否则会产生凹陷和气泡；
加强筋不应设计得过厚，否则在其对面的壁上会产生凹陷，加强筋的侧壁必须有足够的斜度，筋的根部应呈圆弧过渡，加强筋以设计矮一些多一些为好，筋与筋的间隔距离应大于塑件壁厚。
第四章 塑料模基本结及零部件的设计
一．填空题
１．塑料模按模塑方法分类，可分为压缩模、压注模、注射模、挤出机头；
按模具在成型设备上的安装方式为移动式模具、固定式模具、半固定式模具；
按型腔数目分为单型腔模具、多型腔模具。
２．分型面的形状有平面、斜面、阶梯面、曲面。
３．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或下模上。
４．分型面选择时为便于侧分型和抽芯，若塑件有侧孔或侧凹时，宜将侧型芯设置在垂直开模方向上，除液压抽芯机构外，一般应将抽芯或分型距较大的放在开模方向上。
５．为了保证塑件质量，分型面选择时，对有同轴度要求的塑件，将有同轴度要求的部分设在同一模板内。
６．为了便于排气，一般选择分型面与熔体流动的末端相重合。
７．对于小型的塑件常采用嵌入式多型腔组合凹模，各单个凹模常采用机械加工、研磨、抛光或热处理等方法制成，然后整体嵌入模板中。
８．影响塑件尺寸公差的因素有成型零件的制造误差、成型零件的磨损、成型收缩率的偏差和波动、模具的安装配合误差、水平飞边厚度的波动。
9. 影响塑件收缩的因素可归纳为塑料的品种、塑件的特点、模具结构、成型方法及工艺条件。
10. 塑料模成型零件的制造公差约为塑件总公差的△/3，成型零件的最大磨损量，对于中小型塑件取△/6；
对于大型塑件则取△/6以下。
11．塑料模的型腔刚度计算从以下三方面考虑：
（1）成型过程不发生飞边
（2）保证塑件精度 （3）保证塑件顺利脱模。
12. 当模塑大型、精度要求高、深型腔、薄壁及非对称塑件时，会产生大的侧压力，不仅用导柱导向机构，还需增设锥面导向和定位。
13. 塑料模失效的形式在变形、断裂、腐蚀和磨损等。
14. 模具失效前所成型的合格产品的数量为模具寿命。
15. 制造高耐磨、高精度、型腔复杂的塑料模，选用9Mn2V。
16. 对复杂、精密和表面光泽度要求高的塑件需要采用Cr12MoV钢或4CrMoSiV钢，它们是加工性好和有极好抛光性的钢。
17. 塑料模表面处理的方法主要有淬火、表面淬火、正火、退火、回火等，还有调质和氮化等表面处理新技术。
固定式模具操作简单，生产效率高，制品成型质量较稳定，可以实现自动化生产
。
19.成型零件是指直接与塑料接触或部分接触并决定塑件形状、尺寸
、表面质量的零件，它是模具的核心零件。
20.成型零件包括凹模、凸模、型腔、型芯、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。
21.结构零件是指除了成型零件以外的模具的其他零件，它包括固定板、支承板、导向零件、浇注系统零件、分型与抽芯机构、推出机构、加热或冷却装置、标准件等。
二．判断题（正确的打√，错误的打×
1．一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。
2．为了便于塑件脱模，一般情况下使塑料在开模时留在定模或上模上。
3．成型零件的磨损是因为塑件与成型零件在脱模过程中的相对摩擦及熔体冲模过程中的冲刷。
4．塑料模的垫块是用来调节模具高度以适应成型设备上模具安装空间对模具总高度的要求。
螺钉应分步在零件附近。
压注模、压缩模只适用于成型热固性塑料。
移动式模具没有必要具备轻型易搬的特点。
塑件位置尺寸精度要求高的，其模具相关成型零件应尽量设置在模具的一侧。
三．名词解释
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。
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。
四．问答题
1. 分型面选择的一般原则有哪些？
答：
首先，必须选择塑件断面轮廓最大的地方作为分型面，这是确保塑件能够脱出模具而必须遵循的基本原则。
此外还应遵循以下几个基本原则：
a. 便于塑件的脱模
b.
考虑塑件的外观
c.
保证塑件尺寸精度的要求
d.
有利于防止溢料和考虑飞边在塑件上的部位
e.
有利于排气
f.
考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响
g.
尽量使成型零件便于加工
2. 塑料模的凹模结构形式有哪些？
凹模的结构形式有：
a. 整体式凹模
b. 整体嵌入式凹模
c. 局部镶嵌入式凹模
d. 拼块式组合凹模
3. 对螺纹型芯的结构设计及固定方法有些什么要求？
答案：
螺纹型芯按其用途分为直接成型塑件上的螺孔和固定螺母嵌件两种。
两种螺纹型芯在结构上没有原则区别，但前一种螺纹型芯在设计时必须考虑塑料的收缩率，表面粗糙度小（Ra为0.1um）,始端应和末端应按塑件结构要求设计；
而后一种不必考虑塑料收缩率，表面粗糙度可以大些（Ra为0.8um即可）。
a.固定在下模和定模上的螺纹型芯 通常和模板之间是间隙配合，将螺纹型芯插入模具对应的孔中即可。
b.固定在上模和动模上的螺纹型芯 采用有弹力的豁口或其它弹性元件将螺纹型芯支撑在模孔内，成型后随塑件一起拔出，型芯与模孔之间的配合一般为H8／h8.
4. 影响塑件收缩的因素有哪几方面？
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
5. 对塑料模型腔侧壁和底板厚度进行强度和刚度计算的目的是什么？
从哪几方面考虑？
在塑料模塑过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力。
在塑料熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。
如果型腔壁厚和底板厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。
与此同时，刚度不中则发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能导致脱模困难等。
因此，有必要建立型腔强度和刚度的科学的计算方法，尤其对重要的、塑件精度要求高的和大型塑件的型腔，不能单凭经验确定凹模侧壁和底板厚度，而应通过强度和刚度的计算来确定。
从以下四个方面考虑：
a.成型过程不发生溢料
b.保证塑件的精度要求
c.保证塑件顺利脱模
d.型腔力学计算的特征和性质，随型腔尺寸及结构特征而异
6. 模具成型零件的材料要满足哪些基本要求？
作为制造模具的成型材料，基本应具备以下特性：
a.
良好的机械性能
b.
优异的热性能
c.
适宜的加工性能
五、综合题
1
叙述模具工作原理。
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）
模具采用什么浇口?
盘形浇口。
模具采用什么抽芯机构？
斜滑块。
浇口能否自动脱落？
若不能，补充什么机构使其自动脱落？
不能，
叙述模具的工作原理
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。
第五章 机构设计
1.合模机构应起到以下三个方面的作用导向、定位、承受一定侧压力。
2.塑料模的合模导向装置主要有导柱导向和锥面定位，通常用导柱导向。
３．当模塑大型、精度要求高。
深型腔、薄壁及非对称塑件时，会产生大的侧压力，不仅用导柱导向机构，还需增设锥面导向和定位。
４．为了实现合模方向唯一性原则，导柱布置通常采用两种方法：
对称分布、非对称分布。
导向孔有两种结构形式，一种是直接在模板上加工出来，另一种是加工导套，再将导套镶嵌入模板中。
导柱结构长度按照功能不同分为三段固定段、导向段、引导段。
如果侧向力完全由导柱来承受，则会发生导柱卡死、损坏或开模时增加磨损。
推出元件设置位置应避免损伤制品外观，或影响制品的使用性能。
当推杆较细和推杆数量较多时，为了防止在推出过程中推板和推杆固定板歪斜和扭曲而折断推杆或发生运动卡滞现象，应当在推出机构中设置导向装置。
10.带螺纹塑件的脱落方式可分为强制脱出、移出模外脱出、模内手动脱螺纹和模内机构自动脱螺纹四种。
11.将侧型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，侧型芯在抽拔方向所移动的距离称为抽芯距。
12.斜销分型与抽芯机构具有结构简单、制造方便、安全可靠等特点。
13.合模机构是塑料模具必不可少的组成部分，因为闭合模具时要求做到方向准确、位置精确。
14.
定位是指保证动、定模按正确的位置闭合，以形成所要求的型腔。
15.
一副模具一般要设2~4导柱。
小型或移动式模具设2导柱就足够了；
大中型模具设3~4导柱，4导柱为常用形式。
从平稳导向出发，导柱之间距离应较远，故通常布置在型腔外侧。
为使导向孔有足够的强度，导向孔的孔壁到模板边缘的距离应不得太近，一般要求该距离比导柱半径略大。
17.
导柱固定部分的配合为H7/K6，导向部分的配合为H7/f7，导柱部分与导向部分的直径的基本尺寸完全一致，公差各不相同。
18.
推杆断面形状最多的是圆形，其原因是便于加工和装配。
19
推动推件板的推杆叫连接推杆，要求它比较粗壮，分布点之间的连线应有较大的面积，要求各推杆长度一致性良好。
合模机构都有确保模具按唯一方向合模的措施。
锥面定位件能很好的承受型腔向外涨开的力。
从平稳导向出发，导柱之间相距距离较近为宜。
成型大型、深腔、薄壁和高精度塑件时，动、定模间应采用较高的合模精度。
退出力作用点应尽可能安排在制品脱模阻力大的位置。
斜销的倾斜角a是决定斜抽芯机构工作实效的一个重要因素。
滑块不用设置定位装置。
1．合模导向装置的作用是什么？
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。
2. 导向装置选用和设计的原则有哪些？
导向零件的设计原则有：
a.导向机构类型的选用 通常采用导柱导向机构，当模塑大型、精度要求高、深腔塑件时，应增设锥面定位机构。
b.导柱数量、大小及其布置 一般需要2～4根导柱，大型模具一般采用4根导柱，小型模具一般采用2根导柱。
导柱的直径应根据模具尺寸选取，必须保证有足够的强度和刚度。
导柱在模具中的安装位置，根据需要具体而定，一般情况下若不妨碍脱模，导柱通常安装在主型芯周围。
c.导向零件的设置必须注意模具的强度 导柱和导向孔应避开型腔底板在工作时应力最大的部位，并且离模板边缘有足够的距离。
d.导向零件必须考虑加工的工艺性 导柱固定端的直径与导套固定端的外径应相等，便于孔的加工，有利于保证同轴度和尺寸精度。
e.导向零件的结构应便于导向 导柱的先导部分应做成球状或锥度;
导套的前端应有倒角，以便导柱顺利进入导套。
f.导向零件应有足够耐磨性 导柱表面应耐磨，芯部有一定韧性。
3. 导柱的结构形式有哪几种？
其结构特点是什么？
各自用在什么场合？
带头导柱 带头导柱一般用于简单模具的小批量生产
带肩导柱 带肩导柱一般用于大型或精度要求高、生产批量大的模具
推板导柱与推板导套配合，用于推出机构导向的零件推板导柱有时可作为支承柱和导柱兼用
哪些情况下要考虑采用弹簧先行复位机构?
答案：
采用活动镶块或活动凹模推出时，便于安置活动镶块及凹模；
避免推杆与侧型芯发生干涉；
有些成型零件合模时与复位杆同时受压迫，为了保护成型零件；
d.
为实现多次推件动作。
第六章 模具温度控制系统设计
1．注射模塑成型时模具温度的影响因素较多，一般说来，在非结晶型塑料中溶体粘度低或中等粘度的塑料，模温可偏低；
对于熔体粘度高的塑料，模温可偏高。
2. 热固性塑料的模压成型温度是指压制时所规定的模具温度。
3. 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。
4.
在设计冷却系统之前，必须首先了解注入模具内的物料温度，对模具内多余热量的分布状况进行分析，为合理地设计冷却系统打下基础。
5.
水的传热系数由层流下的最低值，随着水流速度的提高而变大，湍流态水的传热系数最高。
6.
水孔直径既定下，要获得湍流，最方便的是调节水流速度。
7.
模具带有冷却系统时热传递的三种基本方式：
热传导、热辐射和对流传热。
8.
冷却水孔的直径通常根据模具的大小或注射机的锁模力来确定。
9.
加热方式通常采用的有两种：
一种是电加热式；
另一种是在模具内部通入热介质。
10.模具中可以使用的电加热装置有两种类型：
一种是电阻加热，另一种是感应加热。
３．塑料熔体充满型腔后冷却到脱模温度所需的冷却时间与哪些因素有关？
答案：
与模具热量、传热面积、型腔和塑料的平均温差度、塑料对型腔的传热系数有关。
4.
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