塑料成型加工与模具课后答案整理

1、 什么是合成树脂?什么是塑料?为什么塑料能得到日益广泛的应用?

答：合成树脂是人们模仿天然树脂的成分，并克服了产量低、性能不理想的缺点，用化学方法人工制取的各种树脂。

塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为制品的某阶段可流动成型的材料。

塑料具有特殊的物理力学性能和化学稳定性能，以及优良的成型加工性能，在加热和压力下，利用不同的成型方法几乎可将塑料制成任何形状的制品。同时，塑料原料来源广泛，价格低廉，所以，随着塑料工业的迅速发展，塑料得到了日益广泛的应用。

2、 什么是热塑性塑料和热固性塑料?两者在本质上有何区别?

答：热塑性塑料，主要由聚合树脂制成。其特点是受热后软化或熔融，此时可成型加工，冷却后固化，再加热仍可软化。

热固性塑料，大多数是以缩聚树脂为主，加入各种添加剂制成的。其特点：开始受热时也可以软化或熔融，但是一旦固化成型就不会再软化。此时，即使加热到接近分解的温度也无法软化，且也不会溶解在溶剂中。

两者本质上的区别在于分子结构的不同：热塑性塑料的分子结构呈链状或树枝状，为线性聚合物。这些分子通常互相缠绕但并不连结在一起，所以受热后具有可塑性；热固性塑料加热开始时也具有链状或树枝状结构，但在受热后这些链状或树枝状分子逐渐结合成网状结构(交联反应)，成为既不熔化又不熔解的体型聚合物。分子的链与链之间产生了化合反应，当再次加热时这类塑料便不能软化。 4. 热塑性塑料的主要成型方法有哪些?热固性塑料的主要成型方法有哪些?

答：热塑性塑料的主要成型方法：注塑、挤塑、吹塑、固相成型；热固性塑料的主要成型方法：压缩、压注成型，有时也用注塑成型。

第三章 塑料制件的设计原则

5．塑件上为何要设计拔模斜度?拔模斜度值的大小与哪些因素有关?

答：因塑料冷却后收缩，紧包在凸模或成型型芯上，或由于粘附作用，塑件紧贴在凹模型腔内。为了防止塑件表面在脱模时划伤、擦毛等，设计时塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。

拔模斜度值的大小与下列因素有关：塑件的性质、收缩率、摩擦因数、塑件壁厚和几何形状。硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状较复杂或成型孔较多的取较大的脱模斜度；高度较大、孔较深，则取较小的脱模斜度；壁厚增加、内孔包紧型芯的力大，脱模斜度也应取大些。 6．塑件的壁厚过薄过厚会使制件产生哪些缺陷?

答：①太薄熔料充满型腔时的流动阻力大，会出现缺料现象；②太厚塑件内部会产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷，同时增加了成本；③壁厚不均将造成收缩不一致，导致塑件变形或翘曲，在可能的条件下应使壁厚尽量均匀一致。

7．为何要采用加强筋?设计时遵守哪些原则?

答：采用加强筋主要是为了在不增加塑件壁厚的情况下，加强塑件的强度和刚度，避免塑件变形翘曲，同时合理布置加强筋还可以改善充模流动性，减少内应力，避免气孔、缩孔和凹陷等缺陷。 设计时遵守的原则：

①厚度小于塑件壁厚，与壁用圆弧过渡。

②壁厚为t，加强筋高度L=(1—3)t，筋条宽A=(1／4～1)t，筋根过渡圆角R= (1／8～1／4)t，收缩角α=20一50，筋端部圆角r=t／8，当t≤2 mm，取A=t。

③加强筋端部不与塑件支承面平齐，缩进0.5mm以上。

④若一个制件上需设置许多加强筋，加强筋之间的中心距必须大于制件壁厚的两倍以上，各条加强筋的排列互相错开，以防收缩不均匀引起制品破裂。

⑤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。

8．塑件转角处为何要圆弧过渡?哪些情况不宜设计为圆角?

答： 塑件转角处采用圆角过渡，可以减少塑件的应力集中，提高塑件强度，同时使熔体在型腔中流动性好，塑件美观，模具型腔不易产生内应力和变形。

不宜设计为圆角的有：使用要求需要采用的尖角，塑件的分型面处。 9．为什么要尽量避免塑件上具有侧孔或侧凹?可强制脱模的侧凹的条件是什么?

答：当塑件带有侧孔或侧凹时，成型模具就必须采用瓣合式结构或设置侧向分型与抽芯机构，使模具结构复杂化，因此，在不影响使用要求的情况下，塑件应尽量避免侧孔或侧凹结构。

可强制脱模的侧凹的条件：①制件的内、外侧凹槽较浅并带有圆角，在脱模温度下具有足够的弹性（塑件材料：聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯）。②几何尺寸满足关系

AB100%5% B

10．塑件上带有的螺纹，可用哪些方法获得?每种方法的优缺点如何?

答：塑件上带有的螺纹既可以直接用模具成型，也可以在成型后用机械加工获得，对于需要经常装拆和受力较大的螺纹，应采用金属螺纹嵌件。

直接用模具成型的螺纹，模具结构相对复杂些，但成型后不需在即加工；成型后用机械加工获得的塑件螺纹，模具结构简单，但增加了成型后的工序；塑件上采用金属螺纹嵌件，螺纹可经常拆卸，且可承受较大的力，但模具结构较复杂，模具不易实现自动化。

11.为什么有的塑件要设置嵌件?设计塑件的嵌件时需要注意哪些问题?

答：有的塑件为了提高强度或为了满足塑件的某些特殊要求，如导电、导磁、耐磨和装配连接等，需设置嵌件。

设计塑件的嵌件时应注意：①金属嵌件应选用与塑料收缩率相近的金属，以免使塑料周围的塑料存在很大的内应力，嵌件周围的塑料层厚度大于许用值。 ②嵌件不应带有尖角，以减少应力集中，形状应尽量满足成型要求，保证嵌件与塑料间具有牢固的连接以防受力脱出。③嵌件上尽量不要有穿通的孔(如螺纹孔)，以免塑料挤入孔内等。

第四章

注射成型工艺

1. 为什么塑料制件的收缩称为成型收缩?怎样选取?

答：因为塑料制件的收缩不仅与塑料本身的热胀冷缩性质有关，还与塑件成型时的模具结构及成型工艺条件等因素有关，所以，塑料制件的收缩统称为成型收缩。

收缩率选择的原则：

①收缩率范围较小的塑料品种，可按收缩率的范围取中间值，即取平均缩率。

②收缩率范围较大的塑料品种，应根据制件的形状，特别是根据制品的壁厚来确定收缩率，壁厚取上限(大值)，壁薄取下限(小值)。

③制件各部分尺寸的收缩率不尽相同，应根据实际情况加以选择。

④收缩量很大的塑料，可利用现有的或者材料供应部门提供的计算收缩率的图 表来确定收缩率。

5////////简述注射成型工艺过程。

答：1、生产前的准备工作；2、将粉状或粒状原料加入料筒；3、注射机将原料熔融、塑化，模具闭合；4、将熔体向闭合模腔注射，熔体充模、保压；5、熔体在型腔内冷却定型；6、注射模开启；7、顶出制件；8、清理模腔。

10……..何为塑化?塑化与熔化有何区别?

答：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称为塑化。

塑化包含四方面的内容：熔体内组分均匀、密度均匀、黏度均匀和温度分布均匀。而熔化只是将故态原料变为连续熔体，并不一定熔体组分、密度、黏度、温度均匀。 11///何为计量?计量的精度对注射成型有何影响?

答：计量是指注射机通过柱塞或螺杆，将塑化好的熔体定温、定压、定量地输出(即注射出)机筒所进行的准备动作（这些动作均需注射机控制柱塞或螺杆在塑化过程中完成）。

计量精度越高，注射成型的制品精度就越高。 13….螺杆式注射机与柱塞式注射机相比具有哪些优点?

答：柱塞式注射机，物料在机筒内只能接受柱塞的推挤力，几乎不受剪切作用，塑化所用的热量主要从外部装有加热装置的高温机筒上取得。螺杆式注射机，螺杆在机筒内的旋转对物料起到强烈的搅拌和剪切作用，导致物料之间进行剧烈摩擦，并因此而产生很大热量，物料塑化时的热量来源于高温机筒和自身产生出的摩擦热。因此，柱塞式注射机塑化物料时，既不能产生搅拌和剪切的混合作用，又受机筒温度波动的影响，故熔体的组分、黏度和温度分布的均化程度都比较低；螺杆式注射机塑化物料时，螺杆在机筒内强烈的搅拌与剪切作用不仅有利于熔体中各组分混合均化，还有利于熔体的黏度均化和温度分布均化，能够得到良好的塑化效果。 14…注射成型分为几个阶段?

答：注射成型分为塑化计量、注射充模和冷却定型三个阶段。

2. 作图并说明在注射成型过程中，注射压力、喷嘴压力和型腔压力与时间的关系。

答：注射成型过程中，注射压力、喷嘴压力和型腔压力与时间的关系曲线：

说明如下： 1为注射压力、2为喷嘴压力、3为型腔压力与时间的关系曲线。

t0时刻，柱塞或螺杆开始注射熔体；t1时刻，熔体开始流入模腔。t0～t1称为流动期。在此期间内注射压力和喷嘴处的压力急剧上升，而模腔(浇口末端)的压力却近似等于零，注射压力主要用来克服熔体在模腔以外的阻力。如，t1时刻的压力差Δpl=pi1—pg1代表熔体从机筒到喷嘴时所消耗的注射压力，而喷嘴压力pg1则代表熔体从喷嘴至模腔之间消耗的注射压力。

t2时刻，熔体充满模腔。t1～t2称为充模期。充模期内，熔体流入模腔，模腔压力急剧上升；注射压力和喷嘴压力也会随之增加到最大值(或最大值附近)，然后停止变化或平缓下降，这时注射压力对熔体起两方面作用，一是克服熔体在模腔内的流动阻力，二是对熔体进行一定程度的压实。

t0～t2时段，代表整个流动充模阶段。在此阶段，注射压力随时间呈非线性变化，注射压力对熔体的作用必须充分，否则，熔体流动会因阻力过大而中断，导致生产出现废品。

t2～t3时段，保压补缩阶段。如柱塞或螺杆停止在原位保持不动，注射压力、喷嘴压力、模腔压力曲线会略有下降（如图） ；若柱塞或螺杆在保压过程中继续向前少许移动，注射压力、喷嘴压力、模腔压力曲线保持不变，将与时间坐标轴平行。

t3～t4时段，倒流阶段。柱塞或螺杆后退，注射压力撤除，大于流道压力，浇口已经冻结或喷嘴带有止逆阀，倒流现象不存在，模腔压力下降平缓些（EG段）；如浇口没冻结，模腔压力迅速下降。

t4一t5时段，冷却阶段。从浇口冻结时间开始，到制品脱模为止。模腔压力下降到最低值。 18….何为倒流?倒流对塑件质量有何影响?

答：倒流：指柱塞或螺杆在机筒中向后倒退时(即撤除保压力以后)，模腔内熔体朝着浇口和流道进行的反向流动。整个倒流过程将从注射压力撤出开始，至浇口处熔体冻结（简称浇口冻结）时为止。 倒流对于注射成型不利：使制品内部产生真空泡或表面出现凹陷等成型缺陷。 20．何为退火?其作用是什么?

答：退火：将制品加热到θg～θf(θm)间某一温度后，进行一定时间保温的热处理过程。其作用：加速塑料中大分子松弛，消除或降低制件成型后的残余应力。具体来说，对于结晶形塑料制件，利用退火对它们的结晶度大小进行调整，或加速二次结晶和后结晶的过程；对制品进行解取向，降低制件硬度和提高韧度。 21．何为调湿处理?其作用是什么?

答：调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。其作用：在加热和保温条件下消除残余应力，促使制件在加热介质中达到吸湿平衡，防止制件在使用过程中发生尺寸变化。

23．模具温度对注射成型有何影响?选择模具温度的原则是什么?

答：提高模温：可改善熔体在模内的流动性、增强制件的密度和结晶度及减小充模压力和制件中的压力；但制件的冷却时间、收缩率和脱模后的翘曲变形将延长或增大，且生产率也会因冷却时间延长而下降。适当提高模温，制件的表面粗糙度值也会随之减小。

降低模温：能缩短冷却时间和提高生产率，但温度过低，熔体在模内的流动性能会变差，制件产生较大的应力或明显的熔接痕等缺陷。

选择模温的原则：

①为了保证制件具有较高的形状和尺寸精度，避免制件脱模时被顶穿或脱模后发生较大的翘曲变形，模温必须低于塑料的热变形温度。

②为了改变聚碳酸酯、聚砜和聚苯醚等高黏度塑料的流动和充模性能，并力求使它们获得致密的组织结构，需要采用较高的模具温度。反之，对于黏度较小的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料，可采用较低的模温，这样可缩短冷却时间，提高生产效率。

③对于厚制件，因充模和冷却时间较长，若模温过低，易使制件内部产生真空泡和较大的应力，不宜采用较低的模具温度。

④为了缩短成型周期，确定模具温度时可采用两种方法。a、把模温取得尽可能低，以加快冷却速度缩短冷却时间。b、使模温保持在比热变形温度稍低的状态下，以求在较高的温度下将制品脱模，而后由其自然冷却，这样做也可以缩短制品在模内的冷却时间。具体采用何种方法，需要根据塑料品种和制件的复杂程度确定。

26．何为背压?为什么增大背压须与提高螺杆转速相适应?

答：背压力：预塑时阻止螺杆因头部受熔体压力后退过快，确保熔体均匀压实，液压系统给螺杆提供的反方向的压力，其大小由回油节流阀调整，简称背压。背压对注射成型的影响主要体现在螺杆对物料的塑化效果及塑化能力方面，故有时也叫做塑化压力。

从螺杆式注射机的理论塑化能力计算公式mps2D2Nhmsincon23Dhmsin2pb可

12mLm以看出，增大背压时如果不提高螺杆转速，螺杆式注射机的塑化能力会下降，因此增大背压须与提高螺杆

转速相适应。

第五章

注射模概述

1. 典型的注射模由哪几部分组成?各部分的作用何在?

答：典型的注射模由以下几部分组成：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。

成型部件作用：型芯形成制品的内表面形状，凹模形成制品的外表面形状。 浇注系统作用：将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道。

导向部件作用：①确保动模与定模合模时能准确对中；②避免制品推出过程中推板发生歪斜现象；③承受移动部件的重量。

推出机构作用：开模过程中，将塑件及其在流道内的凝料推出或拉出。推出固定板和推板的作用是夹持推杆。在推板中一般还固定有复位杆，复位杆的作用是在动模和定模合模时使推出机构复位。 调温系统作用：满足注射工艺对模具温度的要求。 排气槽作用：将成型过程中的气体充分排除。

侧抽芯机构作用：使有些带有侧凹或侧孔的塑件，被推出前先进行侧向分型、抽芯，以便塑件能顺利脱模。

标准模架作用：减少繁重的模具设计与制造工作量。 2．注射模按总体结构特征可分为哪几大类?试比较其优缺点。 答：注射模按总体结构特征可分为七大类。 ①单分型面注射模具

优点：模具结构简单、操作方便。缺点：除采用直接浇口外，型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面。 ②双分型面注射模具

优点：浇口位置灵活，能开在塑件的中心部位，浇口留痕小。缺点：制造成本较高、结构复杂，需较大的开模行程。

③带有活动镶件的注射模具

优点：活动镶件使无法通过简单的分型的塑件能从模具内取出。缺点：生产效率不高。 ④带侧向分型抽芯的注射模具

优点：可实现自动生产，生产效率高。缺点：模具较复杂，制造成本高。 ⑤自动卸螺纹的注射模具

优点：能自动脱卸带有内螺纹或外螺纹的塑件。缺点：模具结构复杂，制造成本高。 ⑥推出机构设在定模的注射模具

优点：可解决制件有特殊要求或受形状的限制时，制件必须要留在定模内的制件脱模问题。缺点：不能利用注射机的推出机构脱模。 ⑦无流道凝料注射模具

优点：生产率高，节约塑料，保证注射压力在流道中的传递，利于改善制件的质量，实现全自动操作。缺点：模具成本高，浇注系统和控温系统要求高，对制件形塑料有一定的限制。

3．设计注射模时，为什么要对注射模与注射机的相互关系进行校核?

答：注射模是安装在注射机上使用的。设计模具时，除应制订合理的注射成型工艺外，还应对注射模与注射机的相互关系进行校核。只有设计出的注射模与所选用的注射机相适应，才能生产出合格的塑料制件。 4.如图5—20所示塑料制件，请初选适合的注射机型号(根据注射量、注射压力和锁模力，选用国产注射机，并设定采用单型腔)。 解：塑件体积约

25×12.5×35-24.4×11.9×34.7=862(cm) 注射机容量应在1077 cm以上。

3

3

注射压力：据表4-18，为70~90MPa 锁模力：型腔内熔体压力p=kp0

=0.4×80=32 (MPa) 根据表5-2及计算结果，选表中型腔压力35 MPa。 锁模力 35×10×0.135×0.26=122850(N)

选用国产注射机型号：XS-ZY-1000A，其注射机容量2000cm3, 注射压力121 MPa, 锁模力6×106N.

4．注射模的定位环起什么作用?

答：模具定模板上凸出的定位环的作用：保证模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合。 9．采用标准模架具有哪些优点和局限性? 答：选用标准模架的优点：

①简单方便、买来即用、不必库存。 ②能使模具成本下降。 ③简化了模具的设计和制造。

④缩短了模具生产周期，促进了塑件的更新换代。

⑤模具的精度和动作可靠性得到保证。

⑥提高了模具中易损零件的互换性，便于模具的维修。 局限性：

①标准模架中模板的长、宽、高都只是在一定的范围内，一些特殊的塑件，可能无标准模架可选。 ②由于在标准模架中导柱、紧固螺钉及复位杆的位置已确定，有时可能会妨碍冷却管道的开设。 ③由于动模两垫块之间的跨距无法调整，在模具设计中往往需要增加支撑柱来减小模板的变形。

第六章

注射模浇注系统

1． 为什么说“浇口尺寸越大越容易充模”和“浇口尺寸越小越好”都是错误的?

答：从求体积流率的公式中可知，浇口断面尺寸增大，熔体流量qv值成比例增加。但是，随着浇口断面积的增大，熔体在浇口处的流速减慢，其表观黏度ηa相应提高，反使流量qv下降。因此，浇口断面尺寸的增大有个极限值，这就是大浇口尺寸的上限。这说明“浇口尺寸越大越容易充模”的观点是错误的。 小浇口之所以成功，是因为绝大多数塑料熔体的表观黏度是剪切速率的函数，即ηa=Kn16

(n<1)，熔

体的流速越快，表观黏度ηa越低，越有利于充模，流量qv也越大。且由于熔体高速流过小浇口，部分动能因高速摩擦转变为热能，浇口处的局部温度升高，使熔体的表观黏度进一步下降，流量qv再次得到增加。但这并不意味着“浇口越小越好”，当剪切速率达到极限值(一般为106s1)时，表观黏度不再随剪

切速率的增高而下降，此时浇口的断面尺寸，就是小浇口的下限。这说明“浇口尺寸越小越好”的观点是错误的。

4…普通浇注系统由哪几部分组成?各部分的作用和设计要求是什么?

答：普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成。

主流道的作用：将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。设计要求：便于熔体顺利向前流动，开模时主流道凝料又能顺利地拉出。它单独设计成主流套衬套镶入定模板内，由高碳工具钢制造并热处理淬硬。

分流道的作用：主流道与浇口之间的通道。在多型腔的模具中分流道必不可少，在单型腔的模具中，有的可省去分流道。设计要求：尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，还要考虑减小流道的容积。

浇口的作用：是浇注系统的关键部分，调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等。设计要求：使熔料以较快的速度进人并充满型腔，同时在充满后能适时冷却封闭。

冷料穴的作用：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。设计要求：冷料穴底部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。

5….试比较“Z”形拉料杆、倒锥形拉料杆和球形头拉料杆的动作特点和适合的应用情况。

答：Z形头拉料杆动作特点：塑件成型后，穴内冷料与拉料杆的钩头搭接在一起，拉料杆固定在推杆固定板上。开模时，拉料杆通过钩头拉住穴内冷料，使主流道凝料脱出定模，然后随推出机构运动，将凝料与塑件一起推出动模。取塑件时须朝钩头的侧向稍许移动，即可将塑件与凝料一起取下。适应场合：塑件脱模时可侧向移动。

倒锥形拉料杆动作特点：其凝料推杆固定在推出固定板上。开模时靠倒锥起拉料作用，然后由推杆强制推出。适应场合：用于弹性较好的塑料品种，由于取凝料不需要侧向移动，较容易实现自动化操作。

球形头拉料杆动作特点：塑料进入冷料穴后，紧包在拉料杆的球形头上，拉料杆的底部固定在动模边的型芯固定板上，开模时将主流道凝料拉出定模，然后靠推板推顶塑件时，强行将凝料从拉料杆上刮下脱模。适应场合：专用于推板脱模机构中，塑料品种弹性较好。

8…什么是冲击型浇口?为什么要采用冲击型浇口?

答：冲击型浇口：即浇口开设方位正对型腔壁或粗大的型芯。采用冲击型浇口可使高速料流进入型腔时，直接冲击在型腔壁或型芯上，降低流速，改变流向，均匀地填充型腔，使熔体破裂现象消失。 9…试述浇口开设位置对塑件质量的影响。

答：浇口位置开设对塑件质量有直接影响，位置不当会使塑件产生变形、熔接痕、凹陷、裂纹等缺陷。因此，浇口位置开设时应注意：

①应避免熔体破裂而产生喷射和蠕动(蛇形流) ②应有利于流动、排气和补料

③应使流程最短，料流变向最少，并防止型芯变形 ④位置及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度 ⑤应考虑定位作用对塑件性能的影响 ⑥应尽量开设在不影响塑件外观的部位 ⑦应避免侧面冲击细长型芯或镶件 11.常用的浇口形式有哪些?各有何特点?

答：常用的浇口形式：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。

直接浇口特点：由主流道直接进料。

矩形侧浇口特点：断面为矩形，开设在模具的分型面上，从制品的边缘进料。

扇形浇口特点：在扇形浇口的整个长度上，为保持断面积处处相等，浇口的厚度应逐渐减小。 膜状浇口特点：浇口的厚度减薄，浇口的宽度同塑件的宽度作成一致。 轮辐浇口特点：将整个圆周进料改为几小段圆弧进料。

爪形浇口特点：型芯头部开设流道，分流道与浇口不在同一平面内。

点浇口特点：是一种圆形限制浇口，为了能取出流道凝料，必须使用三板式双分型面模具或二板式热流道模具。

潜伏浇口特点：①浇口位置一般选在制件侧面较隐蔽处，可以不影响塑件的美观。

②分流道设置在分型面上，而浇口像隧道一样潜入到分型面下面的定模板上或动模板上，使熔体沿斜向注入型腔。

③浇口在模具开模时自动切断，不需要进行浇口处理，但在塑件侧面留有浇口痕迹。

④若要避免浇口痕迹，可在推杆上开设二次浇口，使二次浇口的末端与塑件内壁相通。这种浇口的压力损失大，必须提高注射压力。

护耳浇口特点：由矩形浇口和耳槽组成，耳槽的截面积和水平面积均比较大。耳槽前部的矩形小浇口能使熔体因摩擦发热而温度升高，熔体在冲击耳槽壁后，能调整流动方向，平稳地注入型腔，因而塑件成型后残余应力小，另外依靠耳槽能允许浇口周边产生收缩，所以能减小因注射压力造成的过量填充以及因冷却收缩所产生的变形。

15．试比较平衡式与非平衡式布置的优缺点。

答：平衡式优点：从分流道到浇口及型腔，其形状、长宽尺寸、圆角、模壁的冷却条件等都完全相同，因而，熔体能以相同的成型压力和温度同时充满所有的型腔，获得尺寸相同、物理性能良好的塑件。

平衡式缺点：除圆周式布置外，与非平衡浇注系统相比，平衡式浇注系统的流道总长度要长一些，模板尺寸要大一些，增加了塑料在流道中的消耗量和模具的成本。

非平衡式优点：浇注系统的流道总长度与平衡式浇注系统相比要短一些，模板尺寸要小一些，减少了塑料在流道中的消耗量和降低了模具成本。

非平衡式缺点：由于型腔或流道尺寸不尽相同，熔体不能以相同的成型压力和温度同时充满所有的型腔，从而不能获得尺寸相同、物理性能良好的塑件。

在非平衡式浇注系统中，为了使各个型腔能同时均衡地充满，须将浇口做成不同的截面形状或不同的长度，实行人工平衡。

第七章

注射模成型零部件设计

2…确定型腔总体布置和选择分型面时应考虑哪些方面的问题?试举例说明。

答：型腔总体布置应考虑的问题：根据塑件的结构形状与性能要求，确定成型时塑件的位置、分型面，一次成型的数量、型腔的布置，进浇点和排气位置、脱模方式等。

选择分型面时应考虑的问题：(1)便于塑件脱模和简化模具结构；(2)尽可能选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料边易于消除或修整； (3)保证塑件尺寸精度； (4)有利于排气；(5)便于模具零件的加工； (6)考虑注射机的技术规格。

3….凸模、凹模以及螺纹型芯和螺纹型环有哪些结构设计方法?简述其特征。 答：⑴凹模结构设计分为整体式和组合式两种。

凹模结构整体式设计的特征：由一整块金属加工而成。结构简单、牢固，不易变形，塑件无拼缝痕迹。适用于形状较简单的塑件。

凹模结构组合式设计的特征：底部与侧壁分别加工后用螺钉连接或镶嵌、局部镶嵌、侧壁镶拼嵌入、整体嵌入式、瓣合式结构。组合式设计改善了加工工艺性，减少了凹模热处理变形，节省优质钢材。适用于塑件外形较复杂，整体凹模加工工艺性差的场合。

⑵凸模结构设计方法：整体式和组合式。

凸模结构整体式设计的特征：凸模与模板做成整体，结构牢固，成型质量好，但，钢材消耗量大，适用于塑件内表面形状简单的小型凸模。

凸模结构组合式设计的特征：凸模及固定板分别采用不同材料制造和热处理，然后连接在一起、小凸模单独制造再镶嵌入固定板中、异形型芯下面部分做成圆柱形或成型部分做成异形而下面固定与配合部分均做成圆形、镶拼组合式。适用于塑件内表面形状复杂不便于机械加工，或形状虽不复杂，但为节省优质钢材、减少切削加工量时。

⑶螺纹型芯与螺纹型环结构设计方法：强制脱卸、机动脱卸和模外手动脱卸。 螺纹型芯适用于成型塑件上的螺纹孔、安装金属螺母嵌件。

螺纹型环适用于成型塑件外螺纹或固定带有外螺纹的金属嵌件。结构：整体式和组合式。

螺纹型芯与螺纹型环结构设计要求：成型前使螺纹型芯或型环在模具内准确定位和可靠固定，不因外

界振动和料流冲击而位移。模外手动脱卸的螺纹型芯与螺纹型环还要求，开模后型芯或型环能同塑件一起方便地从模内取出，在模外用手动的方法将其从塑件上顺利地脱卸。

4…..为什么不能单纯用提高模具成型零件的制造精度的方法来提高塑件的尺寸精度?

答：因为影响塑件的尺寸精度有：①成型零部件的制造误差；②成型零部件的磨损；③塑料的成型收缩；④配合间隙引起的误差等。因此，只靠提高成型零件制造精度来减小塑件尺寸误差是困难和不经济的。

5….为什么要对注射模成型零部件进行强度和刚度计算?在按刚度计算时，型腔允许变形量的确定原则是什么?

答：因为注射成型时，成型零部件承受型腔高压熔体的作用，注射模成型零部件应具有足够强度与刚度，因此应对注射模成型零部件进行强度和刚度校核。小尺寸型腔常因强度不够而破坏，应进行强度校核；大尺寸型腔，刚度不足常为设计失效的主要原因，应进行刚度校核。

按刚度计算时，型腔允许变形量的确定原则是：①型腔不发生溢料；②保证塑件精度；③保证塑件顺利脱模。

12．注射成型时排气不良会产生哪些后果?可采用的排气措施有哪些?

答：注射成型时排气不良会产生的后果：型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热量可能使塑料烧焦。在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。 可采用的排气措施有：①用分型面排气。②用型芯与模板配合间隙排气。③利用顶杆运动间隙排气。④用侧型芯运动间隙排气。⑤开设排气槽。当以上措施仍不足以满足快速、完全排气时，应在模具适当部位开设排气槽或排气孔。

第八章 注射模的导向及脱模机构设计

1． 为什么注射模中要设置导向机构?导向机构有几种形式?各有何特点?

答：注射模开、合模时，动模和定模两大部分或模内其他零部件间有相对运动，在注射模中设置导向机构，主要是对这些有相对运动的零部件起定位和定向，保证它们的准确对合。

导向机构的形式：主要有导柱导向和锥面、销定位。

导柱导向的特点：利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。

锥面定位机构特点：多用于大型、深腔和精度要求高的塑件，特别是薄壁偏置不对称的壳体。锥面定位机构与导柱导向结合使用，避免过大的侧压力让导柱单独承受而过早失去对合精度。同时锥面定位提高了模具的刚性。

合模销定位的特点：用于垂直分型面的模具中，保证锥模套中的对拼凹模相对位置准确。 3…..采用锥面定位时，能否不要导向柱?

答：锥面定位时，需要采用导向柱配合使用。因为导柱伸出高度比锥面高，在锥面还没进入配合前，导柱就已经进入导向孔对模具进行导向，避面损坏模具。 4….注射模具中为何要设置脱模机构?其设计原则是什么?

答：为了使注射成型后塑件从凸模或凹模上脱出，注射模具中要设置脱模机构。其设计原则是： ①保证塑件不因顶出而变形损坏、影响外观。

②为使推出机构简单、可靠，开模时应尽量使塑件留于动模，以利用注射机移动部分的顶杆或液压缸的活塞推出塑件。

③推出机构运动要准确、灵活、可靠，无卡死与干涉现象。机构本身应有足够的刚度、强度和耐磨性。 6….简单脱模机构有几种?每种结构的特点及适用情况如何?

答：简单脱模机构有：推杆脱模、推管脱模、推板脱模、气动脱模及利用活动镶件或型腔脱模和多元件联合脱模等机构。

推杆脱模机构特点：主要由推出部件、推出导向部和复位部等组成。推杆固定在推杆固定板上。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。其适用情况：一种最常用的脱模机构。

推管脱模机构特点：推顶塑件力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显推出痕迹。适用情况：推管适用于环型、筒型塑件或塑件带孔部分的推出。

推板脱模机构特点：塑件表面不留推出痕迹，同时塑件受力均匀，推出平稳，且推出力大，结构较推管脱模机构简单。适用情况：薄壁容器、壳形塑件及外表面不允许留有推出痕迹的塑件。

活动镶件或型腔脱模机构特点：推杆设置在活动镶件或型腔之下，靠推出镶件来带出整个塑件，推出时塑件受力均匀。模外取出镶件，避面模内侧抽芯或旋螺纹，模具结构大为简化。适用情况：塑件采用螺纹型芯、螺纹型环或成型侧凹或侧孔的镶块成型。

气压脱模机构特点：采用压缩空气推出塑件，塑件受力均匀且可简化模具结构。适用情况：软质塑件、薄壁深腔塑件。

多种脱模方式联合脱模机构特点：采用数种脱模方式同时作用，可使塑件受力部位分散，受力面积增大，塑件在脱模过程中不易损伤和变形，可获得 高精度的塑件。适用情况：塑件形状和结构比较复杂，若仅采用一种脱模机构不能保证塑件顺利脱出或易使塑件局部受力过大而变形的塑件。 7….推杆脱模机构由哪几部分组成?各部分的作用如何?

答：推杆脱模机构由推出部件、推出导向部件和复位部件等组成。

推出部件由推杆1、推杆固定板2、推板5和挡销8等组成。作用：推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出；推杆固定板和推板起固定推杆及传递注射机顶出压缸推力；挡销调节推杆位置和便于消除杂物。

导向部件由导柱4和导套3组成。作用：使推出过程平稳，推出零件不致弯曲和卡死。

复位部件由复位杆7，也有利用弹簧复位的。作用：使完成推出任务的推出零部件回复到初始位置。 11．螺纹塑件的脱模方式有哪几种?各有何优缺点?

答：螺纹塑件的脱模方式有：强制脱螺纹、利用活动螺纹型芯或螺纹型脱螺纹、螺纹部分回转的脱模机构。

强制脱螺纹方式，模具结构简单，但只能用于精度要求不高的塑件（利用塑件弹性脱螺纹）或仅用于小批量生产（用硅橡胶作螺纹型芯）。

利用活动螺纹型芯或螺纹型脱螺纹方式，螺纹部分做成活动型芯或活动型环随塑件一起脱模，然后机外将它们分开，模具结构简单，但生产效率低。

螺纹部分回转的脱模机构方式，模具结构较复杂，但自动化程度高（手动脱螺纹机构外）。

第九章 侧向分型与抽芯机构设计

1． 模具中侧向分型抽芯机构的作用是什么?侧向分型抽芯机构有几大类?各类的主要优缺点是什么?

答：模具中侧向分型抽芯机构的作用是对塑件与开模方向不一致的分型进行侧向分型与抽芯，使塑件顺利脱出。

侧向分型抽芯机构的分类：（按动力源分）手动、气动、液动和机动抽芯机构。

手动抽芯机构，优点：结构简单。缺点：劳动强度大，生产效率低，仅适用于小型制件的小批量生产。 气动、液动抽芯机构，优点：抽芯动作可不受开模时间和推出时间的影响。缺点：要通过一套专用的控制系统来控制活塞的运动实现抽芯。（液压传动与气压传动抽芯机构的比较：液压传动平稳，且可得到较大的抽拔力和较长的抽芯距离，但由于模具结构和体积的限制，油缸的尺寸往往不能太大。）

机动抽芯机构，优点：抽芯不需人工操作，抽拔力较大，灵活、方便、生产效率高、容易实现全自动操作、无需另外添置设备。缺点：结构较复杂。 3.怎样计算斜销直径、斜销长度和开模行程?

答：斜销直径

d3FcL0.1wcos （9-9）

Fc，抽芯力；L，斜销的有效工作长度；α，斜销的倾角；[σ]w，斜销材料的弯曲许用应力。 斜销的长度

确定了斜销倾角α、有效工作长度L和直径d之后，按图9—10几何关系斜销的长度L总。

L总L1L2L3L4L5—10）

DtdStantan10~15mm （92cos2sin式中 L5——锥体部分长度，一般取(10～15)mm； D——固定轴肩直径；

t——斜销固定板厚度。 开模行程

HScot

S，抽芯距；α，斜销倾角。

6、斜销侧向分型抽芯机构由哪些结构要素组成?设计时应注意哪些问题?

答：斜销侧向分型抽芯机构由五大结构要素组成：斜销、滑块、导滑槽、滑块定位装置、楔紧块。

设计时应注意：

①斜销：斜角一般为150~200，最大不超过250。端部成半球状或锥形，锥体角应大于斜销的倾角。材料： T10A、T8A及20钢渗碳淬火，热处理硬度在55HRC以上，表面粗糙度Ra不大于0．8 μm。配合：斜销与其固定板采用H7／m6或H7／n6；与滑块斜孔采用较松的间隙配合，如H11／d11，或留有0.5～1mm间隙。 ②滑块：结构形式： 整体式和组合式。组合式，尺寸较小的型芯，将型芯嵌入滑块部分，用中心销、骑缝销固定或螺钉顶紧；大尺寸型芯可用燕尾连接、薄片状型芯可嵌入通槽再用销固定；多个小型芯采用压板固定。材料：滑块，45或T8、T10，硬度40HRC以上；型芯CrWMn、T8、T10，硬度50HRC以上。 ③滑块的导滑槽：滑块与导滑槽的配合：二者之间上下、左右各有一对平面配合，配合取H7／f7，其余各面留有0.5~1间隙。长度：一般应大于滑块宽度的2／3，有时为了不增大模具尺寸，可采用局部加长的措施来解决。材料：应有足够的耐磨性，T8、T10，硬度在50HRC以上。

④滑块定位装置：根据需要形式有：利用限位挡块定位，利用弹簧使滑块停靠在限位挡块上定位时，弹簧力应为滑块自重的1．5～2倍；弹簧销定位；弹簧钢球定位；埋在导滑槽内的弹簧和挡板与滑块的沟槽配

合定位。

⑤锁紧块：锁紧角大于斜销(2～3˚)。 7．在何种情况下需采用先复位机构?

答：对于斜销安装在定模、滑块安装在动模的斜销侧向分型与抽芯机构，同时采用推杆脱模机构，并依靠复位杆使推杆复位的模具，当侧型芯与推杆在垂直于开模方向的投影出现重合部位，且不满足

htanS（——合模时，推杆端部到侧型芯的最短距离；——在垂直于开模方向的平面内，侧型芯

与推杆的重合长度）的条件时，必须采用先复位机构。

8．试分析斜销侧向分型抽芯机构的四种使用形式的结构特点。哪种结构最简单?

答：①斜销安装在定模一侧，滑块安装在动模一侧，应用最广泛。此结构形式除用于分型外也常用于斜抽芯。模具分型后，塑件留于动模一边，然后再将塑件推出。此结构应注意模具闭合复位时滑块与推出机构是否会发生干涉。有干涉时应采用推杆先复位机构。

②斜销安装在动模一侧、滑块安装在定模一侧，安装方法正好与上述装法相反，开模时制件一般留在定模一边。由于定模不便安装推出装置，常不设推出机构的结构形式，而将主型芯设计在动模侧。由于斜销直径和滑块上斜孔直径间存在较大间隙，在开模前斜销靠近斜孔的内侧，在模之初滑块暂不分型，当模具分开一定距离后，斜销接触斜孔壁的外侧，滑块开始分型，这段距离里，主型芯已相应从制件抽出距离而与塑件松动。此结构使模具结构简化，但塑件需人工取出，适用小批量制品生产。

③斜销和滑块同时设在定模一侧，常见结构是斜销固定在定模底板上，滑块装在定模中间板（型腔板）上，为使二者间产生相对运动，完成抽芯动作，将定模底板和定模中间板间设计成能做定具分型的结构。 ④斜销和滑块同时设在动模一侧，为完成侧向抽芯动作，可将动模分成可做定距分离的两段。

⑤斜销在动模固定板上，滑块安装在动模一侧，结构最大特点：在推出的同时进行侧向分型或侧向抽芯。 以上五种结构，第一种最简单。

9．滑块导滑和斜杆导滑的斜滑块侧向分型抽芯机构有何区别?设计时应分别注意哪些结构特点?各适用于什么场合?

答：区别：滑块导滑，利用滑块侧面的凸耳在锥形模套内壁的斜槽内沿斜向滑动达到在滑块推出同时滑块分型的目的。斜杆导滑，在成型滑块的底部连接着一根斜推杆，推出时斜杆在斜孔内运动，使斜滑块一面上升一面完成分型动作。

设计时应注意的结构特点：

滑块导滑，斜滑块的组合及导滑槽的配合形式；开模时能使滑块全部留在动模边；斜滑块装配时，滑块轻轻装入模套后底面与模套端面间留有0.2~0.5mm间隙，顶部也须高出模套不少于0.2~0.5mm；滑块和塑件推出设计时，主型芯设置在动模一边，伸入塑件，使塑件能同时离开各滑块。

斜杆导滑，斜杆刚性差，斜角应取小些，约150，推杆下部与推板间有相对滑动，最好安装滚轮以减少摩擦。

适用场合：滑块导滑斜滑块侧向分型抽芯机构，适用于滑块侧向成型面积大的场合。斜杆导滑的斜滑块侧向分型抽芯机构，适用于抽拔力不大的场合。 10．液压抽芯有何特点?齿轮齿条抽芯有何特点?

答：齿轮齿条抽芯特点：一般是用开模动作拖动原动齿条，原动齿条驱动齿轮，再由齿条带动型芯齿条完成抽芯动作，它既可抽直型芯，也可抽弯型芯。也有利用连杆机构带动原动齿轮旋转的。可获得较大的抽芯距和抽芯力。

液压抽芯特点：利用液压推动液压缸的活塞杆，抽出同同轴的侧型芯。

第十章

1． 为什么要对模具温度进行调节?

答：由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不同，所以要对模具温度进行调节。

3…试述设计模具冷却系统时所应遵守的原则。 答：（1）冷却系统设计应先于推出机构。 （2）注意凹模和型芯的热平衡。

（3）简单模具，可先设定冷却水出入口的温度，然后计算冷却水的流量、冷却管道直径、保证湍流的流速及维持这一流速所需的压力降便已足够。复杂而又精密的模具，则应做详细计算。

（4）生产批量大的普通模具和精密模具在冷却方式上应有差异，对于大批量生产的普通塑件，可采用快冷以获得较短的循环注射周期。精密塑件需要有精确的尺寸公差和良好的力学性能，须采用缓冷。 （5）模具中冷却水温度升高会使热传递减小，精密模具出人口水温相差应在2℃以内，普通模具也不要超过5℃。从压力损失观点出发，冷却回路的长度应在1.2—5m以下，回路的弯头数目不希望超过5个。 （6）凹模与型芯的冷却情况不同，一般应采用两条冷却回路分别冷却凹模与型芯。

（7）当模具仅设一个入水接口和一个出水接口时，应将冷却管道进行串联连接，若采用并联连接，由于各回路的流动阻力不同，很难形成相同的冷却条件。当需要并联连接时，则需在每个回路中设置水量调节泵及流量计。

（8）采用多而细的冷却管道，比采用独根大冷却管道好。因为多而细的冷却管道扩大了模温调节的范围，但管道不可太细，以免堵塞，一般管道的直径为8～25mm。 （9）收缩率大的塑件模具中，应沿其收缩方向设置冷却回路。 （10）模温最好通过冷却系统或者专门的装置能任意调节。

（11）合理地确定冷却管道的中心距及冷却管道与型腔壁的距离。根据经验，：一般冷却管道中心线与型腔壁的距离应为冷却管道直径的1～2倍，冷却管道的中心距约为管道直径的3—5倍。

（12）当制件壁厚均匀时，应尽可能使所有的冷却管道孔到各处型腔表面的距离相等。当塑件壁厚不均匀时，在厚壁处应开设距离较小的冷却管道。 （13）应加强浇口处的冷却。

（14）应避免将冷却管道开设在塑件熔合的部位。

（15）注意水管的密封问题，以免漏水。冷却管道应避免穿过镶块，否则在接缝处漏水，若必须通过镶块时，应加设套管密封。

（16）进口、出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧。为了不影响操作，通常将进口、出口水管接头设在注射机背面的模具一侧。

注射模温度调节系统