太原理工工業(yè)設(shè)計(jì)塑料成型工藝及制件設(shè)計(jì)課后習(xí)題及答案.doc

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不用謝，叫我廠長就行了 第一章 1.什么是塑料？有哪些成分組成及各自的作用? ①塑料是可塑性的高分子材料，他是以樹脂為主要成分，加入各種添加劑能在一定溫度和壓力下形成流動的成型材料的總稱 ②塑料按其成分不同分為簡單組分和多組分塑料 1. 樹脂 主要成分，使塑料具有成型性能 2. 填充劑 主要用來改善成型性能或降低成本等 3. 增塑劑 可提高塑料的可塑性和柔軟性 4. 穩(wěn)定劑 提高其對熱光氧等的穩(wěn)定性，延長使用壽命，即老化 5. 著色劑 賦予塑料制品各種色彩 6. 潤滑劑 提高塑料在加工成型過程中的流動性和減少對設(shè)備的粘著 7. 固化劑 使受熱可塑的線性結(jié)構(gòu)變成熱穩(wěn)定性的體型結(jié)構(gòu) 8. 其他 2. 熱塑性和熱固性的區(qū)別 在成型過程中1.熱塑性塑料只有物理變化無化學(xué)變化，熱固性塑料均有 2.熱固性塑料不可重復(fù)回收利用，熱塑性可以回收利用 3.從分子結(jié)構(gòu)上熱固性由線型變成網(wǎng)型再變成體型 3. 什么是非牛頓液體？什么叫剪切變??？ 1.凡不符合牛頓液體公式的液體成為非牛頓液體，其中流動行為與實(shí)踐無關(guān)的假塑性液體，膨脹液體和賓漢流體 2.大多數(shù)聚合物熔體和濃溶液屬于假塑料流體，其粘度隨剪切速度的增加而減小即剪切變稀 4.聚合物的成型加工溫度應(yīng)在什么范圍內(nèi)？ 在粘流溫度與分解溫度之間 5. 取向?qū)χ萍牧W(xué)性能有何影響？舉例說明 單軸取向時(shí)，在拉力方向上的拉伸強(qiáng)度大為增加，而與拉力垂直方向上的拉伸強(qiáng)度則要降低，如取向后的塑料繩 雙軸取向可改變上述缺點(diǎn)，使薄膜或片材在平面內(nèi)兩個方向上的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和沖擊韌性都有所提高，塑料薄膜就是屬于雙軸取向，其平面上的力學(xué)性能是各自同向的如薄膜的拉伸和吹塑 6. 什么事結(jié)晶，結(jié)晶對制件的影響？ 聚合物的高溫熔體冷卻時(shí)，線型高分子鏈作規(guī)整排列，形成三鏈有序的密堆砌，這現(xiàn)象叫結(jié)晶 1. 力學(xué)性能 由于結(jié)晶時(shí)分子鏈作三圍有序的密堆砌，其密度增大，分子間作用力增強(qiáng)，因此拉伸強(qiáng)度隨之提高 2. 熱性能 提高其耐熱性能 3. 光學(xué)性能 由于光在晶粒表面產(chǎn)生反射使透明度減小，甚至完全喪失 7. 防止聚合物降解的措施？ 1.嚴(yán)格控制原料的技術(shù)指標(biāo)，避免原料不純對降解產(chǎn)生催化作用 2.嚴(yán)格控制物件的含水量，成型前進(jìn)行預(yù)熱和干燥處理 3.合理選擇并嚴(yán)格控制成型工藝參數(shù) 4.成型設(shè)備和模具的結(jié)構(gòu)要合理，流道不應(yīng)有死角和縫隙 5.對熱，癢穩(wěn)定性差的聚合物，要在配方中加入穩(wěn)定劑和抗氧劑提高其降解能力 8.什么是塑料的收縮性 從溫度較高的模具中取出制件冷卻到室溫后，其體積和尺寸發(fā)生收縮變化，這種性質(zhì)成為收縮性 第二章 1. 擠出成型的工作原理？加工工藝流程？制品特點(diǎn)是什么？ 工作原理：擠出成型是將顆粒狀或粉末狀的固體加入到擠出成型機(jī)的裝箱中，經(jīng)料筒外部的電加熱和料桶內(nèi)部螺桿的機(jī)械轉(zhuǎn)動。使進(jìn)入料筒的物料一邊向前推進(jìn)，一邊不斷熔融成粘流態(tài)，熔融物料被連續(xù)穩(wěn)定的訴訟到具有一定形狀的機(jī)頭中，成為截面與口模形狀相似的連續(xù)體，再進(jìn)入冷卻成型裝置固化，則得到連續(xù)的塑料制品。 加工流程：通常包括塑化，擠出成型和冷卻定型三個階段 物料塑化→成型→定型→冷卻→牽引→切割→堆放（卷曲） 特點(diǎn)：①生產(chǎn)過程連續(xù)化生產(chǎn)效率高②應(yīng)用范圍廣，綜合能力強(qiáng)③設(shè)備簡單，投資少④生產(chǎn)操作簡單、工藝控制容易 2. 基礎(chǔ)設(shè)備包括哪些？ 包括擠出機(jī)（主機(jī)）、擠出機(jī)頭（模具）和擠出輔助裝置等 3. 什么是塑化？螺桿分為哪三段？各段的作用？機(jī)頭的作用？ 塑化：固體的顆粒狀或粉料加入料筒中后，一方面由料筒外的電加熱器提供熱量，另一方面由于螺桿的旋轉(zhuǎn)剪切，壓縮及混合作用，使物料由固態(tài)逐漸變?yōu)榫哂幸欢鲃有缘木鶆蜻B續(xù)熔體 螺桿可分為加料段，壓縮段和計(jì)量端三段 加料段：將來自料斗的物料送往壓縮段 壓縮段：壓實(shí)物料，使固體轉(zhuǎn)化為熔體，同時(shí)還將夾帶空氣將加料段排除 計(jì)量段：將熔體進(jìn)一步塑化，并將熔體定量，定壓從機(jī)頭口模的流道擠出 機(jī)頭：將處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的熔體轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，使塑料進(jìn)一步塑化均勻，同時(shí)要進(jìn)一步將其壓實(shí)，最后將塑化好的熔體均勻?qū)肟诓? 4. 為什么要對機(jī)頭口模擠出的物件進(jìn)行定型冷卻，有哪些方式？ 原因：物料從機(jī)頭口模擠出時(shí)，溫度較高，基本處于熔斷狀態(tài)，避免管坯和異型材由于自重產(chǎn)生撓度及斷面形狀和尺寸發(fā)生變形，必須進(jìn)行冷卻和定型，使其溫度下降而硬化。 方式：吹入壓縮空氣定型和真空定型 5. 注塑成型的原理？為什么在熔體注入模具后，還要有保壓補(bǔ)縮過程？ 原理：注塑成型是將粒狀或粉狀的塑料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的料筒內(nèi)加熱融化，使其成為粘流態(tài)熔體，然后在注塑機(jī)裝置或螺桿的高壓推動下向前移動，并以很大速度通過噴嘴，注射到溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時(shí)間的保壓冷卻定型后，打開模具，脫出制品，完成一次工作循環(huán) 原因：從熔體充模型腔起至栓塞或螺桿退回時(shí)為止，熔體因冷卻而收縮。栓塞或螺桿需保持對熔料的壓力，使模腔內(nèi)的熔料的都壓實(shí)和成型并緩慢地向模腔內(nèi)補(bǔ)入少量的熔料，以補(bǔ)充塑料冷卻時(shí)的體積收縮，保持模腔內(nèi)的壓力仍為最大值。保壓補(bǔ)縮對提高塑件密度，減小塑件收縮，避免塑件表面出現(xiàn)缺陷均有重要意義 6. 注射機(jī)由哪些部分組成，各自的作用 注射機(jī)由注射系統(tǒng)，鎖模裝置和注射模具三大部分組成 注射系統(tǒng)：使塑料均勻塑化，并以很高的壓力和很快的速度將塑化的熔體注射到模具 鎖模裝置：在注射過程中可靠地鎖緊模具，取出制品時(shí)打開模具并頂出制品 模具：主要由澆注系統(tǒng)，成型零件和結(jié)構(gòu)零件三大部分組成 7. 什么是塑化壓力和注射壓力？為什么注射壓力通常都很大？ 塑化壓力：采用螺桿注塑機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時(shí)所受到的壓力，亦稱背壓。其大小可通過液壓系統(tǒng)中的一流閥來控制。 注射壓力：指沖模時(shí)栓塞或螺桿頂部對熔體施加的壓力 原因：注射壓力的作用①用來客服熔體充模時(shí)澆在系統(tǒng)和模腔對熔體的流動阻力，使熔體獲得要求的充模速率及流動長度②保壓階段注射壓力應(yīng)對模內(nèi)熔體進(jìn)行壓實(shí)補(bǔ)縮，使不同的方向先后進(jìn)入模腔的熔體融為一體，從而使制品保持精確的形狀，獲得所需性能 8.注射，壓制和傳遞成型三者的差別 成型 注射 壓制 傳遞 成型周期 短 較長 較短 成型質(zhì)量 好 較差 好 飛邊厚度 無邊或薄邊 較厚 無邊或薄邊 側(cè)孔成型 方便 不方便 方便 嵌件安放 不方便 較方便 方便 機(jī)械與自動化 易實(shí)現(xiàn) 不易 不易 原材料消耗 高 低 高 制品翹曲 大 小 大 成型收縮率 大 小 較大 長纖維塑料 不能成型 可成型 可成型 模具結(jié)構(gòu) 復(fù)雜 較簡單 復(fù)雜 9. 壓延成型的過程及生產(chǎn)的制品 壓延過程分為兩個階段，一是供料階段，二是壓延階段 壓延制品可分為軟質(zhì)薄膜和硬質(zhì)片兩種 10. 中空吹塑制品的特點(diǎn)，有幾種方法 中空吹塑主要用于制造口小腹大中空的容器，日常生活和各種工業(yè)用品如塑料瓶，桶，雙壁制品等，吹塑能較好的保持制品的形狀和外形尺寸，可成型用其他方法無法成型的中空制品 方法1.擠出成型2.注射吹塑3.拉伸吹塑 11. 熱成型為何又稱二次成型？制品的特點(diǎn)？什么事拉伸比和展開倍率？ 熱成型是一種將熱塑性塑料片材加工為薄殼狀制品的成型方法，由于所用的坯料為片材因此又稱二次成型 特點(diǎn)：最后得到的是薄殼狀的敝口制品，由于熱成型制品在代替木質(zhì)紙張和金屬方面的優(yōu)越性能，而廣泛應(yīng)用于商品包裝，快餐業(yè)，航空汽車等 引申比：對圓形制品引申比為制品深度與直徑之比，非圓形制品用夾持部位之間的最小深度代替直徑進(jìn)行計(jì)算 展開倍率：指熱成型制品的表面積與夾持部位內(nèi)原材料片材的表面積之比 12. 吹塑薄膜成型的加工過程，薄膜是怎樣受到雙軸取向的 過程：用擠出機(jī)將熔融物料從機(jī)頭的環(huán)形縫隙中基礎(chǔ)成圓筒的管坯，從機(jī)頭中心通入向管坯吹入一定壓力的壓縮空氣，將管坯徑向吹脹，成為管脹薄膜，在牽引裝置作用下罐裝薄膜同時(shí)被總想拉伸這樣管膜就成為雙向拉伸取向的薄膜了，并同時(shí)通過冷卻風(fēng)環(huán)吹出的空氣冷卻定型。充分冷卻的管膜被人字板壓扁成雙折薄膜，通過牽引輥導(dǎo)向輥到卷取裝置卷取，最終成為薄膜制品 13. 氣輔注射成型與普通注射成型相比有哪些優(yōu)點(diǎn) 1.消除后壁塑件表面凹陷 2.塑件尺寸精度和形位精度高 3.可使制品局部或全部中空，節(jié)省原料可達(dá)50% 4.較少冷卻時(shí)間，縮短成型周期 5.氣體保壓壓力梯度很小保壓效果好，可降低制品內(nèi)應(yīng)力，減少翹曲變形 6.采用注射技術(shù)使注射壓力降低，氣輔注射壓力約為7到25mpa，而普通注射為40到80mpa,同時(shí)所需的鎖模力也大幅降低 7.可簡化制品設(shè)計(jì)，制品壁厚可相差懸殊采用粗大的加強(qiáng)筋，作為氣體通道，制品剛性好，膠合數(shù)目少 第三章 1、 什么是塑料制件的尺寸精度？影響尺寸精度的主要因素有哪些？ 塑料的尺寸精度是指獲得的塑料尺寸與產(chǎn)品圖中的尺寸的符合的程度，即所獲得物件尺寸的準(zhǔn)確度。影響因素主要由模具的制造誤差，大尺寸的制品，收縮率的波動是影響塑件尺寸的主要因素 2、 塑料制件尺寸公差國家標(biāo)準(zhǔn)有幾個精度等級？其選用原則是什么？ 有七個精度從MT1到MT7逐級精度等級降低。根據(jù)塑料收縮特性不同，又分為三個等級。即標(biāo)注尺寸公差的高精度等級，一般精度等級和未注尺寸公差的低精度等級。高精度要求高，一般不予選用，通常先根據(jù)模塑材料和制件的使用要求確定塑件公差等級，然后選取公差數(shù)值。原則是在滿足使用要求的前提下盡量選擇低的精度等級 3、 查到的公差值如何分配上下偏差，標(biāo)在制件上？ 根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分配，如基孔制的孔可取表中數(shù)值冠以（+）基軸制的軸可取數(shù)值冠以（—）中心距尺寸取公差數(shù)值之半冠以（），如例3-1其余上下偏差材料特性和配合性質(zhì)進(jìn)行分析 4、 公差表里，為什么B行比A行的值大？ A行是成型零件成型的尺寸，即不受模具活動部分影響的尺寸。B行是兩個或多個成型零件組合成型的尺寸，由于組合會增大誤差，因此公差數(shù)值較大 5、 制件表面的粗糙度值與模具成型表面的粗糙度值有何關(guān)系？什么情況下可取較大的表面的粗糙度值？ 模具型腔的表面粗糙值直接決定制件表面的粗糙度。一般模具型腔的表面粗糙值比制件表面的粗糙度低1到2級，對表面要求高的型腔表面粗糙度要達(dá)到Ra0.02~0.4um。 為了降低成本隱蔽面和非配合面可取較大的表面粗糙值 6、 設(shè)計(jì)塑件時(shí)為何要考慮脫模斜度？ 為了便于塑件脫模防止脫模時(shí)刮傷塑件 7、為什么要求塑件壁厚均勻？改變下圖所示的結(jié)構(gòu)，畫出合理的塑件結(jié)構(gòu)圖。 由于塑料的收縮與固話是同時(shí)發(fā)生的，厚度不同就造成收縮不一致因此同一個塑料制品的壁厚應(yīng)盡可能一致，否則會因冷卻或固化速度不同產(chǎn)生附加內(nèi)應(yīng)力，引起翹曲變形，甚至開裂 8、 塑件上加強(qiáng)筋的作用是什么？設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋時(shí)應(yīng)注意什么？ 加強(qiáng)筋能在不增大壁厚的情況下增加塑件的整體剛度，降低翹曲變形 注意：厚度不應(yīng)超過塑件的厚度。側(cè)壁有一定斜度，與塑件連接處呈圓弧過渡。設(shè)計(jì)多條加強(qiáng)筋連接制品兩側(cè)壁，加強(qiáng)筋之間的距離應(yīng)大于塑件厚度，以設(shè)計(jì)的矮一些多一些為好。加強(qiáng)筋的布置應(yīng)避免或減少塑料局部集中，否則會在塑料集中產(chǎn)生縮孔氣泡。還應(yīng)該使大多數(shù)加強(qiáng)筋的方向與流量方向一致因?yàn)檠厮芰狭飨蜷_設(shè)的加強(qiáng)筋，還可降低沖模阻力否則會使流料受到擾亂，降低塑件韌性。底部有加強(qiáng)筋時(shí)應(yīng)使加強(qiáng)筋與支撐面相差至少0.5mmd高度加強(qiáng)筋不與支撐面接觸，增加塑件穩(wěn)定性 9、 制件轉(zhuǎn)彎處為什么都要設(shè)計(jì)成圓角？ 圓角使熔料順利充模，改善其流動性，便于脫模，尤其對于增強(qiáng)塑料更為重要。圓角能提高塑件對應(yīng)的成型零件的強(qiáng)度。減少制品因收縮而產(chǎn)生的變形，改善制品外觀，更重要的是可減少應(yīng)力集中 10、 孔與孔之間的距離為何不能太?。繛槭裁匆拗瓶椎纳疃?？ 孔是由型芯成型的，注塑時(shí)型芯對熔體產(chǎn)生了分割作用，當(dāng)注塑壓力不夠時(shí)會在制件上產(chǎn)生熔接痕。所以孔與孔之間的距離為何不能太小 同時(shí)成型時(shí)型芯收到塑料熔體的作用，型芯易受到玩去甚至折斷所以要限制孔的深度 11、 列舉出薄壁制品增加剛度的幾種措施。 1.薄殼狀塑件底面或頂面可制作成球面或拱面 2.在不影響使用的前提下將四周設(shè)計(jì)成稍向外凸 3.邊緣設(shè)計(jì)成翻邊形式 12、 怎么設(shè)計(jì)塑件的內(nèi)、外螺紋？ 為保證螺紋口處的強(qiáng)度，外螺紋頂端應(yīng)下降0.2mm以上，末端不要加工到根部留出大于0.5mm的圓柱，內(nèi)螺紋的螺紋口處也要加工出0.2~0.8MM的內(nèi)圓柱面避免螺紋崩裂和變形，底部留大于0.2mm的一段圓柱，并且螺牙是始端和末端要逐漸凸起緩慢結(jié)束 13、 什么是側(cè)面凹凸和側(cè)向孔？為什么塑件上要盡量避免這些結(jié)構(gòu)？ 制品側(cè)面上局部凸起或凹陷部分稱為側(cè)面凹凸，分為內(nèi)凸外凸，環(huán)形凹槽和側(cè)向孔等 會導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加生產(chǎn)效率降低，制品上的溢邊增多。因此無特殊情況，應(yīng)盡量避免這些結(jié)構(gòu) 14、嵌件的作用？制件與嵌件要怎樣牢固結(jié)合？ 在塑料內(nèi)壓入金屬或非金屬零件形成不可拆卸的選擇，壓入的零件稱為嵌件 最常用的螺紋嵌件是在嵌件嵌入部分的外圓柱表面加工菱形或直接花紋加環(huán)形溝槽的方法，片狀嵌件可通過開切口、開孔或局部玩去等方法來保持與塑件的牢固結(jié)合。套筒型嵌件可在兩端加工凸緣針狀嵌件可用局部壓扁或彎曲等辦法固定 15、 嵌件為什么要在模具中可靠定位和密封？圓柱形嵌件是如何在模具中定位和密封的？ 嵌件要在模具中可靠定位和密封，防止在合模時(shí)因振動或合模后因?yàn)槿垠w的作用力而移動或變形，同時(shí)熔體還可能擠入嵌件上預(yù)留孔或螺紋孔中，最終影響塑件的使用性所以密封很重要 圓柱形嵌件一般插入模具的孔中加以固定見圖3-48，一種用嵌件的外圓柱表面與模具孔型形成配合來定位和密封，或在嵌件上設(shè)一凸肩，凸肩與模具孔配合既能可靠固定又可阻止熔體流入螺紋 16、 有塑料合頁的制品采用什么材料？為什么塑料合頁能經(jīng)受百萬次的彎曲而不折斷？制品合頁處的厚度是多少？ 聚丙烯材料 聚丙烯抗疲勞撓曲 塑件本身壁厚小的，中間的薄膜處應(yīng)相應(yīng)薄，一般為0.25~0.4mm壁厚打的中間薄膜處應(yīng)相對厚，不超過0.5mm.否則將失去合頁作用 17、 擠出制品的特點(diǎn)是什么？ 具有相同斷面的連續(xù)體 18、 中空吹塑制品壁厚不均勻是什么原因引起的？設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么？ 在吹塑成型的過程中，由于型坯各部分緊貼凹模的時(shí)間是有差異的這樣必然使制品各處壁厚不均勻，最先接觸型腔的部分冷卻快，壁厚大 19、熱成型制品的特點(diǎn)？凸模真空成型和凹模真空成型的制品脫模斜度為什么不一樣？ 熱成型制品多為敞口式薄壁制品，其形狀可根據(jù)使用要求確定，盡可能使制品深度淺，開口大線條流暢，便于成型 使用凹模成型時(shí)，由于制品的收縮，制品與型腔面之間自然形成間隙，即使脫模斜度很小也可脫模