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1、 教学设计用纸 课程名称 注塑成型模具设计 项目/主题 浇注系统的设计 课 类 理论+实践 课 序 学时 6 班级/小组 地 点 时间 教学 目的 1． 熟知浇注系统的设计原则； 2． 熟悉普通浇注系统的结构组成，并掌握其结构设计； 3． 熟悉热流道浇注系统的应用与成型方法； 4． 掌握排气系统的设计。 能力（技能）目标 知识目标 1． 掌握普通浇注系统的结构设计； 2． 掌握热流道浇注系统的设计； 3． 掌握排气系统的设计。 1． 浇注系统及其作用；
2、2． 普通浇注系统的结构组成； 3． 热流道浇注系统； 4． 排气系统。 重点 难点 与 解决 方案 1． 教学重点 (1) 普通浇注系统的组成； (2) 浇注系统的设计原则； (3) 普通浇注系统的结构设计； (4) 热流道浇注系统； (5) 排气系统。 2． 教学难点 (1) 分流道的结构设计； (2) 浇口的形式及位置选择； (3) 热流道浇注系统的结构形式。 3． 解决方案 (1) 理论讲解； (2) 动画展示； (3) 实物案例； (4) 课堂讨论。 参考 资料与 媒体 教材：陈志刚主编，《塑料成型工艺及模具设计》，机械工业出版社，
3、第1版 2007年 教学 条件 1． 多媒体教室； 2． 电子课件； 3． 塑料零件与模具配件。 教学 小结 本单元主要是介绍普通浇注系统的结构组成与结构形式、热流道浇注系统的应用、以及排气系统的作用，并通过动画演示、实物展示等教学方法，使学生熟悉课堂的授课内容，掌握根据不同的塑料零件设计来设计其注射模具浇注系统及排气系统的方法，为学习模具结构设计奠定基础。 教师 签名 检查者 签名 检查 日期 单元（节）教学设计首页 第 十四 单元（节） 单元（节）教学设计活页 第 十四 单元（节
4、第 1 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 复习 Ø 简单复习上一单元的授课内容。 内容回顾； 启发式提问 思考；互动 4min §7.5 浇注系统设计 §7.5.1浇注系统设计及设计基本原则 Ø 浇注系统的定义 Ø 浇注系统的作用 Ø 浇注系统的类型：普通浇注系统和热流道浇注系统 图片展示 动画演示 举例说明 理论讲授 （引申概念） 听讲；思考
5、 10min 单元（节）教学设计活页 第 十四 单元（节）第 2 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 1. 普通浇注系统的组成 (1) 主流道 主流道的定义 主流道的作用 (2) 分流道 主流道的定义 主流道的作用 (3) 浇口 浇口的定义 浇口的作用 (4) 冷料穴 冷料穴的定义 冷料穴的作用 • 2. 浇注系统设计的基本原则
6、 (1) 了解塑料的工艺特性； (2) 排气良好； (3) 防止型芯和塑件变形； (4) 减少熔体流程及塑料耗量； (5) 去除与修整浇口方便，保证塑件外观质量； (6) 要求热量及压力损失最小。 理论讲授 动画演示 实物展示 举例说明 理论讲授 实物展示 举例说明 听讲；思考 听讲；思考 （根据授课内容进行互动） 12min
7、 14min 单元（节）教学设计活页 第 十四 单元（节）第 3 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 3. 普通浇注系统设计 (1) 主流道设计 Ø 卧式和立式注射机中 主流道轴线垂直于分型面； 主流道断面形状为圆形。 Ø 直角式注射机中 主流道轴线平行于分型面； 主流道截面一般为等截面柱形。 Ø 主流道设计的要点 l 为便于凝料拔出，主流道设计成圆锥形。 锥角α=2°~ 4° D1 = D + (0.5 ~ 1)mm R1 = R + (1 ~ 2)mm
8、 凹下深度约3 ~ 5mm • 接下页 理论讲授 动画演示 实物展示 举例说明 听讲；思考 （根据授课内容进行互动） 15min 单元（节）教学设计活页 第 十四 单元（节）第 4 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 续上页 l 主流道与分流道
9、结合处采用圆角过渡，其半径为1 ~ 3mm。 l 在保证塑件成型良好的前提下，主流道长度尽量短。 l 设置主流道衬套（唧嘴）。 (2) 分流道设计 Ø 对于多型腔模具，必须开设分流道 Ø 分流道的要求： 塑料熔体在流动中热量和压力损失尽量小，同时使流道中的塑料量最少； 塑料熔体在相同的温度、压力条件下充满各腔； 分流道的比表面积（分流道侧面积与体积之比）应尽量小。 1） 分流道的截面形状及尺寸 Ø 设计分流道形状尺寸应考虑的相关因素： 塑件的体积、壁厚、形状以及所加工塑料的种类、注射速率、分流道长度等。 分流道断面积过小时的影响； 分流
10、道断面积过大时的影响 。 Ø 分流道的截面形状：圆形、梯形、抛物线形、半圆形和矩形。 Ø 分流道的直径D一般在2~12mm范围内。 Ø 分流道的长度一般在8~30mm之间内。 接下页 理论讲授 动画演示 实物展示 举例说明 听讲；思考 （根据授课内容进行互动）
11、 25min 单元（节）教学设计活页 第 十四 单元（节）第 5 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 续上页 表7-5 分流道截面形状及特点 2） 分流道的布置形状： Ø 分流道的布置形状有平衡式和非平衡式两种，以平衡式布置最佳。 Ø 平衡式布置的特征：长度、断面形状及尺寸均相等。 Ø 非平衡式布置的主要特征： 各型腔的流程不同 截面形状、尺寸相同； 但长度不同。 3） 分流道的设计要点： Ø 在保证顺利充模的前提下，分流道的断面和长度尽量取小； Ø 分流道的表面积不必很光滑； Ø 当分流
12、道较长时，应在末端开设冷料穴； Ø 分流道与浇口的连接处要以斜面或圆弧过渡。 单元（节）教学设计活页 第 十四 单元（节）第 6 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 4. 浇口的设计 Ø 浇口的定义 Ø 浇口的作用 l 小浇口可使塑料熔体产生加速度和较大的剪切热，降低粘度，提高充模能力； l 小浇口容易冷却固化，缩短模塑周期，防止保压不足而引起的倒流现象； l 小浇口还便于塑件与废料的分离。 （1）浇口的断面形状及尺寸 1）浇口截面的厚度h:通常取浇口处塑件厚度的1/3~2/3或（0.5~2mm)。 2
13、浇口截面的宽度b:一般为矩形截面。 • 对于中小型塑件取b=(5~10)h • 对于大型塑件取 b=10h 3）浇口长度L:浇口的长度L尽量短，通常取L=0.5~2mm。 （2）浇口的形式及其特点 1）直接浇口 Ø 熔融塑料经主流道直接进入到型腔。 Ø 适用于成型深腔的壳体或箱型的大件制品 Ø 直接浇口的优、缺点 l 优点： • 温降、压力损失小； • 流道料损失小； • 很好补缩效果。 l 缺点： • 去除流道料困难； • 由于在产品上留下较大的切口，影响外观。 接下页
14、理论讲授 动画演示 图片展示 实物展示 举例说明 听讲；思考 （根据授课内容进行互动） 60min 单元（节）教学设计活页 第 十四 单元（节）第 7 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 续上页 2）盘形浇口或中心浇口 l 进料均匀，不易产生熔接痕，排气条件好。 l 适用于圆筒形塑件成型。 l 去除浇口凝料困难。 3）轮辐式浇口 Ø 将整个
15、圆周进料改成几个小段圆弧形进料 。 l 去除浇口凝料较方便； l 但容易产生熔接痕。 4）爪形浇口 Ø 轮辐式浇口的变异形式。 l 主要用于高管形或同轴度要求高的塑件。 l 型芯有定位作用，避免了弯曲变形，保证塑件外型同轴度和壁厚均匀性。 接下页 单元（节）教学设计活页 第 十四 单元（节）第 8 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 续上页 5）侧浇口 Ø 开设在模具的分型面上，从塑件侧边缘进料，又称为边缘浇口。常用于一模多腔的大水口模架的模具。 l 矩形 l 长度 L =0.7~ 2mm l
16、 厚度 h=0.5~2mm l 宽度 b=1.5~5mm 6）扇形浇口 Ø 是侧浇口的变异形式； Ø 常用于成型宽度大的薄片状塑件。 l 一般深为0.5~ 1mm或浇口处塑件厚度的1/3~2/3； l 厚度 h=0.5~2mm； l 宽度 b=6mm。 7）薄片浇口 Ø 是侧浇口的另一种变异形式； 接下页 单元（节）教学设计活页 第 十四 单元（节）第 9 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 续上页 8）点浇口 截面形状小如针点的浇口。（圆形截面Φ 0.5 ~ Φ 1.5） Ø 点浇口的优点： •
17、 可利用开模动作自动拉断。 • 去除浇口后，塑件上留下的痕迹不明显。 • 可采用多点进料，从而缩短流程。 Ø 点浇口的缺点： • 注射压力损失大，收缩大，塑件易变形。 • 模具结构复杂 9）潜伏式浇口 Ø 开设在塑件侧面不影响外观的隐蔽部位; • 浇口直径取 Φ（0.6 ~ 1.2）； • 与流道成一角度α（ α= 30º ~ 45º ）; • 是一锥形通道，夹角为20º ~ 30º。 Ø 潜伏式浇口：潜上模（产品的外表面） • 优点：不须另外去除浇口凝料的工序 • 缺点：塑件上留下不明显的痕迹。 接下页 单元（
18、节）教学设计活页 第十四 单元（节）第 10 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 续上页 Ø 潜伏式浇口：潜下模 产品的内部结构（筋位、柱位）或推杆位。 • 优点：浇口不影响产品外观。 • 缺点：须去除浇口凝料。 5. 冷料穴和拉料杆的设计 （1）冷料穴 Ø 冷料穴的作用 Ø 冷料穴的位置及大小 • 一般设在主流道的末端； • 直径稍大于主流道大端直径。 • 当分流道较长时，可在分流道末端开设冷料穴。 （2）拉料杆 Ø 拉料杆的作用 Ø 拉料杆的种类 • 钩形（Z形）拉料杆 • 锥形或沟槽形拉料杆 • 球形头拉料
19、杆 • 分流锥形拉料杆 理论讲授 动画演示 图片展示 实物展示 举例说明 听讲；思考 （根据授课内容进行互动） 10min 单元（节）教学设计活页 第十四 单元（节）第 11 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 6.浇口位置的选择 1）浇口的尺寸及位置选择应避免产生喷流和蠕动（蛇形纹）。
20、 2）浇口应开设在塑件断面较厚的部位，有利于熔体流动和补料。 3）浇口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最少。 4）浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。 5）浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。 6）浇口位置的选择应防止料流将型芯或嵌件挤压变形。 理论讲授 图片展示 实物展示 举例说明 听讲；思考 （根据授课内容进行互动）
21、 10min 单元（节）教学设计活页 第十四 单元（节）第 12 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 学 习 新 内 容 §7.5.2 热流道浇注系统的设计 1. 概念： 2. 特点： (1) 不用修剪浇口，避免了冷料的分割、回收、粉碎等工序和塑料的降级。 (2) 缩短了成型周期，节约了生产成本。 (3) 压力传递好，易于塑料成型，能提高产品的质量，且生产效率高。 (4) 模具结构复杂，成本高，维修困难。 (5) 温度控制要求高，对加工塑料的品种限制大，要求连续注塑。 3. 常用的热流
22、道成型方法 井式喷嘴、延长喷嘴、绝热喷嘴、热流道、其它阀式浇口 Ø 用于无流道模具的塑料最好具有下属性质： (1) 适宜加工的温度范围宽，黏度随温度的变化影响小，在教低温度下具有较好的流动性，在高温下具有良好的热稳定性。 (2) 对压力敏感，不加注射压力时不流动，但施以很低的注射压力即可流动。 (3) 热变形温度高，塑件在比较高的温度下即可快速固化顶出，以缩短成型周期。 动画演示 理论讲授 （引申概念） 理论讲授 举例说明 （结合实例） 理论讲授 图片展示 动画演示 举
23、例说明 （结合实例） 听讲；思考 听讲；思考 听讲；思考 （根据授课内容进行互动） 5min 10min 25min 单元（节）教学设计活页 第十四 单元（节）第 13 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 学 习 新 内 容 §7.5.3 排气系统的设计
24、 Ø 型腔内气体的来源： 型腔内原有的气体。 塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体。 Ø 排气不良的影响： 引起物料注射压力过大，熔体填充型腔困难； 使塑件产生气泡，组织疏松，熔接不良。 Ø 排气的方式 开设排气槽排气； 利用模具零件配合间隙排气。 1.开设排气槽排气应遵循的原则 (1) 排气槽最好开设在分型面上。 (2) 排气槽的排气口不能对操作人员。 (3) 排气槽最好开设在靠近嵌件和塑料最薄处。 (4) 排气槽的宽度可取1.5~1.6mm，其深度以不大于所用塑料的溢边值为限，通常为0.02~0.04mm。 2.间隙排气 (
25、1) 利用模具分型面或模具零件间的配合间隙自然地排气上。 (2) 间隙通常为0.02~0.04mm。 理论讲授 实物展示 举例说明 （结合实例） 理论讲授 实物展示 举例说明 （结合实例） 理论讲授 工艺分析 举例说明 （结合实例） 听讲；思考 （根据授课内容进行互动） 听讲；思考 （根据授课内容进行互动）
26、 听讲；思考 （根据授课内容进行互动） 10min 10min 10min 单元（节）教学设计活页 第十四 单元（节）第 14 页 步骤 教学内容 方法手段 学生活动 时间分配 学 习 新 内 容 §7.5.2 热流道浇注系统的设计 1. 概念： 常用的热流道成型方法： 井式喷嘴 延长喷嘴 绝热喷嘴 2. 产品应用及技术分析 §7.5.3 排气系统的设计 1. 开设排气槽排气应遵循
27、的原则： 排气槽最好开设在分型面上。 排气槽的排气口不能对操作人员。 排气槽最好开设在靠近嵌件和塑料最薄处。 2.间隙排气 利用模具分型面或模具零件间配合间隙自然地排气上。 理论讲授 实物展示 举例说明 （结合实例） 听讲；思考 （根据授课内容进行互动） 6min 小结 课堂小结与布置作业 4min 课后思考与作业： 1. 课后练习：设计第二单元所示塑料件的注射模的浇注系统。 2. 作业：另附。 教学效果评价： 检查评价： 检查人： 年 月 日
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