《高分子材料成型模具》教学大纲课程基本信息、课程号300010040课程中文名称高分子材料成型模具Plastic Molds Engineering学分4课程英文名称Design5总学时64上课周数13周学时课程属性必修课口选修课口公共基础课口通识模块课口学科基础课课程类别专业核心课口专业选修课口实践教育课程高分子材料与工程专业，三年级本科生面向对象先修课程有机化学、物理化学、高分子物理雷军开课单位课程负责人高分子科学与工程学院雷军冉蓉执笔人审核人执行时间2018.1课程简介二、 i1.中文课程简介高分子材料成型模具是高分子材料与工程专业和相关专业学生必修的专业基础课，是高分子材料与工程专业学生必须具备的材料加工三大知识结构之一。通过本课程教学，使学生明白高分子材料成型模具是工业品大批量生产与新品开发所依赖的一项重要工程技术，让学生从材料加工的角度认识到成型模具具有金属材料、高分子材料
《高分子材料成型模具》教学大纲 一、 课程基本信息 课程号 300010040 课程中文名称 高分子材料成型模具 学分 4 课程英文名称 Plastic Molds Engineering Design 总学时 64 周学时 5 上课周数 13 课程属性 必修课 □ 选修课 课程类别 □ 公共基础课 □ 通识模块课 □ 学科基础课 专业核心课 □ 专业选修课 □ 实践教育课程 面向对象 高分子材料与工程专业，三年级本科生 先修课程 有机化学、物理化学、高分子物理 课程负责人 雷军 开课单位 高分子科学与工程学院 执笔人 雷军 审核人 冉蓉 执行时间 2018.1 二、 课程简介 1. 中文课程简介 高分子材料成型模具是高分子材料与工程专业和相关专业学生 必修的专业基础课，是高分子材料与工程专业学生必须具备的材料加 工三大知识结构之一。通过本课程教学，使学生明白高分子材料成型 模具是工业品大批量生产与新品开发所依赖的一项重要工程技术，让 学生从材料加工的角度认识到成型模具具有金属材料、高分子材料
传热与力学原理等多学科性质，以及成型模具在材料工程中的核心地位。学生通过学习能针对复杂材料加工工程问题，设计满足成型需求的系统、单元与工艺流程，且在设计过程中能体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境问题。更重要的是学生可掌握塑料制品的可模塑性、成型模具的结构原理、设计理论和设计方法、成型模具特殊用钢以及成型模具制造工程。2.英文课程简介Plastic Molds Engineering Design is the basic specialty course thatthe students majoring in polymer materials and engineering have to attend.This course is one ofthe three main knowledge structures that the studentsof this major have to master. Through the teaching of this course, thestudents should understand plastic mold is an important engineeringtechnology on which mass fabricating industrial products and developingnewproducts depend, and realize that plastic mold possesses thecharacteristic of multiple subjects including metal material,polymermaterial, heat-transferring and mechanic principle from the viewpoint ofmaterial processing, and its core position in material engineering. Afterlearning, students can design system, element and technological processwith innovation consciousness for a complex engineering problem ofmaterial processing,and simultaneously social, health,safety,law, cultureandenvironmentproblemsaretakenintoconsideration.More importantlystudents can master the moldability of plastic products, and the structuralprinciple, design theory, design method, mold steel and manufacturingprocess ofplastic mold.三、课程目标及其对毕业要求的支撑(一)课程目标
传热与力学原理等多学科性质，以及成型模具在材料工程中的核心地 位。学生通过学习能针对复杂材料加工工程问题，设计满足成型需求 的系统、单元与工艺流程，且在设计过程中能体现创新意识，考虑社 会、健康、安全、法律、文化以及环境问题。更重要的是学生可掌握 塑料制品的可模塑性、成型模具的结构原理、设计理论和设计方法、 成型模具特殊用钢以及成型模具制造工程。 2. 英文课程简介 Plastic Molds Engineering Design is the basic specialty course that the students majoring in polymer materials and engineering have to attend. This course is one of the three main knowledge structures that the students of this major have to master. Through the teaching of this course, the students should understand plastic mold is an important engineering technology on which mass fabricating industrial products and developing new products depend, and realize that plastic mold possesses the characteristic of multiple subjects including metal material, polymer material, heat-transferring and mechanic principle from the viewpoint of material processing, and its core position in material engineering. After learning, students can design system, element and technological process with innovation consciousness for a complex engineering problem of material processing, and simultaneously social, health, safety, law, culture and environment problems are taken into consideration. More importantly, students can master the moldability of plastic products, and the structural principle, design theory, design method, mold steel and manufacturing process of plastic mold. 三、 课程目标及其对毕业要求的支撑 (一) 课程目标
课程自标1：培养学生了解高分子材料注塑成型方法，理解注塑成型模具是塑料制品加工的三个基本要素（机械、模具、工艺）之一。掌握注塑成型机械与模具之间的关系，作为模具设计师须了解的注塑机的技术参数。课程目标2：培养学生掌握常规注塑成型制品的设计原则，气辅注塑成型制品的设计原则及注意事项。掌握常规注塑成型模具的概念、类型、基本结构特征，以及各个部分的基本功能作用，设计规范和原理。课程目标3：培养学生掌握气辅注塑成型和多组分注塑成型过程，成型模具的类型。理解气辅注塑成型模具和多组分注塑成型模具的结构特点，模具部分的设计规范和原理。课程目标4：培养学生掌握模具流变学、注塑成型模具用钢材的要求和选择依据。培养学生面对复杂工程问题中所涉及的高分子材料加工和模具问题进行识别、表达以及分析，具有复杂工程问题解决的能力。（二）课程教学方法对课程目标的支撑课程教学方法课程目标1课程目标2课程目标3课程目标40.70.70.70.6课堂理论教学课堂测验0.10.10.10.10.10.10.10.1课后作业线上线下考核0.10.10.10.2评价
课程目标 1：培养学生了解高分子材料注塑成型方法，理解注塑 成型模具是塑料制品加工的三个基本要素（机械、模具、工艺）之一。 掌握注塑成型机械与模具之间的关系，作为模具设计师须了解的注塑 机的技术参数。 课程目标 2：培养学生掌握常规注塑成型制品的设计原则，气辅 注塑成型制品的设计原则及注意事项。掌握常规注塑成型模具的概念、 类型、基本结构特征，以及各个部分的基本功能作用，设计规范和原 理。 课程目标3：培养学生掌握气辅注塑成型和多组分注塑成型过程， 成型模具的类型。理解气辅注塑成型模具和多组分注塑成型模具的结 构特点，模具部分的设计规范和原理。 课程目标 4：培养学生掌握模具流变学、注塑成型模具用钢材的 要求和选择依据。培养学生面对复杂工程问题中所涉及的高分子材料 加工和模具问题进行识别、表达以及分析，具有复杂工程问题解决的 能力。 (二) 课程教学方法对课程目标的支撑 课程教学方法 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 课程目标 4 课堂理论教学 0.7 0.7 0.7 0.6 课堂测验 0.1 0.1 0.1 0.1 课后作业 0.1 0.1 0.1 0.1 线上线下考核 评价 0.1 0.1 0.1 0.2
（三）课程目标对毕业要求的支撑课程目标毕业要求毕业要求指标点23412.3能够对高分子材料领域中毕业要求2.问的复杂工程问题进行分析、评0.20.30.30.2题分析价，并对解决方案进行优化、改进；3.2能够针对高分子材料成型毕业要求3.加工的工程问题，能够设计合0.30.30.30.1设计/开发解决理的解决方案，设计满足特定需求的系统和工艺流程。3.3能够针对高分子材料及制毕业要求3.0.2品的复杂工程问题，设计解决0.40.30.11设计/开发解决方案，设计系统和单元。四、课程教学内容第一章概论（2学时）第一节成型模具在加工工业中的地位及其发展趋势第二节塑料成型的分类第三节现场参观模具陈列系列第二章塑料制品和成型模具的开发程序（1学时）第一节塑料制品与模具开发方式的发展和变革第二节产品制样（原型）和快速原型技术第三章塑料制品设计（3学时）
(三) 课程目标对毕业要求的支撑 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标 1 2 3 4 . 毕业要求2. 问 题分析 2.3 能够对高分子材料领域中 的复杂工程问题进行分析、评 价，并对解决方案进行优化、 改进； 0.2 0.3 0.3 0.2 毕业要求 3. 设计/开发解决 3.2 能够针对高分子材料成型 加工的工程问题，能够设计合 理的解决方案，设计满足特定 需求的系统和工艺流程。 0.3 0.3 0.3 0.1 毕业要求 3. 设计/开发解决 3.3 能够针对高分子材料及制 品的复杂工程问题，设计解决 方案，设计系统和单元。 0.1 0.4 0.3 0.2 四、 课程教学内容 第一章 概论（2 学时） 第一节 成型模具在加工工业中的地位及其发展趋势 第二节 塑料成型的分类 第三节 现场参观模具陈列系列 第二章 塑料制品和成型模具的开发程序（1 学时） 第一节 塑料制品与模具开发方式的发展和变革 第二节 产品制样（原型）和快速原型技术 第三章 塑料制品设计（3 学时）
第一节塑制的精度和表面粗糙度第二节塑件的开状及结构设计第三节塑料结构件的力学设计第四节塑料件的计算机辅助设计第四章塑料注塑成型模具（58学时）第一节概述（1学时）第二节模具与注塑机的关系（2学时）1.型腔数量的确定方法2注射压力的校核3.锁模力的校核4.注射机与模具安装尺寸的校核5.开模行程的校核6.脱模顶出行程的校核7.不同注射机的技术规范识别第三节注塑模普通浇注系统设计（6学时）1.日卧式与立式注射机用模具普通浇注系统的结构组成2.型腔压力周期与浇注系统的关系3.熔体流动分析X浇口尺寸与充模速率的关系5.物料的流变曲线如何用于控制成型工艺与指导模具设计6.主流道的斜度对充模稳定性的影响7.熔体反压对浇口套的影响8.喷嘴与浇口套间的密封原理9.主流道不同脱落方式的设计原理10.一模多腔分流道的是否几何平衡排布问题11.几何平衡与充模平衡的流变关系12.浇注系统尺寸与压力降的联合优化13.分流道断面形状的确定14.十大浇口形式的特点与设计原理
第一节 塑制的精度和表面粗糙度 第二节 塑件的开状及结构设计 第三节 塑料结构件的力学设计 第四节 塑料件的计算机辅助设计 第四章 塑料注塑成型模具（58 学时） 第一节 概述（1 学时） 第二节 模具与注塑机的关系（2 学时） 1. 型腔数量的确定方法 2. 注射压力的校核 3. 锁模力的校核 4. 注射机与模具安装尺寸的校核 5. 开模行程的校核 6. 脱模顶出行程的校核 7. 不同注射机的技术规范识别 第三节 注塑模普通浇注系统设计（6 学时） 1. 卧式与立式注射机用模具普通浇注系统的结构组成 2. 型腔压力周期与浇注系统的关系 3. 熔体流动分析 4. 浇口尺寸与充模速率的关系 5. 物料的流变曲线如何用于控制成型工艺与指导模具设计 6. 主流道的斜度对充模稳定性的影响 7. 熔体反压对浇口套的影响 8. 喷嘴与浇口套间的密封原理 9. 主流道不同脱落方式的设计原理 10. 一模多腔分流道的是否几何平衡排布问题 11. 几何平衡与充模平衡的流变关系 12. 浇注系统尺寸与压力降的联合优化 13. 分流道断面形状的确定 14. 十大浇口形式的特点与设计原理
15.浇口位置与充模的关系16.浇口位置与制品品质的关系17.防止型芯变形的浇口位置设计与型芯自稳定原理第四节热流道注塑模浇注系统设计（4学时）1.无流道浇注系统的4大优缺点及其对物料的要求2.单腔与多腔绝热流道的结构3.单腔延伸式喷嘴的结构4.多腔热流道的喷嘴结构5.内外热式的热流道板结构设计6.热管的高效传热机理第五节注塑模成型零部件设计（10学时）1.分型面的概念2.分型面的形状3.分型面的位置与制品精度、外观、留模倾向、抽芯距离和排气的关系4.整体式凹模的结构设计，整体嵌入式凹模的结构设计，组合式凹模的结构设计5.主型芯的结构形式，成型杆的装固方式，螺纹型芯的安装方式6整体与瓣合式螺纹型环的结构7.影响制品精度的因素与制品误差的构成8.收缩率的基本概念9.平均收缩率法计算成型零件尺寸的原理10.极限尺寸法计算成型零件尺寸的原理与制品精度控制11.关于预留修模余量与模具加工的关系问题12.模具在成型周期中的受力分析13.压应力校核与模具周界尺寸的关系14.强度校核与模具寿命的关系15.刚度校核与制品精度的关系16.组合与整体式圆形凹模侧壁厚度与底板厚度计算17.整体与组合式矩形凹模侧壁厚度与底板厚度计算18.排气的物理根源
15. 浇口位置与充模的关系 16. 浇口位置与制品品质的关系 17. 防止型芯变形的浇口位置设计与型芯自稳定原理 第四节 热流道注塑模浇注系统设计（4 学时） 1．无流道浇注系统的 4 大优缺点及其对物料的要求 2．单腔与多腔绝热流道的结构 3．单腔延伸式喷嘴的结构 4．多腔热流道的喷嘴结构 5．内外热式的热流道板结构设计 6．热管的高效传热机理 第五节 注塑模成型零部件设计（10 学时） 1. 分型面的概念 2. 分型面的形状 3. 分型面的位置与制品精度、外观、留模倾向、抽芯距离和排气的关系 4. 整体式凹模的结构设计，整体嵌入式凹模的结构设计，组合式凹模的结构 设计 5. 主型芯的结构形式，成型杆的装固方式，螺纹型芯的安装方式 6. 整体与瓣合式螺纹型环的结构 7. 影响制品精度的因素与制品误差的构成 8. 收缩率的基本概念 9. 平均收缩率法计算成型零件尺寸的原理 10. 极限尺寸法计算成型零件尺寸的原理与制品精度控制 11. 关于预留修模余量与模具加工的关系问题 12. 模具在成型周期中的受力分析 13. 压应力校核与模具周界尺寸的关系 14. 强度校核与模具寿命的关系 15. 刚度校核与制品精度的关系 16. 组合与整体式圆形凹模侧壁厚度与底板厚度计算 17. 整体与组合式矩形凹模侧壁厚度与底板厚度计算 18. 排气的物理根源
19.分型面排气20.配合间隙排气21.专用排气槽排气22.多孔成型零件排气23.负压真空排气24.高速成型与排气的关系第六节合模导向与定位机构（2学时）1.导向机构的三大功能2.导柱位置与型芯的关系3.不同导柱的结构与变形问题4.导柱用微变形钢及其热处理要求5.模具中不同机构或部位的导向问题6.导柱与导套的固定方式7.导柱、导套与模板定位、紧固的关系问题8.定位机构的磨损问题与锥面精定位9.矩形导柱的定位与承压机理第七节塑件脱模机构设计（14学时）1.典型脱模机构的的基本组成2.制品脱模对脱模机构的功能与位置要求3.不同脱模机构的特点与应用4.圆锥形凸模脱模力的力学分析5.影响脱模力的因素剖析6.推杆脱模机构设计7.推管脱模机构设计8.推板脱模机构设计9.活动镶件脱模机构10.凹模推出制品的脱模机构11.气压脱模与密封问题12.脱模中的消真空问题13.联合脱模机构
19. 分型面排气 20. 配合间隙排气 21. 专用排气槽排气 22. 多孔成型零件排气 23. 负压真空排气 24. 高速成型与排气的关系 第六节 合模导向与定位机构（2 学时） 1. 导向机构的三大功能 2. 导柱位置与型芯的关系 3. 不同导柱的结构与变形问题 4. 导柱用微变形钢及其热处理要求 5. 模具中不同机构或部位的导向问题 6. 导柱与导套的固定方式 7. 导柱、导套与模板定位、紧固的关系问题 8. 定位机构的磨损问题与锥面精定位 9. 矩形导柱的定位与承压机理 第七节 塑件脱模机构设计（14 学时） 1. 典型脱模机构的的基本组成 2. 制品脱模对脱模机构的功能与位置要求 3. 不同脱模机构的特点与应用 4. 圆锥形凸模脱模力的力学分析 5. 影响脱模力的因素剖析 6. 推杆脱模机构设计 7. 推管脱模机构设计 8. 推板脱模机构设计 9. 活动镶件脱模机构 10. 凹模推出制品的脱模机构 11. 气压脱模与密封问题 12. 脱模中的消真空问题 13. 联合脱模机构
14.定模脱模与制品外观或功能的关系15.顺序脱模机构与制品留模控制16.二级脱模机构与制品损伤17.两板模浇注系统凝料的自动脱模18.三板模浇注系统凝料的自动脱模机构19.螺纹制品的强制脱模20.脱螺纹制品的可涨缩型芯21.侧抽芯脱螺纹的机构22.螺纹制品旋转脱出机构及其旋转动力和制品止转方式第八节侧向分型抽芯机构（10学时）1.侧向抽芯距离的计算2.抽拔力的来源种类3.手动抽芯与活动镶件的关系4.弹簧分型抽芯机构5.斜销分型抽芯机构的详细设计及其斜角控制问题6.斜销分型抽芯机构中的干涉问题及其力学计算7.斜销分型抽芯机构的5大类型及其与制品结构的关系8.斜销分型抽芯机构的变异形式---弯销分型抽芯9.滑板导板侧向分型机构10.斜滑块分型抽芯机构与止动问题11.齿轮齿条抽芯与圆弧抽芯机构12.液压抽芯机构与锁模问题13.复杂多滑块联合抽芯机构第九节注塑模温度调节系统（3学时）1.模温控制与制品成型效率的关系2.模温控制与制品形态结构的关系3.模温控制与制品内在质量的关系4.变模温注塑的机理5.提高冷却效率的措施及其传热机理6.冷却系统设计的原则
14. 定模脱模与制品外观或功能的关系 15. 顺序脱模机构与制品留模控制 16. 二级脱模机构与制品损伤 17. 两板模浇注系统凝料的自动脱模 18. 三板模浇注系统凝料的自动脱模机构 19. 螺纹制品的强制脱模 20. 脱螺纹制品的可涨缩型芯 21. 侧抽芯脱螺纹的机构 22. 螺纹制品旋转脱出机构及其旋转动力和制品止转方式 第八节 侧向分型抽芯机构（10 学时） 1. 侧向抽芯距离的计算 2. 抽拔力的来源种类 3. 手动抽芯与活动镶件的关系 4. 弹簧分型抽芯机构 5. 斜销分型抽芯机构的详细设计及其斜角控制问题 6. 斜销分型抽芯机构中的干涉问题及其力学计算 7. 斜销分型抽芯机构的 5 大类型及其与制品结构的关系 8. 斜销分型抽芯机构的变异形式-弯销分型抽芯 9. 滑板导板侧向分型机构 10. 斜滑块分型抽芯机构与止动问题 11. 齿轮齿条抽芯与圆弧抽芯机构 12. 液压抽芯机构与锁模问题 13. 复杂多滑块联合抽芯机构 第九节 注塑模温度调节系统（3 学时） 1. 模温控制与制品成型效率的关系 2. 模温控制与制品形态结构的关系 3. 模温控制与制品内在质量的关系 4. 变模温注塑的机理 5. 提高冷却效率的措施及其传热机理 6. 冷却系统设计的原则
7.出入水温差与制品质量的关系8.模具冷却系统的传热计算9.冷却系统的结构形式10.逻辑密封冷却与热管在模具冷却中的应用第十节气体辅助注塑成型制品设计和模具设计（3学时）1.常规注塑成型的保压问题2.气辅成型技术的特点3.气辅成型对制品的适应性4.气辅成型的满射与短射工艺5.短射工艺存在的问题6.实现满射的模具技术7.手指效应的控制与进气位置的确定8.气辅CAD技术第十一节多组分注塑成型模具（2学时）1.动模型芯后退式双组份注塑模2.托芯旋转式双组份注塑模3.动模旋转式双组份注塑模4.型芯滑动式双组份注塑模5.型腔滑动式双组份注塑模第十二节模具标准化与设计流程（1学时）1.模架标准化的意义及其标准化系列2.机构的标准化3.零件的标准化4.标准模架的选用计算5.模具设计的基本流程五、课程目标对应的教学内容课程目标1对应本课程教学内容的第一章～第二章，第四章第一节和第二节；
7. 出入水温差与制品质量的关系 8. 模具冷却系统的传热计算 9. 冷却系统的结构形式 10. 逻辑密封冷却与热管在模具冷却中的应用 第十节 气体辅助注塑成型制品设计和模具设计（3 学时） 1. 常规注塑成型的保压问题 2. 气辅成型技术的特点 3. 气辅成型对制品的适应性 4. 气辅成型的满射与短射工艺 5. 短射工艺存在的问题 6. 实现满射的模具技术 7. 手指效应的控制与进气位置的确定 8. 气辅 CAD 技术 第十一节 多组分注塑成型模具（2 学时） 1. 动模型芯后退式双组份注塑模 2. 托芯旋转式双组份注塑模 3. 动模旋转式双组份注塑模 4. 型芯滑动式双组份注塑模 5. 型腔滑动式双组份注塑模 第十二节 模具标准化与设计流程（1 学时） 1. 模架标准化的意义及其标准化系列 2. 机构的标准化 3. 零件的标准化 4. 标准模架的选用计算 5. 模具设计的基本流程 五、 课程目标对应的教学内容 课程目标 1 对应本课程教学内容的第一章~第二章，第四章第 一节和第二节；
课程目标2对应本课程教学内容的第四章第三节到第九节；课题目标3对应本课程教学内容的第四章第十节和第十一节；课程目标4对应本课程教学内容的第四章第三节。六、考核方式及成绩评定标准（一）课程考核方式课程考核包括课后作业及随堂测试、期末考试等部分，各部分的比例分别如下：序号考核方式对应课程目标所占成绩比例（%）501课后作业及随堂测试1,2,3,4250期末考试1,2,3,4(二）评分标准各项成绩构成评分标准如下：1.课后作业及随堂测试评分标准：得分标准描述6次课后作业及平时随堂测试平均完成质量良100~90（优）好，平均分90分以上6次课后作业及平时随堂测试平均完成质量良89~80（良）好，平均分为89~806次课后作业及平时随堂测试平均完成质量较79~70（中)好，平均分为79~706次课后作业及平时随堂测试平均完成质量较69~60（及格）好，平均分为69~60
课程目标 2 对应本课程教学内容的第四章第三节到第九节； 课题目标 3 对应本课程教学内容的第四章第十节和第十一节； 课程目标 4 对应本课程教学内容的第四章第三节。 六、 考核方式及成绩评定标准 (一) 课程考核方式 课程考核包括课后作业及随堂测试、期末考试等部分，各部分的 比例分别如下： 序号 考核方式 所占成绩比例（%） 对应课程目标 1 课后作业及随堂测试 50 1，2，3，4 2 期末考试 50 1，2，3，4 (二) 评分标准 各项成绩构成评分标准如下： 1. 课后作业及随堂测试评分标准： 标准描述 得分 6 次课后作业及平时随堂测试平均完成质量良 好，平均分 90 分以上 100~90（优） 6 次课后作业及平时随堂测试平均完成质量良 好，平均分为 89~80 89~80（良） 6 次课后作业及平时随堂测试平均完成质量较 好，平均分为 79~70 79~70（中） 6 次课后作业及平时随堂测试平均完成质量较 好，平均分为 69~60 69~60（及格）