塑料成型模具設(shè)計(jì)試卷(含答案).docx

標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（2分15空30分）1. 按成型性能，塑料分為1熱塑性塑料 、 2熱固性塑料 兩類。2. 常見的注射模有8個(gè)基本組成部分，請(qǐng)寫出其中的任意四個(gè)：3 、 4、5 、 6 。（成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣槽、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)模架）3.普通流道澆注系統(tǒng)主要由4個(gè)部分組成，分別為：7主流道、8分流道、9澆口、10冷料穴。4. 機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)的開模力，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)方向，將側(cè)向的活動(dòng)型芯抽出的機(jī)構(gòu)，常見的機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)有：11、12。（請(qǐng)列出常見的任意兩種）（斜銷、彎銷、斜滑塊、齒輪齒條、彈簧、斜導(dǎo)槽、楔塊等均可）5.縮短注射循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在塑件注射成型的冷卻過(guò)程中，當(dāng)所需傳遞的熱量不變時(shí)，縮短冷卻時(shí)間的三個(gè)途徑有：13提高傳熱膜系數(shù)、14提高模具與冷卻介質(zhì)之間的溫度差、15增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積等。二、名詞解釋（4分5題20分）(1)塑化、(2)流動(dòng)比、(3)熔體破裂、(4)注射壓力、(5)澆注系統(tǒng)答：（1）塑化：成型物料在注射成型機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、壓實(shí)以及混合等作用以后，由松散的粉狀或粒狀固體轉(zhuǎn)變成連續(xù)的均化熔體的過(guò)程。（2）流動(dòng)比：熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)的最大長(zhǎng)度與相應(yīng)的型腔厚度之比。（指熔體自噴嘴出口處開始能夠在模具中流至最遠(yuǎn)的距離與制件厚度的比值。）（3）熔體破裂：注射成型時(shí)，當(dāng)切應(yīng)力或剪切速率過(guò)大時(shí)，熔體將呈現(xiàn)波浪、竹節(jié)形或周期螺旋形，更嚴(yán)重時(shí)將相互斷裂成不規(guī)則的碎片或小圓柱塊，此現(xiàn)象稱為熔體破裂。（4）注射壓力：指螺桿(或柱塞)軸向移動(dòng)時(shí)，其頭部對(duì)塑料熔體施加的壓力。（5）澆注系統(tǒng)：指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。三、簡(jiǎn)答題（5分4題20分）（1）簡(jiǎn)述注射成型工藝的概念，并繪制注射成型生產(chǎn)工藝過(guò)程循環(huán)圖。（2）為什么假塑性液體具有“剪切稀化”效應(yīng)？（3）簡(jiǎn)述注射模澆注系統(tǒng)中冷料穴的作用，及常見的冷料穴結(jié)構(gòu)。（4）簡(jiǎn)述斜銷側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中斜銷傾角對(duì)開模行程、斜銷的有效工作長(zhǎng)度、斜銷受力狀況的影響。答：（1）注射成型生產(chǎn)中，運(yùn)用一定的技術(shù)方法，將塑料原料、注射設(shè)備和注射所用的模具聯(lián)系起來(lái)形成生產(chǎn)能力，這種方法就叫做注射成型工藝。（2分）（3分）（2）這源于聚合物的大分子結(jié)構(gòu)和它的變形能力。當(dāng)熔體進(jìn)行假塑性流動(dòng)時(shí)，如果增大剪切速率，無(wú)疑就增大了熔體內(nèi)的切應(yīng)力，于是大分子鏈從其聚合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中解纏、伸長(zhǎng)和滑移的運(yùn)動(dòng)加劇，鏈段的位移(高彈變形)相對(duì)減小，分子間的范德華力（靜電引力）也將逐漸減弱，故熔體內(nèi)自由空間增加，黏稠性減小，整個(gè)體系趨于稀化，從而在宏觀上呈現(xiàn)出表觀黏度減小的力學(xué)性質(zhì)。（5分）（3）作用：貯存因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，防止熔體冷料進(jìn)入型腔；底部常作成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模時(shí)將主流道凝料從主流道襯套中拉出并滯留在動(dòng)模一側(cè)的作用。（2分）常見結(jié)構(gòu)：帶Z形頭拉料桿的冷料穴；帶球形頭(或菌形頭)的冷料穴；帶尖錐頭拉料桿及無(wú)拉料桿的冷料穴。（3分）（4）傾角增大，為完成抽芯所需的開模行程及斜銷有效工作長(zhǎng)度均可減小，有利于減小模具的尺寸。反之，增大。（3分）Fc一定，傾角增大時(shí)，斜銷所受的彎曲力F和開模阻力Fk均增大，斜銷受力情況變差。（2分）四、判斷及工藝改錯(cuò)（10分2題20分）（1）圖1與圖2為塑件的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)判斷塑件的結(jié)構(gòu)是否合理，如不合理，請(qǐng)畫圖改正并說(shuō)明理由。 圖1塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖2塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)答：圖1不合理。（1分）。理由：圖1中的加強(qiáng)筋因排列不合理，在加厚集中的地方容易出現(xiàn)縮孔和氣泡，可改用圖1所示的排列形式。各條加強(qiáng)筋的厚度應(yīng)盡量相同或相近，可防止因熔體流動(dòng)局部集中而引起縮孔和氣泡。（2分）圖1（2分）圖2不合理，（1分）。理由：塑件除使用要求需要采用尖角之外，其余所有內(nèi)外表面轉(zhuǎn)彎處應(yīng)盡可能用圓角過(guò)渡，以減少應(yīng)力集中。圖2是不合理的，圖2改成了圓角過(guò)渡設(shè)計(jì)就比較合理。這樣不但使塑件強(qiáng)度高，塑件在型腔中流動(dòng)性好，而且美觀，模具型腔不易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和變形。（2分）圖2（2分）（2）圖3和圖4為注射模分型面的選擇，請(qǐng)判斷分型面設(shè)計(jì)是否合理，如不合理，請(qǐng)畫圖改正并說(shuō)明理由。 圖3注射模分型面設(shè)計(jì) 圖4注射模分型面設(shè)計(jì)答：圖3 不合理，（1分）。側(cè)孔側(cè)凹優(yōu)先置于動(dòng)模。（2分）圖3（2分）圖4 不合理，（1分）。D與d分別在動(dòng)模與定模內(nèi)成型，由于合模誤差不利于保證其同軸度要求。（2分）圖4（2分）五、綜合題（10分1題10分）圖5所示為擺塊拉板式脫模機(jī)構(gòu)，請(qǐng)標(biāo)注17號(hào)零件的名稱，并闡述該脫模機(jī)構(gòu)的工作原理。圖5 擺塊拉板式脫模機(jī)構(gòu)答：零件名稱：1-型腔；2-限位螺釘；3-推桿；4-注射機(jī)頂桿；5-活動(dòng)擺塊；6-彈簧；7-拉板(每個(gè)0.5分)工作原理：利用活動(dòng)擺塊推動(dòng)型腔完成一次脫模，然后由推桿完成二次脫模。(a)為合模狀態(tài)；開模時(shí)，固定在定模的拉板7帶動(dòng)活動(dòng)擺塊5，將型腔1抬起，完成一次脫模，圖(b)；繼續(xù)開模時(shí)，限位螺釘2拉住型腔板，由注射機(jī)頂桿4通過(guò)推桿3將塑件從型腔中推出。彈簧6的作用是使活動(dòng)擺塊始終靠緊型腔，圖(c)。（6.5）B卷一、填空題（2分15空30分）1. 按成型性能，塑料可分為1熱塑性塑料 、 2熱固性塑料 兩類。2. 澆口是注射模澆注系統(tǒng)中一個(gè)特別重要的部分，澆口的類型也比較多，常用的澆口形式有：3、4、5、6。（請(qǐng)列出任意四種）（直接澆口、矩形側(cè)澆口、扇形澆口、膜狀澆口、輪輻澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口、護(hù)耳澆口）5. 斜銷側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)有：7抽芯距、8斜銷的傾角、9斜銷的直徑、10斜銷的長(zhǎng)度。6.一次推出脫模機(jī)構(gòu)指開模后，用一次動(dòng)作將塑件推出的機(jī)構(gòu)，又稱簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)，常見的一次推出脫模機(jī)構(gòu)有11、12。（請(qǐng)列出任意兩種）5.縮短注射循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在塑件注射成型的冷卻過(guò)程中，當(dāng)所需傳遞的熱量不變時(shí)，縮短冷卻時(shí)間的三個(gè)途徑有：13提高傳熱膜系數(shù)、14提高模具與冷卻介質(zhì)之間的溫度差、15增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積等。二、名詞解釋（4分5題20分） (1) 塑化、(2)塑料的收縮性、(3)熔接痕、(4)塑化效果、(5)離模膨脹效應(yīng)三、簡(jiǎn)答題（5分4題20分）（1）簡(jiǎn)述溫度和壓力對(duì)聚合物熔體粘度的影響規(guī)律。答：聚合物溫度升高后，體積膨脹，大分子之間的自由空間隨之增大，彼此間的靜電引力減小，有利于大分子變形和流動(dòng)，即黏度下降。聚合物成型過(guò)程中，成型壓力增大，其熔體所受的靜水壓力也會(huì)隨之提高，伴隨著熔體體積收縮，其黏度數(shù)值也將會(huì)增大。（2）簡(jiǎn)述塑料注射成型的基本原理。答：利用塑料的可擠壓性和可模塑性，將松散的粒料或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為黏流態(tài)熔體，在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。（3）簡(jiǎn)述注射模的8個(gè)基本組成部分。答：成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣槽、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)模架。（4）為什么采用一模多腔時(shí)澆注系統(tǒng)應(yīng)平衡？答：因如果各個(gè)型腔不是同時(shí)被充滿，那么最先充滿的型腔內(nèi)的熔體就會(huì)停止流動(dòng)，澆口處的熔體便開始冷凝，此時(shí)型腔內(nèi)的注射壓力并不高，只有當(dāng)所有的型腔全部充滿后，注射壓力才會(huì)急劇升高，若此時(shí)最先充滿的型腔澆口已經(jīng)封閉，該型腔內(nèi)的塑件就無(wú)法進(jìn)行壓實(shí)和保壓，因而也就得不到尺寸正確和物理性能良好的塑件，所以必須對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行平衡，即在相同的溫度和壓力下使所有的型腔在同一時(shí)刻被充滿。四、判斷及工藝改錯(cuò)（10分2題20分）（1）圖1與圖2為塑件的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)判斷塑件的結(jié)構(gòu)是否合理，如不合理，請(qǐng)畫圖改正并說(shuō)明理由。 圖1塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖2塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)答：圖1不合理。（1分）。圖1不宜以塑件的整個(gè)底面作支承面，因塑件稍有翹曲或變形就會(huì)使底面不平（2分）?？筛臑閳D1。圖1（2分）圖2不合理，（1分）。理由：塑件除使用要求需要采用尖角之外，其余所有內(nèi)外表面轉(zhuǎn)彎處應(yīng)盡可能用圓角過(guò)渡，以減少應(yīng)力集中。圖2是不合理的，圖2改成了圓角過(guò)渡設(shè)計(jì)就比較合理。這樣不但使塑件強(qiáng)度高，塑件在型腔中流動(dòng)性好，而且美觀，模具型腔不易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和變形。（2分）圖2（2分）（2）圖3和圖4為注射模分型面的選擇，請(qǐng)判斷分型面設(shè)計(jì)是否合理，如不合理，請(qǐng)畫圖改正并說(shuō)明理由。金屬嵌件 圖3注射模分型面設(shè)計(jì) 圖4注射模分型面設(shè)計(jì)答：圖3不合理，（1分）。理由：當(dāng)塑件帶有金屬嵌件時(shí)，因嵌