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2008级<<模具设计>>课程复习思考题
2011．11．15
1.塑料注射模主要由哪几部分所组成？结构特点及开合模动作过程？P47-48
答：塑料注射模主要组成部分：
（1）成型零部件：定、动模部分中组成的零件。（由凸模（或型芯）、凹模（型腔板）、镶件等组成，合模时构成型腔，用于填充塑料熔体，它决定塑件的形状和尺寸。如动模板1，定模板2，型芯7）
（2）浇注系统：熔融塑料从注塑机喷嘴进入模具型腔所流经的通道,它由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。
（3）导向机构：为定模与动模之间的导向机构和推出机构的导向机构两类。（前者是保证动模和定模在合模时准确对合，以保证塑件形状和尺寸精确度，如导柱8和导套9；后者是保证推出过程中推出板顺畅而设置的，如推板导柱16、推板导套17。） （4）脱模机构：又称推出机构。（常见的有推杆推出机构、推板推出机构和推管推出机构等。图1中推板13、推杆固定板14、拉料杆15、推杆18和复位杆19组成推杆推出机构。） （5）侧向分型与抽芯机构
当塑件侧向有凹凸形状的孔或凸台时，就需要有侧向型芯来成型。使侧向型芯移动的机构称为侧向分型抽芯机构。
（6）加热和冷却系统
为满足注射工艺对模具的温度要求，必须对模具温度进行控制，所以模具常常设有冷却系统或在模具内部或四周安装加热元件。冷却系统一般在模具上开设冷却水道，如冷却水道3。
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（7）排气系统
在注射成型过程中，为将型腔内的空气排出，常常需要开设排气系统，通常是在分型面上开设若干条沟槽，或利用模具的推杆或型芯与模板之间的配合间隙进行排气。小型塑件的排气量不大，可直接利用分型面排气，而不必另设排气槽。 （8）其他零部件
用来固定、支承成型零部件或起定位和限位作用的零部件等。（如动模板垫板，定模底板，支撑柱，定位圈，螺钉，销钉，吊环等。）
2.按总体结构来分类，塑料注射模有哪几种类型？能简述这些类型的模具结构、特点，并能辨别模具的类型及其工作过程（或原理）。P48-56
答：注射成型模具的类型：单分型面注射模具，双分型面注射模具，侧向分型抽芯注射模具（包括横向抽芯注射模具、斜楔块/滑块注射模具、收缩型芯注射模具），卸螺纹注射模具，活动镶件注射模具，无流道系统冷凝料注射模具（热流道/温流道模具），从定模侧顶出的注射模具，直角式注射模具，嵌件模具（内嵌或外嵌），叠式结构的注射模具，一模多个制品的模具，其他模具（热固性塑料注射成型模具、结构发泡注射成型模具、反应注射成型模具、注射-吹塑成型模具、气体辅助注射成型模具、多色共注成型模具、注射压缩成型模具）等。
单分型面注射模具：构成塑件和浇注系统的凝料由同一型面取出，一般主流道设在定模板，分流道设在分型面上，开模时塑件与流道凝料均由动模板上的顶出机构顶出脱落。
双分型面注射模具：构成塑件与浇注系统的凝料分别由不同分型面取出，开模时通过定距拉板等机构依次对两个不同分型面进行分型脱落塑件和浇注系统。（即三板结构：中间增设型腔中间板）。
侧向分型抽芯注射模具：开模时利用开模力驱动侧型芯做横向移动，使侧向型芯与塑件分离后进行塑件脱落的模具。侧向驱动以机械式居多，还有弹性体、液压或气动驱动。
卸螺纹注射模具：开模时能通过可旋转的螺纹型芯和型环卸下具有内螺纹或外螺纹塑件的模具。 活动镶件注射模具：注射模具内设置有活动镶件或侧向型芯、开合件等，脱模后需另外进行镶件分离。 无流道系统冷凝料注射模具：即无流道注射模具，模具内部增设加热系统，能对模具或物料进行加热和保温。
从定模（一侧）顶层的注射模具：因塑件特殊要求或造型设计所限，开模时塑件滞留在定模侧，由定模侧顶出机构顶出脱落的模具。
直角式注射模具：进料的方向与合模方向垂直的模具。 嵌件模具：脱落塑件含有内嵌或外嵌件的模具。
叠式结构的注射模具：又称多层注射模具，具有两层以上的型腔结构的模具。
3.在设计注射模时，与其相关的需要校核的注射机参数有哪些？如何校核？P17-19 答：相关的需要校核的注射机参数有:注射量、注射压力、锁模力等。
（1）型腔数量的设定因素：现有注塑机的规格、所要求的塑件质量、塑件成本和交货期。 （2）注射压力的校核：校验注射机的最大注射压力能否满足该制品成型的需要，所需的注射压力由注射机类型。喷嘴形式。塑料流动性。浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定。 （3）锁模力的校核：由塑件和流道系统在分型面上的投影面积核算所需锁模力大小。 4.浇注系统由哪几部分所组成？了解各部分的作用、结构及特点。P80 答：浇注系统包括主流道、分流道、浇口、冷料井等部分组成。
（1）主流道：从注射机喷嘴出口到分流道入口止的一段流道。是塑料熔体首先经过的通道，且与注射机喷嘴在同一轴线。
（2）分流道：从主流道末端到浇口的整个通道。功能是使熔体过渡和转向。单型腔模具中分流道是为了缩短流程，多型腔注射模具中是为了分配物料且通常由多级流道组成。
（3）浇口：从分流道末端与模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。功能是是塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序地填满型腔，且对补缩具有控制作用。
（4）冷料井：设在主流道和分流道转弯处末端，具有储存熔料前锋的冷料和拉勾流道凝料的功能。
5.什么叫平衡流道和非平衡流道? 什么是绝热流道和热流道？其主要区别？非平衡流道为使型
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腔基本上同时充满的措施是？P81
答：平衡流道：从主流道末端到各型腔的分流道，其长度、断面形状和尺寸都对应相等。优点是制品质量和尺寸精度一致性好，缺点是分流道较长熔体阻力大且浇注系统凝料多。 非平衡流道：从主流道末端到各型腔的分流道长度不相等。通常按距主流道远近修正浇口尺寸。流道短但制品质量难保证一致。
绝热流道：是指将流道设计得相当粗大以致流道中心部位的塑料在连续注射时来不及凝固而始终保持熔融状态从而使熔体能顺利进入型腔的流道。
6.常见塑料注射模的浇口型式有哪些？了解其结构特点及适用场合。能辨别和选用浇口的类型。P88
答：通常浇口可分为大浇口和小浇口两类。前者也称为非限制性浇口，系指直接浇口；后者也称为限制性浇口或内浇口，常用的有侧浇口、点浇口等。
1）直接式浇口。注射时以等流程充模，浇注系统的流程短。常用于注塑大型、厚壁、长流程的制品及一些高粘度的塑料。
2）侧浇口。由于它开设在主分型面上，因而截面形状易于加工和调整修正。常用于多型腔的模具上，并可设计成两板模。
3）重叠式浇口。侧浇口开设在塑件端面的边缘，它可避免熔体在大型腔中产生喷射的现象。适用于低粘度的物料，在充模时使熔体能有序地注进。
4）扇形浇口。从流道起向型腔扩张成扇形，深度逐步由深至浅。适用于大面积的薄壁塑件。除粘度较高的物料外均适用于一般的塑料。
5）平缝型浇口。它是由扇形浇口演变而来，充模流动更加均衡，它的宽度等于或略大于型腔宽度。适用于对透明度和平直度要求、表面不允许有流痕的片状塑料。
6）点浇口。它是典型的限制型浇口。按适用位置关系可分成两种。一种是与主流道直接接通，整个点浇口成了棱形，只能用于对温度稳定的物料。使用较多的是经分流道的多点进料的点浇口。
7）潜伏式浇口。它潜入分型面一侧沿斜向进入型腔。因此在开模时，不仅能自动地剪断浇口，而且其位置可设在制品的侧面、端面、和背面等各隐蔽处，使制品的外表面不留浇口的痕迹。它是点浇口在特殊场合下的一种应用形式，故具备点浇口的一切优点，因而已获广泛应用。 8）盘形浇口和圆形浇口。沿塑件内圆周进料的叫盘形浇口，沿外圆周进料的叫环形浇口。它主要用于圆筒形制品或中间带有孔的制品。这样可以使进料均匀，在整个圆周上取得大致相同的流速，也易于顺序地排气，亦无熔接缝。
9）轮辐浇口。它把整个圆周进料改成几段小段圆弧进料，因此，不但去除浇口凝料方便且可省料，还由于型芯上部得到定位而增加了稳定性。它的适用范围类似于圆环形浇口。
10）爪浇口。其与轮辐浇口的区别仅在与分流道与浇口不在一个平面内，型芯的顶端伸入定模内。适用于管状的制件尤其是制件内孔较小、同心度要求高的管状制品。
11）护耳式浇口。其适用于对于难于成型或者有光学性能要求的制品，为能从制品上除去有残余应力聚集的部分。它容许浇口附近产生缩孔，能有效地防止喷射流动而提高制品的内在质量。 7.采用小浇口有何优缺点？在选择浇口的开设位置时要注意哪些问题？P94~97
优点：
1) 可大大提高塑料熔体剪切速率，表观粘度降低明显，致使充模容易。
2) 熔体经过点浇口时因高速摩擦生热，熔体温度升高，粘度再次下降，致使流动性再次提高。 3) 能正确控制补料时间，无倒流之虑；有利降低塑料件特别是浇口附近的残余应力，提高了制
品的质量。
4) 能缩短成型周期，提高生产效率。 5) 有利于浇口与制品的自动分离，便于实现塑料件生产过程的自动化。浇口痕迹小，容易修整。 6) 在多型腔模中，容易实现各型腔均衡进料，改善了塑料件质量。能较自由地选择浇口位置。
缺点：必须采用双分型面的模具结构；不适合高粘度和对剪切速率不敏感的塑料熔体；不适
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合厚壁塑料件成型；要求采用较高的注射压力。
选择开设位置时要注意的问题：
1) 避免制件上产生缺陷。主要是避免产生喷射，采用冲击型的浇口。
2) 有利于流动、排气和补缩。当制件的壁厚相差较大时，应在避免喷射情况的前提下，把浇口
开在接近截面最厚处，以利于熔体的流动、排气和补缩，同时也可以降低浇口区域的取向程度和内应力。
3) 增加熔接痕牢度。可增设过渡浇口或采用多点浇口。 4) 取向方位对塑件性能的影响。
5) 浇口数目与变形。浇口以一个中心布置，使各浇口达到充分的平衡。
6) 流动距离比。将充模的流程比、浇口数目等一起进行综合考虑，并对流程比等进行校核。 7) 防止型芯变形。避免偏心进料，采用双侧对称进料。 8) 浇口平衡。
8.什么叫模具的分型面?一般有几类分型面?选择分型面的位置时要注意什么问题? 若模腔排气不良会有怎样的危害？P172
答：分开模具取出塑料制品的界面称为分型面，也可称为合模面。一般有a）水平分型面b）阶梯分型面c）斜分型面d）曲面分型面e）瓣合式模具的瓣合面f）成型芯的主、辅分型面。
分型面选择的原则：
1) 分型面的选择应有利于制品外观质量，避免分型面上产生的溢料飞边对制品外观的影响，同
时，考虑能比较方便地清除飞边。
2) 分型面的选择应有利于制品脱模，否则，模具结构便会变得比较复杂。 3) 分型面不应影响制品的形状和尺寸精度。
4) 分型面应尽量与最后填充熔体的型腔表面重合，以利于排气。
5) 选择分型面时，应尽量减少脱模斜度给制品大小端尺寸带来的差异。 6) 分型面应便于模具加工。
7) 选择分型面时，应尽量减少制品在分型面上的投影面积，以防止面积过大，造成锁模困难，
产生严重的溢料。 8) 有侧孔或侧凹的制品，选择分型面时应首先考虑将抽芯或分型距离长的一边放在动、定模开
模的方向，而将短的一边作为侧向分型抽芯机构；投影面积打的分型面应放在主合模面，而将投影面积小的分型面设在侧抽芯面。 模腔排气不良的危害：当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有空气和成型时物料逸出的挥发性气体等不能顺利地排出，在高速注射的压力、温度作用下，模腔残留的气体不仅会再制品上形成银纹、气孔、熔接痕等表面质量缺陷，还会使型腔不能充满，造成塑件表面轮廓不清；模腔内的气体因被压缩而产生的高温还可灼伤制件，使之产生焦痕；而且型腔内气体被压缩产生的阻力会降低充模速度，影响注射周期和产品质量。
9.什么叫塑料注射模的成型零件？包括哪些范围？有哪些结构形式?P172
答：在模具分型面的两侧，凡是构成型腔的零件，统称为成型零件。主要包括凹模、型芯、镶块、各种成型杆和成型环。
凹模：整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶嵌式凹模、大面积镶嵌组合式凹模； 型芯：整体式型芯、组合式型芯（圆柱型型芯、异形型芯、镶拼组合型芯）、螺纹成型零件结构（螺纹型芯，螺纹型环）；其抽芯方式包括手动侧向分型抽芯、机械侧向分型抽芯（弹簧分型抽芯，斜导
柱分型抽芯，弯导杆分型抽芯，滑块导板侧分型，斜滑块侧分型抽芯，齿轮齿条抽芯，液压气动抽芯等）。
10.影响成型制品尺寸精度的因素有哪些?可采用那些控制措施保证尺寸精度？P188、P191 答：影响成型制品尺寸精度的因素有： 1）成型收缩率变化引起的制品尺寸误差 2）成型零件的制造偏差
3）成型零件的磨损引起的尺寸误差
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4）可动成型零件应配合间隙变化而引起制件尺寸误差
控制措施：
1）减少应选用的成型收缩率不准确而引起的制品尺寸误差 2）减少因制造或磨损引起的制品尺寸误差 3）减少因收缩率的波动引起的制品尺寸误差
11.常用的成型零件工作尺寸计算方法有那些？平均值法与公差带法各有何特点？P191-192 答：计算方法：平均值法、公差带法
1) 平均值法的特点：计算工作比较简便，但计算公式建立在假设基础上，容易使计算结构与
实际需用的工作尺寸之间出现较大的误差。故在制品尺寸精度要求较高或制品尺寸比较大时，最好不用平均值法，而采用公差带法比较合适。
2) 公差带法的特点：先用成型收缩率的最大值（或最小值）以及制品的尺寸公差，对成型零
部件工作尺寸的最小值（或最大值）进行初算，然后根据预定的制造偏差和磨损量来验算制品可能出现的最大尺寸（或最小尺寸）是否位于制品规定的公差范围内。 考虑成型零部件工作尺寸的磨损性质，为可靠起见，对于型腔类尺寸，一般需先算其最小值（即基本尺寸），然后再验算制品尺寸的最大值（算小验大）。而对于型芯类尺寸，一般需先算其最大值（即基本尺寸），然后再验算制品尺寸的最小值（算大验小）。
12.合模导向机构的组成及作用如何？A、B型导柱、导套的结构特点及适用性。P225
答：合模导向机构是保证模具闭合、开启运动精度的部件，它可以引导模具启闭时按照设定的方向和位置运动。它的功能主要有导向、定位、承受侧压力。 A、B型导柱
1）带头导柱。带头导柱除导柱凸肩大些外，固定段和导向段部分直径相同。用于简单模具的小批量生产，可不需要导套，导柱直接与模板中导向孔配合，但是孔易磨损，若在模板中设导套，导向孔磨损后，进更换导套即可。
2）带肩导柱。它的凸肩及安装用的固定段部分直径均比外伸的导向段工作部分直径大。用于塑料件大批量生产的模具，或导向精度要求高的模具，且必须采用导套，装在模具另一侧的导套安装孔可以和导柱安装孔采用同一尺寸，一次加工而成，以保证严格的同轴度。 A、B型导套
1）直导套。常用于厚模板的导向，导套与模板上导向孔有较紧配合，为防止被导柱拖出，可以用止动螺钉从侧面紧固。
2）带头导套。安装需要垫板，这种导套长度取决于模板厚度。导套上的凸肩一般是压在模板之间，以防被导柱带出模板。
13.典型脱模机构组成，各主要零部件的作用及特点？了解简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构和几类典型的复杂脱模机构动作特点。P117、P123、P130
答：脱模机构组成零件包括：推杆，顶出固定板，导柱和导套，顶出板，勾料杆，顶柱，挡销，回程杆。 （1）推（顶）杆：直接用于推出塑件，直接与塑件接触，加工要求较高前端硬度较高，分A/B/C/D四种类型推杆；
导柱和导套：使顶出平稳，减少顶出零件的变形，避免卡滞和过分磨损。
勾料杆：开模时勾住浇注系统的冷凝料，使其随同塑料件留在动模，脱模时再讲凝料顶出。 回程杆：合模时受定模的分型面挤压而使整个脱模机构复位。 挡销：调整顶杆伸出位置，并可避免因废杂物滞留影响。
（2）a.简单脱模机构：开模后经一次顶推动作就可将塑件直接脱出，应用最广泛。其中包括推杆、推管和推板脱模机构、活动镶件和凹模脱模机构、多元综合（组合）脱模机构和液/气动脱模机构等结构形式。
b.双脱模机构：塑件对动模和定模的附着力和包紧力差不多时，在动模和定模两侧都设有脱模机构，无论制品留在哪边均能脱模。
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