塑料注射成形工艺 教案

第一篇：塑料注射成形工艺 教案

《模具工程技术基础》电子教案[7]

[课题编号] 1-3②

[课题名称] 塑料注射成形工艺 [教材版本] 任建伟主编、中等职业教育国家规划教材—模具工程技术基础，北京：高等教育出版社，2002。

[教学目标与要求]

一、知识目标

1、掌握注射成形工艺的原理及工艺过程；

2、掌握注射成形设备的类型和结构组成；

3、了解注射机的技术参数；

4、了解注射成形的工艺条件。

二、能力目标

1、根据塑料的特性及注射成形工艺的原理分析注射成形的工艺条件；

2、能分析卧式注射机的结构组成、技术参数及其工作过程。[教学重点]

1、注射成形工艺的原理及工艺过程；

2、注射成形设备的类型和结构组成。

[分析学生] 学生对注射成形工艺及其设备缺乏感性认识，对注射机的技术参数及注射成形的工艺条件较难理解。

[教学思路设计] 参观现场，或借助动画手段演示注射成形工艺的原理及工艺过程，通过直观教学激发学生的学习兴趣，灵活运用讲解、讨论等教学法。

[教学资源] 相关实物、动画、图片等。[教学安排] 3课时 教学策略：参观现场，或借助动画手段进行演示，创设教学情景，启发学生认真观察，积极思考与讨论。

[教学过程] ※复习：

1、根据塑料性能，塑料可分为哪些类型？它们之间的区别是什么？

2、塑料的成形工艺性能指标有哪些？它们对塑料件的质量各有什么影响？ ※导入新课：展示注射成形的制品或演示注射成形工艺动画，引出什么是注射成形工艺。新课内容：

一、塑料注射成形工艺

注射成形又称注射模塑或注塑，主要用于热塑性塑料的成形，也用于少量热固性塑料的成形。

1、普通注射成形工艺

是在热塑性塑料通用注射机上进行的注射成形工艺。（1）原理：

※结合动画演示和图片进行讲解：

如图1-38所示：将塑料加入注射机的料筒内加热塑化成呈粘流态的熔体，然后借助螺杆（或柱塞）的推力，使熔体以较高的压力和速度经喷嘴和模具浇注系统充满闭合的模具型腔，再经一定时间的冷却使塑料硬化定型后，即可开启模具，取出制品。

（2）普通注射成形的工艺过程：

※引导学生再次观察注射成形工艺过程，再得出以下结论：

合模→加料塑化→注射→保压→制件冷却→开模→制件顶出。（2）特种注射成形工艺 ※简要介绍：

为了满足某些场合的特殊需要，在通用注射成形工艺的基础上进行适当改进，形成了许多特种注射成形工艺。

①热固性塑料注射成形工艺：需要使用专用的热固性塑料注射机。其原理是将塑料加入注射机料筒内加热到90℃左右，使塑料产生物理变化和缓慢的化学变化而塑化成呈稠胶状的物料；然后由螺杆或柱塞以120－200 MPa的压力将此物料注射入温度为170－180C°的模具型腔内，在模具的继续加热下，塑料产生快速的化学变化而逐渐固化；经过一定时间使塑件固化定型后即可开模取出塑件。

②热流道注射成形工艺：是利用热流道模成形塑件的一种注射成形工艺方法，它与普通注射成形工艺的区别是在注射成形过程中模具浇注系统内的熔料不会凝固，也不随塑件起模。

③气体辅助注射成形工艺：简称气辅注射成形，其原理如图1－39所示：先将一定量的熔融塑料注射入模具型腔，然后通过流道向模腔内输入惰性压缩气体（N2）；借助气体压力将熔料继续推进并将注入型腔的熔料吹胀，直至熔料贴满模具型腔的壁面，在塑件内部形成中空的气道。气辅注射成形的优点是：塑件的表面质量较高；能够避免塑件厚薄不均造成的缩痕和翘曲变形，如图1-40a所示；能代替加强肋提高塑件的刚度，如图1-40b所示；能减轻塑件质量，降低塑件成本。

④注射吹塑成形工艺：注射吹塑是用于生产中空塑件的注射成形工艺，图1－41是模芯作回转运动的注射吹塑成形原理：先将熔料注入坯模形成管坯，然后在管坯冷却凝固前打开模具，转动模芯使管坯移至吹塑模腔，合上模具完成吹塑成形。

二、注射成形设备

1、塑料注射机的类型和结构组成（1）塑料注射机的类型

①塑料注射机按用途可以分为热塑性塑料通用注射机和专用注射机（热固性塑料注射机、注射吹塑机、发泡注射机、排气注射机等）；

②按外形可以分为卧式注射机、立式注射机和直角式注射机；

③按塑料在料筒内的塑化方式可以分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。目前，在生产中应用最为广泛的是卧式螺杆式热塑性塑料通用注射机。（2）塑料注射机的结构组成

※按图1－42为卧式注射机讲解： ①注射装置的作用是：将一定量的塑料加入料筒；将加入料筒内的塑料加热并均匀地塑化成熔体；以足够的速度和压力将一定量的塑料熔体注射进模具型腔；注射完成后保持一定时间和压力，进行补缩并防止熔体返流。

②合模装置的作用是：准确可靠地安装模具；实现模具的开、合模动作；注射时保证可靠地锁紧模具；开模时保证制件顶出起模。

③液压和电气控制系统的作用是：控制注射机的工作循环过程和成形工艺条件，使注射机按注射工艺预定的动作要求和工作要求准确有效地工作。

④机架的作用是：将上述三个部分，组合在一起，同时作为液压系统的油箱。

2、塑料注射机的技术参数（1）注射量：是指注射机进行一次注射成形所能注出的熔料的最大容积，它决定了一台注射机所能成形的塑件的最大体积。

①公称注射量：是指在对空注射条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时注射机所能达到的最大注射量。

②理论注射量是指注射机在理论上能够达到的最大注射量，它与注射机实际能够达到的最大注射量之间的关系可用下式表示：

Vg=αV1

式中：Vg—注射机最大注射量，cm3

V1—注射机理论注射量，cm3； α—射出系数。

射出系数α受注射成形工艺条件的影响，实际生产中常取0.7－0.9。注射机的注射量应与塑件的体积相适应，用下式校核：

V≤KVg

式中：V—塑件及浇注系统的总体积，cm3；

K—注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8（2）合模力：是指在注射成形时注射机合模装置对模具施加的夹紧力。注射机的合模力应大于模腔内塑料熔体压力产生的胀开模具的力，即：

F≥pqA 式中：F——合模力，kN；

pq——模腔内熔体的压力，MPa，一般取注射压力的1/3－2/3； A——所有塑件及浇注系统在模具分型面上的投影面积之和。

（3）模板尺寸和拉杆间距：模具最大外形尺寸不能超过注射机动、定模板的外形尺寸，同时必须保证模具能通过拉杆间距安装到动、定模板上，模板上还应留有足够的余地用于装夹模具。

（4）最大和最小模具厚度：模具的厚度一般应在注射机允许的最大模具厚度和最小模具厚度之间，即：

Hmin≤H≤Hmax

式中：H——模具厚度，mm；

Hmin——注射机允许的最小模具厚度，mm； Hmax——注射机允许的最大模具厚度，mm。

（5）开模行程：注射机的开模行程必须保证模具开启后能顺利取出塑件。不同结构的模具所需开模行程有一定的差异。

※案例：对图1－43模具进行开模行程核算。

①对于图1－43a中的模具，开模行程s≥Hl + H2 +（5—10 mm）②对于图1-43b中的模具，开模行程s≥H1+H2+H3+（5－10mm）

（6）顶出机构参数：注射机顶出机构的形式有：中心机械顶出、两侧机械顶出、中心液压顶出加两侧机械顶出。

（7）喷嘴头部尺寸：注射机喷嘴的头部尺寸和模具上与之接触的主浇道的口部尺寸如图1—44a所示，两者之间应相互吻合，不能出现图1－44b、c的情形，具体要求如下：

D1=D＋（0.5－1mm）R1=R＋（1－2mm）

※讨论：图1－44b、c的喷嘴头部结构为什么不好？

3、塑料注射机规格型号 目前尚无统一的标准。

旧型号的注射机：如SYS－30、XS－Z－60、XS－ZY－l25A，XS－ZY－250。其中SYS、XS－Z，XS－ZY分别表示立式注射机、卧式柱塞式注射机和卧式螺杆式注射机，主参数后的字母为改型设计序号，数字表示公称注射量。新型号的注射机：如SZL－15/30、SZ300/1400、SZG－500/1500。其中SZ、SZL、SZG分别表示卧式注射机、立式注射机和热固性塑料注射机，分数表示理论注射量／合模力。

三、注射成形的工艺条件

1、料筒和喷嘴温度

料筒温度应高于塑料的粘流温度（无定形塑料）或熔点（结晶形塑料）温度。※简要分析：料筒温度过高或过低对注塑的影响。喷嘴的温度应略低于料筒前端的温度。※简要分析：喷嘴温度过高或过低对注塑的影响。

2、注射压力与注射速度

螺杆或柱塞在注射时对单位面积的塑料熔体施加的作用力，称为注射压力。※简要分析：注射压力过高或过低对注塑的影响。螺杆或柱塞在注射时的移动速度称为注射速度。※简要分析：注射速度过高或过低对注塑的影响。

3、保压压力和保压时间 熔料充满模腔后，螺杆或柱塞必须在一定时间内继续保持对料筒内熔料的压力。保压的作用主要是补缩，即在模腔内的塑料熔体冷却收缩后能补充一部分熔料进入模腔，以提高塑件质量。

保压压力一般等于注射压力，也可以小于注射压力。※简要分析：保压压力过高或过低对注塑的影响。

保压时间与料温、模温、塑件壁厚、模具浇注系统尺寸大小等有关。当保压时间增加到使塑件尺寸趋于稳定时，对应的时间就是最佳保压时间。

4、冷却时间 是指从注射、保压结束到模具开启的这一段时间，它一般占成形周期的70%－80%。一般以塑件起模时不致引起变形为原则作为确定最短冷却时间的依据。

※简要分析：冷却时间过长或过短对注塑的影响。

5、螺杆转速与背压

※简要分析：螺杆转速过高或过低对注塑的影响。背压又称塑化压力，是指在加料塑化过程中螺杆转动后退时，料筒前端的熔料所具有的压力。一般情况下，对于结晶型塑料应取较高的螺杆转速和背压，对于热敏性塑料和熔体粘度高的塑料应取较低的螺杆转速和背压。

※简要分析：背压过高或过低对注塑的影响。

6、模具温度

注射成形熔体粘度低、流动性好的无定形塑料时，一般要求模具有较低的温度。注射成形熔体粘度高、流动性差的无定形塑料时，一般要求模具有较高的温度。注射成形结晶型塑料时，应根据塑料结晶度的要求来确定模具温度。

※简要分析：模具温度过高或过低对注塑的影响。

7、加料量与余料 注射成形必须准确控制加料量，并保证每次注射后料筒前端留有一定的余料。余料量一般控制在10一20mm。

※简要分析：加料量过多或过少对注塑的影响。小结：

1、普通注射成形的工艺过程：合模→加料塑化→注射→保压→制件冷却→开模→制件顶出。

2、特种注射成形工艺有热固性塑料注射成形工艺、热流道注射成形工艺、气体辅助注射成形工艺、注射吹塑成形工艺。

3、在生产中应用最为广泛的是卧式螺杆式热塑性塑料通用注射机。塑料注射机一般由注射装置、合模装置、液压和电气控制系统、机架等四个部分组成。

4、塑料注射机的技术参数有：注射量、合模力、模板尺寸和拉杆间距、最大和最小模具厚度、开模行程、顶出机构参数、喷嘴头部尺寸。

5、注射成形需要合适的工艺条件，包括料筒和喷嘴温度、注射压力与注射速度、保压压力和保压时间、冷却时间、螺杆转速与背压、模具温度、加料量与余料。

课后作业：

1、塑料注射成形工艺的原理是什么？注射成形过程一般包含哪些环节？

2、塑料的特种注射成形工艺有哪些？它们与热塑性塑料普通注射成形工艺的差别是什么？

3、选用塑料注射机时应校核哪些参数？如何校核？

4、塑料注射成形的工艺条件有哪些？它们对注射成形工艺和塑件质量有何影响？

教学后记：

第二篇：塑料注射模具设计教案

《塑料模具设计与制造技术》电子教案

本电子教案是浙江省教育厅职成教教研室组编的《塑料模具设计与制造技术》教材的配套教学资源，该书由北京高等教育出版社2010年8月出版，第1版。

【课题编号】 — 项目一 【课题名称】

塑料注射模具设计 【教学目标与要求】

一、知识目标

1.了解保鲜盒制件的材料选择，聚丙烯的工艺和成形特性，保鲜盒制件的结构。

2.能使用常用绘图软件绘制一般塑料注射模具的装配图和零件图

3.了解一般模具用钢的特性，根据产品的特点合理选择经济实用的钢材。

4.了解加工模具零件所用的各种设备，熟悉各种机床的特点和加工范围。

二、能力目标

1.能够分析塑料制件的材料和工艺，设计最合理的模具结构。2.能应用绘图软件绘制塑料制件的装配图和零件图。【难点分析】

1.绘图软件的使用及绘制装配图。2.正确选择模具用钢。【分析学生】

1.学生对计算机绘图水平掌握不牢固，尤其是装配图的学习更有差距，所以设计模具装配图的难度可能较大。

2.学生对钢材性质理解不深，不会选择最合理的模具用钢。对制件结构设计缺少经验，会有许多困难。【教学思路设计】

依靠多媒体课件，将装配图和立体图结合起来读图，才能看懂装配图1—6的结构。充分发挥课件在教学中作用，如有可能应结合模具现场教学，提高教学效果。【教学安排】

12学时 【教学过程】

一、塑料制件分析

1.保鲜盒盒体塑料制件的材料选择

1）通用材料——量大，用途广，价格低。有六大品种“聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料。各种塑料的应用见表1—1 2）无毒、无气味、不易分解 保鲜盒主要放食品用，有时要在微波炉内加热，选聚丙烯合适。2.聚丙烯的工艺特性及成形特性

1）工艺特性——收缩率1～3%、流动性极好，冷却快。2）成形特性——注意控制成形温度和模具温度。3.保鲜盒塑料制件结构分析

1）表面质量——表面粗糙度达0.8 um。2）壁厚——2 mm，如图1—2。

3）拔模角——1.5°或0.5～1°，拔模角是使成品容易脱开模具必须有的角度。

二、绘制模具装配图

注意将图1—6中的2D与3D图结合起来读图，使学生尽快读懂图。

1.保鲜盒盒体模具结构分析与设计

1）型腔数目——一模一腔，见图1—7所示。

2）分型面——见图1——

8、9所示。便于成形和脱模。3）型腔和型芯结构与固定——为整体式。

4）模具浇注系统——含主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分。采用点浇口的浇注系统，如图1—10所示。

5）脱模——推件板推出制件。如图1—11。

6）冷却系统结构——水道位置见图1—12所示。冷却系统是为了降低模具温度，控制模具温度在最佳塑料制件成形的温度范围。

2.绘制模具装配图 用计算机绘图软件绘制装配图。常用软件有AutoCAD、Pro/E、UG、Cimatron等。具体步骤：

测量制件尺寸——实体造型——分模——绘三维结构图和二维装配图——零件图。

模具设计流程图见图1—16所示。

三、选择模具用钢

1.保鲜盒盒体模具材料的选择

1）模具结构零件——结构用钢指动模座、定模座、支承、型芯、垫块等。一般选用碳素结构钢，如A3、45、55、40Cr。以45钢应用较多，加工性能好。可选购标准模架以降低成本，如图1—20所示。

2）模具成型零件——依塑料品种和制件批量不同而不同。实习用选择45钢。成型零件指与制件相成型有关的零件。常用P20、PMS、PCR钢。

2.模具材料备料单

见表1—2。共有8种，11件。3.备料流程

下料——锻造——刨、铣（粗加工）——磨（精加工）——交货（成品）见图1—19。

四、选择加工设备 1.线切割数控机床

见图1—22所示。利用连续移动的细金属丝（钼、黄铜丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属，用于加工各种形状复杂和精 密细小工件，如图1—30所示。需要配备电火花穿孔机打孔穿线，如图1—41。

2.数控车床

见图1—23所示，代替普通车床完成车削工作的高效率、高精度自动化机床。切削前需要按零件形状编制程序后操作自动加工。

3.电脉冲机床

见图2—24所示，应用工件与电极工具之间保持适当放电间隙产生脉冲放电，使工件表面局部溶化，被工作液冲离工作区，工件表面形成凹坑，达到成形加工。电脉冲机床用于加工不通孔的型腔，且形状复杂不易加工的工件。一般选择紫铜作为电极。

4.数控铣床

如图1—25所示，数控铣床或加工中心用以代替普通铣床加工型腔、圆孔、平面等工件，具有加工工件精确、效率高，实现自动加工成型的效果。尤其是加工中心，可以自动选择换刀，自动改变主轴转速、进给量和运动轨迹，完成几个平面多工序的加工，是加工模具的最好机床。加工之前需要编制程序。

5.台钻

见图1—26所示，常用于加工小于13 mm的小孔，是模具钳工加工的常用设备。

五、小结

1.本教材以保险盒制件作为实例来学习模具制造的全过程。2.制造模具需要先对制件分析，了解制件材料、工艺性、结构，然后才能绘制装配图。

3.应使用现代绘图软件绘制制件模具的装配图和零件图，常用软件有Pro/E、UG，此外还有AutoCAD、Cimatron，应重视绘图软件的学习与应用，应当做到熟练、迅速、准确。

4.选择模具用钢应经济、实用，满足生产要求。常用45钢，其加工性能好，能满足大多数模具要求。

尽量使用标准模架，可节约时间和成本。

5.模具加工的机床很多，以数控机床为常用，主要由线切割机床、电火花机床、数控车床、数控铣床和加工中心。模具加工精度要求较高，技术含量高，对操作者要求较高，但模具的价值也很高。

第三篇：塑料挤出成形、压缩成形及压注成形工艺 教案

《模具工程技术基础》电子教案[8]

[课题编号] 1-3③

[课题名称] 塑料挤出成形、压缩成形及压注成形工艺 [教材版本] 任建伟主编、中等职业教育国家规划教材—模具工程技术基础，北京：高等教育出版社，2002。

[教学目标与要求]

一、知识目标

1、掌握塑料挤出成形工艺的种类、工作原理；

2、掌握挤出成形设备的组成及管材挤出成形的工艺条件

3、了解压缩成形原理和过程；

4、了解压注成形原理和过程；

5、了解压缩成形与压注成形的工艺条件。

二、能力目标

1、能正确区分塑料的注射成形、挤出成形、压缩成形、压注成形；

2、对注射成形、挤出成形、压缩成形、压注成形的设备有所了解。[教学重点]

1、塑料挤出成形工艺的原理及设备；

2、压缩成形及压注成形的原理。[分析学生] 在对注射成形有一定的了解后，对塑料挤出成形、压缩成形、压注成形会较快了解。

[教学思路设计] 联系实际，运用动画、图片演示等教学法，将深奥的原理通俗化，便于学生理解。

[教学资源] 相关制件、动画、图片等。[教学安排] 2课时

教学策略：主要利用动画演示，创设教学情景，启发学生思考与分析。[教学过程] ※复习：

1、塑料注射成形工艺的原理是什么？注射成形过程一般包含哪些环节？

2、塑料的特种注射成形工艺有哪些？它们与热塑性塑料普通注射成形工艺的差别是什么？

※导入新课：展示挤出成形图片，引出什么是挤出成形。新课内容：

一、塑料挤出成形

挤出成形主要用于生产热塑性塑料型材、薄膜、中空制品等塑料制品。

1、挤出成形工艺的分类

挤出成形工艺分为型材挤出成形、薄膜挤出吹塑成形和中空制品挤出吹塑成形。

（1）型材挤出成形 ※按图1－45讲解：挤出机螺杆连续转动，料斗中的塑料进入料筒后沿螺旋槽向前输送，并在料筒外电加热器的加热和自身剪切摩擦热的作用下塑化成熔体流入料筒前端，再经过滤网和多孔板进入挤出模。熔体在流经挤出模囗部的环形缝隙时被挤压成管状，紧接着进入定型装置（定径套）冷却定型，然后再进入冷却水槽中进一步冷却。充分冷却的管子由可调节牵引速度的牵引装置匀速拉出，经切割装置按规定的长度切断，即可获得一定壁厚及一定长度的塑料管材。

（2）薄膜挤出吹塑成形 ※按图1－46讲解：挤出机输送的熔融塑料流经挤出模口部缝隙时被挤成圆筒形的薄壁管坯，从挤出模下方的进气口向管坯内充入压缩空气，使管坯横向吹胀成膜管。膜管由牵引辊连续地进行纵向牵拉，在经冷却风环时受到压缩空气的冷却作用而定型。充分冷却的膜管被导辊压成双折薄膜，通过牵引辊以恒定的线速度进入卷取装置。充入膜管的压缩空气量（压力）应保持恒定，以保证薄膜的厚度和宽度保持不变。

（3）中空制品挤出吹塑成形 ※按图1－46及动画讲解：将挤出机挤出的半熔融状态的塑料管坯趁热置于模具中并立即在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使其紧贴于模腔壁上成形，冷却起膜后即得中空制品。

2、挤出成形设备

※引导学生再次观察图1－45分析挤出成形设备的组成。挤出成形设备包括主机和辅机两个组成部分。

（1）主机即挤出机，它的作用是完成塑料的加料、塑化和输送工作。挤出工艺最基本和最常用的是单螺杆挤出机。

（2）辅机的作用是将由挤出模挤出的、已获得初步形状和尺寸的连续塑料体进行定型，使其形状和尺寸固定下来，再经切割加工等工序，最终成为可供应用的塑料型材或其他塑料制品。挤出成形不同品种的塑料制品需要应用不同种类的挤出辅机，常用的挤出辅机有挤管辅机、挤板辅机、薄膜吹塑辅机等。不同种类的挤出辅机在配置和结构上都有很大的差别，但一般均由定型、冷却、牵引、切割、卷取（或堆放）等五个环节组成。

3、管材挤出成形工艺条件（1）温度

管材挤出成形需要控制的温度有料筒温度和模具温度。※简要分析：温度过高或过低对挤出成形的影响。

（2）挤出速率

挤出速率主要决定于螺杆转速。

※简要分析：螺杆转速过高或过低对挤出成形的影响。（3）牵引速度

牵引装置的牵引速度应与挤出速率相适应，一般应比熔料流出挤出模囗部的速度稍快。牵引速度应保持稳定，否则会使管材的壁厚和直径产生波动。

（4）压缩空气压力

用内压法使管材定径时，压缩空气的压力一般为0.02－0.05MPa，压力应保持稳定。

二、压缩成形和压注成形

1、压缩成形和压注成形的原理及过程（1）压缩成形原理和过程 ※按图1－48及动画讲解：

①原理：先将塑料加入已经预热至成形温度的模具加料腔内，如图1－48a所示。液压机通过模具上凸模对模腔中的塑料施加很高的压力，使塑料在高温、高压下先由固态转变为粘流态并充满模腔，如图1－48b所示。然后树脂产生交联反应，经一定时间使塑料固化定型后，即可开模取出塑件。

②压缩成形的工艺过程：一般包含加料、合模、加压、排气、固化、起模、清理模具、修整塑件等一系列操作，对于带有嵌件的塑件，在加料前还需先安放好嵌件。

（2）压注成形原理和过程 ※按图1－49及动画讲解： ①原理：先将塑料加入预热到规定温度的模具外加料腔内受热至粘流态，如图1－49a所示。在柱塞压力的作用下，粘流态的塑料经过模具浇注系统充满模腔，如图1－49b所示。然后塑料在模腔中继续受高温高压的作用，致使树脂产生交联反应，待固化定型后开模取件。

②压注成形的工艺过程：与压缩成形的工艺过程略有差异，主要包含安放嵌件、合模、安装外加料腔、加料、安放柱塞、加压充模、卸压排气、加热加压固化、起模、清狸模具、修整制件等操作。

2、压缩成形与压注成形的工艺条件（1）成形压力

指液压机对塑件在垂直于加压方向的平面上的单位投影面积所施加的作用力。

※简要分析：成形压力过大或过小对压缩成形与压注成形的影响。

（2）成形温度

通常就是指模具温度。

※简要分析：成形温度过高或过低对压缩成形与压注成形的影响。（3）成形时间

成形时间是指从合模加压到开模取件的这一段时间。※分析：

①成形时间与成形温度有关。提高成形温度可以缩短成形时间，但是成形温度提高到一定程度后，成形时间的缩短就极为有限。例如，酚醛塑料粉压缩成形，成形温度从120 ℃增加到160℃时，成形时间从20 min减少到1 min，而从160 ℃增加到180 ℃时，成形时间基本不变。

②成形时间不仅与成形温度有关，还受其他因素的影响。对于流动性差，固化速度慢，水分及挥发物含量多，未经预压、预热的塑料，壁厚大的塑件，或在成形压力较小时，成形时间就要求长些。

3、压缩成形与压注成形用的塑料液压机 用于压缩和压注成形的塑料液压机主要有上压式液压机、下压式液压机。上压式液压机适用于移动式、固定式压缩模和移动式压注模，下压式液压机适用于固定式压注模。

小结：

1、挤出成形工艺分为型材挤出成形、薄膜挤出吹塑成形和中空制品挤出吹塑成形。

2、挤出成形设备包括主机和辅机两个组成部分。

3、管材挤出成形工艺条件有料筒温度和模具温度、挤出速率、牵引速度、压缩空气压力。

4、压缩成形的工艺过程一般包含加料、合模、加压、排气、固化、起模、清理模具、修整塑件等一系列操作。

5、压注成形的工艺过程主要包含安放嵌件、合模、安装外加料腔、加料、安放柱塞、加压充模、卸压排气、加热加压固化、起模、清狸模具、修整制件等操作。

6、压缩成形与压注成形的工艺条件有成形压力、成形温度、成形时间。课后作业：

1、挤出成形能用于生产哪些塑料制品？其成形原理是什么？

2、压注成形和压缩成形主要用于成形什么类型的塑料？两者相比各有哪些特点？

3、压缩成形时,成形压力有什么作用？成形温度对成形工艺和塑件质量有何影响？

教学后记：

第四篇：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。

第五篇：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