塑料成形工艺与模具设计期末考试

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1、1.塑料的特性:塑料具有特殊的物理力学性能和化学稳定性能，以及优良的成型加工性能，在加热和压力下，利用不同的成型方法几乎可将塑料制成任何形状的制品。分类：热塑性塑料、热固性塑料两类。热塑性塑料的特点：受热后软化或熔融，此时可成型加工，冷却后固化，再加热仍可软化。热固性塑料的特点：开始受热时也可以软化或熔融，但一旦固化成型就不再软化。此时，即使加热到接近分解的温度也无法软化，且也不会溶解在溶剂中。常用成型方法：a.热塑性塑料，注射、挤出或吹塑等；b.热固性塑料，压缩或压注，有的也可以采用注射成型。塑料的性能：优点a.质量轻b.比强度高c.耐化

2、学腐蚀能力强d.绝缘性能好e.光学性能好f.加工性能好、经济效益显著缺点：a.一般塑料的刚性差b.塑料的耐热性差c.散热性差d.若长期受载荷作用，产生“蠕变”现象。e.易燃烧.f.光和热作用下性能容易变坏，发生老化现象。2.聚合物熔体在成型过程中的流动状态Ⅰ塑料聚合物熔体在注射机内的旋转螺杆与料筒之间进行输送、压缩、熔融塑化，并将塑化好的熔体储存在料筒的端部。Ⅱ储存在料筒端部的熔体受螺杆的向前推压力并通过喷嘴、模具的主流道、分流道和浇口，开始射入模腔内。Ⅲ塑料熔体经浇口射入模具型腔过程中的流动、相变与固化。影响聚合物熔体充模流动的因素:注射

3、工艺参数和模具结构(浇口截面尺寸型腔形状等)1)浇口和模腔对熔体充模流动的影响:a.浇口截面高度与模腔深度相差很大，易出现射流，熔体不稳定，表面粗糙，且易破裂，先喷出的熔体降速阻碍后面的熔体流动，造成蛇形流。b.浇口截面高度与模腔深度相差不太大，在制件厚度不大时，熔体中速进入模腔比较平稳的扩展运动。c.浇口截面高度与模腔深度接近，在制件厚度很小时，熔体进入模腔后低速平稳的扩展充模2)扩展流动充模的特点随料流前缘运动特点不同，分为三个阶段：a.起始阶段，熔体流的开始部分，前锋料头呈辐射状流动；b.圆弧状的中间过度状；c.黏弹性熔膜为前锋料头的

4、均整运动的主阶段。3)熔体遇到阻碍物时的充模流动熔体遇到阻碍物分流，再会合，形成熔接痕，会在该处降低强度，外观变坏。4)熔接痕（熔合缝，其强度是塑料制件的强度）熔接痕是塑料制品中的一个区域，由彼此分离的塑料熔体相遇后熔合固化而成。该区域力学性能比周边低，是塑件的薄弱环节。产生原因：a.模腔内型信或安放的嵌件；b.同一型腔多个浇口；c.塑件壁厚有变化；d.熔体喷射和蛇形流会引起波状折叠的熔合缝。3.入口效应：熔体在入口端出现压力降，在出口端出现膨胀的现象称为端末效应，亦分别称为入口效应。产生入口效应的原因：聚合物液体以收敛流动方式进入导管入口

5、时，它必须变形以适应它在新的且有适当压缩性的流道内流动，但聚合物熔体具有弹性，也就是对变形具有抵抗力，因此，就必须消耗适当的能量，即消耗相当的压力降，来完成在这段管内的变形。熔体各点的速度在进入导管前后是不同的，为调整速度，也要消耗一定的压力降。入口效应和离模膨胀效应通常对塑料的成型都是不利的，特别是在注射成型、挤出成型和拉丝过程中，可能导致产品变形和扭曲，降低塑件的尺寸稳定性，并可能在塑件内产生内应力，降低塑件物理和力学性能。增加管子或口模的平直部分长度，适当降低成型时的压力和提高成型温度，并对挤出物加以适当速度的牵引或拉伸等，均有利于减

6、小或消除端末效应带来的不利影响。4.影响结晶的因素：（1）熔融温度和熔融时间：低温快速有利结晶冷却速度：缓冷有利结晶，急冷结晶不均而产生内应力，中速冷却结晶组织稳定，结晶应力小。（2）压力和切应力：增大压力可使聚合物在高于正常情况下的熔化温度发生结晶；切应力可导致微晶生成，产生均匀的微晶结构。（3）分子结构：聚合物分子结构越简单、越规整，结晶越快，结晶度越高，同一种聚合物的最大结晶速率随相对分子质量的增大而减小。（4）添加剂5.结晶对塑件性能的影响（1）密度：密度随结晶度的增大而提高。（2）力学性能：抗拉强度随结晶度的增大而提高；冲击韧性将

7、下降；弹性模量将减小。（3）热性能：结晶有助于提高聚合物的软化温度和热变形温度。（4）翘曲：结晶程度越高，体积收缩越大，因此结晶态塑件比非结晶态塑件更容易因收缩不均而发生翘曲。（5）表面粗糙度和透明度:结晶后，塑件表面粗糙度将降低，而透明度会减小或丧失。6.成型过程中聚合物的降解（1）概念：由于聚合物大分子受热和应力的作用，或由于在高温下受微量水分、酸、碱等杂质及空气中氧的作用，聚合物会发生相对分子量降低或大分子结构改变等化学变化，这种现象叫降解或裂解。（2）分类：有热降解、氧化降解、水降解、应力降解等类型（3）避免降解的措施：a.严格控制

8、原材料的技术指标和使用合格的原材料b.使用前对聚合物进行严格的干燥c.确定合理的加工工艺、加工条件，含模具设备状态良好d.使用添加剂7.塑件设计原则：①在保证使用要求的前提下尽量