2026年塑料成型工艺与模具设计考试题(含答案)

2026年塑料成型工艺与模具设计考试题(含答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种塑料属于热固性塑料？A.聚乙烯（PE）B.聚丙烯（PP）C.酚醛树脂（PF）D.聚苯乙烯（PS）答案：C2.注射成型过程中，保压阶段的主要作用是？A.防止熔体倒流B.提高塑件表面光泽度C.降低模具温度D.减少注射压力答案：A3.模具中用来成型塑件内表面的零件称为？A.型腔B.型芯C.滑块D.浇口套答案：B4.下列哪种成型工艺适合生产薄壁、大面积塑件？A.压缩成型B.挤出成型C.注射成型D.吹塑成型答案：C5.塑料收缩率是指塑件从模具中取出冷却至室温后的尺寸与（）的尺寸差的百分比。A.模具型腔B.塑件设计图纸C.注射机料筒D.成型温度下的塑件答案：A6.模具分型面选择时，应优先将塑件的（）放在动模一侧。A.外观面B.主要型芯C.飞边D.浇口残留答案：B7.下列哪项不是注射机合模系统的组成部分？A.模板B.拉杆C.注射油缸D.顶出机构答案：C8.压缩成型时，模具预热的主要目的是？A.提高塑料流动性B.减少模具磨损C.防止塑件变色D.降低成型压力答案：A9.对于结晶型塑料（如聚酰胺PA），模具温度过高会导致？A.收缩率减小B.结晶度降低C.冷却时间延长D.表面粗糙度增加答案：C10.热流道模具中，主流道与分流道始终处于（）状态。A.冷却B.加热C.保温D.绝热答案：B二、填空题（每空1分，共15分）1.塑料按合成树脂的分子结构及热行为可分为热塑性塑料和__________。答案：热固性塑料2.注射成型的三大工艺参数是温度、压力和__________。答案：时间3.模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口和__________组成。答案：冷料穴4.为避免塑件脱模时因真空吸附而变形，模具中常设置__________。答案：通气槽（或排气系统）5.挤出成型主要用于生产__________、管材、板材等连续型材。答案：棒材（或异型材）6.塑料的流动性常用__________试验来衡量，该值越大，流动性越好。答案：熔融指数（或熔体流动速率/MFR）7.模具设计中，塑件的脱模斜度通常由__________决定，一般外表面斜度小于内表面。答案：收缩方向（或脱模方向）8.压缩模的结构按上下模的配合方式可分为溢式、不溢式和__________三种。答案：半溢式9.注射机的锁模力应大于型腔内熔体压力与__________的乘积。答案：塑件及流道投影面积10.吹塑成型的关键是先制造__________，再通过压缩空气使其膨胀贴模。答案：型坯11.对于带侧孔或侧凸的塑件，模具中需设计__________机构，常用形式有斜导柱、斜滑块等。答案：侧向抽芯12.塑料的后处理包括退火和__________，目的是消除内应力、稳定尺寸。答案：调湿处理13.热固性塑料注射成型时，料筒温度需严格控制，避免物料在料筒内__________。答案：提前固化14.模具冷却系统设计中，冷却水孔应尽量__________型腔表面，以提高冷却效率。答案：靠近15.气辅成型技术通过注入__________来减少塑件收缩，降低注射压力。答案：压缩空气三、简答题（每题6分，共30分）1.简述注射成型工艺过程的主要步骤。答案：注射成型工艺过程主要包括：（1）物料准备（干燥、预热）；（2）注射机加热塑化；（3）合模与锁紧；（4）注射充模；（5）保压补缩；（6）冷却定型；（7）开模与顶出塑件；（8）塑件后处理（如退火）。2.分型面选择的基本原则有哪些？（至少列出4条）答案：（1）确保塑件顺利脱模，优先将塑件留在动模；（2）尽量避免分型面影响塑件外观质量（如将分型线设在非外观面）；（3）便于模具加工（如分型面设计为平面或简单曲面）；（4）有利于浇注系统和排气系统设计（如浇口位置与分型面配合）；（5）减少塑件尺寸误差（如将高精度尺寸放在同一半模）。3.模具温度对塑件质量的影响主要体现在哪些方面？答案：（1）影响塑料的充模流动性：温度过低，熔体粘度高，易出现缺料；温度过高，易溢料或分解。（2）影响结晶型塑料的结晶度：温度高，结晶度高，塑件密度和强度增加，但收缩率增大；温度低，结晶度低，透明性可能提高。（3）影响塑件内应力：冷却不均或温度梯度大时，易产生残余应力，导致变形或开裂。（4）影响冷却时间：温度过高会延长冷却时间，降低生产效率。4.简述压缩成型与注射成型的主要区别。答案：（1）成型原理：压缩成型是将塑料直接加入模具型腔，通过加热加压固化；注射成型是将塑料在料筒内加热塑化后注入模具型腔。（2）模具结构：压缩模无浇注系统（或浇注系统简单），需设计加料腔；注射模需设计复杂的浇注系统（如主流道、分流道）。（3）适用塑料：压缩成型主要用于热固性塑料；注射成型可用于热塑性和部分热固性塑料。（4）生产效率：注射成型自动化程度高，生产周期短；压缩成型需人工加料，效率较低。（5）塑件精度：注射成型塑件尺寸精度较高，压缩成型易因溢料产生飞边。5.分析塑件产生“缩水”（凹陷）缺陷的可能原因及解决措施。答案：可能原因：（1）保压压力不足或保压时间过短，无法补偿熔体冷却收缩；（2）浇口尺寸过小或位置不当，导致补缩效果差；（3）模具温度过高，塑件冷却缓慢，收缩量增大；（4）塑料收缩率过大（如厚壁塑件中心区域冷却慢，收缩集中）；（5）熔体温度过高，冷却时体积变化大。解决措施：（1）提高保压压力和延长保压时间；（2）增大浇口尺寸或调整浇口位置（如将浇口设置在厚壁处）；（3）降低模具温度（尤其是厚壁区域）；（4）优化塑件设计（如减少壁厚差异，增加加强筋）；（5）降低熔体温度（在不影响充模的前提下）。四、分析题（每题10分，共20分）1.某企业采用注射成型生产一款壁厚为4mm的聚丙烯（PP）手机外壳，发现塑件外表面出现明显“熔接痕”，试分析可能的原因并提出改进方案。答案：可能原因：（1）熔体流动路径过长或流动方向不一致，导致两股熔体在型腔中相遇时温度降低，结合不良；（2）浇口数量不足或位置不当（如采用单点浇口时，熔体需绕过多处障碍）；（3）熔体温度或模具温度过低，熔体流动性差，相遇时无法充分融合；（4）注射压力或注射速度过低，熔体填充力不足，熔接处结合不紧密；（5）塑料中含有水分或杂质，影响熔接强度。改进方案：（1）增加浇口数量（如采用两点或多点浇口），缩短熔体流动路径；（2）调整浇口位置（如将浇口设置在塑件对称中心，使熔体对称流动）；（3）提高熔体温度（PP的合理料筒温度为200-270℃）和模具温度（PP模具温度一般为40-80℃，可适当提高至60-80℃）；（4）提高注射压力（由80-120MPa增至100-140MPa）和注射速度（采用快速填充，减少熔体冷却）；（5）成型前对PP原料充分干燥（干燥温度80-100℃，时间2-4小时），避免水分影响。2.设计一副带侧抽芯的塑料齿轮注射模（齿轮外径φ50mm，模数1.5，齿数30，内孔φ15mm，两侧有对称的矩形侧凹，深度3mm），需重点考虑哪些模具结构设计？答案：需重点考虑以下结构设计：（1）分型面设计：由于齿轮两侧有对称侧凹，分型面应选择在齿轮轴向中心平面，便于两侧侧抽芯机构对称布置；（2）侧抽芯机构：侧凹深度3mm较浅，可采用斜导柱抽芯机构（结构简单）；斜导柱角度一般取15°-25°（此处可选20°），滑块抽芯距需大于侧凹深度（取5mm）；（3）成型零件设计：型腔由动模和定模组成，型芯用于成型内孔；齿轮的齿形需采用精密加工（如电火花或线切割），保证精度；（4）浇注系统：齿轮为对称结构，可采用中心浇口（如点浇口），避免浇口痕迹影响齿面精度；分流道设计为圆形（阻力小），直径6-8mm；（5）顶出机构：由于齿轮内孔有型芯，可采用推管顶出（推管套在型芯外，均匀顶出塑件），避免顶出变形；（6）冷却系统：齿轮壁厚均匀（约2mm），可在动、定模内开设环形冷却水道，靠近型腔表面（距离型腔10-15mm），提高冷却效率；（7）排气系统：齿轮齿形复杂，需在分型面和型芯周围开设排气槽（深度0.02-0.04mm），避免困气导致缺料或烧焦。五、综合题（15分）某公司拟开发一款可降解塑料（聚乳酸PLA）的一次性餐具（餐盒，尺寸200mm×150mm×40mm，壁厚1.2mm），要求采用注射成型工艺，试完成以下设计：（1）分析PLA的成型特性；（2）确定模具浇注系统的类型及浇口位置；（3）提出模具温度控制的具体方案；（4）说明防止塑件变形的关键措施。答案：（1）PLA的成型特性：PLA是半结晶型可降解塑料，熔体粘度较高（需较高成型温度）；热稳定性较差（超过220℃易分解，产生酸性物质腐蚀模具）；吸湿性强（水分含量超过0.2%时易水解，导致塑件强度下降）；收缩率较低（约0.3%-0.6%），但冷却过快易产生内应力。（2）浇注系统类型及浇口位置：餐盒为大面积薄壁件，需快速均匀充模，避免熔接痕。浇注系统应采用多浇口的侧浇口或潜伏式浇口：类型：分流道+多个侧浇口；分流道设计为梯形（便于加工），截面尺寸6mm×8mm；浇口位置：在餐盒长边两侧对称布置4个侧浇口（每边2个），浇口宽度3mm，厚度0.8mm（略小于塑件壁厚，便于切断），避免浇口位于餐盒底部（影响外观）。（3）模具温度控制方案：PLA需适当的模具温度（50-70℃）以平衡结晶和内应力：冷却介质：采用温水循环（温度55-65℃），避免冷水导致塑件急冷；冷却水道布置：在动、定模内沿餐盒轮廓开设螺旋形水道，距离型腔表面8-12mm（保证冷却均匀）；温度监测：在模具型腔表面埋设热电偶，通过模温机实时控制水温（精度±2℃），防止局部过热或过冷。（4）防止塑件变形的关键措施：优化塑件结构：设计均匀壁厚（1.2mm±0.1mm），避免局部过厚；在餐盒边缘增加加