太原理工工业设计塑料成型工艺及制件设计课后习题及答案.doc

不用谢，叫我厂长就行了第一章1.什么是塑料？有哪些成分组成及各自的作用? 塑料是可塑性的高分子材料，他是以树脂为主要成分，加入各种添加剂能在一定温度和压力下形成流动的成型材料的总称 塑料按其成分不同分为简单组分和多组分塑料1. 树脂 主要成分，使塑料具有成型性能2. 填充剂 主要用来改善成型性能或降低成本等3. 增塑剂 可提高塑料的可塑性和柔软性4. 稳定剂 提高其对热光氧等的稳定性，延长使用寿命，即老化5. 着色剂 赋予塑料制品各种色彩6. 润滑剂 提高塑料在加工成型过程中的流动性和减少对设备的粘着7. 固化剂 使受热可塑的线性结构变成热稳定性的体型结构8. 其他2. 热塑性和热固性的区别在成型过程中1.热塑性塑料只有物理变化无化学变化，热固性塑料均有 2.热固性塑料不可重复回收利用，热塑性可以回收利用 3.从分子结构上热固性由线型变成网型再变成体型3. 什么是非牛顿液体？什么叫剪切变稀？1.凡不符合牛顿液体公式的液体成为非牛顿液体，其中流动行为与实践无关的假塑性液体，膨胀液体和宾汉流体2.大多数聚合物熔体和浓溶液属于假塑料流体，其粘度随剪切速度的增加而减小即剪切变稀4.聚合物的成型加工温度应在什么范围内？在粘流温度与分解温度之间5. 取向对制件的力学性能有何影响？举例说明单轴取向时，在拉力方向上的拉伸强度大为增加，而与拉力垂直方向上的拉伸强度则要降低，如取向后的塑料绳双轴取向可改变上述缺点，使薄膜或片材在平面内两个方向上的拉伸强度、断裂伸长率和冲击韧性都有所提高，塑料薄膜就是属于双轴取向，其平面上的力学性能是各自同向的如薄膜的拉伸和吹塑6. 什么事结晶，结晶对制件的影响？聚合物的高温熔体冷却时，线型高分子链作规整排列，形成三链有序的密堆砌，这现象叫结晶1. 力学性能 由于结晶时分子链作三围有序的密堆砌，其密度增大，分子间作用力增强，因此拉伸强度随之提高2. 热性能 提高其耐热性能3. 光学性能 由于光在晶粒表面产生反射使透明度减小，甚至完全丧失7. 防止聚合物降解的措施？1.严格控制原料的技术指标，避免原料不纯对降解产生催化作用2.严格控制物件的含水量，成型前进行预热和干燥处理3.合理选择并严格控制成型工艺参数4.成型设备和模具的结构要合理，流道不应有死角和缝隙5.对热，痒稳定性差的聚合物，要在配方中加入稳定剂和抗氧剂提高其降解能力8.什么是塑料的收缩性从温度较高的模具中取出制件冷却到室温后，其体积和尺寸发生收缩变化，这种性质成为收缩性第二章1. 挤出成型的工作原理？加工工艺流程？制品特点是什么？工作原理：挤出成型是将颗粒状或粉末状的固体加入到挤出成型机的装箱中，经料筒外部的电加热和料桶内部螺杆的机械转动。使进入料筒的物料一边向前推进，一边不断熔融成粘流态，熔融物料被连续稳定的诉讼到具有一定形状的机头中，成为截面与口模形状相似的连续体，再进入冷却成型装置固化，则得到连续的塑料制品。加工流程：通常包括塑化，挤出成型和冷却定型三个阶段物料塑化成型定型冷却牵引切割堆放（卷曲）特点：生产过程连续化生产效率高应用范围广，综合能力强设备简单，投资少生产操作简单、工艺控制容易2. 基础设备包括哪些？包括挤出机（主机）、挤出机头（模具）和挤出辅助装置等3. 什么是塑化？螺杆分为哪三段？各段的作用？机头的作用？塑化：固体的颗粒状或粉料加入料筒中后，一方面由料筒外的电加热器提供热量，另一方面由于螺杆的旋转剪切，压缩及混合作用，使物料由固态逐渐变为具有一定流动性的均匀连续熔体螺杆可分为加料段，压缩段和计量端三段加料段：将来自料斗的物料送往压缩段压缩段：压实物料，使固体转化为熔体，同时还将夹带空气将加料段排除计量段：将熔体进一步塑化，并将熔体定量，定压从机头口模的流道挤出机头：将处于旋转运动的熔体转变为直线运动，使塑料进一步塑化均匀，同时要进一步将其压实，最后将塑化好的熔体均匀导入口槽4. 为什么要对机头口模挤出的物件进行定型冷却，有哪些方式？原因：物料从机头口模挤出时，温度较高，基本处于熔断状态，避免管坯和异型材由于自重产生挠度及断面形状和尺寸发生变形，必须进行冷却和定型，使其温度下降而硬化。方式：吹入压缩空气定型和真空定型5. 注塑成型的原理？为什么在熔体注入模具后，还要有保压补缩过程？原理：注塑成型是将粒状或粉状的塑料从注塑机的料斗送入高温的料筒内加热融化，使其成为粘流态熔体，然后在注塑机装置或螺杆的高压推动下向前移动，并以很大速度通过喷嘴，注射到温度较低的闭合模具内，经过一定时间的保压冷却定型后，打开模具，脱出制品，完成一次工作循环原因：从熔体充模型腔起至栓塞或螺杆退回时为止，熔体因冷却而收缩。栓塞或螺杆需保持对熔料的压力，使模腔内的熔料的都压实和成型并缓慢地向模腔内补入少量的熔料，以补充塑料冷却时的体积收缩，保持模腔内的压力仍为最大值。保压补缩对提高塑件密度，减小塑件收缩，避免塑件表面出现缺陷均有重要意义6. 注射机由哪些部分组成，各自的作用注射机由注射系统，锁模装置和注射模具三大部分组成注射系统：使塑料均匀塑化，并以很高的压力和很快的速度将塑化的熔体注射到模具锁模装置：在注射过程中可靠地锁紧模具，取出制品时打开模具并顶出制品模具：主要由浇注系统，成型零件和结构零件三大部分组成7. 什么是塑化压力和注射压力？为什么注射压力通常都很大？塑化压力：采用螺杆注塑机时，螺杆顶部熔体在螺杆旋转后退时所受到的压力，亦称背压。其大小可通过液压系统中的一流阀来控制。注射压力：指冲模时栓塞或螺杆顶部对熔体施加的压力原因：注射压力的作用用来客服熔体充模时浇在系统和模腔对熔体的流动阻力，使熔体获得要求的充模速率及流动长度保压阶段注射压力应对模内熔体进行压实补缩，使不同的方向先后进入模腔的熔体融为一体，从而使制品保持精确的形状，获得所需性能8.注射，压制和传递成型三者的差别成型注射压制传递成型周期短较长较短成型质量好较差好飞边厚度无边或薄边较厚无边或薄边侧孔成型方便不方便方便嵌件安放不方便较方便方便机械与自动化易实现不易不易原材料消耗高低高制品翘曲大小大成型收缩率大小较大长纤维塑料不能成型可成型可成型模具结构复杂较简单复杂9. 压延成型的过程及生产的制品压延过程分为两个阶段，一是供料阶段，二是压延阶段压延制品可分为软质薄膜和硬质片两种10. 中空吹塑制品的特点，有几种方法 中空吹塑主要用于制造口小腹大中空的容器，日常生活和各种工业用品如塑料瓶，桶，双壁制品等，吹塑能较好的保持制品的形状和外形尺寸，可成型用其他方法无法成型的中空制品方法1.挤出成型2.注射吹塑3.拉伸吹塑11. 热成型为何又称二次成型？制品的特点？什么事拉伸比和展开倍率？热成型是一种将热塑性塑料片材加工为薄壳状制品的成型方法，由于所用的坯料为片材因此又称二次成型特点：最后得到的是薄壳状的敝口制品，由于热成型制品在代替木质纸张和金属方面的优越性能，而广泛应用于商品包装，快餐业，航空汽车等引申比：对圆形制品引申比为制品深度与直径之比，非圆形制品用夹持部位之间的最小深度代替直径进行计算展开倍率：指热成型制品的表面积与夹持部位内原材料片材的表面积之比12. 吹塑薄膜成型的加工过程，薄膜是怎样受到双轴取向的过程：用挤出机将熔融物料从机头的环形缝隙中基础成圆筒的管坯，从机头中心通入向管坯吹入一定压力的压缩空气，将管坯径向吹胀，成为管胀薄膜，在牵引装置作用下罐装薄膜同时被总想拉伸这样管膜就成为双向拉伸取向的薄膜了，并同时通过冷却风环吹出的空气冷却定型。充分冷却的管膜被人字板压扁成双折薄膜，通过牵引辊导向辊到卷取装置卷取，最终成为薄膜制品13. 气辅注射成型与普通注射成型相比有哪些优点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，节省原料可达50%4.较少冷却时间，缩短成型周期5.气体保压压力梯度很小保压效果好，可降低制品内应力，减少翘曲变形6.采用注射技术使注射压力降低，气辅注射压力约为7到25mpa，而普通注射为40到80mpa,同时所需的锁模力也大幅降低7.可简化制品设计，制品壁厚可相差悬殊采用粗大的加强筋，作为气体通道，制品刚性好，胶合数目少第三章1、 什么是塑料制件的尺寸精度？影响尺寸精度的主要因素有哪些？ 塑料的尺寸精度是指获得的塑料尺寸与产品图中的尺寸的符合的程度，即所获得物件尺寸的准确度。影响因素主要由模具的制造误差，大尺寸的制品，收缩率的波动是影响塑件尺寸的主要因素2、 塑料制件尺寸公差国家标准有几个精度等级？其选用原则是什么？ 有七个精度从MT1到MT7逐级精度等级降低。根据塑料收缩特性不同，又分为三个等级。即标注尺寸公差的高精度等级，一般精度等级和未注尺寸公差的低精度等级。高精度要求高，一般不予选用，通常先根据模塑材料和制件的使用要求确定塑件公差等级，然后选取公差数值。原则是在满足使用要求的前提下尽量选择低的精度等级3、 查到的公差值如何分配上下偏差，标在制件上？ 根据实际情况进行分配，如基孔制的孔可取表中数值冠以（+）基轴制的轴可取数值冠以（）中心距尺寸取公差数值之半冠以（），如例3-1其余上下偏差材料特性和配合性质进行分析4、 公差表里，为什么B行比A行的值大？ A行是成型零件成型的尺寸，即不受模具活动部分影响的尺寸。B行是两个或多个成型零件组合成型的尺寸，由于组合会增大误差，因此公差数值较大5、 制件表面的粗糙度值与模具成型表面的粗糙度值有何关系？什么情况下可取较大的表面的粗糙度值？模具型腔的表面粗糙值直接决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级，对表面要求高的型腔表面粗糙度要达到Ra0.020.4um。为了降低成本隐蔽面和非配合面可取较大的表面粗糙值6、 设计塑件时为何要考虑脱模斜度？ 为了便于塑件脱模防止脱模时刮伤塑件7、为什么要求塑件壁厚均匀？改变下图所示的结构，画出合理的塑件结构图。 由于塑料的收缩与固话是同时发生的，厚度不同就造成收缩不一致因此同一个塑料制品的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生附加内应力，引起翘曲变形，甚至开裂8、 塑件上加强筋的作用是什么？设计加强筋时应注意什么？ 加强筋能在不增大壁厚的情况下增加塑件的整体刚度，降低翘曲变形注意：厚度不应超过塑件的厚度。侧壁有一定斜度，与塑件连接处呈圆弧过渡。设计多条加强筋连接制品两侧壁，加强筋之间的距离应大于塑件厚度，以设计的矮一些多一些为好。加强筋的布置应避免或减少塑料局部集中，否则会在塑料集中产生缩孔气泡。还应该使大多数加强筋的方向与流量方向一致因为沿塑料流向开设的加强筋，还可降低冲模阻力否则会使流料受到扰乱，降低塑件韧性。底部有加强筋时应使加强筋与支撑面相差至少0.5mmd高度加强筋不与支撑面接触，增加塑件稳定性9、 制件转弯处为什么都要设计成圆角？ 圆角使熔料顺利充模，改善其流动性，便于脱模，尤其对于增强塑料更为重要。圆角能提高塑件对应的成型零件的强度。减少制品因收缩而产生的变形，改善制品外观，更重要的是可减少应力集中10、 孔与孔之间的距离为何不能太小？为什么要限制孔的深度？孔是由型芯成型的，注塑时型芯对熔体产生了分割作用，当注塑压力不够时会在制件上产生熔接痕。所以孔与孔之间的距离为何不能太小同时成型时型芯收到塑料熔体的作用，型芯易受到玩去甚至折断所以要限制孔的深度11、 列举出薄壁制品增加刚度的几种措施。 1.薄壳状塑件底面或顶面可制作成球面或拱面 2.在不影响使用的前提下将四周设计成稍向外凸 3.边缘设计成翻边形式12、 怎么设计塑件的内、外螺纹？ 为保证螺纹口处的强度，外螺纹顶端应下降0.2mm以上，末端不要加工到根部留出大于0.5mm的圆柱，内螺纹的螺纹口处也要加工出0.20.8MM的内圆柱面避免螺纹崩裂和变形，底部留大于0.2mm的一段圆柱，并且螺牙是始端和末端要逐渐凸起缓慢结束13、 什么是侧面凹凸和侧向孔？为什么塑件上要尽量避免这些结构？制品侧面上局部凸起或凹陷部分称为侧面凹凸，分为内凸外凸，环形凹槽和侧向孔等 会导致模具结构复杂，成本增加生产效率降低，制品上的溢边增多。因此无特殊情况，应尽量避免这些结构 14、嵌件的作用？制件与嵌件要怎样牢固结合？ 在塑料内压入金属或非金属零件形成不可拆卸的选择，压入的零件称为嵌件最常用的螺纹嵌件是在嵌件嵌入部分的外圆柱表面加工菱形或直接花纹加环形沟槽的方法，片状嵌件可通过开切口、开孔或局部玩去等方法来保持与塑件的牢固结合。套筒型嵌件可在两端加工凸缘针状嵌件可用局部压扁或弯曲等办法固定15、 嵌件为什么要在模具中可靠定位和密封？圆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，防止在合模时因振动或合模后因为熔体的作用力而移动或变形，同时熔体还可能挤入嵌件上预留孔或螺纹孔中，最终影响塑件的使用性所以密封很重要圆柱形嵌件一般插入模具的孔中加以固定见图3-48，一种用嵌件的外圆柱表面与模具孔型形成配合来定位和密封，或在嵌件上设一凸肩，凸肩与模具孔配合既能可靠固定又可阻止熔体流入螺纹16、 有塑料合页的制品采用什么材料？为什么塑料合页能经受百万次的弯曲而不折断？制品合页处的厚度是多少？聚丙烯材料聚丙烯抗疲劳挠曲塑件本身壁厚小的，中间的薄膜处应相应薄，一般为0.250.4mm壁厚打的中间薄膜处应相对厚，不超过0.5mm.否则将失去合页作用17、 挤出制品的特点是什么？ 具有相同断面的连续体18、 中空吹塑制品壁厚不均匀是什么原因引起的？设计时应注意什么？ 在吹塑成型的过程中，由于型坯各部分紧贴凹模的时间是有差异的这样必然使制品各处壁厚不均匀，最先接触型腔的部分冷却快，壁厚大19、热成型制品的特点？凸模真空成型和凹模真空成型的制品脱模斜度为什么不一样？热成型制品多为敞口式薄壁制品，其形状可根据使用要求确定，尽可能使制品深度浅，开口大线条流畅，便于成型使用凹模成型时，由于制品的收缩，制品与型腔面之间自然形成间隙，即使脱模斜度很小也可脱模