塑料成型工艺及模具设计重点分析

塑料成型工艺及模具设计复习

红色部分不考

绪论

1、塑料制品的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。

2、模具热处理的发展方向是采用真空热处理。

3、塑料成型模具的分类：（1）注射模（2）压缩模（3）压注模（传递模）（4）挤出模（5）气动成型模

第二章塑料的组成与工艺特性

1、名词解析：热塑性塑料；热固性塑料

热塑性塑料主要由合成脂（分子为线型或者带有支链的线型结构）制成，其成型过程是物理变化。

热固性塑料主要是以缩聚树脂（分子为立体网状结构）为主，加入各种助剂制成的，但它的成型过程不仅是物理变化，更主要的是化学变化。

2、塑料一般由哪些成分组成？各自起什么作用？

塑料是一种以合成树脂（高分子聚合物）为基体的固体材料，除了合成树脂作为基体外，还有某些特定用途的添加剂（少数情况下可以不加添加剂）。

1.合成树脂：合成树脂实质上是高分子化合物质或其预聚体，它是塑料的基材，对塑料的物理、化学性能起着决定作用。

2塑料添加剂：1）增塑剂主要作用是削弱聚合物之间的作用力（范德华力），从而增加聚合物分子间的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，亦即增加聚合物的塑性。2）填料 a 增加容量，降低塑料成本。b 改善塑料性能，提高塑料的物理性能、加工性能和塑件的质量。3）稳定剂提高树脂在热、光和霉菌等外界因素作用时的稳定性。4）润滑剂以改进高聚物的流动性、减少摩擦、降低界面粘附为目的。5）着色剂使塑料件具有各种颜色。

3、塑料是如何进行分类的？热塑性塑料和热固性塑料有什么区别？

（1）从应用角度，可分为普通塑料和工程塑料，其中工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料。（2）按照制造树脂的方法，分为缩聚型塑料和加聚型塑料。（3）最常用的，按塑料树脂的大分子类型和特性，分为热塑性塑料和热固性塑料。

热塑性塑料受热可软化或熔融，成型加工后冷却固化，再加热仍可软化，可回收利用。热固性塑料成型加工时也可受热软化或熔融，但一旦成型固化后不再能够软化，也不可回收利用。

4、什么是塑料的计算收缩率？影响塑料收缩率的因素有哪些？

塑料制件从模具中取出冷却后一般都会出现尺寸缩减的现象。这种塑料成型冷却后发生体积收缩的特性称为塑料的成型收缩性。一般塑料收缩性的大小常用实际收缩率和计算收缩率来表征。影响收缩率的因素有很多，如塑料品种、成型特征、成型条件及模具结构等。

5、什么是塑料的流动性？影响流动性的因素有哪些？

时发生的大分子之间的相对滑移现象，表塑料的流动性是指树脂聚合物所处的温度大于其粘流温度

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现为成型过程中在一定温度和一定压力下塑料熔体充填模具型腔的能力。塑料的结构、成型工艺和模具结构等是影响流动性的主要因素。

6、阐述常用塑料的性能特点？P26

第三章塑料成型制件的结构工艺性

1、名词解析：尺寸精度、脱模斜度

尺寸精度：指所获得的塑件尺寸与产品要求尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。

拖模斜度：为了便于从成型零件上顺利脱出塑件，必须在塑件内外表面沿脱模方向设计足够的斜度，称为拖模斜度。

2、在塑件结构工艺性设计时，应考虑哪几方面的因素。

1）塑料的各项性能特点，如物理机械性能、成型工艺性能等。

2）在保证各项使用性能的前提下，塑件的结构形状力求简单，且有利于充模流动、排气、补缩和高效冷却硬化或快速受热固化。

3）模具的总体结构应使模具零件易于制造，特别是抽芯和脱模机构。

3、影响塑件的尺寸精度的因素有几方面？塑件形状、壁厚、斜度对塑件注射成型的影响。

影响塑件尺寸精度的因素十分复杂，首先是模具制造的精度和塑料收缩率的波动，其次是模具的磨损程度。另外，成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化、塑件的飞边等都会影响塑件的精度。

形状:塑件的形状在满足使用要求的前提下，应使其有利于成型，特别是应尽量不采用侧向抽芯机构，因此塑件设计时应尽量避免侧向凹凸形状或侧孔。

斜度：塑件斜度的大小与塑料的收缩率，塑件的形状、结构、壁厚及成型工艺都有一定的关系，一般斜度取'30~'301 。

壁厚:塑件壁厚的设计与塑料原料的性能、塑件结构、塑件的质量及其使用要求密切的联系。壁厚过小，会造成充填阻力增大，特别大型、复杂制件将难于成型。

4、设计塑件形状时，考虑使塑件易于成型，尽量不采用侧向抽芯机构。

第四章 注射成型原理及工艺性

1、名词解析：注射压力；保压压力；成型周期

注射压力：是指柱塞或螺杆轴向移动时其头部对塑料熔体所施加的压力。

保压压力：型腔充满后，继续模内熔料施加的压力称为保压压力。

成型周期：完成一次注射成型过程所需的时间称为成型周期。

2、注射设备的分类？各种注射机注射成型原理及特点？

一般的注射设备可以分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。柱塞式注射机的结构主要由柱塞式塑化装置、开合模机构和电气液压控制系统三大部分组成。

柱塞式注射机原理 p53 螺杆式组设计原理p55

柱塞式注射机与螺杆式注射机注射成型相比较，由于它在预塑过程中不存在螺杆的转动，缺少因螺杆转动产生的塑料间的摩擦剪切作用和搅拌作用，仅仅依靠料筒外面加热器的加热作用使固态塑料进行塑化，因此加热效果相对差一些，并且料筒内熔融塑料的温度也不如螺杆式注射机均匀，即塑化不均匀。另外，注射过程中，柱塞式注射机的压力损失相对于螺杆式注射机要大一些，所以柱塞式用于小型注射设备，大中型用螺杆式。

3、注射成型工艺过程包括哪几部分？注射过程一般包括哪几个阶段？注射阶段又由哪几个步骤组成？ 注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程和塑件的后处理三部分。

注射过程一般包括加料、塑化、注射、冷却和脱模几个阶段。

注射阶段可分为冲模，保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模等几个阶段。

4、影响注射成型工艺的重要参数是那几个？注射成型中需要控制的温度有几种？它们是如何对注射成型工艺的产生影响？

温度、压力和时间是影响注射成型工艺的重要参数。

料筒温度 p57

喷嘴温度 喷嘴温度太高，熔料在喷嘴处产生流诞现象，塑料易产生热分解现象。喷嘴温度太低，易产

生冷块或僵块，使熔体产生早凝，其结果是熔料堵塞喷嘴，或是将冷料注入模具型腔，导致产成品缺陷。

模具温度p57

5、注射成型过程中的压力包括哪几种，并加以简单说明？

注射成型过程中的压力包括塑化压力、注射压力和保压压力三种。

塑化压力是指采用螺杆式注射机注射时，螺杆头部熔料在螺杆转动时所受到的压力。

注射压力是指柱塞或螺杆轴向移动时其头部对塑料熔体所施加的压力。

保压压力型腔充满后，继续对模内熔料施加的压力称为保压压力。

第五章注射模基本结构与注射机

1、名词解析：锁模力；成型部分；模具支承零部件；单分型面注射模；双分型面注射模

锁模力：

成型部分：是指与塑料直接接触、成型塑件内表面和外表面的模具部分，它由凸模（型芯）、凹模(型腔)以及嵌件和镶块等组成。

模具支撑零部件：用来安装固定或支撑成型零部件以及前述各部分机构的零部件。

单分型面注射模：是注射模中最简单、最常见的一种结构形式，也称二板式注射模，只有一个分型面。

双分型面注射模：

2、注射模具的分类？注射模按其各零部件所起的作用，一般由哪几部分机构组成？

注射模具的分类p65

根据模具上各部分所起的作用，可分为成型部分、浇注系统、导向机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统、排气系统和支撑零部件。

3、单分型面注射模工作原理？双分型面注射模工作原理？斜导柱侧向分型与抽芯注射模工作原理？

单分型面注射模p67 双p68 斜p71

4、点浇口进料的双分型面注射模，定模部分为什么要增设一个分型面？模具定距顺序分型有哪几种机构？

多增设一个分型面的目的是为取出浇注系统凝料，便于下一次注射成型。

5、根据注射装置和合模装置的排列方式进行分类，注射机可以分成哪几类？设计注射模具时，需对注射机哪些技术参数进行校核?

可分为卧式注射成型机、立式注射成型机、角式注射成型机和多模注射成型机。

型腔数量、最大注射量、锁模力、注射压力、模具与注射安装部分相关尺寸、开模行程和推出装置。

第六章分型面的选择与浇注系统设计

1、名词解析：分型面；浇注系统；主流道；分流道；浇口；冷料穴；流动距离比；热流道浇注系统

分型面：注射成型后，塑料制件从动、定模部分的接合面之间取出，这个接合面称为分型面。

浇注系统：是指模具中有注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。

主流道：是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触开始到分流道为止的塑料熔融体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。

分流道：是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。

浇口：亦称进料口，是连接分流道和型腔的熔体通道。

冷料穴：

流动距离比：

热流道浇注系统：亦称无流动浇注系统，它使注射模浇注系统的重要发展方向。浇注系统内的塑料始终处于熔融状态，压力损失小，可以对多点浇口、多型腔模具及大型塑件实行低压注射；没有浇注系统凝料，实现无废料加工，省去了去除浇口的工序，节省人力、物力。

2、分型面对模具结构的影响。

分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，不仅直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。

3、多型腔模具与单型腔模具的对比？多型腔模具在模具分型面上的排布形式有哪两种？每种排布形式的特点是什么？

与多型腔模具相比较，单型腔模具塑料制件的形状和尺寸一致性好，成型的工艺条件容易控制，模具结构简单、紧凑，模具制造成本低，制造周期短。但是在大批量生产的情况下，多型腔模具应是更为合适的形式，它可提高生产效率，降低塑件的整体成本。

平衡式布置，其特点是从主流道到个型腔浇口分流道的长度、截面形状与尺寸均对应相同，可实现各型腔均匀进料和同时充满型腔的目的，从而使所形成的塑件内在质量均一稳定，力学性能一致。

非平衡式布置，其特点是从主流道到个型腔浇口分流道的长度不相同，因而不利于均衡进料，但可以明显缩短分流道的长度，节约塑件的原材料。

4、分型面有哪些基本形式？选择分型面的基本原则是什么？

平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面。

基本原则，1）分型面应塑件外形最大轮廓处。2）分型面的选择有利于塑件的顺利脱模。3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量。4）分型面的选择应有利于模具加工。4）分型面的选择应有利于排气。

5、普通浇注系统的组成？浇注系统设计时，应遵循什么原则？

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。

原则：1）了解塑料的成型性能。2）尽量避免或减少产生熔接痕。3）有利于型腔中气体的排出。4）防止型芯的变形和嵌件的位移。5）尽量采用较短的流程充满型腔。6）流动距离比的校核。

6、在设计主流道的浇口套时，应注意哪些尺寸的选用？分流道设计时应注意什么问题？

浇口套与模板之间配合采用H7/m6的过度配合。浇口套与定位圈采用H9/f9的配合。

1）分流道的形状与尺寸2）分流道的长度3）分流道在分型面上的布置形式4）分流道的表面粗糙度7、浇口的分为几类？每种浇口的作用是什么?常用浇口有哪几种？潜伏式浇口有哪几种形式？设计潜伏式浇口应注意哪些问题？

可分为限制性浇口和非限制性浇口p100

常用浇口：直接浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口、点浇口、潜伏浇口和爪形浇口

潜伏浇口一般是圆形截面，其尺寸设计科参考点浇口。潜伏浇口的锥角取10~20度，倾斜角45~60度，推杆上进料口宽度取0.8~2mm，视塑件大小而定。

8、选择浇口位置需要考虑的因素？

1）尽量缩短流动距离2）避免熔体破裂现象引起塑件的缺缺陷3）浇口应开在塑件壁厚处4）考虑分子定向的影响5）减少熔接痕提高熔接强度

9、热流道浇注系统的优点

1）稳定性好2)对压力敏感3）固化温度和热变形温度较高4）比热容小5）导热性能好

10、冷料穴及拉料杆在注塑模中的作用？

11、注射模为什么需要设计排气系统？排气有哪几种形式？

如果型腔内因各种原因所产生的气体不能被排除干净。塑件上就会形成气泡、凹陷、熔接不牢、表面轮廓不清晰等缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低冲充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔排气问题。

1）利用配合间隙排气2）在分型面上开设排气槽3）利用排气塞排气

第七章成型零部件设计

1、名词解析：成型零件；凹模；凸模

成型零件：构成模具型腔的所有零部件

凹模：凹模亦称型腔，是成型塑件外表面的主要零件，其中成型塑件上外螺纹的称螺纹型环。

凸模：凸模亦称型芯，是成型塑件内表面的零件，成型器主体部分内表面的零件称为主型芯或凸模，而成型其他小孔的型芯称为小型芯或型杆。

2、凹模、凸模有哪几种结构设计？小型芯的固定方法有哪几种形式？

1）整体式凹、凸模结构2)组合式凹、凸模结构

小型芯的固定方法P123

3、影响成型零件工作尺寸的因素？

1）塑料的收缩率波动2）模具成型零件的制造误差3）模具成型零件的磨损4）模具安装配合误差4、塑料的平均收缩率？塑件尺寸及成型模具尺寸的标注方法？

平均收缩率p128

5、掌握型腔和型芯径向尺寸的计算；型腔深度和型芯高度尺寸的计算；中心距尺寸的计算。P142（4）第八章结构零部件设计

1、指出4种中小型标准模架的各自特点和区别？

P144

2、注射模具合模导向机构的作用？合模导向机构有几种形式？

用来保证动模和定模两大部分或模内其他零件之间准确对合，以确保塑料制件的形状和尺寸精度，并避免模内个零件发生碰撞和干涉。

可分为导柱导向和锥面定位两种形式。

3、导向机构的作用？导柱导向机构的设计及要求？锥面定位机构的设计及用途？

1）定位作用2）导向作用3）承受一定的侧向压力

导柱、导套、导柱与导套的配合形式

锥面定位的两种形式：一是两锥面之间有间隙，将淬火的零件装于模具上，使之与锥面配合，已制止偏移。二是两锥面配合，这时两锥面应都要淬火处理，角度5~20度，高度为15mm以上。对于矩形型腔的锥面定位，通常在其四周利用几条凸起的斜边来定位。

第九章推出机构设计

1、名词解析：推出机构；抱紧力；脱模力

推出机构：完成推出脱模的机构。

包紧力：

脱模力：

2、推出机构组成？推出机构分类？

推出机构一般由推出、复位和导向等三大元件组成。

按基本传动形式分类，可分为机动推出、液压推出和手动推出

按推出元件的类别分类，可分为推杆推出、推管推出、推件板推出

按模具的结构特征分类，可分为简单推出机构和复杂推出机构

3、脱模力的计算，影响脱模力的因素有哪些？推出机构设计要求？

1）塑件包络型芯侧面积的大小2)型芯的脱模斜度3)型芯的表面粗糙度4）塑件的结构5）注射工艺6）成型塑件的塑料品种

1.推出机构设计时应尽量使塑件留于动模一侧。

2.塑件在推出过程中不发生变形和损坏。3，不损坏塑件的外观质量。4.合模时应使推出机构正确复位。5.推出机构应动作可靠。

4、简单推出机构的定义？推杆推出机构工作原理和设计要求？推杆位置的选择原则？常用推管推出机构工

作原理及设计要求？推件板推出机构工作原理及设计要求？常见三种推件板推出机构的结构及特点？

简单推出机构又称一次推出机构，它是指开模后在动模一侧用一次推出动作完成塑件的推出。

工作原理和设计要求p158

原则：1）推杆的位置应选择在脱模阻力最大的地方。2）推杆位置的选择应保证塑件推出时受力均匀。3）推杆位置选择时应注意塑件的强度和刚度。4）推杆位置的选择还应考虑推杆本身的刚性。

推管。。。。。p160~163

5、潜伏式浇口有哪三种基本应用形式？阐述它们自动脱模的工作原理，并指出设计要点？

1）开设在定模部分的潜伏浇口推出2）开设在塑件外侧的潜伏浇口3）开设在推杆上的潜伏浇口p177~180

6、阐述单型腔和多型腔点浇口凝料自动推出的工作原理？

P175

第十章侧向分型与抽芯机构

1、名词解析：侧向分型与抽芯机构；抽芯力；锁紧元件

侧向分型与抽芯机构：带动侧向成型零件作侧向分型抽芯和复位的整个机构。

抽芯力：侧抽芯机构在开始抽芯的瞬间，需要克服由塑件收缩产生的包紧力所引起的抽芯阻力和抽芯机运动时产生的摩擦力，这二者合力即为起始抽芯力。

锁紧元件：为了防止注射时运动元件受到侧向压力而产生位移所设置的零件。

2、侧向抽芯机构的分类及组成？

可分为机动侧向分型与抽芯机构、液压侧向分型与抽芯机构和手动侧向分型与抽芯机构

侧向抽芯机构的组成：侧向成型元件、运动元件、锁紧元件、限位元件

3、影响抽芯力的因素有哪些？抽芯距的确定？

1）成型塑件侧向凹凸形状的表面积越大，所需的抽芯力越大。2）包络侧型芯部分的塑件壁厚越大、塑件的凝固收缩力越大，抽芯里也增大。3）同一侧抽芯机构上抽出的型芯数量增多4）侧型芯成型部分的脱模斜度越大，表面粗糙度低，且加工纹路与抽芯方向一致。则可减小抽芯力。5）注射成型工艺对抽芯里也有影响。6）塑料品种不同，线收缩率也不同，也会直接影响抽芯力大小。

4、斜导柱侧抽芯机构的工作原理？P187

5、斜导柱设计需解决的技术问题有几方面？分别叙述。

1）斜导柱的基本形式2）斜导柱斜角的选择3）斜导柱长度计算4）斜导柱直径的计算

6、侧型芯滑块的设计，导滑槽的设计要求，锲紧块的作用及锲紧角如何确定，定位装置的作用？侧型芯滑块与导滑槽的结构有哪几种形式？P194

7、斜导柱侧向分型与抽芯机构几种应用形式？各自的工作原理？哪几种形式需要设计定距顺序开模机构？

1.斜导柱固定在定模、侧滑块安装在动模2。斜导柱固定在动模、侧滑块安装在定模3.斜导柱和侧滑块同时安装在定模4.斜导柱和侧滑块同时安装在动模5.斜导柱在内侧抽芯

7、什么是侧抽芯时的干涉现象？如何避免侧抽芯时发生干涉现象？常用的先复位机构的工作原理？

9、斜滑块侧抽芯可分为哪几种形式？斜滑块导滑的侧向分型与抽芯机构工作原理？指出斜滑块侧抽芯的设计注意事项。斜导杆导滑的侧向分型与抽芯机构工作原理？

一般可分为斜滑块和斜导杆导块两大类；p218 ；1）斜滑块刚性好，能承受较大的抽拔力2）正确选择主型芯位置3）斜滑块的推出行程4）推杆位置的选择5）斜滑块的装配要求6）斜滑块推出后的限位

第十一章温度调节系统

1、为什么注射模具要设置温度调节系统？

注射模具的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率、塑件的形状和尺寸精度有重要影响。注

射模具中设置温度调节系统的目的，是通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产力。

2、冷却回路设置的基本原则是什么？

1）冷却水道数量尽量多、冷却通道孔尽量大2）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等3）浇口处加强冷却4）冷却水道出、入口温差尽量小5）冷却应沿着塑料收缩的方向设置6）冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位

3、常见冷却系统的结构形式有哪几种？分别适合于什么场合？

1）直流式和直流循环式2)循环式3）喷流式4）隔板式5）特深型腔塑件的冷却6）间接冷却

第十二章注射成型新技术的应用

1、名词解析：热固性塑料注射抽芯；气体辅助注射成型；低发泡注射成型

2、气体辅助注射成型的特点？气辅成型工艺中气压控制中要考虑重要因素是什么？

P251

第十三章压缩成型工艺与压缩模设计

1、名词解析：压缩成型工艺

压缩成型工艺：又称压制成型、压塑成型等，它主要适合于热固性塑料的成型。它的基本原理是将粉末或松散粒状的固态塑料直接模具的加料室中，通过加热、加压方法使它们逐渐软化熔融，然后根据模腔形状进行流动成型，最终经过固化变为塑料制件。

2、压缩成型原理及特点？压缩模具的分类？

P273

第十五章挤出成型工艺与挤出模设计

1、名词解析：挤出成型工艺；

挤出成型工艺：

2、挤出成型原理及特点？挤出的组成及分类。

P319 组成：1）机头：口模、芯棒、过滤网和过滤板、分流器和分流器支架、机头体、温度调节系统、调节螺钉2）定型装置

1）按塑料制件的形状分类：管机头、棒机头、板材机头等

2）按塑件的出口方向分类：直通机头、角式机头

3）按熔体的受压不同分类：低压机头、高压机头