《塑料成型工艺与模具设计试题及答案》

《塑料成型工艺与模具设计试题及答案》一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列塑料中属于热固性塑料的是（）A.聚乙烯B.聚丙烯C.酚醛塑料D.聚苯乙烯答案：C。热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，酚醛塑料属于此类。而聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯都属于热塑性塑料，它们可以反复加热软化和冷却硬化。2.注射成型工艺过程中，保压阶段的作用是（）A.使塑料充满型腔B.防止塑料倒流C.冷却塑件D.提高塑件表面质量答案：B。保压阶段是在塑料充满型腔后，对型腔继续施加压力，以防止塑料倒流，并补充因塑料冷却收缩所需的塑料。使塑料充满型腔是注射阶段的主要作用；冷却塑件主要在冷却阶段；提高塑件表面质量是多个阶段共同作用的结果，保压阶段主要作用并非提高表面质量。3.塑料模具中，分流道的截面形状不包括（）A.圆形B.梯形C.正方形D.U形答案：C。分流道的截面形状常见的有圆形、梯形、U形等。正方形截面的分流道在实际应用中较少，因为其边角处不利于塑料的流动，且加工相对困难。4.压缩模按模具的结构特征可分为（）A.溢式、不溢式和半溢式B.单分型面和双分型面C.热流道和冷流道D.侧向分型和抽芯模答案：A。压缩模按模具的结构特征可分为溢式、不溢式和半溢式三种类型。单分型面和双分型面是注射模的分类方式；热流道和冷流道是针对注射模浇注系统的分类；侧向分型和抽芯模是为了成型带有侧凹或侧孔的塑件的模具类型。5.影响塑料收缩率的因素不包括（）A.塑料品种B.塑件结构C.成型工艺条件D.模具价格答案：D。塑料品种不同，其收缩率有很大差异；塑件结构如壁厚、形状等会影响收缩率；成型工艺条件如温度、压力、冷却速度等也会对收缩率产生影响。而模具价格与塑料收缩率没有直接关系。6.注射模的推出机构按动力来源可分为（）A.手动推出、机动推出和液压推出B.推杆推出、推管推出和推板推出C.一次推出和二次推出D.简单推出和复杂推出答案：A。注射模的推出机构按动力来源可分为手动推出、机动推出和液压推出。推杆推出、推管推出和推板推出是按推出零件的形式分类；一次推出和二次推出是按推出动作的次数分类；简单推出和复杂推出不是常见的分类方式。7.挤出成型工艺主要用于生产（）A.塑料制品的毛坯B.连续的塑料型材C.塑料薄膜D.塑料管材答案：B。挤出成型是使塑料在挤出机的螺杆和机筒之间受到加热、挤压作用，使其呈熔融状态，然后通过具有一定形状的口模而制成连续的塑料型材。虽然也可生产塑料管材，但管材只是挤出成型产品的一种，挤出成型更主要的是用于生产各种连续的型材。生产塑料制品的毛坯有多种方法；塑料薄膜生产除了挤出法还有吹塑等方法。8.塑料模具中，冷却系统的设计原则不包括（）A.冷却通道的数量越多越好B.冷却通道应尽量靠近型腔C.冷却通道的直径要适当D.冷却通道要保证冷却液的流动通畅答案：A。冷却通道的数量并非越多越好，过多的冷却通道会增加模具的加工难度和成本，而且可能会影响模具的强度。冷却通道应尽量靠近型腔，以提高冷却效率；冷却通道的直径要适当，保证冷却液有合适的流速和流量；冷却通道要保证冷却液的流动通畅，确保冷却均匀。9.下列关于塑料模成型零件工作尺寸计算的说法，正确的是（）A.型腔尺寸按平均收缩率计算B.型芯尺寸按最大收缩率计算C.成型尺寸的公差取塑件公差的1/2D.以上说法都不对答案：A。在塑料模成型零件工作尺寸计算中，型腔尺寸通常按平均收缩率计算。型芯尺寸也是按平均收缩率计算，而不是最大收缩率；成型尺寸的公差一般取塑件公差的1/3-1/6。10.热流道注射模与冷流道注射模相比，其优点不包括（）A.节约塑料原料B.提高生产效率C.降低模具成本D.提高塑件质量答案：C。热流道注射模在注射过程中，流道内的塑料始终保持熔融状态，不需要取出冷料，因此节约塑料原料；由于不需要处理冷料，减少了成型周期，提高了生产效率；而且热流道注射模能使塑料在整个成型过程中温度均匀，有利于提高塑件质量。但热流道系统结构复杂，成本较高，会增加模具成本。二、多项选择题（每题3分，共15分）1.常见的塑料成型工艺有（）A.注射成型B.压缩成型C.挤出成型D.吹塑成型答案：ABCD。注射成型是将塑料在注射机料筒内加热熔融后，在螺杆或柱塞的推动下，通过喷嘴注入模具型腔中成型；压缩成型是将塑料原料直接加入模具型腔，在加热和加压的作用下使其成型；挤出成型是使塑料通过挤出机的螺杆和机筒的作用，连续通过口模成型为型材；吹塑成型是借助气体压力使闭合在模具中的热的塑料型坯吹胀成为中空制品。这些都是常见的塑料成型工艺。2.注射模的浇注系统由（）组成。A.主流道B.分流道C.浇口D.冷料穴答案：ABCD。注射模的浇注系统是将塑料熔体从注射机喷嘴引入模具型腔的通道，它由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道；分流道是将主流道来的塑料熔体分配到各个型腔的通道；浇口是连接分流道与型腔的部分；冷料穴用于收集注射开始时的冷料，防止冷料进入型腔影响塑件质量。3.塑料模具中，成型零件包括（）A.型腔B.型芯C.镶件D.滑块答案：ABC。成型零件是构成模具型腔、直接与塑料接触并决定塑件形状和尺寸精度的零件，包括型腔、型芯、镶件等。滑块是用于侧向分型和抽芯的机构零件，不属于成型零件。4.影响注射成型工艺的主要参数有（）A.温度B.压力C.时间D.模具材料答案：ABC。温度包括料筒温度、喷嘴温度和模具温度，它们对塑料的熔融、流动和成型有重要影响；压力包括注射压力、保压压力等，影响塑料的填充和压实；时间包括注射时间、保压时间、冷却时间等，对塑件的成型质量和生产效率有影响。模具材料主要影响模具的强度、耐磨性和使用寿命等，不是影响注射成型工艺的主要参数。5.压缩模的加料腔设计需要考虑的因素有（）A.塑料的比容B.塑件的体积C.压缩比D.模具的结构答案：ABCD。塑料的比容是指单位质量塑料的体积，它影响加料腔的大小；塑件的体积决定了所需塑料的量，进而影响加料腔的设计；压缩比是塑料的松散体积与塑件体积之比，对加料腔高度的确定很重要；模具的结构如是否有溢料槽等也会影响加料腔的设计。三、判断题（每题2分，共10分）1.热塑性塑料可以反复加热软化和冷却硬化，而热固性塑料一旦固化后就不能再加热软化。（）答案：正确。这是热塑性塑料和热固性塑料的基本特性。热塑性塑料的分子结构是线性或支链型的，在加热时分子链可以自由移动，冷却后又重新固定；热固性塑料在成型过程中发生了化学反应，形成了体型网状结构，固化后不能再加热软化。2.注射成型时，塑料的成型收缩率是一个固定值。（）答案：错误。塑料的成型收缩率不是一个固定值，它受到塑料品种、塑件结构、成型工艺条件等多种因素的影响。不同的塑料品种收缩率不同；塑件的壁厚、形状等结构因素会使收缩率发生变化；成型过程中的温度、压力、冷却速度等工艺条件也会对收缩率产生影响。3.模具的分型面选择应尽量使塑件留在动模一侧，以便于推出塑件。（）答案：正确。在注射模设计中，通常动模部分设有推出机构，将塑件留在动模一侧，便于在开模后利用推出机构将塑件从模具中推出。如果塑件留在定模一侧，需要额外设计定模推出机构，会使模具结构变得复杂。4.挤出成型只能生产塑料管材。（）答案：错误。挤出成型可以生产多种连续的塑料型材，如塑料棒材、板材、异型材等，不仅仅局限于塑料管材。只要设计合适的口模，就可以挤出不同形状的塑料制品。5.热流道注射模不需要设置冷料穴。（）答案：正确。热流道注射模的流道内塑料始终保持熔融状态，不存在注射开始时的冷料问题，因此不需要设置冷料穴。而冷流道注射模为了防止冷料进入型腔影响塑件质量，需要设置冷料穴。四、简答题（每题10分，共30分）1.简述注射成型的工艺过程。注射成型的工艺过程主要包括以下几个阶段：（1）成型前的准备：对塑料原料进行检验和预处理，如干燥以去除水分；对模具进行清理、安装和调试，检查设备的运行状况。（2）加料：将塑料原料加入到注射机的料筒中。（3）塑化：料筒中的塑料在加热和螺杆的旋转作用下，逐渐熔融塑化，达到均匀的粘流态。（4）注射：螺杆向前移动，将塑化好的塑料熔体以一定的压力和速度通过喷嘴注入模具型腔。（5）保压：在塑料充满型腔后，螺杆继续对熔体保持一定的压力，以补充因塑料冷却收缩所需的塑料，防止塑料倒流。（6）冷却：通过模具的冷却系统，使塑件在型腔内冷却定型。（7）开模：模具打开，塑件留在动模一侧。（8）推出塑件：利用推出机构将塑件从模具中推出。（9）后处理：对塑件进行检验、修整、退火或调湿等后处理，以提高塑件的性能和质量。2.说明塑料模具中冷却系统的作用和设计要点。作用：（1）缩短成型周期：通过快速冷却塑件，使塑件在较短的时间内达到脱模温度，提高生产效率。（2）保证塑件质量：均匀的冷却可以使塑件收缩均匀，减少内应力，防止塑件变形、开裂，提高塑件的尺寸精度和表面质量。设计要点：（1）冷却通道的布置应尽量靠近型腔，且分布均匀，以保证冷却效果均匀。（2）冷却通道的直径要适当，过小会导致冷却液流速过快，压力损失大；过大会使冷却液流速过慢，冷却效率低。（3）冷却通道要保证冷却液的流动通畅，避免出现死角和短路现象。（4）冷却系统的结构应简单，便于加工和维护。（5）对于形状复杂或壁厚差异较大的塑件，可采用分区冷却的方式，以实现不同部位的不同冷却速度。3.分析压缩成型与注射成型的优缺点。压缩成型的优点：（1）模具结构简单，制造成本较低。（2）可成型较大尺寸和形状复杂的塑件。（3）适合成型热固性塑料，能充分发挥热固性塑料的性能。压缩成型的缺点：（1）生产周期长，效率低，劳动强度大。（2）塑件的尺寸精度和表面质量相对较低。（3）成型压力较大，对模具的强度要求高。注射成型的优点：（1）生产效率高，可实现自动化生产。（2）塑件的尺寸精度和表面质量较高，能成型形状复杂、精度要求高的塑件。（3）成型过程中压力损失小，塑件的密度均匀。注射成型的缺点：（1）模具结构复杂，制造成本高。（2）不适合成型大型塑件，对设备的注射量和锁模力要求较高。（3）对于热固性塑料，注射成型需要特殊的设备和工艺。五、计算题（15分）已知某塑料制件的外形尺寸为长100mm、宽50mm、高20mm，塑料的平均收缩率为1.5%。计算该塑料制件成型时模具型腔的尺寸（忽略模具制造公差）。解：根据模具型腔尺寸计算公式：型腔的长度尺寸\(L_M=L_S(1+S_{cp})\)型腔的宽度尺寸\(W_M=W_S(1+S_{cp})\)型腔的高度尺寸\(H_M=H_S(1+S_{cp})\)其中\(L_S\)、\(W_S\)、\(H_S\)分别为塑件的长度、宽度、高度尺寸，\(S_{cp}\)为塑料的平均收缩率。将\(L_S=100mm\)，\(W_S=50m