项目教学法进行《塑料成型工艺与模具设计》教学设计

第一篇：项目教学法进行《塑料成型工艺与模具设计》教学设计

项目教学法进行《塑料成型工艺与模具设计》教学设计

一、项目要求

根据要求完成塑料水杯的成型工艺与模具设计。设计过程如下：

1、塑料水杯的工艺结构分析

2、塑料成型工艺制定

3、塑料成型模具设计

4、设计说明书

二、教学目标

知识技能：学生在真实的产品环境下，对塑料产品进行工艺结构分析，制定工艺规程，设计成型模具。

三、实施过程

1、塑料水杯任务的提出

2、由学生搜集整理原始资料

（1）分析塑料水杯：明确塑件的要求

（2）分析塑料水杯的成型工艺的可行性和经济性（3）明确塑料水杯的产量，由此确定模具结构（4）确定塑料水杯的重量和体积

3、项目工艺、模具设计

（1）制定工艺规程（2）模具设计

1）塑件的位置和分型面的选择 2）型腔数量的确定和排列方式 3）浇注系统设计 4）成型零件设计 5）推出机构设计 6）排溢系统设计 7）温控系统设计 8）支承零件设计（3）模具设计的计算

1）成型零件的尺寸计算

2）模具侧壁和底板厚度尺寸计算 3）温控系统的计算（4）模具装配图和零件图的绘制（5）设计说明书的编写

四、项目评价

对塑料水杯的工艺设计采用自评、组评和教师评价的方式进行，大家共同探讨评判工作中的得失，总结提高，最终达到对理论知识和实践技能的掌握。

五、设计作品展示交流

通过塑料水杯各种不同的工艺设计，让学生看到不同的设计理念对塑料产品的工艺制定和模具设计的影响，通过比较找出一个最合理经济的生产工艺方法。这样的活动很好地激发了学生的学习积极性，促使学生从多方面思考问题，培养创新精神。

第二篇：《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

第三篇：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

第四篇：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）

第五篇：17874-塑料成型工艺与模具设计-教学指南

职业教育职业培训改革创新教材

全国高等职业院校、技师学院、技工及高级技工学校规划教材 模具设计与制造专业

塑料成型工艺与模具设计

教学指南

陈少友

主

编 戴

乐

陈向云

蔡福洲

副主编

谢贤和

主

审

Publishing House of Electronics Industry 北京·BEIJING

前

言

为了配合《塑料成型工艺与模具设计》课程的教学，编写了此教学资料。教学资料内容有三个部分：

第一部分是模具设计与制造专业——课程指导方案。

第二部分是教学指南，包括了课程性质与任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配。

第三部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。

限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，请读者给予批评指正。

编 者

《塑料成型工艺与模具设计》教学指南

一、课程的性质与任务

本书根据高等职业院校、技师学院“模具设计与制造专业”的教学计划和教学大纲，以“国家职业标准”为依据，按照“以工作过程为导向”的课程改革要求，以典型任务为载体，从职业分析入手，切实贯彻“管用”、“够用”、“适用”的教学指导思想，把理论教学与技能训练很好地结合起来，并按技能层次分模块逐步加深塑料成型工艺与模具设计相关内容的学习和技能操作训练。本书较多地编入新技术、新设备、新工艺的内容，还介绍了许多典型的应用案例，便于读者借鉴，以缩短学校教育与企业需要之间的差距，更好地满足企业用人需要。

全书共分为6个模块18个任务，内容由浅入深，全面覆盖了塑料成型工艺和模具结构设计的知识及相关的技能。模块一是通过对塑料制品生产现场及模具库的参观，通过对典型模具的拆装测绘，使学生初步了解塑料模的结构和功用；模块二是通过对塑料的组成与工艺特性、注射成型工艺、压缩和压注成型工艺、挤出成型工艺、塑件的结构工艺性这5个任务，培养学生具有分析塑料性能和塑件结构工艺性能的能力，培养学生具有确定塑料成型工艺的能力；模块三是通过对注射模具结构类型及标准模架的选用、初选注射机、分型面的确定与浇注系统设计、成型零件设计、推出机构设计、侧向分型与抽芯机构设计、温度调节系统设计这7个任务，培养学生具有设计注射模具各功能零部件的能力；模块四是对注射模的设计工作过程进行完整的训练，使学生掌握塑料模的设计过程、设计内容和设计要求；模块五是通过对压缩模设计、压注模设计这2个任务，培养学生设计压缩模、压注模的能力；模块六是通过对挤出模设计这个任务，培养学生具有设计管材挤出模、薄膜吹塑模、异型材挤出模、电线电缆挤出模的能力。

本书可作为高等职业院校、技师学院、技工及高级技工学校、中等职业学校模具相关专业的教材，也可作为企业技师培训教材和从事模具设计与制造的工程技术人员的自学用书。

二、教学提要、课程内容、教学要求

模块一

认识塑料模

【知识目标】

 了解塑料工业的发展及塑料成型在工业生产中的重要性。

 了解塑料的各种成型方法。 了解塑料成型技术的发展趋势。

 了解典型塑料注射模的结构及其工作原理。

 初步了解注射模各组成部分的功用、相互间的配合关系及加工要求。【技能目标】

 能掌握塑料的优良特性及其应用。 能对塑料模具进行基本的分类。 能掌握塑料模拆装的方法和步骤。

 能正确使用拆装工具，能使用常规量具进行测量。 能初步测绘出塑料模各组成零部件的草图。

任务1 对塑料成型及其模具的认识 任务2 塑料模拆装试验

模块二

塑料成型工艺

【知识目标】

 掌握塑料的概念和常用塑料的基本性能。 熟悉常用塑料代号、性能及用途。 了解塑料的成型工艺特性。

 掌握注射成型工作原理、成型工艺过程及特点。 掌握注射成型工艺规程。

 掌握热固性塑料压缩、压注成型原理及成型特性。 了解压缩、压注成型工艺及参数选择。 了解塑件挤出成型工作原理及工艺过程。 掌握塑料挤出成型工艺条件。

 熟悉塑件尺寸公差国标的使用方法及相关规定。 熟悉塑件结构设计原则。 了解塑件局部结构设计的规则。【技能目标】

 能合理选择塑料制件所用材料。 能正确分析塑料的使用性能和工艺性能。 能编制塑料制件注射成型工艺卡。 能选择压缩或压注成型方式。 能编制压缩、压注成型工艺规程。 能编制塑料挤出成型工艺规程。

 具有合理确定塑件精度，并按国标标注塑件尺寸公差的能力。 会分析塑件结构工艺性。

 初步具有根据塑件结构工艺性优化塑件结构的能力。

任务1 塑料的组成及工艺特性 任务2 注射成型工艺 任务3 压缩和压注成型工艺 任务4 挤出成型工艺 任务5 塑件的结构工艺性

模块三

注射成型模具设计

【知识目标】

 掌握典型注射成型模具基本结构、组成和特点。 熟悉模具结构零部件的功能。 掌握各类标准模架的运用。

 了解注射机的分类、工作原理及技术参数。     掌握注射模具与成型设备的关系。掌握型腔数量的确定方法及分布原则。掌握分型面的选择原则。

掌握注射模浇注系统的设计方法。

掌握注射模排气与引气系统的设计原则。

 掌握成型零件工作部分尺寸计算及公差标注。

 掌握各种型腔和型芯的结构特点、适用范围、装配要求。 了解成型零件强度、刚度的计算方法及其校核。 了解注射模各类推出机构的结构特点及动作原理。

 掌握注射模推出机构的设计原则及各类推出机构的应用范围。 掌握推出力的计算方法。

 了解各类侧向分型与抽芯机构的结构形式、动作原理和应用范围。 掌握侧向分型与抽芯机构的设计和计算。 了解模具温度对塑料成型的影响。

 掌握加热与冷却装置的设计要点及计算方法。

【技能目标】

 能正确选用各类典型注射模具。 能合理选择标准模架。 能合理选择注射机。     能初步判断所选择的注射机与模具的适应性。会确定型腔数目。

具有合理选择分型面的能力。具有设计浇注系统的能力。

具有设计排气与引气系统的能力。

 会计算成型零件工作部分的尺寸，并能标注尺寸公差。

 会设计成型零件的结构。

 能分析型腔和底板的受力情况，运用公式和查表选择数据，确定型腔壁厚和底板厚度。

 具有设计推出机构总体结构及其各零部件的能力。 能够合理选择应用各类推出机构。

 能看懂各种侧向分型与抽芯机构的结构图及动作原理。 具有设计斜导柱侧向分型与抽芯机构结构的初步能力。 能够合理选择各类侧向分型与抽芯机构的结构形式。 会分析模具温度对塑件质量的影响。 能合理地对加热和冷却装置进行结构设计。 能对加热与冷却装置的重要数据进行计算和确定。

任务1 注射模具结构类型及标准模架的选用 任务2 初选注射机

任务3 分型面的确定与浇注系统设计 任务4 成型零件设计 任务5 推出机构设计

任务6 侧向分型与抽芯机构设计 任务7 温度调节系统设计

模块四

注射模课程设计程序

【知识目标】

 了解模具设计的内容和要求。 掌握模具设计的步骤和方法。【技能目标】

 能确定工艺方案，对一般复杂程度的注射模进行结构设计和工艺计算。 能绘制出注射模的装配图、工作零件图和非标零件图。 能编制模具零件加工工艺卡片并编写设计说明书等技术文件。

模块五

压缩模和压注模设计

【知识目标】

 掌握压缩模的结构特点及应用场合。 掌握压缩模的设计要点。

 掌握压注模的结构特点、分类及应用场合。 掌握压注模的设计要点和压机的选用原则。【技能目标】

 能读懂压缩模的典型结构图和工作原理。

 具有确定压缩成型工艺参数和设计简单压缩模具的能力。

 能够正确计算压缩模成型零件的工作尺寸及加料腔尺寸。

 能读懂压注模的典型结构图及工作原理，正确选用各类压注成型设备

 能正确计算压注模成型零件工作尺寸及加料腔尺寸，具有设计简单压注模的能力。

任务1 压缩模设计 任务2 压注模设计

模块六

气动成型工艺与模具设计

【知识目标】

 掌握中空吹塑成型原理及模具设计要点。 了解真空成型原理及模具设计要点。 了解压缩空气成型原理及模具设计要点。【技能目标】

 能够正确阐述中空吹塑成型、真空成型及压缩空气成型的工作原理及工艺过程。 具有确定中空吹塑成型、真空成型及压缩空气成型工艺参数的能力。 具有设计简单气动成型模具的能力。

三、教学建议

在教学中要积极改进教学方法，按照学生学习的规律和特点，从学生实际出发，以学生为主体，充分调动学生学习的主动性、积极性。

1．在教学中要积极开展多媒体等现代化教学手段，以达到良好的教学效果。有些内容，可以到实验、实训室结合相关设备、器材进行讲授，以增加学生的感性认识，便于理解掌握。

应加强实践教学，增加实训内容，以提高学生的实际动手能力和技能。

2．注意塑料成型工艺和模具结构设计技术的新发展，适时引进新的教学内容，拓宽学生的视野，增强学生的适应能力。

3．考核办法

要注意改革考核手段与方法，可以通过课堂提问、学生作业、平时测验、实验及考核情况综合评价学生成绩。对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励。