塑料成型工艺及模具设计复习题(广石化材控专业)

广石化四区A321集团,版权所有翻版必究材控专业塑料成型加工与模具复习题（08-2）之在天飞狼终极修1版权所有，翻版必究！请认准在天飞狼终极版本！在这里感谢刘老板，同时感谢金哥、平平、水哥的终极支持！提供了宝贵意见，哥将继续终极之旅，造福大众，哥钟情于终极！版本说明该版本集合课本，课件，广东石油化工学院读秀网最坚最硬的解析和解答，希望能给与大家最好的帮助，同时因个人精力有限，难免有错漏，希望发现的错漏，或者有出入的各大老板及时提出，哥会及时更新最新版本的终极版本。广石化四区A321集团2011年6月10日星期五请支持在天飞狼支持哥就请哥吃品品香沙煲粉吧！！！广石化四区A321集团,版权所有翻版必究材控专业塑料成型加工与模具复习题（08-2）之在天飞狼终极修2塑塑料料成成型型加加工工与与模模具具1.塑料的概念;塑料的组成及分类；熟悉几种常用塑料的缩写代号。概念：塑料是以高分子聚合物为主要成分，加入一定量添加剂而组成的一种混合物。组成：塑料的主要成分是合成树脂，其中还有许多有特定用途的添加剂。（1）合成树脂、（2）填充剂分类：1.按塑料中树脂分子结构和受热后呈现的基本行为分类：（1）热固性塑料（2）热塑性塑料2.按塑料的性能及用途分类：通用塑料：指产量大、用途广且价廉的塑料。工程塑料：在工程技术中常作为结构材料来使用。特殊功能塑料：具有特殊性能的塑料（用于医药、光敏及液晶方面的氟塑料）。缩写：聚苯乙烯(PS)聚氯乙烯(PVC)聚丙烯(PP)尼龙（PA）聚碳酸酯（PC）聚乙烯（PE）氯化聚乙烯（PEC）氯化聚丙烯（PPC）丙烯晴（ABS）2.随着温度的不同，热塑性塑料有哪三种不同力学状态？这三种不同力学状态与加工适应性.p3①玻璃态——只适于进行机械加工，如车削，锉削，钻孔，车螺纹等。②高弹态——非晶态高聚物可进行压力（压延，冲压，弯曲等）成型，真空成型，中空成型等。③粘流态——可依次进行挤出，吹膜，注射，贴合及熔融纺丝等成型加工。3.塑料的主要成型方法有哪些？挤出成型、注塑成型、压注成型、中空吹塑成型、真空吸塑成型、压缩空气成型4.什么是牛顿流体和非牛顿流体?掌握指数流动规律?凡是切应力与剪切速率符合式的流体都称为牛顿型流体，不服从的均称为非牛顿流体。非牛顿流体指数流动规律5.什么是假塑性流体?什么是剪切稀化现象？假塑性流体是指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体；非牛顿指数n1时，流体的表观粘度是随剪切速率的增加非线性下降的，称为剪切稀化现象6.聚合物熔体在模内的流动行为:(1)什么是端末效应？(2)什么是失稳流动和熔体破裂？在导管入口和出口端出现的与聚合物熔体弹性行为有紧密联系的现象称为入口效应和出口膨胀效应（合称端末效应）。大分子链会在极高的剪切速率(≥106s—1)作用下完全被拉直，继续变形就会呈现很大的弹性性质，导致流动无法保持稳定的层流，熔体陷入一种弹性紊乱状态，各点的流速会互相干扰，通常将此现象称为聚合物熔体失稳流动。失稳流动的现象：1.鲨鱼皮形。2.波浪形。3.竹节形。4.螺旋形。5.不规则破裂熔体破裂：聚合物熔体在失稳状态下通过模内的流道后，将会变得粗细不均，没有光泽，表面出现粗糙的鲨鱼皮状。在这种情况下，如果继续增大切应力或剪切速率，熔体将呈现波浪、竹节形或周期螺旋形，更严重时将互相断裂成不规则的碎片或小圆柱块，这种现象称为熔体破裂。)/(drdv)/(drdv广石化四区A321集团,版权所有翻版必究材控专业塑料成型加工与模具复习题（08-2）之在天飞狼终极修37.何为聚合物结晶和取向?对聚合物性能有何影响?结晶：聚合物在从高温熔体向低温玻璃态冷却转变过程中出现聚合物分子链构型（结构形态）规则排列现象。聚合物的取向：聚合物高分子及其链段或结晶聚合物的微晶粒子在应力作用下形成的有序排列即称为取向（或定向）。取向分类1、在切应力作用下沿着熔体流动方向形成的流动取向；2、由拉应力引起的与应力方向一致的拉伸取向。结晶对塑件质量的影响通常结晶度大的塑件密度大，强度、硬度高，刚度、耐磨性好，耐化学性和电性能好；结晶度小的塑料，柔软性、透明性较好，伸长率和冲击韧度较大。取向对聚合物性能的影响聚合物会呈现出明显的各向异性，沿着取向方向力学性能显著提高，与取向方向垂直的方向力学性能显著下降。8.了解塑件的拔模斜度.1.拔模斜度概念：为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时出现顶白，顶伤，划伤等，在塑件设计时考虑其表面具有合理的脱模斜度。脱模斜度也就是拔模斜度，是为了方便出模而在模膛两侧设计的斜度。脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而定。塑件脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率、摩擦因数、塑件壁厚和几何形状有关。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塑件取较大的脱模斜度；塑件高度较大、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。有时，为了在开模时让塑件留在凹模内或型芯上，而有意将该边斜度减小或将斜边放大。2.脱模斜度应注意的问题(1)凡塑件精度要求高时，应采用较小的脱模斜度；(2)凡较高、较大的尺寸，应选用较小的脱模斜度；(3)塑件形状复杂的、不易脱模的应选用较大的脱模斜度；(4)塑件的收缩率大的应选用较大的斜度值；(5)塑件壁较厚时，会使成型收缩增大，脱模斜度应采用较大的数值；(6)如果要求脱模后塑件保持在型芯的一边，那么塑件的内表面的脱模斜度可选的比外表面小；(7)增强塑件宜取大值，含自润滑剂等易脱模塑料可取小值。(8)取斜度的方向，一般内孔以小端为准，符合图样，斜度由扩大方向取得。外形以大端为准，符合图样，斜度由缩小方向取得，一般情况下，脱模斜度α不包括在塑件公差范围内。9.了解热塑性塑料和热固性塑料的有关工艺性能（自己组织的答案）1.收缩率；塑件从温度较高的模具中取出冷却到室温后,其尺寸或体积发生收缩的现象。收缩率不是一个固定值，而是在一定范围内变化的，这个波动范围越小，塑件的尺寸精度就越易保证。结晶型塑料收缩率一般为1.2%~4.0%，非结晶型塑料的收缩率一般为0.2%~1.0%。塑料的收缩率数值大，且变化范围大，给塑件的尺寸控制带来困难.收缩的形式有：线尺寸收缩(型腔尺寸计算时必须考虑予以补偿)；后收缩；后处理收缩.(在模具设计时,对高精度塑件应考虑这两者的误差,并予以补偿)2.流动性：塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力.评定流动性的指数：熔融指数、阿基米德螺旋线长度。可将常用热塑性塑料的流动性分外三类:（1）流动性好的（2）流动性中等的（3）流动性差的影响流动性的因素：温度、压力、模具结构.塑料熔体的流动性对注射充模的影响：（1）溢料：流动性太好易导致溢料；（2）缺料：流动性不佳易导致缺料。3.结晶性；（1）熔融时消耗的热量更多；（2）冷却时间较长；（3）成型收缩率较大；（4）制品易变形和翘曲。4.热敏性和水敏性；5.应力开裂和熔融破裂6.热性能和冷却速度；7.吸湿性：此类塑料，在成型过程中由于水份在成型设备的高温料筒内挥发成气体，或者促使塑料水解，会使树脂起泡或粘度下降，不仅影响产品质量，还会给成型加工带来困难。成型前必须对其进行干燥处理，以除去其中的水份。热固性塑料的工艺性能：广石化四区A321集团,版权所有翻版必究材控专业塑料成型加工与模具复习题（08-2）之在天飞狼终极修41.收缩率；收缩的形式及其影响因素与热塑性塑料基本相同.2.流动性；用拉西格参数衡量.3.比容及压缩率;比容积：单位重量的松散塑料所占的体积,以cm³/g计.压缩率：塑料的体积与塑件的体积之比,其值恒大于1.比容积和压缩率都表示粉状或短纤维状塑料的松散性。它们都可用来确定模具加料腔的大小.4.硬化特性;固化：热固性塑料在成型过程中完成交联反应(即树脂分子由线型结构变成体型结构)的变化过程.固化速度常以塑料试样固化1mm厚度所需的秒数来表示,以s/mm计。固化速度与塑料品种、塑件形状、壁厚、成型温度及是否预热、预压等有密切关系.5.水分及挥发物含量10.按外形的不同，注射机分为哪三种？注射成型工艺包括哪些过程？按外形的不同，分为：卧式、立式、角式。工艺过程：包括注射前的准备（准备塑料，清洗注射机，预热嵌件，注射模）、注射过程（加热塑化、合模、加压注射充模、保压、冷却定型、开模、脱模、推出制件等工序。）制品后处理（去除浇注系统凝料、去毛刺，退火、调湿等处理）11.何为塑化?倒流?何为背压?塑化---塑料在料筒内经加热达到熔融流动状态并具有良好可塑性的过程.倒流—指撤除保压力后,模腔内的熔体朝着浇口和流道进行的反向流动.它对注射成型是不利的,会使制品内部产生真空泡或凹陷等缺陷.倒流发生与否或其程度如何,均与保压时间有关.背压力(塑化压力)——塑料塑化过程中承受的压力。也指螺杆式注射成型时，螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的阻力(会影响塑化效果和塑化能力)。12.了解注射成型三大工艺条件:温度;压力;时间。1.温度（1）料温：指塑化物料的温度(塑化温度)和从喷嘴注射出的熔体温度(注射温度).料温主要取决于机筒和喷嘴两部分的温度.取值应适中.注意：A机筒温度分段控制(一般机筒后段温度应比中段和前段低5~10°C,对于螺杆式机筒可使机筒前段温度略低于中段)。B为了避免流涎现象,喷嘴温度可略低于机筒最高温度。C应严格控制机筒最高温度和物料(或熔体)在机筒内的停留时间,机筒温度应保持在塑料的黏流温度θf(θm)以上和热分解温度θd以下的某个适当的范围。（2）模具温度：指和制件接触的模腔表壁温度。（影响充模和冷却定型）A塑料品种不同,注射成型过程中需用的模具温度也不相同。B可采用方法:一是把模具温度取得尽可能低,以加快冷却速度缩短冷却时间;二是使模温保持在比热变形温度稍低的状态下,以较高温度脱模,然后让其自然冷却.C模具温度θM靠通入其内部的冷却或加热介质控制,其具体数值是决定制品冷却速度的关键,应具体情况具体分析.D模温必须低于塑料的热变形温度.2.压力（1）注射压力与注射速度：对塑料熔体的流动和充模具有决定性的作用.A.注射压力：螺杆（或柱塞）轴向移动时，其头部对塑料熔体施加的压力。注射压力要选择适中，过大会导致涨模、溢料、机器过载，过小会导致充模不足。注射压力的大小与许多因素有关，常取70~150MPa。B.注射速度：注射速度有两种表示方法：一是注射时塑料熔体的体积流量qv；二是用螺杆(或柱塞)的轴向位移速度vi表示。注射速度与注射压力相辅相成，在其它工艺条件和塑料品种一定时，注射压力越大，注射速度越快；注射速度应选择合理，vi的常用值为15~20cm/s。生产中注射速度的确定常根据现场试验进行调整。注意点:a.对熔体黏度高、热敏性强的塑料、纤维增强的塑料，成型冷却速度快的塑料，大型薄壁精密制件，流程长的制件，广石化四区A321集团,版权所有翻版必究材控专业塑料成型加工与模具复习题（08-2）之在天飞狼终极修5应尽量采用高速注射；其它情况下一般都不采用过快的注射速度.b.一般螺杆式注射机比柱塞式注射机可提供较大的注射速度.(2)保压力和保压时间保压力：在注射成型的保压补缩阶段，为了对模腔内的塑料熔体进行压实以及为了维持向模腔内进行补料流动所需要的注射压力。保压时间：保压力持续的时间长短。两者对模腔压力、制件密度和收缩会造成影响，尤其对制件密度的影响特别重要，并且这些影响还往往与温度有关。保压力和温度对结晶聚合物的比体积（或密度）之影响比对非结晶聚合物的影响强烈，而且在100~150°C左右，无论保压力大小如何，结晶聚合物的比体积都会迅速减小。生产中对制件密度要求较高时，需同时选择合理的保压力和合理的温度条件。对形状复杂和薄壁制件，保压力可稍低于注射压力；对于厚壁制件，保压力的选择可根据使用要求灵活处理，但有个规律可作为参考：保压力与注射压力相等时，制件的收缩率可减小，批量产品中的尺寸波动小，但会使制件出现较大的应力。为了提高制件的密度而又不造成注射机能量的浪费，保压时间应控制在一个最佳值，约取20~120S。（3）背压力与螺杆转速背压