塑料基础工艺及设计4

《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