《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）全套教案 第1-10章 塑料成型基础知识 -注射模设计实例

《塑料成型工艺及模具设计》第3版，第1章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第1章塑料成型基础知识授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：4学时（理论教学）一、教学目标1.知识目标理解高分子聚合物的形成、链状结构与聚集态结构；掌握线型非晶态与晶态高聚物的三态转变（玻璃态、高弹态、黏流态）及其加工适应性；熟悉聚合物流变学基本概念，包括牛顿型与非牛顿型流体、表观黏度的影响因素；了解聚合物成型过程中的物理行为（结晶、取向、残余应力）和化学行为（降解、交联）及其对塑件质量的影响；掌握塑料的组成、分类（热塑性/热固性、通用/工程/特种）、性能特点及用途；理解塑料成型工艺性能（收缩性、流动性、热敏性、水敏性等）及其对模具设计和工艺参数选择的影响。2.能力目标能够根据塑料的工艺性能初步判断成型难易程度；能够分析聚合物结构与性能之间的关系，为后续模具设计提供理论依据；能够识别常见塑料类型并了解其基本用途。3.素质目标培养学生从高分子物理角度思考成型问题的科学思维；通过介绍我国高分子材料发展成就，增强民族自豪感与行业责任感；树立严谨求实的工程态度，理解材料性能对产品质量的决定性作用。二、教学重点与难点教学重点线型非晶态与晶态高聚物的三态转变及对应的加工方法；聚合物流变行为（假塑性流体、表观黏度、影响黏度的因素）；塑料成型工艺性能：收缩率、流动性、结晶性、热敏性等；塑料的组成（树脂与添加剂）及分类。教学难点聚合物黏弹性及其在成型中的表现（如入口效应、离模膨胀）；结晶、取向、残余应力的产生机理及对塑件性能的影响；收缩率的计算与影响因素。三、教学方法与手段多媒体讲授：结合PPT、动画演示聚合物分子结构、三态转变、流变曲线等抽象概念；案例分析：通过常见塑料（如PE、PP、ABS、PC）的工艺性能对比，加深理解；实物展示：展示不同塑料样品，直观感受塑料的差异；课堂互动：设问启发，如“为什么聚乙烯可以反复加热成型，而酚醛塑料不行？”；雨课堂/学习通：推送预习资料和课后练习题。四、教学内容及过程设计教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计导入从生活实例（如塑料瓶、手机壳）引入，提问“为什么不同塑料性能各异？”激发兴趣。5分钟展示常见塑料制品，引导学生思考材料与成型的关系。1.1聚合物的结构和性能高分子聚合物的形成（聚合反应、相对分子质量）；链状结构类型：线型、支链型、体型（热塑性/热固性）；聚集态结构：晶态、部分晶态、非晶态；线型非晶态高聚物的三态：玻璃态、高弹态、黏流态（\(T_g\)、\(T_f\)、\(T_d\)）；线型晶态高聚物的特点（熔点\(T_m\)）。45分钟播放动画展示分子链运动；对比热塑性与热固性塑料的交联过程；举例说明不同状态对应的成型方法（如玻璃态可机械加工、高弹态可真空成型、黏流态可注射）。1.2聚合物的流变性质牛顿型流体与非牛顿型流体（宾哈、假塑性、膨胀性）；假塑性流体的“剪切变稀”现象及表观黏度公式；影响黏度的因素：分子结构、相对分子质量、温度、压力、助剂；聚合物的弹性行为：端末效应（入口效应、离模膨胀）、失稳流动；充型流动：喷射、扩展流动、熔接痕。50分钟展示流动曲线图；用挤出实验视频演示离模膨胀；讨论浇口设计如何避免喷射。1.3聚合物成型过程中的物理行为加热与冷却（传热性差、结晶潜热）；结晶（条件、对塑件性能的影响）；取向（机理、影响因素、对性能的影响）；残余应力（类型、危害、减少措施）。30分钟结合图表解释结晶度与力学性能的关系；举例说明取向导致各向异性（如薄膜拉伸）；引入退火处理概念。1.4聚合物成型过程中的化学行为降解（热降解、氧化降解、水降解、应力降解）及防止方法；交联（热固性塑料固化、硬化程度判断）。20分钟强调干燥对吸湿性塑料的重要性；展示过热导致的塑件缺陷图片。1.5塑料的组成、分类、性能与用途塑料组成：树脂（主要成分）与添加剂（填充剂、增塑剂、稳定剂、着色剂、润滑剂、固化剂等）；分类：按受热行为（热塑性/热固性）、按用途（通用/工程/特种）；性能特点（密度小、比强度高、化学稳定性好等）及局限性；常用塑料性能与用途（表2-1）。30分钟展示不同添加剂实物或图片；列表对比热塑性与热固性塑料；介绍我国工程塑料发展现状（思政点）。1.6塑料成型工艺性能收缩性：定义、形式（线性收缩、方向性、后收缩）、收缩率计算、影响因素；流动性：熔融指数、螺旋线长度、拉西格流动值；其他工艺性能：结晶性、热敏性、水敏性、吸湿性、应力敏感性、相容性、比体积与压缩比、硬化特性。30分钟讲解收缩率计算公式（1-5）；展示不同塑料流动性数据表；讨论如何根据工艺性能选择成型条件。课堂小结回顾本章核心知识点，强调结构与性能、流变、工艺性能的内在联系。10分钟思维导图总结；预留答疑时间。五、课后作业与思考题简答题：解释线型非晶态高聚物的三态转变，并说明各状态对应的成型加工方法。什么是假塑性流体？其表观黏度与剪切速率有何关系？影响塑料收缩率的主要因素有哪些？在设计模具时如何考虑收缩率？塑料添加剂有哪些类型？分别起什么作用？计算题：

某塑件在常温下的尺寸为100mm，模具型腔在常温下的尺寸为101.5mm，求该塑料的计算收缩率。若塑件成型后24小时实测尺寸为99.8mm，实际收缩率是多少？分析题：为什么聚碳酸酯（PC）注射前必须充分干燥，而聚乙烯（PE）通常不需要？请从聚合物结构角度分析。结合教材表1-2和1-3，讨论壁厚对收缩率的影响规律，并说明在模具设计中如何应对。拓展思考：

收集资料，了解我国在高性能工程塑料（如聚醚醚酮PEEK、聚酰亚胺PI）领域的最新进展，并撰写200字左右的心得体会（思政融入）。六、参考资料教材：《塑料成型工艺及模具设计》（王群、滕杰主编，机械工业出版社，2025）参考书：《塑料成型工艺学》（黄锐主编）、《高分子物理》（何曼君等）标准：GB/T14486-2008塑料模塑件尺寸公差七、教学反思（课后填写）学生对聚合物三态转变和流变行为理解是否到位？是否需要增加更多生产实例辅助讲解？学生对思政元素的接受度如何？编制人：审核人：日期：《塑料成型工艺及模具设计》课程组编制《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）第2章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第2章塑料制品设计授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：8学时（理论6学时+实验/设计2学时）一、教学目标1.知识目标理解塑件选材的基本原则，掌握常用塑料的性能与用途；掌握塑件尺寸精度的确定方法，了解国家标准（GB/T14486、ISO20457）中公差等级的选用；熟悉塑件表面质量要求及其与模具表面粗糙度的关系；掌握塑件结构设计的主要内容：壁厚、脱模斜度、加强肋、支承面、圆角、孔（通孔、不通孔、碰穿、插穿）、螺纹、嵌件、铰链、表面文字图案等；理解塑件结构与模具结构、成型工艺之间的相互影响关系。2.能力目标能够根据塑件功能要求合理选择塑料材料；能够依据塑件使用要求确定合理的尺寸公差和表面粗糙度；具备对塑件结构进行工艺性分析的能力，能够识别并优化不合理结构；能够运用所学知识设计典型塑件结构，避免成型缺陷。3.素质目标培养学生严谨细致的工程设计思维；通过塑件结构优化案例，树立精益求精的工匠精神；增强环保意识，理解塑料制品设计与回收利用的关系。二、教学重点与难点教学重点塑件尺寸公差等级的选用（GB/T14486、ISO20457）及两类尺寸（A类、B类）的区别；塑件结构设计要点：壁厚均匀性、脱模斜度的确定、加强肋的布置、孔的设计原则（尤其是碰穿与插穿的区分）；螺纹塑件和嵌件的设计方法；塑件表面文字、图案的成型方法。教学难点塑件结构对模具复杂性的影响分析（如侧向凹凸的处理、强制脱模的条件）；嵌件设计中的应力开裂预防措施及定位方式；孔间距、孔边距与孔径的尺寸关系，以及碰穿/插穿结构的设计要点。三、教学方法与手段多媒体讲授：结合PPT、动画演示塑件结构设计要点，展示不合理设计与改进设计的对比；案例教学：通过教材中的典型实例（如表2-5、2-9、2-10、2-14）分析塑件结构优化过程；实物展示：展示带有典型结构（如加强肋、嵌件、螺纹）的塑料制品，增强感性认识；课堂练习：给定塑件图，让学生分组讨论其结构工艺性并提出改进建议；实验/设计环节：安排学生使用CAD软件绘制简单塑件三维图，并标注脱模斜度、壁厚等。四、教学内容及过程设计（理论6学时）教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计导入从生活中的塑料制品（如手机壳、瓶盖）引入，提问“为什么有的塑件表面光滑，有的有加强筋？”激发兴趣。5分钟展示不同塑件实物，引导学生思考结构与功能、成型的关系。2.1塑件的工艺性2.1.1塑件的选材：选材依据（力学、物理、化学性能、精度、成型工艺性）；常用塑料性能与用途（表2-1）；塑料回收标识（表2-2）及其意义；2.1.2塑件的尺寸和精度：塑件尺寸受流动性限制；公差等级（表2-3ISO20457、表2-4GB/T14486）；两类尺寸（A类不受模具活动部分影响，B类受影响）；公差标注原则；2.1.3塑件的表面质量：表面粗糙度与模具的关系；外观缺陷类型。50分钟展示不同塑料样品；讲解公差表使用方法；举例说明A、B类尺寸的区别；讨论表面粗糙度对塑件外观的影响。2.2塑件结构设计

（分小节）2.2.1几何形状及结构设计：壁厚（表2-5）、脱模斜度（表2-6）、加强肋（表2-7、2-8、2-9）、支承面（表2-10）、圆角（图2-5）、孔的设计（通孔、不通孔、螺钉固定孔、互相垂直孔、碰穿与插穿、异形孔，表2-11至2-13，图2-14至2-18）、塑件表面形状（图2-19至2-21，表2-14）；2.2.2带螺纹的塑件设计：螺纹始末部分尺寸（表2-15）；同轴螺纹旋向与螺距要求；自攻螺纹底孔设计（表2-17）；2.2.3塑料齿轮的设计：齿轮各部分尺寸关系（表2-18）；注意事项；2.2.4嵌件的设计：嵌件作用；防应力开裂措施（表2-19）；定位方式（图2-23至2-28）；细长嵌件支撑；2.2.5铰链的设计：铰链形式与尺寸（图2-30）；适用塑料（PP、PA、POM）；2.2.6塑件表面文字、图案、纹理、丝印和喷漆：凸字/凹字模具加工对比（图2-31）；丝印、喷漆对表面粗糙度的要求。215分钟

（合计）结合教材图例逐一讲解；穿插提问；播放动画演示碰穿与插穿的区别；给出典型塑件让学生现场分析结构合理性；展示带螺纹、嵌件、铰链的实物。课堂小结回顾塑件设计核心原则：功能性、工艺性、经济性；强调结构对模具的影响。10分钟思维导图总结；预留答疑时间。注：上述时间分配总计280分钟（约4.7小时），实际授课中可根据情况调整，确保重点内容充分讲解，部分细节可安排学生自学。五、实验/设计环节（2学时）实验项目：塑件结构工艺性分析及CAD建模目的：加深对塑件设计原则的理解，培养运用CAD软件进行塑件结构设计的能力。内容：给定一个简单塑件（如带加强肋的盖子），分析其结构工艺性，指出可能存在的缺陷并提出改进方案。使用SolidWorks/UG等软件绘制改进后的塑件三维模型，合理设置脱模斜度、壁厚、圆角等。标注关键尺寸，并说明所选用塑料的收缩率及公差等级。要求：提交分析报告（含改进前后对比）和三维模型截图。六、课后作业与思考题简答题：塑件尺寸公差中A类尺寸和B类尺寸有何区别？在设计时应注意什么？什么是碰穿和插穿？在模具设计中如何选择？嵌件设计时如何防止塑件应力开裂？列举至少三种措施。为什么塑件通常不采用整个底面作为支承面？举例说明正确的支承面设计。计算题：

某ABS塑件外径为φ50mm，壁厚2.5mm，采用一般精度，查表确定其尺寸公差并标注（要求注明公差种类）。

塑件上有一通孔，孔径φ4mm，孔深25mm，判断该孔是否可一次成型？若需改进，提出方案。分析题：观察图2-18，分析插穿改为镶穿的好处，并说明在何种情况下优先采用镶穿。结合表2-5中的实例，总结壁厚均匀性原则，并说明壁厚突变可能引起的成型缺陷。设计题：

设计一个带螺纹的瓶盖草图，要求标注脱模斜度、螺纹始末尺寸，并选择合适的塑料材料。拓展思考：

查阅资料，了解目前塑料制品轻量化设计的发展趋势，以及通过结构优化（如加强肋）实现减重的案例。七、参考资料教材：《塑料成型工艺及模具设计》（王群、滕杰主编，机械工业出版社，2025）标准：GB/T14486-2008塑料模塑件尺寸公差；ISO20457:2018塑料模塑件尺寸公差参考书：《塑料制品设计指南》（付伟主编）、《注射模具设计实用手册》（张杰主编）八、教学反思（课后填写）学生对塑件公差等级的掌握程度如何？是否需要补充练习？对碰穿/插穿的理解是否清晰？动画演示效果如何？实验环节学生能否独立完成CAD建模？是否需要增加辅导？编制人：审核人：日期：《塑料成型工艺及模具设计》课程组编制《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）第3章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第3章塑料注射成型原理及工艺授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：8学时（理论6学时+实验/设计2学时）一、教学目标1.知识目标掌握注射成型的基本原理，了解柱塞式与螺杆式注射机的结构及工作原理；熟悉注射成型工艺全过程（准备、注射、后处理），理解各阶段的作用；掌握注射成型的主要工艺参数（温度、压力、时间、速度）及其对塑件质量的影响；了解常见塑料的注射成型特点及典型塑件的工艺条件；掌握注射成型工艺规程制订的步骤和方法。2.能力目标能够根据塑件要求初步确定注射成型工艺参数；能够分析常见注射成型缺陷的产生原因并提出改进措施；具备查阅工艺手册、制订简单注射工艺规程的能力。3.素质目标通过我国注塑机发展历程，增强民族自豪感与行业使命感；培养学生严谨细致、精益求精的工匠精神；强化质量意识，理解工艺参数精确控制对产品性能的重要性。二、教学重点与难点教学重点螺杆式注射机的工作原理及注射成型过程；注射成型工艺参数（温度、压力、时间、速度）的设定及其对塑件质量的影响；常见成型缺陷（短射、飞边、缩痕、熔接痕、翘曲等）的分析与对策；注射成型工艺规程的制订方法。教学难点注射过程中压力-时间曲线（图3-4）的解读及与塑件质量的关系；多参数耦合作用对残余应力和取向的影响机制；塑化能力、背压等概念的工程意义。三、教学方法与手段多媒体讲授：结合动画演示注射机工作原理、注射过程、熔体充型流动；展示压力-时间曲线；案例教学：通过表3-3典型塑件工艺条件，分析不同塑件对工艺参数的要求；视频观摩：播放注射成型生产现场视频，了解实际生产过程；课堂互动：设问启发，如“为什么注射结束后还要保压？”“注射速度过快会有什么后果？”；实验环节：安排注射成型工艺实验，观察工艺参数变化对制品质量的影响。四、教学内容及过程设计（理论6学时）教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计导入从生活实例（如塑料水杯、手机外壳）引入，提问“这些塑料制品是如何快速大批量生产出来的？”激发兴趣。5分钟展示塑料制品，引出注射成型的高效性，简述本章内容。3.1注射成型原理及工艺3.1.1注射成型原理及注射机：注射成型定义、特点；柱塞式与螺杆式注射机的结构及工作原理（图3-1）；注射机规格及主要技术参数。40分钟播放动画演示螺杆式注射机工作过程；对比两类注射机的优缺点；介绍注射机型号表示方法（如SZ-160/1000）。3.1.2注射成型工艺过程：注射前准备（原料预处理、料筒清洗、嵌件预热、脱模剂选用）；注射过程（塑化、计量、注射充型、保压补缩、倒流、冷却定型）；压力-时间曲线（图3-4）分析；塑件后处理（退火、调湿）及包装储存。50分钟结合图3-2、3-3、3-4讲解；提问：保压阶段的作用？倒流对塑件有何影响？举例说明退火处理的应用（如PC、POM）。3.1.3注射成型工艺条件：温度（料筒温度、喷嘴温度、模具温度）及其影响（图3-5、3-6）；压力（塑化压力/背压、注射压力、保压压力、型腔压力）及其影响（图3-7）；注射速度及其影响（图3-8）；成型周期（图3-9）。50分钟讲解各参数对熔体流动性、塑件性能的影响；讨论如何根据塑料特性设定料筒温度分布；分析注射速度“慢-快-慢”原则。3.1.4几种常见塑料的注射成型特点（表3-1、3-2）：PVC、PA、PP、PC、PE、PMMA、ABS的工艺特性及注意事项。30分钟分组讨论不同塑料的干燥要求、流动性、成型温度范围；教师总结关键点。3.1.5典型塑件注射成型工艺条件（表3-3）：建筑模板（PP）、投影仪支架盖板（ABS）、打印机轴承固定件（PC+GF）的工艺参数实例分析。20分钟引导学生从塑件尺寸、材料、壁厚出发，分析表中工艺参数的合理性。3.2塑料成型工艺规程的制订3.2.1-3.2.5：塑件的分析、成型方法及工艺过程的确定、成型工艺条件的确定、设备和工具的选择、工艺文件的制订（表3-4注射成型工艺卡片）。45分钟以一个简单塑件为例，现场演示工艺规程制订步骤；展示工艺卡片模板，讲解填写要点。课堂小结回顾本章核心知识点：注射成型原理、工艺过程、工艺参数、常见塑料特点、工艺规程制订。10分钟思维导图总结；预留答疑时间。注：以上时间分配总计250分钟（约5.5学时），剩余20分钟机动，可用于课堂练习或补充案例。五、实验/设计环节（2学时）实验项目：注射成型工艺参数对制品质量的影响目的：通过实际操作或模拟实验，观察不同工艺参数（注射速度、保压压力、模具温度）对塑件质量（收缩、飞边、熔接痕等）的影响，加深对理论知识的理解。内容：在注射成型机或注塑模拟软件上，以某塑料（如PP）为原料，成型标准试样。改变注射速度、保压压力、模具温度等参数，记录制品外观、尺寸及缺陷情况。分析各参数对制品质量的影响规律，并与理论对照。要求：提交实验报告，包括实验条件、数据记录、结果分析与结论。若无法进行实际注射实验，可采用CAE软件（如Moldflow）进行仿真分析，观察流动前沿温度、压力分布、熔接痕位置等。六、课后作业与思考题简答题：简述螺杆式注射机的工作原理，并说明其与柱塞式相比有何优点。解释注射成型过程中的“保压”和“倒流”现象，它们对塑件质量有何影响？料筒温度、喷嘴温度、模具温度分别如何影响注射成型过程？列举三种常见注射成型缺陷，分析其产生原因及防止措施。计算题：

某塑件（ABS）单件体积为25cm³，浇注系统体积为5cm³，采用一模两腔，试选择合适的注射机公称注射量（按80%利用率计算）。若注射机公称注射量为125g（以PS计），是否满足要求？（ABS密度1.05g/cm³，PS密度1.06g/cm³，压缩比近似取2）分析题：结合图3-4注射成型周期压力-时间曲线，分析A、B、C、D、E各阶段对应的物理过程，并说明型腔压力\(P_C\)、\(P_{C1}\)、\(P_E\)的意义。某PC塑件注射后出现银纹，可能是什么原因？如何通过工艺调整改善？设计题：

给定一个简单塑件（如圆盒盖），试制订其注射成型工艺规程，包括原料选择、预处理、注射机型号初选、工艺参数设定、后处理等，并填写简易工艺卡片（可参考表3-4格式）。拓展思考：

查阅资料，了解近年来注射成型技术在汽车轻量化、精密电子等领域的应用进展，撰写300字左右的综述。七、参考资料教材：《塑料成型工艺及模具设计》（王群、滕杰主编，机械工业出版社，2025）参考书：《注射成型工艺与设备》（王兴天主编）、《塑料成型工艺学》（黄锐主编）标准：GB/T17037热塑性塑料注射成型工艺规范八、教学反思（课后填写）学生对注射机工作原理和压力-时间曲线的理解是否透彻？是否需要补充动画或实物模型？实验环节能否达到预期效果？学生是否能够将工艺参数变化与缺陷关联？思政元素（如我国注塑机发展）的融入是否自然？学生反响如何？编制人：审核人：日期：《塑料成型工艺及模具设计》课程组编制《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）第4章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第4章注射模具设计授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：26学时（理论18学时+实验/设计8学时）一、教学目标1.知识目标掌握注射模具的基本结构组成（成型零部件、浇注系统、导向机构、脱模机构、侧向抽芯机构、温度调节系统、排气系统、模架等）及分类；熟悉注射机与模具的关系，掌握注射量、注射压力、锁模力、安装尺寸、开模行程等的校核方法；掌握分型面的选择原则、型腔数目的确定方法与多型腔排列；熟悉浇注系统（主流道、分流道、浇口、冷料穴）的设计方法及平衡进料；掌握成型零件（凹模、凸模、镶件）的结构设计、工作尺寸计算及强度校核；掌握脱模机构（一次脱模、二次脱模、双脱模、顺序脱模、螺纹脱模）的设计；掌握侧向分型与抽芯机构（斜导柱、弯销、斜滑块、斜推杆、齿轮齿条等）的设计；掌握温度调节系统（冷却系统设计原则、结构形式、计算）及加热系统设计；了解模架类型、选择方法及模具材料的选用。2.能力目标能够根据塑件结构选择合适的模具类型，并进行注射机参数校核；具备中等复杂程度注射模具的总体方案设计能力；能够进行浇注系统、成型零件、脱模机构、抽芯机构及冷却系统的初步设计；能够查阅模具标准（模架、标准件）并选用合适的模具材料；具备使用CAD软件绘制模具装配图和零件图的基础能力。3.素质目标通过模具设计案例，培养严谨细致的工程设计与系统思维；理解模具设计对塑件质量、生产效率及成本的决定性影响；融入我国模具工业发展成就，增强行业自信与创新意识；树立标准化、规范化设计理念，强化工程伦理与责任意识。二、教学重点与难点教学重点注射模具的组成与分类；注射机参数校核（锁模力、注射量、开模行程等）；分型面选择原则与实例；浇注系统设计（主流道、分流道、浇口类型与位置）；成型零件工作尺寸计算；脱模机构设计（推杆、推管、推板、斜顶、滑块等）；侧向抽芯机构设计（斜导柱抽芯）；冷却系统设计原则与结构形式。教学难点多型腔模具的流道平衡与压力平衡计算；复杂脱模机构（如斜顶、滑块）的运动分析与设计；成型零件工作尺寸计算公式的应用（考虑收缩率、磨损、制造公差）；冷却系统的热平衡计算与管道布局优化；侧向抽芯机构中的干涉校核与锁紧设计。三、教学方法与手段多媒体讲授：结合PPT、动画、视频演示模具结构、动作原理（如斜导柱抽芯、推杆推出）；案例教学：通过典型模具结构图（如图4-1、4-3等）讲解设计要点；实物模型与拆装：利用模具模型或3D打印模型展示结构；课堂练习：给定塑件，分组讨论分型面、浇口位置、脱模方式；项目驱动：布置小型模具设计任务，贯穿本章教学；软件辅助：演示CAD软件中模架调用、冷却水道设计；实验环节：模具拆装实验、浇注系统流动模拟（CAE）。四、教学内容及过程设计（理论18学时）教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计导入从注射成型模具的重要性引入，提问“一副注射模由哪些部分组成？为什么设计好坏直接影响塑件质量？”激发兴趣。10分钟展示一副实际模具的爆炸图（图4-2），简述各部件功能。4.1基本结构与分类注射模结构组成；分类（单分型面、双分型面等）；单分型面模具（图4-1、4-2）和双分型面模具（图4-3、4-4）的结构特点及应用。60分钟结合爆炸图讲解各部件名称及作用；对比单分型面与双分型面的差异；提问：点浇口模具为什么需要双分型面？4.2注射模与注射机注射量、注射压力、锁模力校核；安装尺寸校核；开模行程校核；推出机构校核；模具安装方式。90分钟讲解公式（4-1至4-11）；通过例题演示校核步骤；展示注射机模板尺寸图（图4-6）；讨论模具厚度不足时的调整方法。4.3分型面的选择分型面形式；选择原则；实例分析（图4-16至4-24）；分型面宽度确定。60分钟结合图例讲解；分组讨论给定塑件的分型面选择；强调避免倒扣、保证塑件外观。4.4型腔数目的确定与排列按技术参数确定型腔数目；按经济性确定型腔数目；多型腔排列原则；压力平衡计算。50分钟讲解各计算公式；通过算例演示；讨论进料平衡与压力平衡的重要性。4.5浇注系统设计浇注系统组成；主流道设计；冷料穴设计；分流道设计（截面形状、效率、尺寸）；浇口设计（侧浇口、点浇口、潜伏式等）；浇口位置选择；平衡进料设计。180分钟结合图4-32至4-61讲解；播放动画演示不同浇口充填过程；分组讨论给定塑件的浇口位置；强调浇口对熔接痕、翘曲的影响。4.6排气和引气系统设计排气的必要性；排气方式；排气槽尺寸；引气方式。30分钟讲解排气不良引起的缺陷；展示排气槽开设位置。4.7成型零件设计凹模、凸模结构设计；成型零件工作尺寸计算（考虑收缩率、磨损、制造公差）；强度刚度校核；成型零件工艺性。150分钟讲解工作尺寸计算公式；通过实例演算；讨论镶拼结构的优缺点；展示强度校核公式。4.8导向机构设计导柱导向机构；精定位装置。30分钟展示导柱导套实物；讲解导向机构的作用。4.9脱模机构设计脱模力计算；一次脱模机构；二次脱模机构；双脱模机构；顺序脱模机构；螺纹脱模机构。120分钟结合图4-90至4-153讲解；播放动画演示推杆推出、推管推出、斜顶脱模；讨论推杆位置选择。4.10侧向抽芯机构设计侧向抽芯机构分类；斜导柱侧向抽芯机构（结构、抽芯距、斜导柱长度、锁紧楔、滑块设计）；弯销抽芯；斜导槽抽芯；斜滑块抽芯；斜推杆抽芯；齿轮齿条抽芯；弹性元件抽芯。150分钟播放动画演示斜导柱抽芯过程；讲解抽芯力、抽芯距计算；展示滑块定位方式；分组设计简单滑块机构。4.11温度调节系统设计温度调节的必要性；冷却系统设计原则；冷却系统结构形式；冷却系统组成及连通方式；冷却系统计算；加热系统设计。90分钟讲解冷却水道布局；通过算例演示冷却计算；展示不同冷却结构图（图4-164至4-177）。4.12模架设计注射模模架的结构；标准模架的结构与形式；基本型模架组合尺寸；模架的选择方法。40分钟展示标准模架样本；讲解模架代号含义；演示如何在CAD中调用模架。4.13注射模材料的选用模具零件的失效形式；成型零件材料选用的要求；常用模具材料及热处理。30分钟展示不同材料试样；讲解选材依据（耐磨性、耐蚀性、抛光性）。课堂小结回顾本章核心知识点：模具组成、注射机校核、分型面、型腔数、浇注系统、成型零件、脱模机构、抽芯机构、冷却系统、模架、材料。20分钟思维导图总结；预留答疑时间。注：以上时间分配总计约1080分钟（18小时），可根据实际进度灵活调整，确保重点内容（如4.5、4.7、4.9、4.10）充分讲解。五、实验/设计环节（8学时）实验一：模具拆装与结构认知（2学时）目的：了解注射模具的实际结构，认识各零部件及其装配关系。内容：分组拆装一副小型注射模（或模型），观察分型面、浇注系统、导向机构、推出机构、冷却水道等；测绘主要零件草图。要求：写出拆装报告，绘制模具结构简图。实验二：浇注系统流动模拟（2学时）目的：了解CAE软件在浇注系统设计中的应用，观察熔体充填过程。内容：使用Moldflow或Moldex3D软件，对简单塑件进行充填分析，设置不同浇口位置，分析流动前沿、熔接痕、气穴等。要求：提交分析报告，比较不同浇口方案的优劣。设计项目：中等复杂塑件注射模具设计（4学时）目的：综合运用本章知识，完成一副模具的总体方案设计。内容：给定一个塑件（如带侧孔的小盖、带加强肋的盒子），要求：分析塑件工艺性；注射机初选与校核；确定分型面、型腔数、型腔排列；设计浇注系统；设计成型零件（计算工作尺寸）；设计推出机构；设计冷却系统；选择模架型号；绘制模具总装草图（CAD）。要求：提交设计说明书，含计算过程、结构草图、模具材料选择。六、课后作业与思考题简答题：注射模由哪些部分组成？各部分作用是什么？选择分型面时应遵循哪些原则？举例说明。什么是平衡式进料？在多型腔模具中如何实现？推杆脱模机构设计时应注意哪些问题？斜导柱抽芯机构中，斜导柱的倾斜角如何确定？计算题：

某塑件（ABS）在分型面上的投影面积为5000mm²，浇注系统投影面积为800mm²，型腔压力取35MPa，注射机公称锁模力为2000kN，校核锁模力是否满足要求。

塑件型腔深度为40mm，塑件外径为φ60mm，收缩率取0.6%，制造公差取Δ/3，磨损量取0.02mm，计算型腔径向尺寸和深度尺寸（标注公差）。分析题：图4-24a中侧孔的设计导致需要侧抽芯，若改为图4-24b的斜分型面插穿成型，对模具结构有何影响？分析优缺点。某塑件在推出时出现顶白，可能的原因有哪些？如何改进脱模机构设计？设计题：

设计一个斜导柱抽芯机构，已知侧孔深度10mm，侧孔轴线与开模方向垂直，塑件材料为PP，抽芯距取15mm，斜导柱倾斜角取15°，试计算斜导柱工作部分长度，并绘制滑块结构简图。拓展思考：

查阅资料，了解热流道模具相比普通流道模具的优缺点及应用场合。

收集一例国产大型复杂注射模具的成功案例，分析其设计特点。七、参考资料教材：《塑料成型工艺及模具设计》（第3版），王群、滕杰主编，机械工业出版社，2025标准：GB/T12555-2006注射模模架；GB/T4169塑料注射模零件参考书：《塑料注射模具设计实用手册》（宋满仓主编）、《模具设计与制造》（李德群主编）、《注射模设计方法及图例》（张维合主编）八、教学反思（课后填写）学生对注射机校核部分掌握情况？是否需要增加例题？浇注系统设计中学生对浇口类型选择是否理解透彻？成型零件尺寸计算学生易错点在哪里？实验/设计环节学生参与度如何？项目完成质量？编制人：审核人：日期：《塑料成型工艺及模具设计》课程组编制《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）第5章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第5章压缩成型工艺及模具设计授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：2学时（理论教学）一、教学目标1.知识目标了解压缩成型的基本原理、工艺过程及特点；熟悉压缩成型工艺的适用范围及常见制品；掌握压缩模的结构组成及各部分功能；理解压缩模设计要点：凸凹模配合形式、加料室尺寸计算、脱模机构、排气槽设计等；了解压缩模设计实例的基本思路。2.能力目标能够根据塑件特点判断是否适合采用压缩成型；具备压缩模加料室尺寸初步计算能力；能够识别压缩模的基本结构类型。3.素质目标通过压缩成型工艺的学习，了解热固性塑料成型的特点，拓宽工艺视野；培养根据不同材料特性选择成型方法的工程决策能力；了解我国在热固性塑料成型领域的技术发展，增强行业认知。二、教学重点与难点教学重点压缩成型工艺过程及特点；压缩模的结构组成；凸凹模配合形式；加料室尺寸计算方法。教学难点加料室高度计算中比体积、压缩比的应用；压缩模脱模机构的设计特点。三、教学方法与手段多媒体讲授：结合PPT、动画演示压缩成型过程、模具结构；案例教学：通过教材中压缩模设计实例（5.4节）分析设计要点；实物图片展示：展示典型压缩模结构图及成型制品；课堂互动：提问对比压缩成型与注射成型的异同。四、教学内容及过程设计（2学时）教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计导入从热固性塑料制品（如电木插座、锅柄）引入，提问“这类制品是如何成型的？”引出压缩成型工艺。5分钟展示电木制品实物或图片，说明其耐热性，与热塑性塑料成型方法对比。5.1压缩成型工艺压缩成型定义及原理；压缩成型特点：适合热固性塑料、设备简单、模具成本低、生产率较低等；应用范围：电木制品、餐具、电器零件等。15分钟讲解压缩成型原理示意图；列举典型制品；讨论压缩成型的优缺点。5.2压缩模的工作过程及结构组成5.2.1压缩模的工作过程：加料、合模、排气、固化、脱模、清理；5.2.2压缩模的结构组成：上模、下模、加料室、凸模、凹模、导向机构（导柱导套）、脱模机构（顶杆、顶板）、加热系统（电热棒）、型芯等。25分钟结合教材图5-1（如有）或类似结构图讲解工作过程；展示模具爆炸图或三维模型，识别各部件。5.3压缩模设计5.3.1凸凹模的配合形式及有关尺寸确定：配合形式（溢式、不溢式、半溢式）；各形式的优缺点及适用场合；配合间隙、承压面设计；5.3.2凹模加料室高度尺寸计算：比体积、压缩比概念；加料室容积计算（考虑塑件体积、压缩比、飞边等）；高度计算公式；其他设计要点：脱模机构（推杆、推板）、排气槽设计、加热功率计算等（简要提及）。40分钟讲解配合形式图（教材图5-2、5-3等）；通过例题演示加料室高度计算；展示加料室结构图。5.4压缩模设计实例介绍一个典型压缩模设计实例（如电木插座盖）；分析其塑件特点、模具结构、设计要点。10分钟结合教材实例讲解设计思路，引导学生关注凸凹模配合、加料室设计。课堂小结回顾本章核心知识点：压缩成型工艺过程、模具结构、凸凹模配合形式、加料室尺寸计算。5分钟思维导图总结；预留答疑时间。五、课后作业与思考题简答题：简述压缩成型工艺过程及其特点。压缩模按凸凹模配合形式可分为哪几种？各适用于什么场合？加料室高度如何计算？需考虑哪些因素？计算题：

某热固性塑件，质量50g，塑料密度1.5g/cm³，压缩比3.0，飞边质量按塑件5%计，计算所需加料室容积。若加料室截面积为40cm²，求加料室高度。分析题：

比较压缩成型与注射成型的异同点，并说明各自适合的塑料类型。拓展思考：

查阅资料，了解热固性塑料压缩成型在汽车、电器领域的最新应用。六、参考资料教材：《塑料成型工艺及模具设计》（第3版），王群、滕杰主编，机械工业出版社，2025参考书：《热固性塑料成型工艺与模具设计》（李学军主编）、《塑料模具设计手册》（付伟主编）七、教学反思（课后填写）学生对压缩成型与注射成型的区别是否清晰？加料室高度计算掌握情况如何？是否需要补充练习？实例讲解是否有助于理解设计要点？编制人：审核人：日期：《塑料成型工艺及模具设计》课程组编制《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）第6章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第6章塑料压注成型工艺及模具设计授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：2学时（理论教学）一、教学目标1.知识目标了解压注成型的基本原理、工艺过程及特点；熟悉压注成型工艺的适用范围及常见制品；掌握压注模的结构组成及各部分功能；理解压注模设计要点：加料室结构与尺寸计算、柱塞设计、配合要求、浇注系统特点、溢料槽与排气槽设计；了解压注模设计实例的基本思路。2.能力目标能够根据塑件特点判断是否适合采用压注成型；具备压注模加料室尺寸初步计算能力；能够识别压注模的基本结构类型。3.素质目标通过压注成型工艺的学习，了解热固性塑料成型的另一种重要方法，拓宽工艺视野；培养根据不同材料特性选择成型方法的工程决策能力；了解我国在热固性塑料成型领域的技术发展，增强行业认知。二、教学重点与难点教学重点压注成型工艺过程及特点；压注模的结构组成；加料室结构与尺寸计算；柱塞的设计与配合；浇注系统及排气槽设计。教学难点加料室尺寸计算中比体积、压缩比的应用；柱塞与加料室的配合间隙设计；压注模浇注系统的特点与普通注射模的差异。三、教学方法与手段多媒体讲授：结合PPT、动画演示压注成型过程、模具结构；案例教学：通过教材中压注模设计实例（6.4节）分析设计要点；对比分析：对比压缩成型、压注成型、注射成型的异同；课堂互动：提问压注成型与压缩成型的区别。四、教学内容及过程设计（2学时）教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计导入从热固性塑料制品（如电表外壳、电器配件）引入，提问“除了压缩成型，还有哪些方法成型热固性塑料？”引出压注成型。5分钟展示压注成型制品图片，说明压注成型可成型复杂形状、嵌件多的塑件。6.1压注成型工艺压注成型定义及原理（将塑料在加料室内预热成熔融状态，通过柱塞压力注入闭合模具型腔）；压注成型工艺过程（加料、加热塑化、压注充模、固化、脱模）；压注成型工艺条件（温度、压力、时间）；特点：适合热固性塑料，可成型复杂塑件，嵌件定位好，但模具较压缩模复杂，有浇注系统废料。20分钟讲解原理图；对比压缩成型（加料后直接加压）、压注成型（熔体流动充模）；讨论适用场合。6.2压注模的结构组成压注模结构：加料室、柱塞、上模、下模、型腔、浇注系统、导向机构、脱模机构、加热系统等；分类（按加料室与型腔的相对位置：罐式压注模、柱塞式压注模）。15分钟结合教材图6-1（如有）或类似结构图讲解；展示模具结构简图，识别加料室、柱塞、浇注系统。6.3压注模设计要点6.3.1加料室结构及其尺寸计算：加料室的作用；加料室容积计算（考虑塑件体积、浇注系统体积、压缩比、飞边）；加料室高度计算公式；6.3.2柱塞的设计：柱塞结构形式、材料、表面处理；6.3.3加料室与柱塞的配合：配合间隙、导向、防溢料设计；6.3.4浇注系统的设计：主流道、分流道、浇口的特点（与注射模类似但流动阻力要求不同）；6.3.5溢料槽与排气槽的设计：溢料槽的作用、排气槽位置与尺寸。40分钟讲解加料室容积计算公式（参考教材6-1等）；通过例题演示计算；展示加料室与柱塞配合图；强调浇注系统设计时需考虑热固性塑料的流动性。6.4压注模设计实例介绍一个典型压注模设计实例（如电器接线板）；分析其塑件特点、模具结构、设计要点（加料室位置、浇注系统布局、排气槽开设）。8分钟结合教材实例讲解设计思路，引导学生关注加料室与型腔的布局、浇注系统设计。课堂小结回顾本章核心知识点：压注成型工艺过程、模具结构、加料室尺寸计算、柱塞设计、浇注系统与排气槽。2分钟思维导图总结；预留答疑时间。五、课后作业与思考题简答题：简述压注成型工艺过程及其特点。压注模由哪些部分组成？加料室的作用是什么？加料室高度如何计算？需考虑哪些因素？压注模浇注系统设计与注射模有何异同？计算题：

某热固性塑件，质量80g，塑料密度1.6g/cm³，压缩比2.8，浇注系统体积按塑件体积的20%计，飞边体积忽略，计算加料室所需容积。若加料室截面积为50cm²，求加料室高度。分析题：

比较压注成型与压缩成型的异同点，并说明各自适合的塑件类型。拓展思考：

查阅资料，了解热固性塑料压注成型在汽车、电器领域的最新应用。六、参考资料教材：《塑料成型工艺及模具设计》（第3版），王群、滕杰主编，机械工业出版社，2025参考书：《热固性塑料成型工艺与模具设计》（李学军主编）、《塑料模具设计手册》（付伟主编）七、教学反思（课后填写）学生对压注成型与压缩成型的区别是否清晰？加料室尺寸计算掌握情况如何？是否需要补充练习？实例讲解是否有助于理解设计要点？编制人：审核人：日期：《塑料成型工艺及模具设计》课程组编制《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）第7章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第7章塑料挤出成型工艺及模具设计授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：2学时（理论教学）一、教学目标1.知识目标了解挤出成型的基本原理、工艺特点及应用范围；熟悉挤出成型的工艺过程及主要设备；掌握挤出成型机头的基本结构、分类及作用；理解管材挤出机头的典型结构及设计要点；了解挤出模设计实例的基本思路。2.能力目标能够根据制品要求初步判断是否适合采用挤出成型；能够识别常见挤出机头类型；具备管材挤出机头工艺参数（压缩比、定型段长度等）的初步确定能力。3.素质目标通过挤出成型工艺的学习，了解塑料连续成型的特点，拓宽工艺视野；培养根据不同产品选择成型方法的工程决策能力；了解我国在挤出成型装备及模具领域的技术发展，增强行业认知。二、教学重点与难点教学重点挤出成型原理及工艺过程；挤出机头的分类与典型结构；管材挤出机头的工艺参数确定。教学难点挤出机头内流道设计原理；压缩比、定型段长度等参数对制品质量的影响。三、教学方法与手段多媒体讲授：结合PPT、动画演示挤出成型过程、机头结构；实物图片/视频展示：展示挤出生产线、管材机头结构图；案例教学：通过教材中管材挤出模设计实例（7.4节）分析设计要点；课堂互动：提问挤出成型与注射成型的异同。四、教学内容及过程设计（2学时）教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计导入从常见塑料制品（如塑料管、薄膜、电线电缆包覆）引入，提问“这些连续长度的塑料制品是如何生产的？”引出挤出成型。5分钟展示塑料管、薄膜等实物或图片，说明挤出成型的连续生产特点。7.1挤出成型工艺7.1.1挤出成型原理及特点：挤出机螺杆旋转将塑料熔融，通过机头口模连续挤出成型；特点：连续生产、效率高、适合管、板、膜、异型材等；7.1.2挤出成型工艺过程：加料、塑化、挤出成型、冷却定型、牵引、切割。25分钟播放挤出机工作原理动画；讲解工艺流程图；对比注射成型的间歇性与挤出成型的连续性。7.2挤出成型机头概述机头的作用：使熔体均匀分布，赋予塑件截面形状；机头分类（按制品形状：管材机头、板材机头、吹膜机头、异型材机头等；按熔体流动方向：直通式、直角式、侧向式）；机头设计基本要求：流道呈流线型、压缩比合理、加热均匀、拆装方便等。15分钟展示不同类型机头结构图；讲解机头各部分名称（口模、芯棒、分流器、压缩段等）。7.3管材挤出机头的设计7.3.1典型结构：直通式机头（图7-1）、直角式机头、旁侧式机头；直通式机头的结构组成（分流器、分流器支架、芯棒、口模、压缩空气孔等）；7.3.2直通式挤管机头工艺参数的确定：压缩比（分流器处截面积与口模环形间隙截面积之比）；定型段长度（口模平直部分长度）的确定（与壁厚、塑料种类有关）；口模内径与芯棒外径的确定（考虑离模膨胀、牵引拉伸）；分流器扩张角、压缩角等。35分钟结合教材图7-1讲解直通式机头结构；介绍参数选取经验公式或图表；举例说明参数计算。7.4挤出模设计实例介绍一个典型管材挤出模设计实例（如PVC管材机头）；分析其设计参数（材料、管径、壁厚、压缩比、定型段长度等）及结构特点。8分钟结合教材实例讲解设计步骤，引导学生关注参数确定与结构设计的关联。课堂小结回顾本章核心知识点：挤出成型原理、机头分类、管材机头典型结构及工艺参数。2分钟思维导图总结；预留答疑时间。五、课后作业与思考题简答题：简述挤出成型原理及工艺过程。挤出机头按制品形状可分为哪几类？按熔体流动方向又可分为哪几类？直通式管材机头由哪些部分组成？各部分作用是什么？什么是压缩比？在管材机头设计中如何确定？计算/分析题：

某PVC管材，外径φ32mm，壁厚2mm，采用直通式机头挤出。已知塑料的离模膨胀比约为1.1，牵引比约为1.05，试估算口模内径和芯棒外径。

分析管材挤出中常见的缺陷（如壁厚不均、表面粗糙）可能的原因及调整方法。拓展思考：

查阅资料，了解共挤出技术在多层复合管材或薄膜中的应用。六、参考资料教材：《塑料成型工艺及模具设计》（第3版），王群、滕杰主编，机械工业出版社，2025参考书：《塑料挤出成型技术》（张玉霞主编）、《塑料挤出模具设计》（王效岳主编）七、教学反思（课后填写）学生对挤出成型的连续性特点是否理解？对管材机头参数确定是否掌握？是否需要补充实例？学生对挤出成型与其他成型方法的对比是否清晰？编制人：审核人：日期：《塑料成型工艺及模具设计》课程组编制《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）第8章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第8章塑料的其他成型方法授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：2学时（理论教学）一、教学目标1.知识目标了解中空吹塑成型的原理、工艺过程及特点；熟悉中空吹塑模具的基本结构及设计要点；了解真空吸塑成型的原理、工艺过程及特点；熟悉真空吸塑模具的基本结构及设计要点；了解压缩空气成型的原理、工艺过程及特点；熟悉压缩空气模具的基本结构及设计要点。2.能力目标能够根据塑件形状和用途初步判断适合的二次成型方法；能够识别中空吹塑、真空吸塑、压缩空气成型模具的基本结构；具备初步分析上述成型方法工艺参数对制品质量影响的能力。3.素质目标通过多种成型方法的学习，拓宽塑料成型工艺视野；培养根据产品特点选择合理成型方法的工程决策能力；了解我国在塑料二次成型领域的技术应用，增强行业认知。二、教学重点与难点教学重点中空吹塑成型原理及模具结构；真空吸塑成型原理及模具结构；压缩空气成型原理及模具结构。教学难点中空吹塑的型坯控制、吹胀比与壁厚分布；真空吸塑的成型温度、真空度与成型深度关系；压缩空气成型中气压控制与模具排气设计。三、教学方法与手段多媒体讲授：结合PPT、动画演示三种成型方法的工艺过程；实物图片/视频展示：展示典型制品（如塑料瓶、酸奶杯、吸塑包装）及模具结构图；对比分析：对比三种方法的异同点及应用场合；课堂互动：提问生活中常见制品分别属于哪种成型方法。四、教学内容及过程设计（2学时）教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计导入从日常塑料制品（如饮料瓶、酸奶杯、泡罩包装）引入，提问“这些不同形状的塑料制品是如何成型的？”引出本章三种二次成型方法。5分钟展示饮料瓶、酸奶杯、药品泡罩包装等实物或图片，激发学生兴趣。8.1中空吹塑成型8.1.1工艺概述：中空吹塑原理（挤出或注射成型坯，再吹胀成型）；工艺过程（型坯成型、合模、吹胀、冷却、脱模）；分类（挤出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑）；特点及应用（瓶、壶、桶等中空容器）；8.1.2模具结构：模具组成（凹模、口部镶块、底部镶块、冷却系统、排气系统等）；结构形式（对开式）；8.1.3设计要点：分型面选择、夹坯口设计、余料槽、排气孔/槽、冷却系统布局、吹胀比控制等。30分钟播放吹塑成型动画；展示模具结构图；讲解设计要点时强调夹坯口和排气的重要性。8.2真空吸塑成型8.2.1工艺概述：真空吸塑原理（将热塑性片材加热软化，在模具上抽真空成型）；工艺过程（片材加热、成型、冷却、脱模、修边）；特点及应用（包装内衬、托盘、广告字等）；8.2.2模具结构：模具组成（凹模/凸模、真空孔/槽、冷却管道、夹持装置）；类型（凹模吸塑、凸模吸塑）；8.2.3设计要点：真空孔/槽的位置与大小、脱模斜度、模具温度控制、成型深度限制、壁厚均匀性措施。30分钟播放真空吸塑视频；展示模具结构图；讨论不同形状制品选择凹模或凸模成型的依据。8.3压缩空气成型8.3.1工艺概述：压缩空气成型原理（加热片材后，用压缩空气加压贴向模具成型）；工艺过程（加热、加压成型、冷却、脱模）；特点及应用（精度较高的薄壁制品、复杂轮廓）；8.3.2模具结构：模具组成（凹模、型芯、气压管路、密封装置、冷却系统）；8.3.3设计要点：气压控制、密封设计、排气孔/槽、脱模机构、加热与冷却均匀性。25分钟讲解压缩空气成型与真空吸塑的区别（压力方向、正负压）；展示模具简图。三种方法对比总结比较三种成型方法的原理、模具特点、适用制品；归纳各自优缺点及选型依据。5分钟引导学生总结，教师补充；强调“根据制品形状、精度要求、生产批量选择方法”。课堂小结回顾本章核心知识点：中空吹塑、真空吸塑、压缩空气成型的原理、模具结构及设计要点。5分钟思维导图总结；预留答疑时间。五、课后作业与思考题简答题：简述中空吹塑成型的工艺过程及模具设计要点。真空吸塑成型中，真空孔/槽的开设应注意哪些问题？压缩空气成型与真空吸塑成型有何异同？分析题：

观察生活中的塑料瓶、酸奶杯、泡罩包装，判断它们分别属于哪种成型方法，并说明理由。

某制品需要大批量生产，壁厚均匀性要求高，形状为深腔薄壁件，你认为采用哪种成型方法更合适？为什么？拓展思考：

查阅资料，了解中空吹塑在汽车油箱、风管等领域的应用。

了解热成型（真空/压缩空气）在医用包装、电子托盘等领域的发展趋势。六、参考资料教材：《塑料成型工艺及模具设计》（第3版），王群、滕杰主编，机械工业出版社，2025参考书：《塑料中空吹塑成型技术》（黄汉雄主编）、《塑料热成型技术》（张杰主编）七、教学反思（课后填写）学生对三种成型方法的原理是否理解到位？对比分析环节是否有助于学生掌握选型思路？视频/动画演示效果如何？是否需要补充更多实例？编制人：审核人：日期：《塑料成型工艺及模具设计》课程组编制《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）第9章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第9章注射成型新技术授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：4学时（理论2学时+实验/设计2学时）一、教学目标1.知识目标了解热流道注射成型的原理、分类及热流道模具的结构特点；熟悉热固性塑料注射成型的特点及模具设计要点；掌握共注射成型（双色、双层）的原理及应用；理解气体辅助注射成型的原理、工艺过程及优缺点；了解发泡成型、BMC注射、反应注射、叠层模具的基本原理；熟悉注射模CAD/CAE/CAM技术的特点、功能及应用流程。2.能力目标能够根据产品需求初步判断适合采用何种注射成型新技术；具备热流道系统选型的初步能力；能够识别CAD/CAE/CAM在模具设计制造中的作用；通过实验/设计环节，初步掌握CAE软件的基本操作或热流道系统设计思路。3.素质目标通过注射成型新技术的介绍，拓宽学生的专业视野，激发创新意识；了解我国在注射成型新技术领域的发展成就，增强行业自信；培养关注技术前沿、持续学习的工程素养。二、教学重点与难点教学重点热流道系统原理、分类及热平衡控制；气体辅助注射成型原理及工艺；共注射成型（双色、双层）的原理及应用；注射模CAD/CAE/CAM的功能与应用。教学难点热流道系统的温度控制与热平衡设计；气体辅助注射中气体穿透的控制；CAD/CAE/CAM集成技术在模具开发中的具体应用流程。三、教学方法与手段多媒体讲授：结合PPT、动画演示热流道、气辅、共注射等新技术原理；案例教学：通过典型产品（如双色手机壳、气辅把手、热流道模具）分析技术优势；视频展示：播放热流道模具工作视频、CAE分析过程动画；课堂互动：提问对比传统注射与新技术注射的异同；实验/设计环节：安排CAE软件流动分析实验或热流道系统设计练习。四、教学内容及过程设计（理论2学时）教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计导入从传统注射成型的局限性（流道废料、单色、厚壁缩痕等）引入，提问“如何解决这些问题？”引出注射成型新技术。5分钟展示传统流道凝料、双色制品、气辅制品图片，激发兴趣。9.1热流道系统成型热流道成型原理（保持流道内塑料熔融，无凝料）；分类（绝热流道、加热流道；按喷嘴形式：开放式、针阀式）；热流道模具结构（热流道板、热嘴、加热元件、温度控制系统）；热流道模具装配要点；优缺点（节省原料、缩短周期、提高质量，但成本高、热平衡要求高）。25分钟播放热流道模具动画；展示热流道板、热嘴结构图；讨论热流道适用场合。9.2热固性塑料注射成型热固性塑料注射成型特点（流动性变化、交联反应、温度控制严格）；与热塑性注射成型的区别；模具设计要点（加热系统、排气、流道设计）。8分钟对比热固性与热塑性注射；展示热固性注射制品（电木件）。9.3共注射成型9.3.1双色注射成型：原理（两种颜色塑料先后注入同一模具）；工艺方法（转盘式、移动式）；应用；9.3.2双层注射成型：原理（表层与芯层不同材料）；应用。10分钟播放双色注射动画；展示双色制品（如汽车尾灯、双色按键）。9.4气体辅助注射成型原理（向熔体中注入惰性气体，形成中空）；工艺过程（熔体注射、气体注入、气体保压、排气）；优点（消除缩痕、降低内应力、节省材料）；应用（把手、方向盘、厚壁件）。12分钟播放气辅成型动画；展示气辅制品剖面图；讨论气体针位置设计。9.5发泡成型原理（化学/物理发泡剂产生气泡）；微孔发泡、结构发泡；应用（汽车内饰、包装）。5分钟展示发泡制品断面图片。9.6BMC注射成型BMC（团状模塑料）注射成型特点；应用（电器零件、汽车部件）。3分钟简要介绍，强调增强塑料。9.7反应注射成型原理（两种低黏度单体混合后注入模具反应成型）；应用（聚氨酯制品、汽车保险杠）。3分钟播放RIM过程动画。9.8叠层式模具叠层模具结构（两层或多层型腔）；优点（提高产量、节约设备）；应用。4分钟展示叠层模具结构图。9.9注射模CAD/CAE/CAM9.9.1技术特点：集成化、智能化、可视化；9.9.2功能：CAD（三维设计、自动出图）、CAE（流动分析、冷却分析、翘曲分析、应力分析）、CAM（数控编程）；应用流程及价值。12分钟演示Moldflow分析结果（流动前沿、熔接痕、气穴）；展示CAD设计图与CAM加工仿真。课堂小结回顾各新技术核心要点，强调新技术解决传统工艺问题的思路。3分钟思维导图总结；预留答疑时间。五、实验/设计环节（2学时）实验项目一：热流道系统结构认知与设计（1学时）目的：了解热流道系统的实际结构，掌握热流道板、热嘴的选型要点。内容：观看热流道模具3D模型或实物，识别热流道板、热嘴、加热元件、温度传感器等；给定一个简单多腔模具布局，尝试选择热流道系统类型并画出热流道板草图。要求：提交热流道系统结构简图及选型说明。实验项目二：注射成型CAE流动分析（1学时）目的：了解CAE软件在注射成型分析中的应用，观察不同浇口位置对流动的影响。内容：使用Moldflow或Moldex3D软件（或教学版），导入一个简单塑件模型；设置材料、工艺参数，进行充填分析；改变浇口位置，对比分析流动前沿、熔接痕、气穴分布。要求：提交分析报告，包括分析设置、结果截图及结论。（注：可根据实际条件选择其中一项或两项合并进行，若条件有限，可采用软件演示+课堂讨论形式。）六、课后作业与思考题简答题：热流道系统相比普通流道有哪些优缺点？主要适用于哪些场合？简述气体辅助注射成型的原理及工艺过程。双色注射成型与双层注射成型有何区别？注射模CAE分析主要包括哪些内容？对模具设计有何指导意义？分析题：

某汽车门把手为厚壁件，表面要求无缩痕，内部需中空减重，你认为采用哪种注射成型新技术最合适？为什么？

结合教材图9-?（如有），分析热流道模具中温度控制的重要性。拓展思考：

查阅资料，了解近年来注射成型新技术在新能源汽车、医疗、3C电子等领域的最新应用案例。

思考CAD/CAE/CAM集成化对模具企业数字化转型的意义。七、参考资料教材：《塑料成型工艺及模具设计》（第3版），王群、滕杰主编，机械工业出版社，2025参考书：《热流道注射模设计》（徐佩弦主编）、《气体辅助注射成型技术》（李德群主编）、《注射模CAE技术》（张杰主编）八、教学反思（课后填写）学生对热流道、气辅等新技术的理解程度如何？CAE软件演示或实验是否达到预期效果？新技术内容较多，2学时是否足够？是否需要调整重点？编制人：审核人：日期：《塑料成型工艺及模具设计》课程组编制《塑料成型工艺及模具设计》（第3版）第10章教案课程名称：塑料成型工艺及模具设计章节名称：第10章注射模设计实例授课对象：材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、高分子材料与工程等专业本科生学时安排：6学时（理论4学时+实验/设计2学时）一、教学目标1.知识目标掌握注射模具设计的完整流程：塑件工艺性分析、注射机选用、模具总体结构设计、浇注系统设计、成型零件设计、模架选择、脱模机构设计、冷却系统设计、装配图绘制；熟悉典型注射模具结构的特点及应用：侧浇口、点浇口、热流道、斜顶、侧抽芯、旋转脱螺纹等；理解模具设计中的关键参数计算（收缩率、工作尺寸、脱模力、冷却面积等）；掌握模具工程图绘制规范。2.能力目标能够独立完成中等复杂程度塑件的注射模具总体方案设计；具备分析塑件结构工艺性并提出改进方案的能力；能够合理选择分型面、浇口位置、脱模方式、冷却系统等；能够查阅模具标准（模架、标准件）并进行选用；能够使用CAD软件绘制模具装配草图。3.素质目标通过实例分析，培养系统化、规范化的工程设计思维；通过团队设计项目，提升协作沟通能力；了解我国模具工业在复杂模具国产化方面的成就，增强行业自信与创新意识。二、教学重点与难点教学重点注射模具设计全流程及各环节的衔接；分型面选择、型腔布局、浇注系统设计的综合运用；成型零件工作尺寸计算及公差标注；脱模机构与侧向抽芯机构的设计要点；冷却系统布局设计。教学难点根据塑件特点合理选择模具结构方案（如是否采用热流道、是否需要侧抽芯等）；多结构组合时的干涉检查与协调设计；脱模机构（特别是旋转脱螺纹）的运动设计；模具设计中的计算（收缩率、工作尺寸、抽芯距、斜导柱长度等）。三、教学方法与手段案例教学：逐一剖析教材中的三个典型实例，引导学生理解设计思路；项目驱动：布置小型设计任务，让学生分组完成指定塑件的模具方案；对比分析：对比三个实例的结构差异（侧浇口/点浇口、斜顶/滑块/旋转脱螺纹等），归纳设计规律；软件演示：展示CAD软件绘制模具装配图的过程；课堂讨论：针对设计中的关键问题（如分型面选择、浇口位置）组织讨论。四、教学内容及过程设计（理论4学时）实例一（10.1节）：带侧孔塑件注射模设计（约1.5学时）教学环节教学内容要点时间分配教学活动设计实例引入展示塑件三维图（教材图10-1），分析其结构特点