金属塑性成型工艺及模具设计毕业补考要点总结[最终定稿]

第一篇：金属塑性成型工艺及模具设计毕业补考要点总结

1、试讨论冲裁间隙的大小与冲裁断面质量间的关系。

答：冲裁间隙过小：材料在刃口处的裂纹不重合，凹模刃口处的裂纹进入凸模下压应力区停止发展，而由凸模刃口处裂纹进入凹模上压应力区停止发展，此时两裂纹在最近处发生第二次拉裂。上裂纹表面压入凹模时，受凹模挤压产生第二光亮带。在两光亮带之间夹有残留的断裂带，部分材料挤出材料表面形成高而薄的毛刺。

间隙过大：材料在刃口处的裂纹也不重合。第二次拉裂产生的断裂带斜度增加，因此断面产生两个斜度，此时毛刺大而厚难于去处降低冲裁件的质量。

确定锻造温度范围的原则是什么？

答：确定锻造温度范围的基本原则是：在锻造温度范围内，应保证金属具有良好的塑性和较低的变形抗力以利于锻造变形；能改善金属内部组织性能，获得优质锻件；范围宽度尽可能大些，以减少加热火次，提高生产效率。

模锻件图：确定模锻工艺和设计锻模的依据，指导模锻工进行生产和检验人员验收的主要技术文件。分为冷锻件图，用于锻件检验，热锻件图，用于模锻设计和加工。冷锻件图是编制锻造工艺规程、验收锻件、设计检验夹具及机械加工卡具的依据。热锻件图是在冷锻件图的基础上加上热胀量而设计的，它是设计、制造锻造模具及切边模的依据.终锻型腔设计内容为如何绘制锻件图和确定飞边槽尺寸。

冷热锻件图区别：热锻件图尺寸比冷锻件图相应尺寸增加一个收缩率。飞边槽作用：容纳多余金属。增加金属流入型腔的阻力。缓冲，减轻上下模大几，防止模锻早期破裂和压塌。容易切边。

从模腔中挤出，从而获得所需形状，尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。分类：

正挤压：金属被挤压出方向和加压方向相同

反挤压：金属被挤出方向和加压方向相反。凸模向下，受力大于凹模。复合挤压：一部分金属被挤出方向和加压方向相同，一部分相反 径向挤压：挤压时金属的流动方向和凸模轴线方向相垂直。

冷锻件用材料：线材，棒材，板材。下料方法：切削，剪切，冲裁，拉深反挤压

在回复温度以下进行的锻造。包括镦锻，模锻，挤压，压印。

1.冲压:在室温下，利用冲模在压床上对金属板料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而得到一定形状，满足一定使用要求零件的一加工方法.冲压加工的三要素

1、合理的冲压成形工艺

2、先进的模具

3、高效的冲压设备

冲压加工优点：属少、无屑加工，能加工形状复杂的零件，零件精度较高，零件强度、刚性高而重量轻、外表光滑美观，材料利用率高，生产率高，便于实现机械化和自动化，操作方便，要求的工人技术等级不高，产品的成本低。缺点：模具要求高、制造复杂、周期长、制造费昂贵，因而在小批量生产中受到限制。生产中有噪音。

2.变形性质分类：分离工序，成型工序

压力机型号：JB23-63 J机械压力机第二种变形23开式可倾压力机63公称压力630KN,63tf 力学性能和冲压成型关系：板料的强度指标越高，产生相同变形量所需要的力越大。塑性指标越高，成型时承受的极限变形量越大。刚性指标越高，成型时抗失稳起皱能力越大。伸长率大，屈强比小。弹性模量大，硬化指数高，厚向异性系数大，有利于冲压成型。

3.板料对冲压成型工艺的适应能力，称为板料的冲压成形性能。板料在成形过程出现两种失稳显现：拉伸失稳，板料在拉应力作用下局部出现缩颈或断裂。压缩诗文，板料在压应力作用下起皱。板料在失稳前可以达到的最大变形程度叫做成形极限。

4.冲裁：利用冲模使板料一部分沿一定轮廓形状和另一部分相互分离的冲压工序。包括落料冲孔切口切边剖边整修精密冲裁等。

冲裁变形机理不同，分为普通冲裁:凸凹模刃口间产生剪裂纹的形式实现材料分离。精密冲裁：以塑性变形的形式实现材料分离

5.冲裁变形过程：弹性变形阶段（变形区内部材料应力小于屈服应力）塑性变形阶段（变形区内部材料应力大于屈服应力。凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形）断裂分离阶段（变形区内部材料应力大于强度极限）

6.冲裁件断面：圆角带（光滑圆弧带，刃口刚压入材料，刃口附近材料牵连产生弯曲伸长变形。弹性变形阶段产生，大小与材料塑性和模具间隙有关）光亮带（塑性剪切变形时产生，材料在模具侧面接触中挤光形成的光亮垂直断面，质量最好的区域）断裂带（刃口处微裂纹在拉应力下不断扩展断裂形成撕裂造成）毛刺（模具拉挤结果，毛刺不可避免。裂纹产生点和刃尖距离为毛刺高度）

冲裁件质量影响因素：质量指标:：断面质量，尺寸精度，形状误差

7.影响断面质量因素：断面光亮带越宽，断裂带越窄，毛刺和圆角越小，冲裁件断面质量越好。可以通过增加光亮带的高度（延长塑性变形，推迟裂纹产生，增大光亮带），休整工序实现。1材料性能：塑性好，裂纹出现迟，板料剪切深度大，光亮带比例大，毛刺大，断裂带窄。2模具间隙：冲裁间隙过小：材料在刃口处的裂纹不重合，凹模刃口处的裂纹进入凸模下压应力区停止发展，而由凸模刃口处裂纹进入凹模上压应力区停止发展，此时两裂纹在最近处发生第二次拉裂。上裂纹表面压入凹模时，受凹模挤压产生第二光亮带。在两光亮带之间夹有残留的断裂带，部分材料挤出材料表面形成高而薄的毛刺。间隙过大：材料在刃口处的裂纹也不重合。第二次拉裂产生的断裂带斜度增加，因此断面产生两个斜度，此时毛刺大而厚难于去处降低冲裁件的质量。

8.模具刃口锋利情况：模具刃口磨损成圆角变钝，刃口和材料接触面积增加，应力集中效应减轻，挤压作用大，延缓裂纹的产生，制件圆角大，光亮带宽，裂纹发生点由刃口侧边向上移动，毛刺高度增大，即使间隙合理也产生较大毛刺。凸模钝落料件产生毛刺，凹模钝冲空间毛刺

9.模具和设备的导向情况：精度高，冲裁间隙合理，断面质量好

10.影响冲件尺寸精度的因素：1冲模本身的制造精度2模具间隙3材料性质4工件形状与尺寸等。其中间隙起主导作用。

11.间隙：冲裁模凸模工作部分和凹模工作部分之差。

间隙对模具寿命影响：冲裁过程中模具的失效形式一般有：磨损、崩刃和凹模洞口胀裂三种。间隙对磨损，胀裂影响。间隙过小，冲裁力侧压力摩擦力卸料力推件力增大，材料粘连刃口加剧磨损，二次剪切，磨屑使磨损增大。间隙小，落料件或废料梗塞在凹模洞口，使凹模胀裂。间隙增大，冲裁卸料力减小，刃口磨损减小。间隙过大，零件毛刺，卸料力增大，刃口磨损大。

第二篇：塑性成形工艺及模具设计课程教案

精编资料

自由锻工艺过程设计方法.2,模具形状对金属塑性变形和流动的影响.3,课堂进行一简单锻件的自由锻工艺过程设计.六,所需学时2学时第八次讲课...工艺

《塑性成形工艺及模具设计》课程教案之二《锻造工艺学》辅导教案

关 小 军

材料科学与工程学院 材料加工工程系

第一次讲课

一、讲授内容

第一章

绪论

一、锻造工艺学及其性质

二、锻造生产的特点及其在国民经济中的作用

三、我国锻造生产的历史，现状及发展趋势

四、锻造生产方法的分类及工艺流程

五、课程的任务。

第二章

锻造用原材料及下料方法 第一节

锻造用钢锭及型材

一、钢锭及其冶炼.二、钢锭的结构

三、钢锭的内部缺陷

四、型材及其常见缺陷

第二节

下料方法

一、剪切法

二、锯切法

三、砂轮片切割法

四、折断法

五、气割法

六、其它下料方法

二、难点

1、钢锭和型材的缺陷产生原因及其危害。

2、各种下料方法的原理。

三、基本概念

偏析、夹杂、缩孔、疏松、溅疤、划痕、折迭、粗晶环

四、思考题

1、试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷的产生部位。

2、钢锭常见缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？

3、常见的型材缺陷有哪些？它们产生的原因和危害性是什么？

4、锻造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特点？

5、铸锭作为锻造坯料时如何下料？

五、要求重点掌握的知识点

1、钢锭结构及其常见内部缺陷。

2、型材及其常见缺陷。

3、常用下料方法及其选择原则。

六、所需学时

2小时

第二次讲课

一、讲授内容

第三章

锻造的热规范 第—节

金属的锻前加热

一、加热的目的二、加热方法

第二节

金属加热时产生的缺陷及防止措施

一、氧化

二、脱碳

三、过热

四、过烧

五、裂纹

第三节

锻造温度范围的确定

一、始锻温度的确定

二、终锻温度的确定

第四节

金属的加热规范

一、加热规范制定的原则及方法

二、钢锭的加热规范

三、中、小型钢坯的加热规范

二、难点

1、氧化和脱碳的共性和异性。

2、过热和过烧的相关性及其区别

3、加热过程温度应力、组织应力和残余应力的产生机理及其应力分析。

4、始锻温度和终锻温度正确选择的必要性。

5、加热速度的影响因素及其影响规律。

三、基本概念

加热规范、氧化、脱碳、过热、过烧、过热温度、过烧温度、始锻温度、终锻温度、锻造温度范围、金属加热规范、最大可能的加热温度、允许的加热温度、温度头、均热保温、最小保温时间、最大保温时间

四、思考题

1、试说明锻前加热的目的和方法。

2、氧化和脱碳有哪些共性和异性？

3、氧化和脱碳可产生哪些危害？如何防止？

4、过烧和过热有哪些危害? 如何防止？

5、导致裂纹产生的内应力有几种？清阐述它们相应的应力状态。

6、通常圆柱形坯料产生加热裂纹的危险位置在何处？原因何在？如何防止？

7、锻造温度范围的确定原则和基本方法是什么？

8、怎样确定碳钢的始锻和终锻温度？它们受到哪些因素的影响？

9、为什么要制定合理的加热规范？加热规范包括哪些内容？其核心问题是什么？

10、两种不同概念的加热速度实质上反映了什么因素的影响？

11、选择加热速度的原则是什么？提高加热速度的措施有哪些？

12、均热保温的目的是什么？

13、冷锭和热锭的加热规范各有什么特点？为什么？、五、要求重点掌握的知识点

1、锻前加热的目的和方法。

2、加热金属的常见缺陷及其危害。

3、金属加热过程中缺陷的产生原因和防止措施。

4、加热规范的内容、制定原则和方法。

六、所需学时

2学时

第三次讲课

一、讲授内容

第三章

锻造的热规范 第五节

少无氧化加热

一、快速加热

二、介质保护加热

三、少无氧化火焰加热

第六节

金属的锻后冷却

一、锻后冷却常见缺陷产生的原因和防止措施

二、锻件的冷却方法

三、锻件的冷却规范

第七节

锻件的热处理

一、中、小锻件热处理

二、大型锻件热处理

二、难点

1、少无氧化火焰加热法的工作原理。

2、冷却过程温度应力、组织应力和残余应力的产生机理及其应力分析。

3、冷却速度的影响因素及其影响规律。

三、基本概念

冷却规范、白点、网状碳化物

四、思考题

1、少无氧化加热主要有哪几种方法？其中火焰加热法的基本工作原理是什么？

2、金属断后冷却常见缺陷有哪些？各自产生原因是什么？

3、为什么硬钢锻后冷却易产生表面纵向裂纹？

4、金属锻后冷却规范一般包括哪些内容？

5、锻件热处理的目的是什么？

6、中小锻件通常采用哪些热处理？各自作用是什么？

7、通常大锻件采用哪些热处理？各自作用是什么？

五、要求重点掌握的知识点

1、少无氧化加热方法及其工作原理。

2、金属锻后冷却常见缺陷及其危害。

3、金属锻后冷却中缺陷的产生原因和防止措施。

4、冷却规范的内容、制定原则和方法。

5、常用的锻件热处理方法。

六、所需学时

2学时

第四次讲课

一、讲授内容

第四章

自由锻主要工序分析 第—节

概述

一、影响金属塑性变形流动的几个基本因素

二、局部加载时沿加载方向的应力分布规律

三、金属塑性变形的不均匀性

四、塑性变形时金属的流动方向

第二节

镦粗

一、镦粗工序的主要质量问题和变形流动特点

二、镦粗时的注意事项

第三节

拔长

—、矩形截面坯料的拔长

二、圆截面坯料的拔长

三、空心件拔长

二、难点

1．金属塑性变形的基本规律和影响因素。2．在几种变形工序中金属流动规律的分析。

3．镦粗时金属流动特点及其缺陷产生机理（包括圆截面和矩形截面坯料）。4．拔长时金属流动特点及其缺陷产生机理（包括矩形截面、圆截面和空心截面坯料）。

三、基本概念

镦粗、拔长、镦粗比、锻造比、进料比（相对送进量）、相对压缩程度

四、思考题

1、导致金属塑性变形不均匀性的原因是什么？

2、镦粗和拔长各有哪些用途？

3、镦粗工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。

4、拔长工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。

5、为什么采用平砧小压缩量拔长圆截面坯料时效率低且质量差？应怎样解决？

6、空心件拔长时孔内壁和端面裂纹产生的原因是什么？应采取哪些措施加以解决？

五、要求重点掌握的知识点

1、金属塑性变形所遵循的基本规律和影响因素。

2、镦粗、拔长工序的金属受力分析。

2、镦粗、拔长工序的金属变形和流动特点。

3、镦粗、拔长时常见金属缺陷、产生机理及其预防措施。

六、所需学时

3学时

第五次讲课

一、讲授内容

第四章

自由锻主要工序分析

第四节

冲孔

一、冲孔的受力变形分析

二、冲孔的质量分析

第五节

扩孔

一、冲子

二、芯轴

三、辗压

第六节 弯曲

第七节 其它工序（补充内容）

一、错移

二、扭转

二、难点

1、冲孔时受力、变形和缺陷产生原因的分析。

2、扩孔时受力、变形和缺陷产生原因的分析。

3、弯曲时受力、变形和缺陷产生原因的分析。

三、基本概念

冲孔、走样、扩孔、弯曲

四、思考题

1、试阐述开式冲孔时金属变形和流动特点并画出相应的应力、应变图。

2、冲孔时易出现哪些质量问题？应采取什么措施解决？

3、试阐述冲子扩孔时金属变形和流动特点并画出相应的应力、应变图。

4、芯轴扩孔时金属主要沿切向流动的原因是什么？此时锻件尺寸变化特点是什么？应怎样防止壁厚不均？

5、辗压扩孔的工艺特点是什么？生产时易产生哪些质量缺陷？怎样防止？

6、弯曲时坯料易产生哪些缺陷？它们产生的原因是什么？

五、要求重点掌握的知识点

1、冲孔、扩孔、弯曲工序的应力、应变分析。

2、冲孔、扩孔、弯曲工序的金属变形和流动特点。

3、冲孔、扩孔、弯曲工序中常见的加工缺陷种类、产生原因及其预防措施。

六、所需学时

2学时

第六次讲课

一、讲授内容

第五章 自由锻工艺

第—节 自由锻件的分类

第二节 自由锻件变形方案的确定 第三节 自由锻工艺过程的制定

一、锻件图的制定

二、确定坯料的重量和尺寸

三、确定变形工艺和锻造比

四、确定锻造设备吨位

第四节

大型锻件锻造的特点（自学）—、钢锭冶金质量对锻件的影响

二、大型钢锭的加热特点

三、热锻变形对金属组织和性能的影响

四、大锻件变形工艺分析

二、难点

自由锻件变形方案的确定

三、基本概念

机械加工余量、锻造余块、试样余块、锻件工称尺寸、锻造比

四、思考题

1、自由锻工艺的特点及其主要用途是什么？不同材料自由锻面临的主要问题是什么？为什么？

2、试述自由锻件的分类及其采用的基本工序。

3、自由锻工艺过程的制定包括哪些内容？

4、锻造比对锻件组织和力学性能有哪些影响？其选择与锻件大小有何关系？

5、确定自由锻设备吨位有几种方法？为什么水压机锻造所依据的变形力能参数不同？

五、要求重点掌握的知识点

1、常见自由锻件的分类。

2、自由锻件变形方案的选择原则和实际应用。

3、考虑机械加工余量、锻造公差、锻造余块、试样余块等影响所绘制的锻件图。

4、坯料重量的计算方法。

5、变形工艺特别是工序顺序、工序尺寸、锻造比等的确定。

6、设备吨位的计算公式。

六、所需学时 1学时

第七次讲课与课堂练习

一、讲授内容

第五章 第三节

五、自由锻工艺过程制定举例 第六章

模锻成形工序分析

第一节 概述

二、难点

1、如何掌握自由锻工艺过程设计方法

3、所选择的自由锻过程中各工序尺寸的确定。

三、思考题

模具形状对金属变形和流动的主要影响表现在哪些方面？

五、要求重点掌握的知识点

1、自由锻工艺过程设计方法。

2、模具形状对金属塑性变形和流动的影响。

3、课堂进行一简单锻件的自由锻工艺过程设计。

六、所需学时

2学时

第八次讲课

一、讲授内容

第六章 模锻成形工序分析 第二节

开式模锻

一、开式模锻各阶段的应力应变分析

二、开式模锻时影响金属成形的主要因素 第三节

闭式模锻

一、闭式模锻的变形过程分析

二、坯料体积和模膛体积变化对锻件尺寸的影响

三、打击能量和模压力对成形质量的影响

四、各类锻压设备闭式模锻的特点

二、难点

1、开式模锻的应力应变分析。

2、闭式模锻的变形过程分析。

三、基本概念

开式模锻、闭式模锻、飞边槽

四、思考题

1、试分析开式模锻三变形阶段的应力应变状态及其成形特点。

2、开式模锻时影响金属成形主要有哪些因素？

3、飞边槽由几部分组成？它们各自的作用是什么？

4、桥口阻力与哪些因素有关？怎样依据模膛充满的难易程度或设备类型来确定桥口尺寸？

5、闭式模锻的优点是什么？它的正常生产条件及其用途是怎样的？

6、试述闭式模锻三变形阶段的变形情况。

7、闭式模锻模壁受力情况与锻件尺寸关系有何关系？

8、闭式模锻时坯料和体积的变化反映在锻件的哪些尺寸上？影响它们变化的因素有哪些？

五、要求重点掌握的知识点

1、开式模锻各阶段的应力应变图及其分析。

2、模膛尺寸和形状对金属成形的影响。

3、飞边槽的作用、类型及其选择。

4、终锻前坯料尺寸和形状对金属成形的影响。

5、坯料自身性质不均对金属成形的影响。

6、设备工作速度对金属成形的影响。

7、闭式模锻的变形过程分析。

8、坯料体积、模膛体积、打击能量和模压力变化对闭式模锻成形质量的影响。

六、所需学时

2学时

第九次讲课

一、讲授内容

第六章

模锻成形工序分析 第四节 挤压

一、挤压的应力应变分析

二、挤压时筒内金属的变形流动

三、关于“死区”的应力应变分析

四、挤压时常见缺陷的分析

五、径向挤压 第五节

顶镦

一、顶镦

二、电热镦粗

三、在带有导向的模具中镦粗

二、难点

1、挤压的应力应变分析

2、挤压筒内金属的变形流动特点、规律及其影响因素。

3、关于“死区”的应力应变分析及其对成形质量的不良影响。

4、常见挤压缺陷及其预防措施。

5、径向挤压的变形分析及其张力计算。

6、两种顶镦情况模具设计原则。

三、基本概念

挤压、正挤压、反挤压、挤压比、径向挤压、张模力、顶镦

四、思考题

1、试进行挤压过程的应力-应变分析并阐明轴向应力突变的原因。

2、平底凹模正挤压时金属在挤压筒内的流动主要有哪三种情形？为什么？

3、平底凹模正挤压时Α区最小主应力σ3的数值受到哪三种因素的影响？它们的影响规律是怎样的？

4、试讨论在各种不同的具体条件下平底凹模内正挤时所出现的金属变形和流动情况。

5、“死区”产生的原因是什么？一般“死区”存在哪两种变形情况？

6、“死区”容易产生哪些缺陷？怎样防止？

7、挤压时常存在哪些缺陷？可采取什么措施防止？

8、径向挤压变形过程的主要特征是什么？张模力与何因素有关？

9、挤压缩孔产生的原因是什么？挤压制品裂纹的产生与哪些因素有关？

五、要求重点掌握的知识点

1、挤压的应力应变分析

2、挤压筒内金属的变形流动特点、规律及其影响因素。

3、“死区”产生原因、应力应变分析及其对成形质量的不良影响。

4、常见挤压缺陷的形成原因及其预防措施。

5、径向挤压的用途、变形分析及其张模力计算。

6、顶镦用途及其模具设计原则。

六、所需学时

2学时

第十次讲课

一、讲授内容

第七章 模锻工艺

第一节 常用模锻设备及其工艺特点（自学）

一、模锻锤

二、热模锻压力机

三、螺旋压力机

四、平锻机

第二节 模锻工艺及模锻件分类

一、长轴类锻件

二、短轴类(圆饼类)锻件

三、顶镦类锻件

四、复合类型锻件

第三节 模锻件图设计

一、锤上模锻锻件图设计

二、热模锻压力机上模锻件图设计特点

三、螺旋压力机上模锻件图设计特点

四、平锻机上模锻件图设计特点

二、难点

1、鉴于《塑性成形设备》课程的讲授在本课程之后，因此，“常用模锻设备及其工艺特点”的知识理解较为困难，建议作为一般了解的知识由学生自学。

2、不同模锻设备上模锻件图的设计特点比较。

3、分模面和冲孔连皮的确定。

4、顶镦的三规则。

三、基本概念

分模面、锻件形状复杂系数、模锻斜度、冲孔连皮

四、思考题

1、简述各类模锻件所采用的主要变形工布。

2、模锻件的冷、热锻件图的作用各是什么？其锻件图设计内容与自由锻件相比有何不同？

3、锤上模锻选择分模位置的最基本原则是什么？

4、为什么模锻件的正偏差大于负偏差？它的机械加工余量和公差怎样选择和确定？

5、模锻斜度和圆角半径的作用是什么？为什么它们应选择合适值？

6、锤上模锻时有几种形式的冲孔连皮？为什么要选择厚度合适的冲孔连皮？

7、试比较各类模锻设备上模锻件图设计特点。

五、要求重点掌握的知识点

1、模锻工艺和模锻件的分类原则及其主要类别。

2、模锻件图设计的主要内容和方法。

3、各类模锻设备上模锻件图设计特点，特别是分模面、机械加工和锻造公差、模锻斜度等的选择原则。

4、冲孔连皮的作用、类型及其选择。

5、顶镦三规则的正确应用。

六、所需学时

3学时

第十一次讲课

一、讲授内容

第七章 模锻工艺

第四节 模锻工艺过程制定的内容和模锻工艺方案选择

一、模锻工艺过程制定的内容

二、模锻工艺方案选择 第五节 模锻变形工步的确定

一、长轴类锻件制坯工步选择

二、难点

1、计算毛坯的设计、简化和计算毛坯图绘制。

2、金属流动繁重系数及其在制坯工步选择中的作用。

三、基本概念

模锻工艺过程、计算毛坯图、金属流动繁重系数

四、思考题

1、模锻工艺过程主要有哪些工序组成？它的制定包括哪些内容且较自由锻工艺过程相比有什么变化？

2、模锻工艺方案选择主要涉及哪些方面？基本原则是什么？

3、试述计算毛坯图的内容及其在制坯工步中的作用。

4、长轴类锻件通常采用的主要制坯工步有哪些？如何确定？

5、金属流动繁重系数是如何反映制坯工作量的大小？它在制坯工步选择中有何作用？

五、要求重点掌握的知识点

1、模锻工艺过程与自由锻工艺过程的异同点。

2、计算毛坯的有关计算及其相应图的绘制。

3、复杂计算毛坯的简化。

4、应用金属流动繁重系数选择长轴类锻件的制坯工步。

六、所需学时：

2学时

第十二次讲课

一、讲授内容

第七章 模锻工艺

第五节 模锻变形工步的确定

二、短轴类锻件制坯工步选择

三、顶镦类锻件变形工步确定

二、难点

1、短轴类锻件的制坯工步选择原则。

2、确定粗大部分杆类锻件变形工步的有关计算和原则。

3、在聚集工步设计时有关注意事项。

三、基本概念

成形镦粗（预成性）、滚压、局部镦粗（聚集）、顶镦规则

四、思考题

1、短轴类锻件通常采用的主要制坯工步有哪些？经坯料镦粗后的制坯尺寸确定原则是什么？

2、在热模锻压力机上可采用何种短轴类锻件制坯工步？原因何在？

3、顶镦类锻件通常采用的主要制坯工步有哪些？

4、试比较分别在凸模内或凹模内聚集的优缺点。

5、为什么要确定冲孔芯料的合理厚度？正确的设计原则是什么？

6、试比较在透孔和不透孔锻件中分别采用平冲头和尖冲头进行冲孔成形的优缺点。

五、要求重点掌握的知识点

1、短轴类锻件主要制坯工步。

2、短轴类锻件坯料镦粗后的制坯尺寸确定原则。

3、在热模锻压力机上和螺旋压力机上短轴类锻件制坯工步的特点。

4、顶镦类锻件主要制坯工步。

5、不同模式聚集工步的特点。

6、冲孔芯料的设计原则、冲孔成形工步以及冲头的选择。

7、几种不同情况的管类锻件局部顶镦变形。

六、所需学时：

2学时

第十三次讲课

一、讲授内容

第七章 模锻工艺

第六节 坯料尺寸的确定

一、长轴类锻件

二、短轴类锻件

三、顶镦类锻件

第七节 设备吨位的确定

一、模锻锤吨位的确定

二、热模锻压力机吨位的确定

三、螺旋压力机吨位的确定

四、平锻机吨位的确定

二、难点

1、不同类型锻件的坯料制定方法。

2、顶镦类锻件计算毛坯图及坯料直径确定原则。

三、思考题

1、试比较模锻坯料尺寸与自由锻坯料尺寸确定的异同点。

2、试阐述长轴类模锻件坯料尺寸确定的一般步骤。

3、试阐述短轴类模锻件坯料尺寸确定的一般步骤。

4、试阐述顶镦类锻件的坯料选择原则及其机理。

5、带孔锻件坯料直径确定的原则是什么？

6、模锻设备吨位有哪几种方法？

四、要求重点掌握的知识点

1、长轴类、短轴类和顶镦类模锻件坯料尺寸确定的一般步骤。

2、顶镦类锻件计算毛坯图。

3、带孔锻件坯料直径确定原则。

4、各类模锻设备吨位计算公式的正确使用。

五、所需学时：

2学时

第十四次讲课

一、讲授内容

第八章 锻模设计

第—节 锤用锻模

一、模锻模膛设计

二、制坯模膛设计

三、锻模结构设计

二、难点

1、预锻模膛、终锻模膛的结构及其设计。

2、终锻时锻件缺陷产生原因的分析。

三、基本概念

终锻模膛、预锻模膛、钳口、折迭

四、思考题

1、锻模设计包括哪些内容？常用的模锻工步有哪些？

2、终锻模膛设计包括哪些主要内容？

3、热锻件图与锻件图有何差异？绘制时应注意哪些问题？

4、试述飞边槽的组成及其常见结构型式。

5、试述钳口的作用及其常见结构型式。

6、预锻模膛的采用原因及其作用什么？它所引起的不利影响是什么？

7、终锻时产生折迭和充不满的原因分别是什么？应采取什么措施加以抑制？

8、为什么锤上模锻高肋件时要采用预锻？设计该模膛的主要出发点是什么？通常在设计中应采取哪些方法？

9、什么情况下终锻和预锻模膛的设计基本相同？此时两者之间还存在哪些差异？

五、要求重点掌握的知识点

1、锻模设计的内容和常用的模锻工步。

2、终锻模膛和预锻模膛设计的内容和方法。

3、热锻件图绘制。

4、飞边槽和钳口的选择。

5、终锻时锻件缺陷产生的原因和防止措施。

6、采用预锻模膛的必要性及其设计原则。

六、所需学时：

2学时

第十五次讲课

一、讲授内容

第八章 锻模设计

第—节 锤用锻模

二、制坯模膛设计

三、锻模结构设计

二、难点

1、滚压模膛的设计原则和公式。

2、拔长模膛的设计原则和公式。

3、模膛的布排要点。

4、平衡锁扣及其对应的模膛中心位置确定。

5、错移力的平衡和导向。

三、基本概念

滚压工步、成形工步、锁扣、锻模中心、模膛中心、模块中心、错移力

四、思考题

1、制坯工步主要采用哪几种模膛？这些模膛的作用是什么？

2、滚压模膛有几种结构形式？它们的设计原则如何？

3、拔长模膛有几种分类原则？其设计内容及其相应方法是什么？

4、弯曲模膛和成形模膛的设计要点分别是什么？

5、试述镦粗台和压扁台的作用、设计方法及其在模块上的位置。

6、试述切断模膛在模块上的位置和设计方法。

7、锻模结构设计应着重解决哪些问题？什么情况下锻模中心和模膛中心重合？

8、终锻和预锻模膛布排设计的中心任务是什么？

9、锻模中心和模膛中心不重合时会产生哪些不良后果？

10、为什么要确定带平衡锁扣模膛的中心位置？一般中心位置有几种情况？

11、错移力产生的原因是什么？应从哪两方面考虑减小它的不良影响？

12、欲减小错移力的影响模具结构设计中主要采用哪些方法？

13、模具的主要破坏形式有哪些？各自产生的原因是怎样的？

14、试比较平衡锁扣和导向锁扣的异同点。

五、要求重点掌握的知识点

1、模锻时常用的制坯工步及其确定原则。

2、制坯工步采用的模膛及其作用。

3、各种制坯模膛的结构类型、设计内容、设计原则和相关公式。

4、锻模结构设计的目的和任务。

5、终锻和预锻模膛布排设计的中心任务。

7、各种制坯模膛在模快上的位置选择。

8、锻模中心和模膛中心的重合问题。

9、平衡锁扣的类型及其在锻模结构中的作用。

10、错移力产生的原因、危害及其消除措施。

11、模具破坏的主要形式及其产生原因。

12、基于强度考虑的锻模有关尺寸设计。

13、模块尺寸设计。

六、所需学时

3学时

第十六次讲课

一、讲授内容

第八章 锻模设计

第二节 热模锻压力机用锻模

一、模膛设计特点

二、锻模结构特点

第三节 螺旋压力机用锻模

一、锻模设计特点

二、锻模结构特点

第四节平锻机用锻模（自学）

一、平锻模的固定及固定空间

二、平锻模结构设计特点

三、模膛设计

二、难点

1、热模锻压力机预锻模膛的设计要点。

2、热模锻压力机的锻模闭合高度。

3、螺旋压力机锻模设计特点。

三、基本概念

模具闭合高度、压力机最小闭合高度

四、思考题

1、热模锻压力机要采用哪些变形工步？其预锻和终端模膛设计与锤上模锻相比有哪些特点？

2、热模锻压力机的锻模结构有什么特点？

3、螺旋压力机的锻模设计与锤上模锻相比有哪些特点？其锻模模块有哪几种紧固形式？

4、螺旋压力机锻模的导向装置有几种类型？各自用途如何？

5、平锻机模具分为哪三个部分？它由几个分模面？其结构设计特点如何？

6、平锻机模具固定空间最重要的参数是什么？依据何在？

五、要求重点掌握的知识点

1、热模锻压力机采用的变形工步及其锻模设计特点。

2、热模锻压力机的锻模结构特点。

3、螺旋压力机采用的变形工步及其锻模设计特点。

4、螺旋压力机的锻模结构特点。

六、所需学时

2学时

第十七次讲课

一、讲授内容

第八章 锻模设计

第五节 自由锻锤上模锻与胎模锻锻模

一、胎模锻锻模

二、固定模模锻锻模 第六节 锻模材料

一、锤锻模用材料

二、摩擦压力机锻模用材料

三、热模锻压力机锻模用材料

四、平锻机锻模用材料 五，液压机锻模用材料 第七节 锻模设计实例

一、锻件图设计

二、计算锻件的主要参数

三、锻锤吨位的确定

四、确定飞边槽的型式和尺寸 五，终锻模膛设计

六、预锻模膛设计

七、绘制计算毛坯图

八、制坯工步选择

九、确定坯料尺寸

十、制坯模膛设计

十一、锻模结构设计

十二、连杆模锻工艺流程

二、难点

1、热锻模具材料的基本性能。

2、模膛设计时考虑实际生产经验对有关设计计算尺寸的修改和形状的简化。

三、思考题

1、胎模锻与自由镦相比有哪些优点？其锻模按用途分为哪三大类？

2、固定胎模锻在模锻时上、下模块为什么易错移？应采取哪些措施加以防止？

3、热锻模具材料应具备哪些基本性能？

4、各类锻压设备可共同采用哪两种热锻模具材料？其道理是什么？

四、要求重点掌握的知识点

1、胎模锻特点、种类及其用途。

2、固定胎模结构及其安装。

3、热锻模具材料的基本性能。

4、常用热锻模具材料及其选用原则。

5、初步了解和掌握锻模及其工艺设计的全过程。

五、所需学时

2学时

第十八次讲课

一、讲授内容

第九章 模锻的后续工序

第一节 切边、冲孔及其模具设计

一、切边和冲孔的基本方式及模具类型

二、切边模

三、冲孔模和切边冲孔复合模 四，切边力和冲孔力的计算

第二节 精压和校正的应用及模具设计

一、精压

二、校正

第三节 模锻件的表面清理

二、难点

1、切边模和冲孔模中凸凹模的作用特点。

2、切边模模具闭合高度及其与凸模高度的关系。

3、切边冲孔复合模设计。

三、基本概念

简单模、连续模、复合模、精压、切边模具闭合高度、压力机最大封闭高度、压力机最小封闭高度

四、思考题

1、试比较切边模和冲孔模中凸、凹模的作用。

2、试比较热切（冲）和冷切（冲）两种工作方式的特点。

3、切边模有哪几部分组成？它有几种类型？

4、切边凹模有哪几种刃口？它们各自用途是怎样的？

5、为什么要合理确定切边模凸、凹模之间的间隙？

6、切边模具闭合高度及其凸模高度怎样确定？

7、精压工序的目的是什么？试阐述它的分类和变形特点。

8、校正工序的目的是什么？试阐述它的分类和用途。

9、试阐述表面清理工序的目的和方法。

五、要求重点掌握的知识点

1、切边模和冲孔模的组成部分及其作用和设计方法。

2、精压工序的目的、分类和变形特点。

3、校正工序的目的、分类和确定原则。

4、表面清理工序的目的和方法。

六、所需学时

2学时

参考资料：

1、吕 炎.《锻造工艺学》.机械工业出版社, 1995年

2、张志文.《锻造工艺学》.机械工业出版社, 1983年

3、汪大年.《塑性成性原理》.机械工业出版社, 1987年

4、李培武, 杨文成.《塑性成形设备》.机械工业出版社, 1994年

5、崔忠圻.《金属学与热处理》.机械工业出版社, 1994年 所需总学时： 38学时

所授课程的重点、难点、要点、基本概念、基本要求和有关教学参考资料、辅助资料，课程进度和学时分配等等。

第三篇：《塑料成型工艺与模具设计》教学大纲

《塑料成型工艺与模具设计》教学大纲

总112学时，其中：理论36课时，上机76课时

学分： 先修课程：《机械制图》、《计算机绘图》、《Pro/E塑料制品造型设计》等。

适用专业：模具设计及制造专业

教材及参考书：

1、《塑料模具设计及制造》，刘朝福主编，高等教育出版社，2004年7月，ISBN? 7-04-014676-2。

2、《塑料模具图册》，阎亚林主编，高等教育出版社。

3、《Pro/E塑料模具设计从入门到精通》，李刚主编，中国青年出版社，2008年7月，ISBN? 978-7-5006-7852-64、《精通Pro/E模具设计篇》，凯德设计／编著，中国青年出版社，2007年8月，ISBN? 978-7-5006-7729-1

考核方式：考试与考核相结合一、课程的性质、目的和任务：

随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。

《塑料成型工艺与模具设计》是模具专业的核心专业课程。在这门课程里，学生将通过5幅（类型）塑料模具的设计案例，系统学习塑料的注射成形工艺、模具的结构、工作原理及使用Pro/E的塑料模具设计方法，为将来的工作打下坚实的理论和实践操作基础。

该课程的理论部分应使用投影教学，在课堂上向学生直观地演示各种模具的立体模型、动画及实物的工作过程演示录相等，可极大地提高学生学习的积极性，增强学生的学习效果。课程的设计操作部分在计算室进行，让学生在学习过程中实际动手操作。

二、课程教学的基本要求：

１、了解各种塑料的各项性能，以及注射成型工艺；

２、掌握各种类型塑料模具基本结构；

３、熟练掌握常用几种类型模具的Pro/E设计方法；

４、能正确选择标准件进行塑料模具结构设计。

三、课程教学内容：

（一）塑料成形基础（理论6课时）

【教学目的要求】

1、熟悉常用塑料的性能及用途，各种成型方法的优缺点和使用范围；

2、掌握塑料成型的基础知识，注射成型工艺过程及工艺参数的选择；

3、了解塑料在成型过程中的物理化学变化，常用塑料成型工艺方法；

4、实现掌握塑料成形的基础知识；

5、熟悉塑料模具及塑料成形设备的种类及特点；

6、掌握注射模及注射机的结构及分类；

7、实现对常见塑料模具及塑料成形设备的基本认识。

【教学重点难点】

1、塑料的工艺性能；

2、塑料成形工艺；

3、塑件结构设计；

4、注射模的结构及分类；

5、注射机的结构及分类。【教学内容】

1.1塑料概论（理论）

1.2 塑料工艺性能（理论）1.3常用塑料（理论）

1.4塑料注射成形工艺（理论）1.5注射模具与注射机（理论）

（二）塑料端盖的分模（案例一：理论6课时 上机8课时）【教学目的要求】

1、熟悉各种分型面的设计原则及简单分型面的设计方法；

2、熟悉浇注系统各种流道及浇口的类型和尺寸确定；

3、掌握简单浇注系统的设计方法；

4、掌握在Pro/E上的基本分模操作步骤。【教学重点难点】

1、分型面的创建方法；

2、浇注系统的设计；

3、简单塑件的分模方法。【教学内容】

2.1新建一个模具制造模型并进入模具模块（上机）2.2建立模具模型（上机）2.2.1引入参照模型 2.2.2定义坯料

2.3设置收缩率（上机）2.4塑件结构检测

2.4.1脱模斜度（理论）

2.4.2鼠标上盖脱模斜度检测（上机）2.4.3塑件壁厚检测（理论）

2.4.4鼠标上盖壁厚检测（上机）2.5创建模具分型曲面

2.5.1分型面的概念和设计（理论）

2.5.2创建鼠标上盖模具的分型面（上机）2.6在模仁中创建浇注系统（上机）

2.6.1普通浇注系统的组成及设计原则（理论）2.6.2注流道和分流道设计（理论）2.6.3浇口设计（理论）

2.6.4浇注系统的平衡（理论）

2.6.5冷料穴和拉料杆设计（理论）2.6.6模具排气槽设计（理论）

2.6.7在模仁中创建鼠标上盖的创建主流道（上机）2.6.8在模仁中创建鼠标上盖的创建分流道（上机）2.6.9在模仁中创建鼠标上盖的创建浇口（上机）

2.7构建模具元件的体积块（上机）2.8抽取模具元件（上机）2.9生成浇注件（上机）2.10定义模具开启（上机）

（三）两板模模具设计（案例二：理论6课时，上机18课时）【教学目的要求】

1、熟悉单分型面注射模各组成机构的功能；

2、掌握一模多腔单分型面注射模的总体结构和设计方法；

3、掌握采“阴影曲面”创建分型面的方法；

4、掌握一模多腔模具浇注系统的设计方法；

5、掌握使用EMX6.0加载模架与标准件设计方法。【教学重点难点】

1、分型面的创建方法；

2、浇注系统的设计；

3、使用EMX6.0加载模架与标准件设计方法。【教学内容】

3.1产品的型腔数目和分布确定（理论）3.1.1型腔数目和分布

3.1.2产品模具的型腔数目和分布分析 3.2产品模具的浇注系统设计（理论）3.2.1流动比的校核

3.2.2产品模具的流动比校核

3.3产品一模多腔参照模型布局（上机）3.4产品一模多腔收缩率的设定（上机）3.5成形零部件结构设计（理论）

3.6成形零部件刚度和强度校核（理论）3.7注射模标准模架（理论）

3.8定义产品的坯料工件（上机）

3.9采用“阴影曲面”创建产品的分型面（上机）3.10创建产品一模多腔模具的浇注系统（上机）

3.11生成成形零部件、浇注件、定义模具开启（上机）3.12塑料成型分析（上机）

3.13模架与标准件设计（上机）3.13.1新建EMX模具项目 3.13.2加载标准模架

3.13.3加载定位环、浇口套、螺钉等模具标准件

3.13.4加载推出机构标准件，创建产品推出机构的推杆 3.13.5加载水嘴、开设冷却水道

（四）塑料壳的模具设计（案例三：理论6课时，上机16课时）【教学目的要求】

1、熟悉不规则形状塑件参照模型的布局方法及模型间尺寸确定；

2、掌握带孔参照模型的分型面创建方法（裙边法）；

3、掌握先分割、抽取模具组件，后设计浇注系统、铸模的设计方法；

4、掌握在模仁上设计冷却系统的设计方法；

5、掌握滑块的设计方法；

6、掌握自动创建模架的设计方法。

【教学重点难点】

1、滑块的设计方法；

2、在模仁上设计冷却系统的设计方法；

3、自动创建模架的设计方法。

【教学内容】

4.1塑料壳参照模型的布局（上机）

4.2设定塑料壳收缩和创建工件（上机）

4.3创建正面带孔的塑料壳模具分型面（上机）

4.3.1 使用“创建自动分型线”工具创建影像曲

4.3.2使用“裙边曲面”工具创建塑料壳小孔处分型面

4.3.3使用“填充”方法创建其余处分型面

4.4生成成形零部件、浇注件、定义模具开启（上机）

4.5不规则形状塑件塑料壳模具的浇注系统设计（上机）

4.6模仁上的冷却水道设计（上机）

4.7模架与标准件设计（上机）

6.1侧分型与抽芯注射模实例分析（理论）

6.8侧分型与抽芯机构的类型

6.8.1斜导柱侧抽芯注射模结构组成及工作过程

6.9斜导柱侧抽芯机构设计与计算（理论）

6.9.1抽芯距与抽芯力的计算

6.9.2侧滑块的设计

6.10斜导柱侧抽芯机构应用形式（理论）

6.10.1斜导柱安装在定模、侧滑块安装在动模

6.10.2斜导柱安装在动定模、侧滑块安装在定模

6.10.3斜导柱与侧滑块同时安装在定模

6.10.4斜导柱与侧滑块同时安装在动模

6.10.5斜导柱的内侧抽芯

（五）纸杯座的模具设计（案例四：理论6课时，上机18课时）

【教学目的要求】

1、熟悉双分型面注射模各组成机构的功能；

2、掌握双分型面注射模的总体结构和设计方法；

3、了解双分型面注射模的设计方法；

4、实现双分型面注射模知识的掌握。

【教学重点难点】

1、双分型面注射模浇注系统；

2、双分型面注射模典型结构；

【教学内容】

5.1双分型面注射模概述（理论）

5.1.1双分型面注射模结构特点

5.1.2双分型面注射模工作过程

5.2双分型面注射模浇注系统（理论）

5.2.1点浇口浇注系统

5.2.2潜伏浇口

5.2.3浇注系统的推出机构

5.3双分型面注射模典型结构（理论）

5.3.1双分型面注射模结构分类

5.3.2常见双分型面注射模结构

5.4塑料环的模具设计过程（上机）

（六）手机后壳的模具设计（案例五：理论6课时，上机16课时）

【教学目的要求】

1、熟悉三板模中不规则分型面的模具设计方法；

2、掌握各种三板模的结构、工作原理及其特点；

3、了解其他类型的三板模；

4、实现对三板模运动原理的掌握。

【教学重点难点】

1、三板模结构组成及工作过程；

2、三板模设计与计算；

3、三板模应用形式。

【教学内容】

6.1双分型面注射模概述（理论）

6.1.1双分型面注射模结构特点

6.1.2双分型面注射模工作过程

6.2双分型面注射模浇注系统（理论）

6.2.1点浇口浇注系统

6.2.2潜伏浇口

6.2.3浇注系统的推出机构

6.3双分型面注射模典型结构（理论）

6.3.1双分型面注射模结构分类

6.3.2常见双分型面注射模结构

6.4塑料环的模具设计过程（上机）

2011年2月26日星期六

第四篇：塑料成型工艺与模具设计教案

《塑料成型工艺与模具设计》教案 长沙职业技术学院机械工程系傅子霞

课题：双分型面注射模（教材第94—97页）。

教学目标：1.识记模具基本结构，理解和掌握模具脱模过程。2.能动手设计模具结构。

3.对模具设计产生兴趣，认识到机械设计的严谨性等。教学重点：1.双分型面注射模的结构。

2.双分型面注射模的脱模过程。

突破方法：运用类比的方法，将复杂的结构化整为零，各个突破。教学难点：双分型面注射模的脱模过程。

突破方法：将动作进行分解，逐一讲述，然后再合并动作，通过动画演示进行突破 教具：多媒体课件、塑料制件。教法：实例分析法、推理法等。学法：模拟法、讨论法等 教学过程：

一、复旧入新 通过提问的方式，复习单分型面注射模的结构和脱模过程，并引导学生分析其优缺点。然后，通过多媒体给出“一串葡萄”，创设情景，提出问题：要把葡萄从葡萄藤上摘下来，制成一粒一粒的葡萄干，怎样做效率更高？由此引出双分型面注射模。

二、新授

双分型面注射模的结构 分析：双分型面注射模是在单分型面注射模的基础上发展起来的，和单分型面注射模有部分共同之处，通过多媒体给出其典型结构，采用类比的方法找出双分型面注射模的独有结构，并结合模具功能要求，运用推理法分析每一个结构所能实现的功能。双分型面注射模结构特点：

1.采用点浇口的双分型面注射模可以把制品和浇注系统凝料在模内分离，为此应该设计浇注系统凝料的脱出机构，保证将点浇口拉断，还要可靠地将浇注系统凝料从定模板或型腔中间板上脱离。

2.为保证两个分型面的打开顺序和打开距离，要在模具上增加必要的辅助置，因此模具结构较复杂。类比：通过多媒体给出双分型面注射模的典型结构，让学生指出哪些是单分型面注射模所具有的，剩下的就是双分型面注射模独有的。（1）成形零部件，包括型芯(凸模)、中间板；（2）浇注系统，包括浇口套、中间板；

（3）导向部分，包括导柱、导套、导柱和中间板与拉料板上的导向孔；（4）推出装置，包括推杆、推杆固定板和推板；（5）二次分型部分，包括定距螺钉、弹簧、中间板;（6）结构零部件，包括动模座板、垫块、支承板、型芯固定板和定模座板等。推理：运用推理的方法，分析双分型面注射模独有结构的作用。定距螺钉——实现定距分型

弹簧——使A分型面先分型，实现顺序分型 中间板——便于取出浇注系统凝料 小结：通过和单分型面注射模的结构进行对比，采用化整为零的办法，将复杂的模具变成各个简单的个体，学生更容易接受。(二)双分型面注射模具的脱模过程

分析：由于双分型面注射模脱模过程抽象，需要有较强的空间想象能力，因此，运用实例分析法，通过将动作进行分解，分析每一个动作的动作要领，然后再合并动作，模拟开模。给出实例：通过多媒体给出一个塑料碗，和成型这个塑料碗的双分型面注射模。动作分解：

动作一浇注系统凝料和模具流道分离；

要领：必须分开一定的距离，便于取出浇注系统凝料 动作二塑料制件和浇注系统凝料分离；

要领：分离后的浇口痕迹要小，应保证塑料制件留在动模一侧，便于脱模。动作三塑件和浇注系统凝料分别和模具脱离。

要领：脱模动作要迅速，保证足够的距离，便于塑料制件被推出机构推出后和模具脱离。学生讨论：在学生理解了各个动作的要领之后，引导学生运用模拟法假想对模具进行开模。由于是双分型面，那么哪个分型面先分型呢？给三分钟时间学生思考和讨论。合并动作：（讲述）

开模时，注射机开合模系统带动动模部分后移，由于弹簧的作用，模具首先在A-A分型面分型，中间板随动模一起后移，主浇道凝料随之拉出。当动模部分移动一定距离后，固定在中间板上的限位销与定距拉板左端接触，使中间板停止移动。动模继续后移，B-B分型面分型。因塑件包紧在型芯上，这时浇注系统凝料再在浇口处自行拉断，然后在A-A分型面之间自行脱落。动模继续后移，当注射机的推杆接触推板时，推出机构开始工作，推件板在推杆的推动下将塑件从型芯上推出，塑件在B-B分型面之间自行落下。

播放动画：

通过以上讲解之后，可能还会有些学生不能理解，这时再通过多媒体，播放整个脱模过程的动画，进行演示。小结：

经过以上的三个环节后，学生基本理解和掌握了双分型面注射模的脱模过程。

（三）四种典型的结构（讲解）1.摆钩式双分型面注射模 2.弹簧式双分型面注射模 3.滑块式双分型面注射模 4.胶套式双分型面注射模

三、总结

本节课主要介绍了双分型面注射模的结构和脱模过程。通过这节课，学生基本理解和掌握了双分型面注射模的相关知识，为进一步的学习其他形式的模具打下了良好的基础。同时，通过实例的分析，使学生具备了一定的模具设计能力。

四、作业（课后思考）

除了教材中介绍的四种典型结构外，还有哪些结构可以实现顺序分型和定距分型？

五、板书设计

注射模具的典型结构——双分型面注射模 成形零部件：型芯(凸模)、中间板 浇注系统：浇口套、中间板 导向部分：导柱、导套、导向孔 推出装置：推杆、推杆固定板、推板 二次分型部分：定距螺钉、弹簧、中间板 结构零部件：；动模座板、型芯固定板、定模座板等 定距螺钉：实现定距分型

弹簧：使A分型面先分型，实现顺序分型 中间板——便于取出浇注系统凝料 动作一浇注系统凝料和模具流道分离 动作二塑料制件和浇注系统凝料分离

动作三塑件和浇注系统凝料分别和模具脱离

第五篇：塑料成型工艺与模具设计

1、聚合物的热力学性能与加工工艺？（1）热力学性能：1）玻璃态：塑料变形程度少，处于刚性状态，型变过程可逆；2）高弹态：变形量大，处于柔软而有弹性的状态，可逆；3）粘流态：聚合物为粘性流动的液体状态，不可逆过程。

2、塑料制件的特点？1）塑料密度少、质量轻；2）塑料拉伸比强度高；3）塑料绝缘性能好；4）塑料化学性能稳定，良好的耐腐蚀能力；5）塑料的减震、隔音等性能较好；

3、我国塑料模发展特点？“快、精、多、高”：（1）所谓“快”，就是市场对产品的更新周期要求越来越短，相应要求制模周期快，因而各种快速加工手段大量出现并得到推广。（2）由于产品的科技含量迅猛发展，因而对模具的精度要求也越来越高，即模具“精”。（3）品种、规格“多”。（4）效益“高”是市场经济的基本追求，很多模具厂商都十分重视模具的生产效率。

4、注射成型的工艺参数？（1）温度：包括料筒温度、喷嘴温度、模具温度（2）压力：包括塑化压力、注射压力（3）时间：成型周期内各成型过程的时间

5、注射模可由哪几个部分组成？（1）成型零部件：通常由凸模（或型芯）、凹模、镶件等组成，合模时构成型腔，用于填充塑料，它决定塑件的形状和尺寸，凸模成型塑件的内部形状，凹模成型塑件的外部形状。（2）合模导向机构： 由导柱和导向孔（通常配导套）组成，用于确定动模和定模合模时的相对位置。（3）浇注系统： 将熔融塑料由注射机喷嘴引向型腔的流道称浇注系统。由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成。（4）侧向分型与抽芯机构：带有侧孔或侧凹的塑件，在成型后塑件被推出前，将侧向型芯抽出的机构。（5）推出机构 ： 用于开模时将塑件从模具中脱出的机构，也称脱模机构。（6）温度调节系统： 为满足注射成型工艺对模具温度的要求，注射模设有冷却加热系统。（7）排气系统： 用于在注射过程中排除型腔中的空气和成型过程中产生的气体。（8）支承零部件： 用来安装固定或支承成型零部件及前述的各部分机构的零部件均称为支承零部件。

6、注射机的组成及工作方式？（1）注射机主要由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统及机架等组成。（2）工作过程：模具的动、定模分别安装于注射机的移动模板和定模固定模板上，由合模机构合模并锁紧，由注射装置加热、塑化、注射，待融料在模具内冷却定型后由合模机构开模，最后由推出机构将塑件推出。

7、注射模具设计包含哪些内容？

一、塑料制件在模具中的位置；

二、浇注系统与排溢系统设计；

三、成型零件设计；

四、和模导向机构设计；

五、推出机构设计；

六、侧向分型与抽芯机构设计；

七、温度调节系统设计；

八、注射模的标准模架

8、不同形状分流道优缺点比较？（1）圆形截面分流道的比表面积最小，但需开设在分型面的两侧，对应两部分须吻合，加工不方便；（2）半圆形和矩形截面的分流道则因比表面积较大不常采用；（3）梯形及U形截面分流道加工 较容易，且热量损失和流动阻力均不大，为最常用形式。

9、分流道布置形式？ 分流道应尽量均匀布置，使各浇口处压力降相等，分流道布置形式有平衡式和非平衡式，以平衡式布置为佳。流程应尽量短，排列紧凑使模具尺寸小，分流道布置应使塑件投影面积重心与锁模力中心重合。

10、浇口的设计？含义：又称进料口，是连接分流道与型腔的通道。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量影响很大。分类：（1）分两类：非限制性浇口：(直接浇口）；（2）限制性浇口：侧浇口，扇形浇口，平缝浇口，环形浇口，盘形浇口，轮辐浇口，爪形浇口，点浇口，潜伏浇口，护耳浇口

11、熔接痕的含义及影响？含义：熔接痕是熔体在型腔中汇合时产生的接缝；影响： 其强度直接影响塑件的使用性能，在流程不太长且无特殊需要时，最好不设多个浇口，否则将增加熔接痕的数量，如右图所示为轮辐式点浇口，但可以在塑料汇合处增设冷料穴消除前锋冷料。

12、冷料穴设计？ 冷料穴的底部常设计成曲折的钩形或球形、锥形、圆环形，使冷料穴兼有在开模时，与拉料杆一起将主流道凝料从定模中拉出的作用。常见冷料穴拉料杆结构有下列几种类型：（1）带钩形头(z字形头)拉料杆的冷料穴—取塑件时，须用手抓住塑件朝钩头的侧向移动方能取下塑件；（2）倒锥形和圆环槽形冷料穴，开模时靠倒锥或圆环槽起拉料作用，然后由推杆强制推出，适用于弹性较好的塑料，取塑件时无需侧向移动，易于实现自动化操作，也适用于一些无法侧向移动的情况。（3）带球形头(或菌形头)拉料杆的冷料穴，专用于推板脱模机构中，塑料进入冷料穴后，紧包在拉料杆的球形或菌形头上，开模时将主流道拉出定模，脱模时靠推板将其从拉料杆上刮下脱模，也适用于弹性较好的塑料。（4）带尖锥头拉料杆及无拉料杆的冷料穴—尖锥头拉料杆为球形头拉料杆的变异形式，靠塑料收缩时对尖锥头的包紧力，将主流道凝料拉出定模。（5）无拉料杆的冷料穴—在主流道末端开设一锥形凹坑，在凹坑锥壁上垂直钻一深度不大的小盲孔；开模时靠小盲孔内塑料的固定作用将主流道凝料从定模中拉出，脱模时推杆顶在塑件或分流道上，穴内冷料先沿小盲孔轴线移动，然后全部脱出。为使冷料能沿斜向移动，分流道必需设计成s形或类似带有挠性的形状。

13、无流道浇注系统对成型塑料的要求？1)塑料的熔融温度范围宽，其粘度在成型温度内变化小，在较低温度下具有良好的流动性，高温下具有优良的热稳定性。2)比热容小，导热性能好，热变形温度较高，这样的塑料既易熔融又易冷凝，塑件在较高的温度下即可快速冷凝，便于成型，缩短了成型周期。3)对压力敏感，无注射压力时塑料不流动，在施加很低的注射压力时即可流动。具备以上条件的塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABs、聚甲醛等。

14、凹模的设计？（1）整体式凹模：塑件上无拼接线痕迹；加工困难；热处理不便。（2）组合式凹模：分类—1）整体嵌入式凹模；2）局部镶嵌式凹模；3）底部镶拼式凹模；4）侧壁镶拼式凹模；5）多件镶拼式凹模；6）四壁拼合式凹模。组合式凹模特点：简化加工工艺；减少热处理变形；有利于间隙排气；便于模具维修；节省材料。

15、凸模和型芯的设计？凸模和型芯均是成型塑件内表面的零件。凸模：一般指成型塑件中较大的，主要内形的零件，又称为主型芯。型芯：一般指成型塑件上较小孔槽的零件。（1）整体式，常用于工艺试验模具及小型模具。（2）组

合式：通孔凸肩式。模具设计中最常用的形式。

16、整体式的特点？（1）整体式的优点：强度和刚度高；

组合方便；在产品上留下的痕迹少。（2）整体式的缺点：加工不便； 热处理不便；更换不便；搬运不便。

17、鑲拼组合式的特点：（1）鑲拼组合式的优点：加工方便；热处理方便； 更换方便； 搬运方便。（2）鑲拼组合式的缺点：强度和刚度不高；组合不方便； 在产品上留下的痕迹多。

18、影响塑料塑件尺寸精度的因素?(1)塑料成型收缩的影响：成型收缩是材料与成型条件的综合特性，与制品结构、工艺条件、模具结构等诸多因素有关。在最大收缩与最小收缩之间波动；(2)模具成型零件制造误差的影响：模具成型零件的加工精度直接影响塑件的尺寸精度。实践表明，因模具成型零件的加工而造成的误差约占塑料制件成型总误差的1/3 ；(3)模具成型零件的磨损量：由塑料熔体在模具中流动以及脱模时塑件与模具型腔的摩擦造成；(4)模具安装配合的误差：采用活动型芯时，由于型环的配合间隙，将引起塑件孔的位置误差或中心距误差。又由于合模导向机构中导柱和导套的配合间隙，将因此塑件的壁厚误差δj。

19、推出机构的结构组成？1)推出零件；2)推出零件固定板和推板；3)推出零件的导向与复位部件。

20、脱模力的含义？塑料件冷却时，体积收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。对于不带通孔的壳体类塑件，脱模时还要克服大气压力。脱模力的大小随着塑件包容型芯的面积增加而增大，随脱模角度的增加而减少；

21、型腔的壁厚设计原则？在模具型腔的壁厚的计算中，应以最大压力为准：（1）大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要矛盾，其尺寸的计算以满足刚度条件为准。（2）小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形之前，其内应力往往超过模具材料的许用应力，因此其强度不够是主要矛盾。在尺寸计算中应以模满足强度条件为准。强度计算的条件：型腔模具在各种受力作用下的应力值不得超过模具材料的许用应力。刚度计算的条件：1）模具成型过程中部发生溢料； 2）保证塑件的尺寸精度；3）保证塑件的顺利脱模。

22、锥面定位机构的作用和形式？（1）锥面定位的作用：在成型精度要求高的大型、深腔、薄壁塑件时，形腔内侧向压力可内引起形腔或形芯的偏移，如果这种侧向压力完全由导柱承担，会造成导柱折断或咬死，这时除导柱导套外应设置锥面定位机构；（2）锥面定位的形式 ：1)两锥面间靠淬火块配合；2)两锥面直接配合。

71侧向分型与抽芯含义？当注射成型具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹的塑件时，棋具必须具有侧向分型与抽芯机构，在脱模时，需先将侧型芯抽出方可取出塑件。抽芯距S含义？型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置所移动的距离叫抽芯距，用S表示。一般S等于侧凹深度S0加上2—3mm的余量，即S = S0+ 2—3mm72涉现象的含义？干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧型芯与推杆相碰撞，造成活动侧型芯或推杆损坏的事故。

23、避免干涉的条件？（1）侧向型芯与推杆发生干涉的可能性出现在两者在垂直于开模方向平面上的投影发生重合的条件下。（2）在模具结构允许的情况下，应尽量避免在侧型芯投影范围内设置推杆。（3）如果受到模具结构的限制而侧型芯的投影下一定要设置推杆，首先应考虑能否使推杆推出一定距离后仍低于侧型芯的最低面，当这一条件不能满足时，就必须分析产生干涉的临界条件和采取措施使推出机构先复位，然后才允许侧型滑块复位，这样才能避免干涉。

24、避免产生干涉，可采取如下措施？①在模具结构允许的情况下，应尽量避免将推杆布布置于侧型芯在垂直于开模方向的投影范围内；②使推杆的推出距离小于滑动型芯的最低面；（3）采用推杆先复位机构，即优先使推杆复位，然后才使侧型芯复位。78、几种常见的先复位机构？1)弹簧式先复位机构： 弹簧先复位机构是利用弹簧的弹力使推出机构在合模之前进行复位，弹簧安装在推杆固定板和动模支承板之间。2)楔杆三角滑块式先复位机构：楔杆三角滑块式先复位机构如图所示。合模时，固定在定模板上的楔杆1与三角滑块4的接触先于斜导柱2与侧型芯滑块3的接触，在楔杆作用下，三角滑块在推管固定板6的导滑糟内向下移动的同时迫使推管固定板向左移动，使推管先于侧型芯滑块的复位从而避免两者发生干涉3)楔杆摆杆式先复位机构： 楔杆摆杆式先复位机构如图所示，它与楔杆三角滑块式复位机构相似，所不同的是摆杆代替了三角滑块。合模时，固定在定模板的楔杆1推动摆杆3上的滚轮，迫使摆杆绕着固定于动模垫板上的转轴作逆时针方向旋转，同时它又推动推杆固定板4向左移动，使推杆2的复位先于侧型芯滑块的复位，避免侧型芯与推杆发生干涉。

25、模具温度对模具的影响？（1）模具温度是影响热固性塑件硬化定型的关键因素，直接关系到成型质量的好坏和生产效率的高低。（2）模温过低，硬化时间长，而模温太高时，又会因硬化速度过快难以排出低分子挥发气体，导致塑件出现组织疏松、起泡和颜色发暗等缺陷。（3）通常，对于热固性物料，模具温度的选择和控制范围约为150~200 ℃（4）另外，动模温度有时还需要比定模高出10~15 ℃，这样会更有利于塑件硬化定型。

26、模架的含义与组成？模架是注射机的骨架和基体，通过它将模具的各部分有机地联系成为一个整体。组成：定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、推杆固定板、推板、导柱、导套、复位杆等。

27、热固性塑料注射成型工艺原理？将成型物料从注射机的料斗送入料筒内加热并在螺杆的旋转作用下熔融塑化，使之成为均匀的粘流态熔体，通过螺杆的高压转动，使这些熔体以很大的流速经过料筒前端的喷嘴注射进入高温模腔，经过一段时间的保压补缩和交联反应之后，固化成型为塑件形状，然后开模取出塑料件。成型材料：酚醛树脂、氨基塑料、不饱和聚酯和环氧树脂等。91、热固性塑料和热塑性塑料的成型差异？（1）热塑性注射塑件的固化基本上是一个从高温液相到低温液相转变的物理过程；（2）热固性注射

温度控制必须精确：精确控制注射机料筒和喷嘴温度，还要注意脱模后周围环境温度对塑件精度的影响。

29、压缩成型原理？将粉状、粒状、纤维状的热固性塑料加入敞开的模具加料室内(下图a)，然后合模加热（不加压力），当塑料成为熔融状态时，再在压力的作用下，使熔融塑料流动而充满型腔各处(下图b)；这时，型腔中的塑料产生化学交联反应而逐渐转变为不熔的硬化定型塑件，最后脱模(下图c)将塑件从模具中取出，即得所需产品。

30、压缩工艺过程？包括压缩成型前的准备及压缩过程两个阶段。通常，压缩成型前的准备工作主要是指预压、预热和干燥等预处理工序。压缩成型前，常利用预压模将成型物料在预压机上压成重量一定、形状相似的锭料。在成型时以定数目的锭料放入压缩模内。

31、溢式压缩模特点？ 优点：）结构简单，造价低廉，耐用（凸凹模无磨擦）；2）塑件易于取出，特别是扁平件可以不设推出机构，而手工取出或用压缩空气吹出；3）无加料室，方便在型腔内安装嵌件；适用于压缩流动性好或带短纤维填料以及精度与密度要求不高且尺寸小的浅型腔塑件。缺点：1)水平溢料，去除困难，易影响塑件外观；2）无加料室，装料容积有限，不适用于高压缩率材料；3）凸凹模的配合完全靠导柱定位，不适于壁厚均匀性要求高的塑件；4）每次压缩量的差异导致每个塑件的尺寸及强度不一；5）由于溢料的损失要求加大加料量。

32、不溢式压缩模具特点？优点：1）塑件成型压力大，故密实性好，力学强度高；2）适用于压缩形状复杂、精度高、薄壁或深腔塑料件；3）可以压缩流动性小，比热容大的塑料；4）塑件飞边极薄，且与分型面是垂直分布。缺点：1）加料量直接影响着塑件的高度尺寸，必须准确称量；2）凸模与加料室侧壁摩擦，模具受到磨损；在推出塑件时，这些划伤痕迹会损伤塑件外表面；3）必须设计推出机构；避免多型腔设计。

33、半溢式压缩模的特点？优点：1）有加料腔2）凸模与型腔间隙配合，挤压面限制了凸模的 下行行程；3）溢料槽保证在凸模压缩过程中多余的塑料顺利排出；4）加料简单，按原料体积计量，高度确定；5）塑件尺寸精度高，密度高，模具寿命长；缺点：1）操作中要及时清除落在挤压边缘上的废料；半溢式模具兼有溢式和不溢式压缩模的优点，塑料的径向尺寸和高度尺寸的精度较好，密度较高，模具寿命长，因此得到广泛的应用。

34、压注模具的结构组成？1)、成型零部件：凹模、凸模、型芯等；2）、加料装置：加料腔、压柱；3）、浇注系统：主流道、分流道、浇口；4）、加热系统：利用压机的上下加热板加热，同压缩模（电加热）。还有导向机构，侧向分型抽薪机构，脱模机构等。

35、挤出成型原理？塑料挤出成型原理是将颗粒状或粉状塑料从挤出机的料斗送进加热料筒中，塑料受到料筒的传热和螺杆对塑料的剪切摩擦热作用而逐渐熔融塑化，然后在挤压系统作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具(机头及口模)以及一系列辅助装置(定型、冷却、牵引和切断)，从而得到具有一定截面形状的型材。

36、挤出机的组成？主机：①挤压系统 主要由料筒和螺杆组成，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在特定压力下，被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。②传动系统 它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。③加热冷却系统 通过对料筒和螺杆进行加热和冷却，保证成型过程在工艺要求温度范围内完成。辅机：①机头成型塑件的主要部件，熔融塑料通过机头获得一定的几何截面和尺寸。②定型装置将从机头中挤出的塑料以特定形状稳定下来，并进行调整。从而获得精确的截面形状、尺寸和光亮表面，通常采用冷却和加压的方法达到这一目的。③冷却装置由定型装置出来的塑件在此充分冷却，获得最终形状和尺寸。④牵引装置均匀地牵引塑件，并对塑件的截面尺寸进行控制，使挤出过程稳定地进行。⑤切割装置将连续挤出的塑件切成一定长度和宽度。⑥卷取装置将软塑件（薄膜、软管、单丝等）卷绕成卷

37、中空吹塑成型？成型原理：将处于塑性状态的塑料型坯置于模腔中，通入压缩空气将型坯吹胀并紧贴于模腔壁上，冷却定形得到一定形状的中空塑件的加工方法。主要适合加工包装容器和中空制品。适于吹塑成型的原料有：高压聚烯、低压聚乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯、纤维素塑料、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。目前常用的吹塑制品原料是以聚乙烯和聚氯乙烯为主,因为聚乙烯制品无毒，容易加工。

38、吹塑模具设计要点？1）切口： 在挤出吹塑成型过程中，模具在闭合的同时需要将型坯封口并将余料切除，因此在模具的相应部位要设置夹坯口。（2）余料槽通常设置在切口的两侧，其大小应依型坯夹持后预料的宽度和厚度来确定，以模具能严密闭合为准；（3）排气孔一般设置在模具型腔的凹坑、尖角处，以及最后贴模的地方，排气孔直径0.5~1mm。排气槽：分型面上开设宽度为10~20mm，深度为

0.03~0.05mm；（4）开设冷却水道，通水冷却

39、真空成型原理：将热塑性塑料板、片材固定在模具上，用辐射加热器进行加热至软化温度，然后用真空泵把板材和模具之间的空气抽掉，从而使板材贴在模腔上而成型，冷却后借助压缩空气使塑件从模具中脱出。

40、塑件设计？（1）塑件的几何形状和尺寸精度： 真空成型方式难以得到较高的尺寸精度，塑件不应有过多的凸起和凹槽；（2）塑件深度与宽度（或直径）之比（引伸比）：反映了塑件成型的难易程度，一般采用引伸比为：0.5~1；（3）圆角：成型塑件的转角部分应以圆角过渡，圆弧半径应尽可能大，避免塑件厚度减薄以及应力集中。（4）斜度：真空成型同注射模具也需要有脱模斜度，斜度范围在1～4°；（5）加强肋：对于大面积的盒形件，为保证塑件的厚度，塑件的适当部位设计加强肋。

塑件的固化必须依赖于高温高压下的交联化学反应。

28、精密注射成型的工艺特点 ？（1）注射压力高：增大体积压缩量，密度增大，膨胀系数少。降低塑件的收缩率以及收缩率的波动。改善塑件的成型性能，成型超薄壁厚塑件。（2）注射速度快：提高注射速度，有利于成型复杂塑件（3）