塑料成型

塑料成型（共12篇）

塑料成型 篇1

1 塑料成型工艺的基本知识

1.1 塑料成型加工的特点

无论是热塑性塑料还是热固性塑料,其成型都是在流动状态下进行的。所以,在选择原材料、考虑成型方法和决定工艺条件时,都必须认真研究不同品种塑料的流动性问题。在外力作用下,塑料高分子链由原来的形状渐变为与外力相适应的另外一种形状,高分子的形变不是发生在瞬间,而是随时间的延长逐渐发展的。从生产实践中发现,很多塑料熔体在成型过程中都伴有弹性变形发生。另外,塑料的工艺性能有吸湿性、收缩性、相溶性;塑料制品使用的主要原料和辅助材料包括合成树脂和各种添加剂。合成树脂是塑料中对添加剂起黏结作用的主要成分,一般占30%~100%,对塑料的基本性能有决定性的影响;添加剂则是为改善塑料的某些性能在生产时特意加入的成分。

1.2 塑料制品的一般生产过程

塑料制品的一般生产过程可分为4个阶段:配方设计、混炼、造粒、成型(见图1)。

2 注射成型及设备

2.1 注射成型方法的特点及原理

注射成型又称注塑。此方法不仅适用于全部热塑性塑料,而且也适用于部分流动性较好的热固性塑料制件的成型。

2.2 注射成型过程的工艺条件

一是需要控制机筒、喷嘴和模具的温度。二是需要注意注射成型过程中的塑化压力和注射压力,这关系到物料的塑化和充模成型质量。三要掌握好成型周期,完成一次注射成型过程所需要的时间称为成型周期或总周期。

2.3 注射成型机

按外形特征可分为立式、卧式、角式和转盘式注射机。按物料在机筒中被塑化的形式分为柱塞式和螺杆式两种,螺杆式又有单螺杆、双螺杆和多螺杆注射机之分。单螺杆往复式注射机是目前使用最广泛的注射成型机械,它的螺杆不仅可以转动,而且能像柱塞一样做轴向往复式运动,具有结构简单、注射速度快、塑化效率高的特点,并对不同物料和制件要求有较强的适应性。

3 挤出成型及设备

3.1 挤出成型的原理及特点

装入料斗的颗粒状物料被旋转的螺杆推入料筒,由于加热器的外热作用和螺杆对物料的搅拌、剪切、挤压、摩擦等产生的热作用,使物料沿螺杆轴线前进的方向不断升温熔融而呈流动状态,并不断推向机头(见图2)。

挤出成型是塑料加工工业中应用最早、用途最广、适用性最强的成型方法。

3.2 挤出成型的工艺要点

一是挤塑温度。在挤出工艺中,温度是影响塑化效果及产品质量的主要因素。二是螺杆转速。螺杆转速直接影响挤出机产量和制品质量,其值决定于螺杆及挤出制品的尺寸和形状,以及原材料的种类等。三是机头压力。增加熔融物料通过挤出机头时的压力,将导致产量降低,但能使产品质地实密,有利于提高制品的质量。四是牵引速度。基础成型是连续生产制品的过程,所以要求对制品的牵引速度均匀稳定,并与挤出速度相符。

3.3 挤出成型的设备

主要包括成型主机和辅助装置两大部分。挤出机是成型的主要设备,也称主机。为保证制品质量,除主机外,一套挤出设备还包括与之相配套的若干辅助装置。

4 压制成型及设备

4.1 压制成型的原理和特点

压制成型是热固性塑料的主要成型方法之一。压制成型有模压法(也称挤胶法、挤塑法、压塑法)和层压法两种。

4.2 模压成型的工艺条件

第一,温度是物料在模具中的软化流动、成型中的物理化学变化、直至最后阶段的硬化成型全过程的决定性因素。第二,压力在模压中的作用是促进熔料在塑模中加速流动、增加塑料的密实性、合紧塑模、固定制件的形状。第三,模压时间主要取决于模塑温度和压力。

4.3 压制成型的设备

压制成型所用的设备主要有液压机和层压机,它们都是液压传动的压力机械。

5 塑料的其他成型方法

5.1 压延成型

利用热的辊筒,将热塑性塑料经连续辊压、塑化和延展成薄膜或薄片的一种成型方法。

5.2 吹塑成型

吹塑成型是目前生产塑料制品的主要方法之一,用于生产热塑性塑料薄膜及中空制品,包括挤出吹塑和中空吹塑两种工艺方法。

5.3 真空成型

将热塑性塑料薄片或薄板(厚度小于6 mm)重新加热软化。

5.4 滚塑成型

把粉状或糊状塑料置于模塑中,通过加热并滚动旋转塑模,使模内物料熔融塑化,进而均匀散布到模具表面,经冷却定型即得到制品。

5.5 浇注成型

将加入了固化剂和其他辅助材料的液态树脂混合物料倒入成型模具中,使其在常温或加热条件下逐渐固化,成为一定形状的塑料产品。

5.6 缠绕成型

这是制造圆筒形、球形、管形、方盒形或异形回转体的纤维增强塑料制品(俗成玻璃钢)的一种工艺方法。根据加工时聚合物所处状态的不同,塑料成型加工方法大体可分为3种:一是处于玻璃态的塑料,可以采用车、铣、钻、刨等机械加工方法和电镀、喷涂等表面处理方法;二是当塑料处于高弹态时,可以采用热冲压、弯曲、真空成型等加工方法;三是把塑料加热到粘流态,可以采用注射成型、挤出成型、吹塑成型等加工方法。

塑料成型 篇2

学院： 班级： 学号： 姓名：

冲压与塑料成型设备专题报告

冲压机:

一、冲压机简介

压力机是用来为模具中的材料实现压机加工提供动力和运动的设备。曲柄压力机属于 械传动类压力机，是重要的压力加工设备，能进行各种冲压工艺加工，直接生产出来半成品或制品。因此，曲柄压力机在汽车、农用机械、电机电器、仪表、电子、医疗器械、国防、航空航天以及日用品等领域得到了广泛的应用。

生产中为适应不同零件的工艺要求，采用各种不同类型的曲柄压力机，这些压力机都有自己独特的结构形式和作用特点。通常可根据曲柄压力机的工艺用途及结构特点进行分类。

按机身结构形式不同，曲柄压力机可分为开式压力机和闭式压力机。开式压力机的机身形状类似于英文字母C，如图2-1所示，其机身工作区域三面敞开，操作空间大，但机身刚度差，压力机在工作负荷下会产生角变形，影响精度。所以，这类压力机的吨位比较小，一般在2000kN以下。开式压力机又可分为单柱和双柱压力机两种，图2-2所示为单柱偏心式压力机，其机身工作区域也是前面及左右三向敞开，但后壁无开口。图2-1所示的双柱压力机，其机身后壁有开口，形成两个立柱，故称为双柱压力机。双柱式压力机可实现前后送料和左右送料两种操作方式。此外，开始压力机按照工作台的结构不同可分为可倾式压力机(图2-1)、固定台式压力机(图2-2)、升降台式压力机(图2-3)

二、冲压机工作原理(以JC23-63压力机为例介绍)JC23-63压力机的工作原理如下:电动机1的能量和运动通过如图2-7所示。其工作原理如下:电动机1的能量和运动通过带传动传递给中间传动轴4，再由齿轮传动给曲轴9，经连杆11带动滑块12作上下直线移动。一次，曲轴的旋转运动通过连杆变为滑块的往复直线运动。将上模13固定于滑块上，下模14固定于工作台垫板15上，压力机便能对置于上、下模间的材料加压，依靠模具将其制成工件，实现压力加工。由于工艺需要，曲轴两端分别装有离合器7和制动器10，以实现滑块的间歇运动或连续运动。压力机在整个工作周期内有负荷的工作时间很短，大部分时间为空程运动。为了使电动机的负荷较均匀，有效地利用能量，因而装有飞轮，起到储能作用。该机上，大带轮3和大齿轮6均起飞轮的作用。

三、冲压机结构简图(以JC23-63压力机为例介绍)曲柄压力机一般由以下几个部分组成:(1)工作机构 工作机构一般为曲柄滑块机构，有曲轴、连杆、滑块、导轨等零件组成。

其作用是将传动系统的旋转运动变换为滑块的往复直线运动；承受和传递工作压力；在滑块上安装模具。

(2)传动系统 传动系统包括带传动和齿轮传动等机构。将电动机的能量和运动传递给工

作机构；并对电动机的转速进行减速，获得所需的行程次数。(3)操纵系统 如离合器、制动器及其控制装置。用来控制压力机安全、准确地运转。(4)能源系统 如离合器、制动器及其控制装置。用来控制压力机安全、准确地运转时的

能量储存起来，在冲压时再释放出来。

(5)支撑部件 如机身，把压力机所有的机构连接起来，承受全部工作变形力和各种装置

各个部件的重力，并保证整机所要求的精度和强度。

此外，还有各种辅助系统和附属装置，如润滑系统、顶件装置、保护装置、滑块平衡装置、安全装置等。

四、滑块的调节步骤

图2-10所示为曲柄滑块机构的运动简图。根据滑块 与连杆的连接点B的运动轨迹是否位于曲柄旋转中心O和连接点B的连线上，将曲柄滑块机构分为节点正置(图2-10a)和结点偏置两种，而结点偏置又有正偏置和负偏置之分。当结点B的运动轨迹偏离OB连线位于曲柄上行侧时，称为结点正偏置(图2-10b)；反之，称为结点负偏置(图2-10c)。它们的受力状态和运动特性是有差异的，结点偏置机构主要用于改善压力机的受力状态和运动特性，从而适应工艺要求。如负偏置机构，滑块有急回特性，其工作行程速度较小，回程速度较大，有利于冷挤压工艺，常在冷挤压机中采用。正偏置机构，滑块有急进特性，常在平锻机中采用。

冲床手动式滑块调整(60T以下精密冲床标准为手动式滑块调整)

1、冲床手动式滑块调整结构组成：

(1)模高指示器(2)滑块高度调整杆(03-1301)(3)固定器

(4)导槽调整螺丝(左右)(5)导槽调整螺丝(前后)(6)顶料杆(13-0501)

(7)顶料板(13-1401)

2、冲床手动式滑块调整步骤：

(1)首先将固定螺丝松开。

(2)拿起棘轮手把套于滑块调整杆处如欲上升滑块，则顺时针方向旋转，若想下降冲床滑块则逆时针方向旋转。

(3)由模高指示器中可看出滑块正确的高度（最小单位0.1mm)。

(4)依照上述步骤，即可完成调整之程序。

3、冲床手动式滑块调整特别注意事项：

滑块调整时，请先查明模高之上限及下限，切莫超过所规定之上限及下限。

冲床电动式滑块调整(60T及60T以上精密冲床标准为电动式滑块调整)

1、冲床电动式滑块调整结构组成：

(1)滑块调整马达(2)模高指示器(3)顶料板

2、冲床电动式滑块调整步骤：

(1)将操作盘上之切换开关切至“ON”之位置。

(2)若欲上升可按下操作盘上之上升，若欲下降可按下操作盘之下降，放开押扣开关调整立即停止。

(3)滑块调整时可由滑块前面之模高指示器得知高度之多少，指示器之单位为0.1mm。

(4)当滑块调整至上限或下限时，指示器内之微动开关作动，调整立即自动停止。

(5)调整完成后切换开关调至切之位置。

(6)如运转冲床需押扣复归按钮，做复归动作，使紧急停止红灯灭，方可运转操作。

3、冲床电动式滑块调整注意事项

(1)滑块高度调整前请将顶料杆调到最高，以防模高调整时撞击它部。

(2)为使滑块调整力减轻，调整前请先将平衡器内之气压适度调整降低。

(3)调整作业时，按下紧急调整按钮，将切换开关转至“切”位置，以确保调整时的安全。

五、模具在冲压机上的安装与调试 5.1 模具在冲压机上的安装

1、冲模的安放

将闭合的冲模放在压力机的工作台垫板上，清洁上模上平面和冲床滑块下端面，用手或撬棒转动压力机的飞轮（大型压力机应该开启电动机），同时调整模具在工作台垫板上的位置，使模板处于压力机滑块的模柄孔内，用压块和其上的紧顶螺栓将模柄紧固，同时使模具上模座的上表面与压力机滑块的底面保持接触。

2、压紧下模

按上模进行校正下模的位置，然后用压板和螺栓把下模压紧定位。

3、调整装模高度

移去模具的上、下模之间的木质垫块，用手或撬棒转动飞轮使滑块移动到下死点，松开压力机调节螺杆的锁紧螺母，转动调节螺杆，使模具的凸模和凹模保持预定的位置，然后锁紧螺杆。

4、调节压力机滑块上的挡头螺钉的位置 对于需要刚性推料的模具，挡头螺钉的位置要适当，使得推料动作在压力机的上死点位置时发生，而对于不需刚性推料的模具应该使挡头螺钉的位置不妨碍模具的正常工作。

按上述步骤调整好压力机以后，方可接通电源，进行试冲。5.2 模具调整要点

1、凸凹模刃口相对位置的调整

对于无导向的冲模，上、下模安装在压力机上时，其工作零件（凸模与凹模）咬合，凸模进入凹模的深度要适中，不能太深和太浅，以能冲下制品为准。其调整是依靠调节压力机连杆长度来实现的。2、凸、凹模的间隙调整

对于有导向的冲模，只要能保证导向件运动灵活而无涩现象即可保证间隙均匀;对于无导向冲模，为了使间隙均匀，可以在凹模刃口周围衬以紫铜皮或硬纸板进行调整也可以用塞尺及透光测试方法在压力机上调整，直到上、下模的凸、凹模相互对中且间隙均匀后，再用螺钉紧固模板于压力机工作台面上，方可进行试冲。

3、定位装置的调整

在调整冲模时，应充分保证坯件定位的稳定、可靠性。并时常检查定位销、定位块、定位杆定位时是否合乎定位要求，有无位置便宜。假如位置不合适及定位形状不准，应及时休整其位置和形状，必要时要更换定位零件。

4、卸料系统的调整

卸料系统的卸料板（顶件器）要调整至与冲件贴合；卸料弹簧或卸料橡皮弹力要足够大；卸料板的行程要调整到足够使制品卸出的位置；漏料孔应畅通无阻；打料杆、推料杆应调整到顺利将制品推出，不能有卡住、发涩现象。

5、导向系统调整

模具的导柱、导套要有良好的配合精度，不能发生位置偏移及发涩现象。

油压机:

一、油压机简介

油压机是锻压机械的一大类，其产量仅次于机掀爪力机。油压机是一系列通用性压制设备，如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（热）挤压金属成型薄板、薄板接伸以及冲压、弯曲、翻边、校正等工艺。油压机具有独立的动力机构的电气系统采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种工作方式；油压机的工作压力、压制速度和滑块行程，均可根据工艺需要进行调整，并能完成顶出工艺、不带顶出工艺、拉伸工艺三种工艺方式，每种工艺又为定压定程两种工艺动作供选择，定压成型工艺在压制后具有保压延时自动回程。压油机除具有上述功能外，顶出缸还具有顶出、延时、自动退回。油压机适用于塑性材料的压制工艺。

油压机是一种通过专用液压油作为工作介质，通过液压泵作为动力源，靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸/活塞，然后油缸/活塞里有几组互相配合的密封件，不同位置的密封都是不同的，但都起到密封的作用，使液压油不能泄露。最后通过单向阀使液压油在油箱循环使油缸/活塞循环做功从而完成一定机械动作来作为生产力的一种机械

油压机由主机及控制机构两大部分组成。油压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。动力机构在电气装置的控制下，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械，种类很多。用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分，有油压机和水压机两大类。水压机产生的总压力较大，常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具，而自由锻水压机不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是自由锻造水压机。油压机按结构形式现主要分为：四柱式油压机、单柱式（C型）油压机、卧式油压机、立式框架油压机等。油压机主要分为金属成型液压机、折弯液压机、拉伸液压机、冲裁液压机、粉末（金属，非金属）成型液压机、压装液压机、挤压液压机等

二、油压机的工作原理

液压机的基本工作原理是静压传递原理(即帕斯卡原理)，它是利用液体的压力能，靠静压作用使工件变形，达到成形要求的压力机械，因其传递能量的介质为液体，故称为液压机。

液压机的工作介质主要有两种，采用乳化液的一般称为水压机，采用油的称为油压机，两者统称为液压机。

液压机的基本工作原理如图4-1所示。在充满液体的连通容器里，一端装有面积为A1的小柱塞，另一端装有面积为A2的大柱塞，柱塞和连通器之间设有密封装置，使连通管内形成一个密闭的空间。当在小柱塞上施加一个外力F1时，则作用在液体上的单位面积压力为p=F1/A1，按照帕斯卡原理，这个压力p将传递到液体的全部，其数值不变，方向垂直于容器内表面。因而在连通管另一端的大柱塞上，作用于其表面的单位压力也为p，使大柱塞上产生F2=pA2=F1A2/A1的向上推动力。

可见，在小柱塞上施加一个较小的力，便可在大柱塞上获得放大了若干倍的较大的力。例如Y32-300型液压机，高压泵提供压力油的压力为20MPa，液压缸的工作活塞直径为440mm，则工作活塞能获得3000kN的作用力。

三、油压机的结构原理图（以Y32-300型液压机为例介绍，具体见图4-4）:

一、本体部分 1.机身

Y32-300型液压机机身属于四立柱机身(图4-5)。目前四立柱机身在液压机上应用最广。我国自行设计与制造的120000kN大型水压机也是采用四立柱结构的机身。四立柱机身由上横梁、下横梁和四根立柱组成，每根立柱都有三个螺母分别与上下横梁紧固连接在一起，组成一个坚固的受力框架。

液压机的各个部件都安装在机身上，其中上横梁的中间孔安装工作缸，下横梁的中间孔安装顶出缸。活动横梁靠四个角上的孔套装在四立柱上，上方与工作缸的活塞相连接，由其带动上横梁上下运动。为防止活动横梁过度降落，导致工作活塞撞击工作缸的密封装置(图4-6)，在四根立柱上各装一个限位套，限制活动横梁下行的最低位置。上、下横梁结构相似，采用铸造方法铸成箱体结构。下横梁(工作台)的台面上开有T形槽，供安装模具用。机身在液压机工作过程中承受全部工作载荷，立柱是重要的受力构件，又兼作活动横梁的运动导轨用，所以要求机身应具有足够的刚度、强度和制造精度。

2.工作缸

工作缸采用活塞式双作用缸，如图4-6所示，靠缸口凸肩与螺母紧固在上横梁内。在工作缸上部装有充液阀和充液油箱。活塞上设有双向密封装置，将工作缸分成上下腔，在下部缸端盖装有导向套和密封装置，并借法兰压紧，以保证下腔的密封。活塞杆下端与活动横梁用螺栓刚性联接。

3.活动横梁

活动衡量是立柱式液压机的运动部件，它位于液压机本体的中间。活动横梁的结构如图4-7所示。为减轻重量又能满足强度要求，采用HT200铸成箱体结构，其中间的圆柱孔用来与上面的工作活塞杆连接，四角的圆柱孔内装有导向套，在工作活塞的带动下，靠立柱导向作上下运动。在活动横梁的底面同样开有T形槽，用来安装模具。4.顶出缸

在机身下部设有顶出缸，通过顶杆可以将成形后的工件顶出。Y32-300型液压机的顶出缸结构如图4-8所示，其结构与工作缸相似，也是活塞式液压缸，安装在工作台底部的中间位置，同样采用缸的凸肩和螺母与工作台紧固联接。

四、液压系统的结构原理（以Y32-300型液压机液压系统为例(图4-9)）

1)泵11为BFW型偏心柱塞泵，公称力为20MPa，公称流量为40L/min。

2)阀1为溢流阀，调定压力是系统的工作压力20MPa。当压力超过限压20MPa时，油液通过阀1稳压溢流，它是液压系统的安全保护阀。

3)阀2为溢流安全阀，调定压力为22MPa，起限制液压系统最高压力的作用。

4)阀3和阀5分别为顶出缸和工作缸的手动换向阀，两阀作串联连接。这样，当阀3处于停止位置时，无论阀5放在任何位置，压力油都可通过阀3和中位流回油箱卸荷。这种连接使两个缸起互锁作用，保证工作缸工作于顶出缸顶出不同时动作。

5)阀4为单向阀，调定压力为1.0~1.2MPa。它的作用不仅保证压力油只能单向流动，而且当油液单向通过时，油压必须等于或大于调定的压力，所以该阀又称背压阀。

6)阀7为液控单向阀，它在系统中起平衡作用，防止活动横梁产生超前速度，并使活动横梁稳定地停止在所需要的位置上。

7)阀6为溢流阀，它在系统控制回程时防止工作缸下腔出现超压状态。

8)阀8为液控单向阀，工作时起保压作用，回程时起工作缸上腔先卸压后回程的作用。9)充液阀9和充液邮箱10在活塞靠自重下行时，依靠负压对工作缸充液，以提高空行程的速度。

五、下压油缸的结构及特点

工作缸采用活塞式双作用缸，如图4-6所示，靠缸口凸肩与螺母紧固在上横梁内。在工作缸上部装有充液阀和充液油箱。活塞上设有双向密封装置，将工作缸分成上下腔，在下部缸端盖装有导向套和密封装置，并借法兰压紧，以保证下腔的密封。活塞杆下端与活动横梁用螺栓刚性联接。

当压力油从缸上腔进入时，缸下腔的油液排至油箱，活塞带动活动横梁向下运动，其速度较慢，压力较大。当压力油从缸下腔进入时，缸上腔的油液便排入油箱，活塞向上运动，其运动速度较快，压力较小，这正好符合一般慢速压制和快速回程的工艺要求，并提高生产率。

塑料注射成型新技术的应用 篇3

关键词：塑料制品 塑料注射成型 工艺技术

1 注射成型技术

注射成型技术是目前塑料制品加工领域比较先进的技术，其基本技术工艺是使用注塑机将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却、固化获得既定形状产品的方法。这种注塑技术较以往的传统技术有比较明显的优点：生产速度得以提高、生产效率也提高很多，在生产过程中自动化程度提高，能够成型的塑料制品品种丰富，很适合大型生产加工企业使用。

注塑成型方法一般是生产的末端环节，能够生成基本的塑料成品，可以不再进行加工就直接应用于需求终端。在注塑成型的产品中外形和纹理结构均比较清晰，能够满足于实际需要。

2 注射成型加工工艺特点

2.1 注射成型工艺的特点及其原理 第一，注射成型工艺技术能够生成形状复杂的塑料制品，其产品的尺寸及各种嵌件都比较精确，这种精密的注塑成型技术是领先其他技术的；其次，注射成型工艺技术在实际操作过程中自动化程度较高，这样不仅能够节约人力，而且大大提高了生产效率。

在塑料制品生产过程中，热塑性塑料与热固性塑料都是在流动状态下进行成型的。这就需要生产加工企业在原材料的采购、成型方法的运用和工艺条件的选择时，充分考虑其流动性。实际塑料制品的生产经验可以知道，不少塑料熔体在成型过程中都会发生一定程度的形变。合成树脂在生产工艺中对塑料性能起着很关键的影响作用；添加剂是改善性能使用的化学原料。

2.2 注射成型过程的工艺条件 第一，机筒、喷嘴和模具的温度要控制在合理范围内，适当的温度是塑料塑化质量的可靠保障。第二，塑化压力和注射压力在注塑成型过程中也很关键，掌握好压力是注塑模型质量的保障。第三，必须控制好成型周期，恰当的成型周期不仅能够调高塑料制品的质量，而且还能够缩短时间，提高效率。

塑料加工中的重要因素包括：温度、稠度、色料分布和熔体密度。一般是通过螺杆转动获得熔融塑料的能量，螺杆转动混炼在螺纹之间发生，塑性粒料表面被熔融塑化，当物料沿螺杆前进时，就重复着混合和剪切作用，直至塑料被完全熔融。

3 注射成型设备

目前在注塑成型行业机械设备比较繁多，按不同的外形可分为立式、卧式、角式和转盘式注射机。从其工作效能来看物料在机筒中被塑化的不同形式又可以分为柱塞式和螺杆式。大多数企业目前使用较为广泛的是单螺杆往复式注射机，这种注射成型机械设备的螺杆能够转动作业，而且其轴向往复能够提高注射塑料的搅拌效果。

3.1 合模装置 在成型过程中比较重要的工艺程序是合模。合模装置的主要功能是在承受住注射压力情况下闭合然后将制品取出。在现阶段生产实践中使用效果较好的合模装置有：肘杆式合模装置、液压式合模装置和液压一机械式合模装置。

3.2 注射装置 注射装置是熔融塑料达到一定程度，然后根据混合物配比将其注入产品成型模具，这个过程需要控制压力和速度以使塑料熔体能够顺利注入模具。目前来看在注塑生产工艺中采用的比较理想的注射装置是螺杆式预塑化器，该装置有很多优点，比如其熔融物质量恒定，能够保持高压和高速，而且还能够精确控制注射量，这些优点正是透明、薄壁制品和高生产速率所需要的。

4 注射成型工艺调整方法

4.1 注射保压时间、冷却时间 根据实际生产实践，注射时间在设定时要略大于螺杆完成注射行程移动的时间。保压时间是根据产品厚度来设定的，一般来说薄壁产品在成型时不用保压，不同的厚度可设定不同的保压时间。冷却时间在生产过程中也是依据产品厚度、模具温度、材料性能设定的，在实际生产中结晶型聚合物的冷却时间一般要少于无定型聚合物所需的时间。

4.2 注射压力、速度 在注塑成型过程中注射压力要保持宜低不宜高的状态，因为注射压力只要能提供足够动力来满足注射速度、使熔体能够顺利充满型腔就好，过高的压力可能会使制品内产生内应力。

注射速度是塑料产品外观质量的重要影响因素，要在综合考虑模具的几何结构、排气状况的基础上计算并设定合理的注射速度。

4.3 采用多级注射成型 注塑成型过程中要采用多级注射，一般来说产品需要三到四段的注射是比较合理的。这种多级注射成型技术是很可靠地，它结合了流道结构和模具排气状况等多种技术参数，经过缜密的计算得出的。

5 结语

随着工业技术的进步，塑料加工成型的技术也日益发生着变化，不断和其他领域的生产技术相互融合借鉴。注塑成型技术在实际生产过程中也不断改善，满足不同材质塑料的加工需求。由于注塑成型工艺技术的一系列优点，在塑料化工生产领域日渐受到企业的认可，应用范围也越来越广泛。

参考文献：

[1]陈鼎元.塑料成型加工工艺初探[J].化学工程与装备；2008.9.

[2]李彩虹.塑料成型加工技术与装备的研究现状及发展[J].南京工业职业技术学院学报，2005.2.

《塑料成型工艺学》教改初探 篇4

随着我国高等教育课程改革的深入, 专业课程的教学改革也是大势所趋。我校高分子材料工程专业是国家重点学科, 《塑料成型工艺学》是该专业最重要的必修课之一。《塑料成型工艺学》是一门综合性强、知识性强、实践性强的专业基础课程, 其内容几乎涵盖了塑料成型加工工业中所有的成型方法。教师在授课过程中扮演的角色, 对学生能否理解塑料成型工艺方法、掌握专业知识, 起着至关重要的作用。本文结合我院高分子材料科学与工程专业的实际教学情况以及笔者在教学过程的切身体会, 谈谈教师在《塑料成型工艺学》教改中的尝试。

二、改进现有的教学手段

随着科学技术的发展, 众多多媒体技术已应用到教学过程中。目前, 郑州大学几乎所有的教室都安装了多媒体教学设备, 这的确对提高教学效果、减轻老师的板书负担发挥了很大的作用。然而, 很多教师的多媒体课件只是把课本内容简单地复制并粘贴到PPT中, 这和传统的教学模式没什么本质的区别。高分子成型加工是一个综合性、实践性很强的专业技术, 这些年来新技术、新产品层出不穷。因此, 为提高教学效果, 在教学中应做到如下几点: (1) 按照教学大纲和教材内容要求, 重新编排课件。充分利用网络优势以及本校图书馆的电子资源, 坚持做到每年都要对电子课件中的内容进行修改、完善或补充, 和塑料成型加工工业技术发展相同步。如, 利用Google、Baidu等搜索引擎的“图片搜索”或“视频搜索”模块, 把与课程内容相关的图片、动画适当地链接到课件中, 或播放一些专业动画仿真或工厂实际生产过程的录像。比如, 我上课的时候, 在讲到注塑、挤出、压缩或吹塑等工艺方法时, 我就会播放北京东方动画仿真的仿真软件, 或播放生产实习的时候在工厂拍摄到的具体生产工艺过程录像, 这样让学生对实际的生产过程有个真切的理解和认识, 更让他们感受到理论来源于生产实际。甚至也可以将自己科研实验中的相关内容作为辅助材料添加到课件中, 比如我在讲授“塑料成型理论基础”一节中的“聚合物的结晶”部分的时候, 就把我实验过程中聚丙烯结晶过程的偏光图片和录像按照时间先后顺序播放出来, 或把不同结晶形貌的图片列出, 以让学生对结晶过程和结晶形貌有更好的理解, 同时这能够提高学生对科研的兴趣。 (2) 强化案例教学。塑料制品已经在我们的生产、生活、工业等诸多领域发挥着重要的作用, 并成为不可或缺的产品。那么在讲到具体的成型工艺方法的时候, 如注射成型、挤出成型或吹塑的时候, 就把生活中用这些成型方法来成型加工的制品 (塑料玩具、手机外壳、排水管道、木塑地板、纯净水瓶、塑料门窗异型材等) 带到教学课堂进行讲解。并引导同学们就这些制品的成型工艺方法、使用的原料配方等方面进行讨论、启发思考, 让学生在看得见、摸得着等真实制品实例中理解课本理论知识, 大大提高学习效率和学习效果。 (3) 强化现场教学。《塑料成型工艺学》课程的实践性非常强, 现场教学是学生课后实际操作训练的重要补充。在讲授具体成型方法的时候尽量带学生到实验室参观操作学习, 如在讲到注塑成型工艺的时候, 如果没有现场教学的话, 学生可能感觉到比较抽象和枯燥, 可以带学生到实验室面对真实的注塑机讲述注塑成型机的结构构造及功能、工作原理以及具体的工艺参数设置等。注射成型工艺过程中使用了注射成型模具, 由于本科生已经学过《塑料注射成型模具设计》以及《塑料注射成型模具加工》等专业课程, 那么可以让本科生结合模具设计和加工, 去思考注射成型工艺与模具型腔结构以及浇注系统的关系等问题。但有一点要注意, 由于学生还不会操作, 老师最好亲自操作, 开机演示挤出工艺的实际流程, 让学生对教材理论有一个更直观的印象。现有教学手段的改进, 必将去除教师机械地、照本宣科地传授教材内容, 缺乏理论联系实际, 学生被动地学习等传统教学中出现的一些弊端。

三、改进教学过程中的互动和语言表达方式

尽管丰富多彩、生动活泼的多媒体课件可以让同学们对专业知识更容易理解和把握, 但是课堂互动以及老师的语言表达方式在传授知识过程中发挥的作用也不可小觑。互动式和启发式教学方法是现代最为推崇的教学方法。教学过程是一个非常复杂、特殊的认知过程, 更是一个多级信息交流互动的过程。老师在课堂上一个人滔滔不绝地演“独角戏”是永远不会让学生系统地学习并掌握专业知识的。因此, 必须发挥学生的主观能动性, 让学生也参与到课堂教学中来。如, 在讲完“注射成型”这一章节后, 可以给学生留出1~2个课时开一个专题讨论会, 让他们给出生活中的实例来说明哪些塑料制品是采用注射成型来加工的, 这些产品有何结构特点。而且还可以结合同学们所学的《塑料成型模具》, 让同学们了解制备生活中这些塑料产品所使用模具的特点如何。这样让同学们在掌握专业知识的同时, 也让他们意识到我们的生活原来和塑料成型加工密切相关。此外, 为了活跃课堂气氛, 激发同学们的求知欲望, 让他们在短时间内把握专业问题的实质, 课堂语言的改进也非常重要。在此方面, 笔者常用对比、比喻、成语等语言形式进行教学。如把注射成型过程中流动分子链取向比喻成河中顺流而下的竹排;在讲述聚合物成型加工基础部分的结晶的时候, 关于晶体尺寸和成核的关系时候, 可以把晶体比喻成白菜, 而晶核就是种下的菜籽, 种下的菜籽密集, 每个菜籽发芽后的生长空间有限必然影响白菜的大小;以生活中常见的面粉为例, 同样的面粉经过不同的加工方法做成的汉堡包、面包、馒头、面条具有不同的口感以及价格, 以说明成型加工工艺是影响制品最终结构和性能的关键因素。

总之, 《塑料成型工艺学》教学改革是塑料加工技术日益发展与现代教学改革的必然要求。笔者经过多年的教学实践和探索, 充分认识到:教学是一个系统工程, 如何在有限的课堂时间内让学生真正掌握专业知识是我们每一个专业基础课任课老师的责任和义务。只要我们专业基础课任课老师注意不断改进教学手段和教学方法, 鼓励学生主观能动性的发挥, 就能大大提高教学效果。在今后的教学实践中, 如何以学生为中心, 实现教学方法上的互动、生动, 教学手段的多样化, 还需进一步探索并总结经验。

参考文献

[1]张桂云.高分子成型加工课程教学改革初探[J].广东化工, 2010, 37 (6) :159-160.

[2]付敏.塑料成型加工课程教学的初探研究[J].科技文汇, 2010, 7 (3) :120-121.

[3]李泽清.浅谈《塑料成型工艺学》课程教学的改革与实践[J].科技文汇, 2009, 6Z (8) :89-91.

[4]陈璞“.塑料成型工艺及模具设计”多媒体课件制作浅谈[J].广东工业大学学报 (社会科学版) , 2007, 14 (7) :182-183.

[5]张晓黎, 刘保臣, 逯晓勤.高分子成型与模具专业英语教学探索[J].科技创新导报, 2008, 10 (5) :230-230.

塑料成型与模具设计复习总结 篇5

1）塑料的力学性能，如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能。

2）塑料的物理性能，如对使用环境温度变化的 适应性、光学性能、绝热或电气绝缘的程度、精 加工和外观的完满程度等。

3）塑料的化学性能，如对接触物（水、溶剂、油、药品）的耐性、卫生程度以及使用上的安全性等。

4）必要的精度，如收缩率的大小及各向收缩率的差异。5）成型工艺性，如塑料的流动性、结晶性、热敏性等。

选择具体的脱模斜度时，注意以下原则：

1）制品尺寸公差允许，脱模斜度取大值。2）热塑性塑料的脱模斜度大，热固性小。3）壁厚大，收缩量大，脱模斜度大。4）较高、较大的制品，脱模斜度小。5）高精度制品，脱模斜度小。6）制品高度很小，脱模斜度为零。

7）脱模后制品留在型芯一边，型芯斜度小。

8）内孔以小端为基准，斜度由扩大方向取得；外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得。

制品壁厚

1）制品必须有足够的强度和刚度； 2）塑料在成型时有良好的流动状态； 3）脱模；

4）壁厚均匀，否则使制品变形或产生缩孔、凹陷及填充不足等缺陷。

5）热固性塑料的小型塑件，壁厚取1.6～2.5mm，大型塑件取3.2～8mm。6）热塑性塑料的小型制件，壁厚取1.75～2.30mm，大型制件2.4～6.5mm。

加强肋增加塑件的强度和避免塑件翘曲变形。

加强肋的设计原则：

加强肋<壁厚，b <（0.5 ~ 0.7）δ； 足够的斜度，α= 4°~ 10°； 圆角，R =δ/8；

高度小，数量多，L< 3δ。

圆角

尖角：应力集中，塑件破裂，模具热处理时淬裂。圆角半径：壁厚的1/3以上。圆角有利于塑料充型流动。

圆角会导致凹模型腔加工复杂，使钳工劳动量增加。

饰纹、文字、符号及标记 设计要求： a.脱模

b.模具易于加工，文字可用刻字机刻制图案可用手工雕或电加工等，c.标记的凸出高度≥0.2mm，线条宽度≥ 0.3mm，两条线的间距≥0.4mm，标记的脱模斜度≥ 10°。

塑料螺纹设计

1.成型的螺纹精度低于3级。2.金属螺纹嵌件。

3.塑料螺纹螺牙尺寸应较大。

4.塑料螺纹的外径≥4mm，内径≥2mm。

5.螺孔始端有0.2 ~ 0.8mm的台阶孔，螺纹末端≥0.2mm的距离。

金属嵌件的设计原则 1）圆形或对称形状；

2）壁厚（金属嵌件周围的塑料层厚度大）； 3）倒角； 4）定位；

5）自由伸出长度≤2d；

6）嵌件会降低生产效率，且生产不易自动化。

影响尺寸精度的因素 1.和模具有关的原因： 1）模具的形式或基本结构 2）模具的加工制造误差

3）模具的磨损、变形、热膨胀 2.和塑料有关的原因

1）不同厂家生产的塑料的标准收缩率的变化

2）不同批量塑料的成型收缩率、流动性、结晶化程度的差异 3）再生塑料的混合、着色剂等添加物的影响 4）塑料中的水分以及挥发和分解气体的影响

3.和成型工艺有关的原因

1）由于成型条件变化造成的成型收缩率的波动 2）成型操作变化的影响

3）脱模顶出时的塑料变形、弹性恢复 4.和成型后时效有关的原因

1）周围温度、湿度不同造成的尺寸变化

2）塑料的塑性变形及因为外力作用产生的蠕变、弹性恢复 3）残余应力、残余变形引起的变化

从模具设计和制造的角度，影响塑料制品尺寸精度的因素有五个方面： 1）模具成型零件的制造误差δz； 2）模具成型零件的表面磨损δc； 3）塑料收缩率波动δs；

4）模具活动成型零件的配合间隙变化δj； 5）模具成型零件的安装误差δa。

对于小尺寸的制品，模具制造误差对制品尺寸的影响要大些；

对于大尺寸的制品，收缩率波动引起的误差是影响制品尺寸精度的主要因素。

表面粗糙度的确定

1.模具的表面粗糙度比塑料制品的表面粗糙度低一级； 2.对透明的塑料制品要求型腔和型芯的表面粗糙度相同；

3.对于不透明的塑料制品，型芯的表面粗糙度的级别可比型腔的表面粗糙高1 ~2级。

注射成型特点

型周期短成型形状复杂尺寸精确带有金属或非金属嵌件的塑料制件热塑性塑料（除氟塑料外）一些热固性塑料生产效率高易于实现全自动化生产应用广泛

按照注射机的注射方向和模具的开合方向分类

1）卧式注射机重心低、稳定加料、操作及维修均很方便塑件推出后可自行脱落便于实现自动化生产模具安装较麻烦嵌件放入模具有倾斜和脱落的可能机床占地面积较大

2）立式注射机占地面积小安装和拆卸模具方便安放嵌件容易重心高、不稳定加料较困难推出的塑件要人工取出不易实现自动化生产最大注射量在60g以下

３）角式注射机结构简单机械传动不能准确可靠地控制注射、保压压力及锁模力。模具受冲击和振动较大

按注射装置分类

注塞式以加热料筒、分流梭和柱塞来实现成型物料的塑化和注射。构造简单适合于小型零件的成型材料滞流严重压力损失大

螺杆预塑化型塑化：螺杆旋转、料筒进行塑化。注射：螺杆移动进行注射。特点：塑化均匀，计量准确。

注射机的组成 注射机构 加料器 料筒

螺杆（或柱塞与分流梭）喷嘴 锁模机构

作用:锁紧模具 模具的开合动作顶出模内制品

锁模方式全液压式（直压式）液压-机械联合作用式（肘拐式）。顶出方式机械式液压式

液压传动和电器控制系统液压传动系统是注射机的动力系统电器控制系统则是各动力液压缸完成开启、闭合和注射等动作的控制系统。

热塑性塑料的工艺性能 1.收缩 塑料制品从模具中取出发生尺寸收缩的特性。2流动性塑料成型难易的指标

影响塑料流动性的因素：a.聚合物的性质b.成型条件

衡量流动性的指标： a.相对分子质量 b.熔融指数

c.阿基米德螺旋线长度 d.表观粘度

e.流程比(流程长度/制品壁厚)

成型工艺条件对流动性的影响： 1）熔体成型温度 2）注射压力 3）模具结构

3.塑料的结晶结晶形塑料各向异性显著、内应力大。脱模后制品内未结晶的分子继续结晶，使制品变形、翘曲。

注射成型工艺过程

成型前准备塑料外观（如色泽、颗粒大小及均匀度等）检验； 塑料的干燥处理 料筒的清洗或拆换 嵌件的预热

脱模剂：硬脂酸锌、液体石蜡和硅油 注射成型过程加料塑化注射冷却脱模 固体颗粒转换成粘流态的过程称为塑化。影响因素： 受热情况 剪切作用 螺杆的剪切

摩擦热促进塑化

注射：充模熔体经过喷嘴及模具浇注系统进入并填满型腔。型腔内熔体压力迅速上升，达到最大值，熔体压实。

保压熔体冷却收缩，熔料不断补充进入模具。模具冷却，熔体密度增大，逐渐成型。倒流

保压结束，螺杆回程（预塑开始）。

型腔中的熔料通过浇口流向浇注系统称为倒流现象。熔体在浇口处凝固，倒流停止。

浇口冻结后的冷却

加入新料，同时通入冷却水、油或空气等冷却介质，对模具进行进一步的冷却。

脱模

在推出机构的作用下将塑料制件推出模外。

制件的后处理退火或调湿，改善和提高制品的性能和尺寸稳定性。

退火处理

目的：消除制品的内应力，稳定结晶结构。方法：制品在定温的烘箱中静置一段时间。退火温度=制品使用温度+（10~20）℃ 退火温度=塑料热变形温度-（10~20）℃ 退火时间根据制品厚度确定。退火后应使制品缓冷至室温。

调湿处理 目的：防止氧化变色或吸收水分而膨胀，使制品尺寸稳定。方法：将刚脱模的制品放在热水中处理。

注射成型工艺参数 温度

料筒温度料筒温度选择的依据：流动性，热降解。Tf(Tm)<料筒温度

喷嘴温度喷嘴温度<料筒的最高温度 防止直通式喷嘴发生“流涎”现象

模具温度充型能力 塑件的性能和外观质量 模温升高： 流动性增加 充模压力下降 生产率降低

制品内应力降低 制品表面质量提高 成型收缩率增大

制品密度或结晶度增大 制品翘曲度增大

2.压力

塑化压力背压：注射机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。背压是通过调节注射液压缸的回油阻力来控制的。背压增加：增加熔体的内压力 加强剪切效果、提高熔体的温度

螺杆退回速度减慢，延长塑料受热时间，改善塑化质量。

注射压力注射时在螺杆头部产生的熔体压强。注射压力过低，不能充满型腔。

注射压力过大，溢料，变形，系统过载。注射压力增大： 塑料流动性增加 充填速度增加 接缝强度增加 制件重量增加

制件中内应力增加

注射压力与熔体温度的关系 料温高，注射压力低； 料温低，注射压力高。料温和注射压力组合

模腔压力

注射压力经过喷嘴、流道和浇口的压力损失后在模具型腔内产生的熔体压强。

3.注射成型周期和注射速度 完成一次注射成型所需的时间 注射速度增大： 熔体流速增加 剪切作用加强 粘度降低

熔体温度升高

熔体流动长度增加 熔合纹强度增加 内应力升高 表面质量下降 湍流、喷射

塑料成型 篇6

关键词 塑料成型工艺与模具设计 考核方法 改革探索

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）01-0001-02

为适应社会经济发展，三本院校以培养面向生产、建设、管理第一线的应用型高级人才为目标。注重学生素质、能力和知识的全面发展，在学习专业基础知识的同时，加强专业技能培养，提高实践能力和创新能力，增强就业弹性。教学过程中，无论是教学方法、教学内容、实践环节和管理模式都应有其独特的地方，符合培养学生应用型能力的目标。

对于传统的以期末“一考定成绩”的评价方式，制约了教学水平和教育质量的提高，不利于素质教育和创新教育的顺利开展，不符合应用型人才培养的目标。为此，根据《塑料成型工艺与模具设计》课程理论性和实践性都很强的特点，对课程的考核方法进行了改革探索。把传统的一次考试评定，分散到学习过程中，侧重实践能力的培养，将考核贯穿到日常教学中，以学生为主体激发学生学习动力，避免考前死记硬背，充分发挥考核的积极功能。

一、传统考核方法及存在的问题

由于课程为机械设计类课程，理论性和实践性都很强，传统的考核方法通过期末考试一次决定优劣，缺乏公平公正性，不能如实的反应学生对本门课程知识的应用情况。

1.考核内容欠合理

三本是在全日制高校基础上创办的，很多教学方法、考核方式都是沿用的传统高校教书育人的标准。在课程考核中，仍普遍强调对理论知识的考查，表现为基本理论知识与记忆性成分比例过大，客观性试题与解题技巧所占比例过高，对理论知识的实践应用能力及应用性技能考核还很不够，课程对专业的服务支撑力度明显不足。

2.考核形式单一，缺乏公正性

传统的课程考试绝大部分安排在每个学期末进行，学生成绩的优劣主要取决于期末考试成绩。一次考试涵盖一个学期的知识，并且要求学生在短短的两个小时内反映出自己获取的知识水平和综合运用知识的能力，难以公平有效的评价学生整个学期的学习效果，缺乏学生学习过程监控，往往导致学生学习的目的只是为了考试过关，而不注重应用能力的发展。这在相当程度上扼杀了学生的创新意识、忽视了学生的个性发展。使得学生学与用相脱节，无法满足社会对应用型人才的需求。

二、考核方法改革

1.确立考核目标

树立以培养应用型人才为考核目标的课程考核理念，建立以检测能力、素质和创新为主体的考核内容，采用灵活多样的考核办法，突出多样性、针对性和生动性。将与课程有关的创新活动与成果纳入到考核评价中，以此激励学生参与创新活动。

2.设计考核内容

根据本课程需要，采用课堂讨论、实例分析、小组答辩、课程论文、实验操作和实验报告等多种形式进行。课程的教学活动包括理论、实验、课外设计实例等方面。在理论教学中，先根据设计实例引出理论知识，以多媒体和PPT，展示、阐明基本概念、基本设计原则等理论，启发学生结合理论，进行课后设计、实例分析，考核形式以课堂提问讨论、课后辅助小作业为主；实验教学中，主要为模具的拆装实验，了解掌握不同的模具结构，教师先进行规范的演示，在直观生动的条件下，对模具结构与理论知识进行讲解，然后学生分组动手拆装，考核形式主要是实验操作和绘制模具结构图；课程设计大作业，在教学开始就鼓励学生自己选择身边用到的塑件进行设计，分组设计不同塑件结构，同时要求组内塑件结构相同，但塑件材料和尺寸不同，即可以互相讨论，又可以避免个别同学完全抄袭别人设计成果的现象，考核形式以小组答辩、课程论文及设计总装图为主。

考评体系将平时的考察、实验过程、具体实例设计有机结合，既有理论知识掌握程度的反映，也有实践教学过程的记录，这对师生双方都是一种约束，不仅规范了学生成绩评定的客观和公正，也提高了教学质量。

3.分配考核中比例

教学是一个动态的持续过程，在期末考试中考试题目的分配，应该以基本知识、基本理论和基本技能的掌握为核心（60%），这是教学的基本目的，在此基础上为综合性的问题（30%），而更高的层次的考核内容必须具备创新思维和创新能力才能解答（10%）。考试作为教学质量的评价手段，要达到客观评价的目的同时又能起到激励引导学生的作用，其评价活动应该贯穿整个教学过程。根据课程特点，对学生考核权重分配为：理论课平时成绩（15%）+实验成绩（20%）+大作业成绩（15%）+期末考试成绩（50%）。

三、从考核方法改革效果

本课程考试过后就试行的班级来看，新的考核方法能调动学生学习思考的主动性、学习积 极性，这种主动学习和总结的过程无形中提高了学生的学习能力，从而达到了教学改革的目的。因考核中加大了平时成绩，提高了学生对平时学习过程的重视，另外大作业的完成，使得学生对于学习理论知识更有目的性，能够现学现用，即提高了理论知识的应用能力，又使得学生在用的过程中能发现问题解决问题，学习积极性大大提高。

从考核班级的成绩来看，新的考核方式使班级成绩的及格率大大提高，中等偏上的学生成绩明显增多，不及格的人数明显减少，通过对实行新的考核方法的班级进行学生反馈信息的了解，大部分学生认为新的考核方法能更好地发挥学生的潜力和学生学习的主动性；还有一部分学生认为新的考核方法能兼顾到所有的学生，设计过程的组内讨论能再次弥补有些同学学习过程中不足，发现知识漏洞，无形中缩小了学生学习两极分化的差距，由此为专业课的学习奠定良好的基础，分析问题和解决问题的能力也有了相应的提高。

考试方法的选择正确与否直接关系到学校人才培养模式的成败，应充分发挥考试对课程的指导监控性作用，以应用能力培养为主线，真正达到教、学、考三者的和谐统一。将高等学校的机械课程引向向社会培养真正掌握设计应用能力，能够利用所学知识胜任现阶段社会中各层次工作需要的有创新精神的新型人才。

参考文献：

[1] 荀烨.从创新教育的角度谈高校考试改革[J]. 河南社会科学，2001， 9（3）：79-81

[2] 高娃，杜元虎，于新.高校考试制度改革与创新能力培养[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2006， 19（5）：43-45

[3] 刘建国.创新型人才培养与高校考试改革[J].现代大学教育，2006， （2）：107-200

塑料精密成型专利技术的现状研究 篇7

本文最主要的研究目的是通过常规的专利分析方法对塑料精密成型中国和全球专利现状进行具体的分析, 使相关技术人员了解塑料精密成型专利技术的现状, 以推动精密成型研究成果的实用化与批量化生产, 提高精密件的技术创新水平。

本文主要采用关键词、结合分类号, 对该领域的专利申请数据进行检索采集, 检索使用的数据库为德温特世界专利索引数据库DWPI数据库和中国专利CPRSABS数据库。数据库的公开 (公告) 日截至2013年7月。需要说明的是由于2012年申请的某些专利截至本文检索时还没有公开, 所以本文统计分析中所用的2013年的专利数据并不完整。

国内塑料精密成型专利技术分析

申请量分析

图1示出了我国塑料精密成型的专利申请量发展趋势, 从专利申请量来看, 中国塑料精密成型相关专利申请最早出现在20世纪80年代, 起步期从20世纪80年代中期持续到2001年;增长期从2001年持续到2007年, 高速发展期从2008年起一直持续到现在, 其间申请量迅速攀升, 到2011年, 年申请量突破249件。

申请人分析

图2示出了我国专利申请人类别分布情况, 公司企业的申请量占绝大多数, 占总量的67%, 高校、个人和研究所申请量分别占总量的16%、13%和4%, 从高校申请量所占比例不算小的情况可看出, 该领域朝着高技术高精度的方向发展。其中就比较典型的光学板而言, 中国企业中申请量最多的是鸿富锦精密工业 (深圳) 有限公司。

图3示出了中国专利申请国别分布情况, 对国外申请人在中国的发明专利申请进行国别分析, 发现来自日本的申请量最多, 占总量的13%, 其次是来自美国、德国、韩国的申请人, 其申请量分别占9%、3%、2%。可见日本、美国、德国、韩国这些在注塑领域实力强劲的国家也都比较重视中国市场, 积极在中国进行专利布局。

全球塑料精密成型专利技术分析

申请量分析

图4示出了塑料精密成型的全球专利申请态势, 从专利申请量来看, 全球塑料精密成型相关专利申请最早出现在20世纪60年代, 萌芽期从20世纪60年代到80年代初, 每年的申请量维持在个位数;发展储备期从20世纪80年代到90年代末, 每年的申请量在40件以内;高速发展期从21世纪初一直持续到现在, 到2008年达到峰值。

申请人分析

技术来源分析反映了主要技术力量的来源分布情况, 从图5可以了解, 美国和日本的专利申请量各占塑料精密注射成型领域专利申请总量的三分之一, 说明这两个国家在该领域具有很强的技术实力。其次是德国, 虽然申请量不如美国和日本, 但其实力也不容小觑, 其申请量占分别占总量的4%-3%。其中就比较典型的光学板而言, 全球企业中申请量排前三名的分别是柯尼卡美能达株式会社、富士胶片控股株式会社和日东电工株式会社。地总量的9%。韩国、中国台湾、英国等其他国家 (地区) 的申请量

塑料精密成型技术种类分析

塑料精密成型是将各种形态 (粉料、粒料、溶液和分散体) 的塑料原料制成所需形状的制品或坯件的过程, 成型方法多达三十几种, 塑料成型方法的选择主要决定于塑料的类型 (热塑性还是热固性) 、起始形态以及制品的外形和尺寸。最常用的塑料精密成型方法包括精密注射成型和精密压制成型。其中精密注射成型生产周期短, 成型工艺简单, 构件质量易于保证, 容易实现自动化和批量生产, 但是填充、气泡等问题在精密注射成型中却是需要克服的大问题;精密压制成型模具的制作成本较低、操作简单、工序简洁、工艺参数较少、微细结构的复制精度高, 对于尺寸精度要求比较高的微结构如微透镜、波导元件等光学元器件来说, 使用精密压制成型法加工更为合适。塑料精密成型的不同方法各有特点, 在实际生产中, 技术人员可以根据需要选择合适的成型方法。

对塑料精密成型的专利申请进行成型种类分析如图6所示, 可以看出成型技术的专利申请主要集中于注射成型和压制成型, 其申请量分别占29%、28%;其次是挤出成型、模型或型芯和表面压花成型, 其申请量分别占7%、5%和4%;内压力成型、预制件接合、成型复合材料和吹塑法成型, 其申请量都分别是2%。

结语

试论微孔塑料成型技术及关键步骤 篇8

1 微孔塑料成型技术

微孔塑料成型包括成核、长大、固化定型三个阶段, 由于泡孔尺寸小, 密度大, 对每个加工制作环节的要求非常高。因而为确保产品质量, 需要严格遵循成型技术要求, 把握每个加工制造环节, 促进产量不断提升。

1.1 间歇成型技术

间歇成型又称为二步法, 第一步在室温和5~7MPa的静压条件下, 将聚合物置于二氧化碳等惰性气体, 经24h后形成饱和状态;第二步将聚合物抽出, 快速降低压力或提高温度, 迅速降低惰性气体溶解度, 激发气泡成核和长大。聚合物试件从压力容器取出后, 置于热甘油浴池加热, 制品经液态氮气冷却后得到微孔塑料。该技术的优点主要表现为成核速率高、泡孔控制容易、微孔塑料制作方便, 但加工周期长, 产量低, 制约其推广和应用, 需要采取措施改进和完善。

1.2 连续挤出成型技术

包括聚合物塑化、均相气体/聚合物形成、微孔塑料发泡三个阶段, 聚合物粒料从料斗口进入塑料挤出机, 二氧化碳或氮气从熔融段中部注入, 形成较大的气泡, 混合、剪切后分裂为很多小气泡, 加快气孔扩散, 提高气体溶解速度。还可将超临界流体注入聚合物熔体, 增加成核密度, 加强泡孔尺寸控制, 实现对生产加工质量的有效管理。气泡成核压力通过快速降压口模实现, 系统结构简单, 辅助设备较少, 该方法应用十分广泛, 并有着良好的产品成型和加工效果。

1.3 注射成型技术

聚合物粒料由料斗加入机筒, 在摩擦和加热作用下使粒料融为聚合物熔体, 气体注入聚合物熔体, 混合为气体/聚合物均相体系, 然后进入扩散室进一步均化。用加热器加热让气体溶解度急剧下降, 析出微细气泡核, 机筒内保持高压, 高压气瓶向模具型腔注入压缩空气, 压缩空气注满后, 螺杆前移, 聚合物熔体注入型腔内, 减少充模过程的膨胀, 充模完成后型腔内压力下降, 气泡膨胀, 模具冷却作用影响下泡体固化成型。虽然注射成型间歇进行, 但发泡成型却是连续进行的, 该方法容易控制成核速度, 有利于确保工件质量, 但只适合薄壁零件加工, 并且应用范围有限。

1.4 相分离技术

将聚合物融入适当溶剂当中, 如环已胺等, 将溶液置于模具快速冷却, 利用升华干燥挥发掉溶剂, 聚合物成为泡沫塑料。聚合物在原始溶剂的浓度决定泡沫塑料浓度, 液相和固相分离状态决定泡孔结构, 液———液分离在升华———干燥前, 液———固分离在升华干燥过程中发生。一般各向同性结构是理想的, 满足具体工作需要, 但该方法存在一定缺陷, 聚合物分子量分布范围窄, 要求采用合适的溶剂, 难以进行批量生产, 影响其大规模生产和应用。

2 微孔塑料成型的关键步骤

为确保微孔塑料的质量和综合性能, 加工制造过程中需要严格把握每个步骤, 尤其是关键步骤不容忽视, 以顺利完成加工任务, 提高微孔塑料成型水平。

2.1 气体/聚合物均相体系形成

聚合物均相体系是非常关键的步骤和内容, 但对时间要求十分严格, 要求在几十秒内完成, 因而必须采取特殊措施。一般在熔融过程中注入定量的可溶气体, 形成气体/聚合物两相体系, 在螺杆剪切和气体扩散的影响下, 大气泡分裂为很多小气泡, 至形成均相气体为止。为促进该目标实现, 顺利完成整个微孔塑料加工制作流程, 可以采取以下特殊措施, 例如, 利用销钉螺杆, 增加静态混合器, 将二氧化碳注入聚合物熔体, 采用对流扩散技术等。采取这些措施之后, 有利于形成更加细小的气泡, 促进微孔塑料加工完成。

2.2 气泡成核

常用机理包括分子架理论、热点成核理论、机械搅拌成核理论、界面成核理论等, 这些理论各有自身的特点和优势, 满足具体工作需要, 成型过程中根据具体需要合理选择。通过对相关理论的改进和完善, 成核类型又可分为均相成核和非均相成核, 均相成核的活化能是相同的, 在基体均匀发生, 非均相成核发生在物质界面或同一物质不同微结构界面, 所需活化能较低。常用成核装置有齿轮泵和快速降压口模, 实际工作中根据需要选择不同类型。

2.3 气泡长大和定型

长大和定型决定泡孔的大小、形状、开闭和分布状况, 该过程中二氧化碳容易从表皮逸出, 需要采取措施阻止逸出。要合理确定气体溶解度、扩散系数、表面张力、剪切速率等, 并加强气泡定型控制, 促进微孔塑料成型取得更好的效果。

3 结束语

作为一种新型材料, 微孔塑料的综合性能优越, 在工业领域得到非常广泛的应用。随着社会发展和对微孔塑料质量要求的不断提升, 微孔塑料成型技术将会进一步改进和完善, 技术水平将不断提高, 材料性能会更加优越, 在工业制造领域发挥更大作用。

参考文献

[1]李文.微孔塑料的成型方法与表面改善措施[J].化学工程与装备, 2013.

[2]傅志红.微孔塑料成型技术及关键步骤[J].塑料, 2003.

[3]谈桂春.2014年我国工程塑料加工技术进展[J].工程塑料应用, 2015.

浅析塑料成型工业中的绿色技术 篇9

绿色制造是产品制造、环境影响和资源优化三方面的有机结合, 是一个综合考虑环境影响和资料利用率的现代制造模式, 其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中, 对环境的负影响最小, 资源使用率最高。

一、面向绿色制造的塑料模具设计

绿色模具的设计宗旨是, 将环境性能作为产品的设计目标, 力求从产品开发阶段起消除潜在的、对环境的负面影响, 将环境属性融入到概念设计—结构设计—包装设计—材料选择—工艺设计—使用维护—回收处理的整个过程中。

1. 模具绿色并行工程

绿色并行工程是现代绿色模具设计和开发的新模式, 其核心是将塑料模具开发各阶段看成一个过程的集成, 强调产品设计及其相关过程同时交叉进行。因此, 涉及产品整个生命周期的各部门必须协同工作。工艺、制造、质量、客服、销售等各部门都要参与产品的设计工作, 对产品设计方案提出修改意见等, 以确保设计和制造的一次成功率。

2. 材料的选择

绿色的模具材料是绿色模具设计的基础。在选材时应从以下几方面考虑:

(1) 减少所用材料种类, 既可简化产品结构, 又方便原材料的标识、分类和零部件的生产、管理, 在相同产品数量下, 可得到更多的某种回收材料;

(2) 绿色模具材料应具备: (1) 低能耗、低污染、低成本; (2) 易加工和加工过程中无污染或少污染; (3) 可降解, 易回收, 等性能。例如, 可直接用不锈钢材料加工防腐模具, 以避免电镀、电解等表面处理过程中产生的环境污染。

3. 可拆卸性设计

塑料模具在使用过程中部分零部件因承受过大的摩擦与冲击造成磨损时, 只需更换这部分零部件模具仍可使用。如果模具不具备可拆卸性不仅造成大量可重复零部件材料的浪费, 而且因废弃物处理不当还会污染环境。因此设计初期就应尽量使模具结构易于拆卸, 方便维护。例如:尽可能选择通用结构, 以方便更换;在满足强度要求的前提下, 尽量采用可拆卸连接 (如螺纹连接) , 不用焊接、铆接;采用组合模架等。

4. 可回收性设计

在模具设计初期就应将材料的可回收性、回收处理方法和回收经济效益等问题考虑在内, 从而在后续生产中尽量节约原材料。因此, 应尽可能减少所用材料的种类;减少或不使用含铜、铅等对污染环境的材料;避免使用与现有循环再回收过程不相容材料等。

5. 标准化、模块化设计

模具标准化是组织模具专业化生产的前提, 而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短制模周期、降低成本的关键。标准模架及标准件由专门的企业通过社会化分工进行生产, 使有限的资源得到优化配置, 此外, 模架的标准化可以使生产模架所用的设备、夹具数量大大减少, 在节约资源的同时, 缩短了设计周期, 方便加工, 利于管理。

模块化设计是在一定范围内, 在对不同功能、或相同功能下的不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上, 划分并设计出一系列功能模块, 通过模块的选择和组合构成不同的产品, 以满足市场的不同需求;如模具的侧向分型与抽芯机构、脱模定位机构等都可以按这些方法设计、组合、再利用。

6. 高寿命设计

对于注塑模具, 如采用随形冷却水道可有效避免塑件在冷却过程中产生的翘曲变形, 提高注塑成型精度和模具使用寿命;此外还可将结构复杂的凹模设计为镶拼式结构, 减少应力集中现象引起的模具变形问题, 并且在产生使用磨损后还方便修磨, 从而有效延长模具寿命。

7. 智能化、自动化设计

对模具制造业, CAD/CAPP/CAM/CAE一体化是模具设计自动化的重要措施和基础。采用CAD/CAPP/CAM/CAE技术, 可实现少图纸或无图纸加工, 在节约资源的同时可有效缩短模具设计与制造周期。例如, 现在广泛应用的C A D三维软件 (Pro/E、SolidWorks、UG等) 基本都集成了CAE技术, 可模拟熔体的流动情况并进行强度、刚度、抗冲击性等性能的实验模拟, 预知塑件有可能出现的成型缺陷, 防患于未然。

二、塑料模具的绿色制造工艺

绿色制造工艺是“绿色模具”生命周期中的重要一环。要在提高经济效益的同时, 产生的能耗最低, 对环境影响最小, 除了利用现代设计技术之外, 还需要采用模具先进制造技术。

1. 模具设计反向工程

反向工程 (Reverse Engineering, ) 是通过扫描测量获得已有产品实物或模型的几何信息, 然后利用CAD/CAM技术快速、准确地建立产品的数学几何模型, 经过工程分析、结构设计和CAM编程, 数控加工出产品模具, 最终制成产品的过程。现已广泛应用于模具翻制、产品改型等生产活动中。RE技术是学习先进技术近而改造和开发新产品, 加速设计、制造过程的重要手段。

2. 模具快速原型制造技术

快速原型制造技术 (Rapid Protoyping Manufacturing, RPM) 集成了机械、计算机、数控、激光和材料技术等现代科技成果, 突破了传统加工技术去除材料的方法, 而是基于离散∕堆积原理, 根据CAD造型生成的零件三维几何数据, 通过激光束等方法使材料逐层堆积成样件或零件, 极大地提高了材料的利用率。由于无需经过模具设计制造环节, RPM技术大幅度降低了新产品开发研制的成本, 极大地缩短了生产周期。

3. 模具高速切削技术

传统模具制造中的型腔加工基本采用电火花完成, 但其加工速度较低。除窄缝、深槽以及很细的纹理等, 一般形状不太复杂的浅型腔已能在高刚度的铣床或加工中心上用涂层铣刀进行高速加工。而小曲率半径的深型腔可用高速铣削加工作为粗加工和半精加工, 而电加工只作为精加工, 这样可大大节约电火花和抛光的时间以及相关材料的消耗, 从而减少对环境的负面影响。例如, 德国Droop公司生产的FOG2500铣床, 主轴转速为10000~40000r/min, 加工精度达50, 可用于汽车车身冲压模具和塑料模具的加工。

三、塑料注射成型中的绿色技术

塑料注射成型装备是塑料成型工业的重要工艺装备, 广泛应用于汽车、家电、航空航天等领域。而现代制造业中80%以上的塑料制品都采用注射成型加工制造。随着全社会环境保护和资源节约意识的不断增强, 塑料注射成型工业中不断涌现出多种绿色节能环保新技术。

1. 面向绿色制造的注射机

(1) 节能的动力驱动系统

随着伺服电机驱动液压泵的伺服节能系统的出现, 注射成型过程中节电20%~80%已成为可能。例如, 宁波海天集团推出的天泰系列电液复合动力注塑机, 其整机采用直压式锁模单元, 配以单缸注射结构, 采用伺服电机与滚珠丝杆结构实现“S”形开关模动作, 并用线性导轨导向, 速度快、平稳性好、精度高、能耗显著降低。

(2) 微型注射机

随着电子通讯、生化产业的飞速发展, 产品逐渐趋向小型化、轻量化和功能多样化, 对微细化零部件的需求日益增大。用传统注射机生产微型塑件, 流道凝料常占注射总量的90%, 浪费严重, 此外还伴随着质量难以控制, 废品率高等问题。微型注射机应运而生, 例如, 香港力劲机械国际有限公司推出的SP系列微型注射机注射系统精度可达5μm, 最小注射量为0.01g, 该微注射机采用无阀门结构设计排除了物料滞留于阀门的隐患, 并可减少材料浪费。

2. 面向绿色制造的注射成型工艺

(1) 超高速注射成型

对于薄壁、深腔制品的成型, 注射成型过程复杂, 塑料熔体充模流动困难, 而超高速注射成型 (注射速度达800mm/s时) 能有效消除成型缺陷, 降低废品率。

(2) 热流道技术

由于热流道成型从注射机喷嘴至浇口的塑料始终保持熔融状态, 每次开模时不需要固化成废料取出, 滞留在浇注系统中的熔料可在下一次注射时被注入型腔, 这样可以最大限度地减少原料的浪费。热流道技术的典型代表有马斯特模具、捷飞特 (GEFIT) 、信易等。

摘要：绿色设计和制造已成为塑料模具行业的发展趋势。把塑料模具设计、制造和塑料成型同绿色制造技术有机融合, 将在加速塑料成型工业发展的同时, 实现高质量、高效率、低成本、低污染的目标。

关键词：塑料模具,绿色制造,塑料成型工业

参考文献

[1]李发致编著.模具先进制造技术[M].北京:机械工业出版社.2003.3

塑料成型 篇10

关键词：精品课程,内涵建设,教学改革,教学效果

近年来, 模具市场得到了很大的发展, 特别是在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天, “绿色模具”概念已逐渐被提到议事日程。模具从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废, 以及模具的回收利用将越来越考虑节约资源、重复使用、利于环保, 以及可持续发展这一趋向。这对未来模具的设计与加工提出了挑战。高职院校模具设计与制造专业的主干课程《塑料成型工艺与模具设计》, 在对学生进行启蒙教育阶段应在挖掘潜力、开拓思路、引领创新等方面下功夫。湖南电气职业技术学院秉承校企合作的办学模式、工学交替的教育方式、产教结合的学习过程等鲜明特色, 按课程服务专业、专业服从市场的原则, 积极进行课程教学改革;根据职业岗位对工程技术应用性人才的实际要求安排教学活动。在2009年, 《塑料成型工艺与模具设计》课程被评为湖南省精品课程。

一、重视内涵建设, 铸造精品课程

1. 教材、项目、视频库的建设是创建精品课程的前提条件

《塑料成型工艺与模具设计》是一门实践性强的课程, 涉及的知识包括塑料、成型工艺、机械设计和机械制造工艺学等方面, 是一门综合多学科的课程。针对原《塑料成型工艺与模具设计》课程相关教材或多或少都存在“三重三轻” (重理论、轻实践;重知识、轻能力;重习题、轻案例) 现象, 以及在引导学生自主学习方面缺乏实践性, 我们组织教研组老师编写了《塑料模具设计与案例分析》、《塑料模具毕业设计指导》、《塑料模具成型与拆装实训》等教材。在内容上进行了重新编排, 将整个教学知识分拆到每个项目里讲解, 删减了一些概念性强的知识, 融入了一些企业标准和职业素养。理论教材在结构编排上突出三点一线式 (注塑、保温冷却、脱模) 、结构引导式 (普通结构到优化结构) 、案例分析式 (工程项目设计) 三大模块;实训教材的编排围绕参观学习、动手实训、总结经验、优化设计四个方面。在教材中充分体现以职业活动为导向、以能力为目标、以学生为主体、以素质为基础、以项目为载体的教学内容, 为培养适用性人才创造了条件。

学院成立了精品课程网站, 相关教学项目、CAI课件、动画视频等教学内容可供学生进行浏览, 拓宽了学生学习渠道。

2. 校内外实训基地的建设是创建精品课程的可靠保证

现代化模具实训基地建设必需遵循产、学、研相结合的原则, 以产养教、以研促教。这几年, 学院通过与企业合作, 广泛吸纳社会各方资金、物质与人力资源参与校内外实训基地建设。建设了一批融教学、培训、职业技能鉴定和技术研发功能于一身的校内实习基地。如模具成型中心、模具拆装室、模具陈列室、模具CAD/CAM设计室、模型展示厅等。同时, 与力源模具公司签订了长期稳定的校外实训基地协议, 融学生顶岗实习、教师实践锻炼与技术研发为一体, 为学生提高技能创造了条件。

3.“双师型”教师队伍建设是创建精品课程的必要支援

在精品课程团队建设中, 最需要注重的是师资的最优配制和全员参与。担任本课程教学任务的队伍是支年富力强, 知识结构合理, 具有多年教学、实践工作经验以及较高学历和学术研究水平, 素质优良、特色鲜明, 教学效果好的中青年教师团队。大家团结协作、互相学习、互相促进, 努力以先进的教育观念、现代化的教学方法和手段进行教学实践。课程组成员共8人, 硕士4人, 本科4人。副教授2人, 高级工程师 (力源模具公司技术总监) 1人, 讲师 (工程师) 3人, 高级技师1人, 助教 (技师) 1人。45—50岁2人, 40-45岁2人, 25-35岁4人。课程组教学人员均来自机械制造加工工艺专业, 轮换进行理论和实践教学, 并承担毕业设计任务。

采用内外互培相结合的方式壮大教学团队。一方面, 利用假期让老师带着教学项目下车间去寻求好的解决途径, 与企业一线工人一起结合生产实际与企业工程技术人员共同开展技术攻关, 形成“实践—教学—再实践—再教学”不断提高的良性循环, 为教师角色 (车间主任、老师、技术主管) 的变换打好基础;另一方面, 鼓励团队成员参加说课比赛、多媒体制作比赛等, 以提高自身的综合能力。组织教师团队外出学习交流, 汲取好的教学经验;鼓励青年教师攻读学位, 提高整体学历结构。通过多方努力, 整个教学团队得到了进一步优化, 教学效果也显著提高。

二、推行教学改革, 培育特色人才

1. 教学方法、手段改革

(1) 将素质教育融入到整个教学当中。在理论教学和实践教学中, 结合相关问题的制造背景、发展概况、塑料模具质量和经济性要求, 有目的地培养学生勇于进取、不怕吃苦的精神以及责任感和使命感。

(2) 理论教学和实践教学穿插进行。对于课程中某些复杂结构, 利用CAD三维软件模具设计模块进行演示, 使其通俗化、可视化、形象化;重点内容采用“教学练”三结合, 即边教、边学、边练;当涉及到产品设计问题时, 则采用“讲看做交叉式”的教学方法。这样安排教学不仅直观易懂, 而且增强了学生的感性认识和研究塑料模具结构的兴趣。

(3) 善于引导, 补充和归纳。根据教学内容的不同, 采用不同的归纳方法。如图示法、列表法、分析法、比较法等。教学中注重教材前后知识的连贯、新旧知识的联系, 做到“温故而知新”和“知新而温故”的有机结合。

(4) 改革传统的作业安排。在教学中, 我们将知识点转化为案例的形式, 按3至5人为一组, 通过分组讨论、汇报展示、推导结论等方式引导学生思路创新, 以此培养学生的团队协作和创新能力。在整个环节中, 始终坚持以学习者为中心, 尊重个人意见, 注重互动式学习方式。

课程开发

2. 考核方法改革

考核是对学生知识能力掌握情况的一种评价手段。为了对学生综合能力和创新能力进行系统评价, 我们按照学习态度、讨论发言、创新思路、项目汇报、团结协作、口头表述等情况制定课程评分标准。实行学生自我评价、小组评价和教师评价相结合的原则, 注重学生研究性学习成果的汇报情况和思路创新情况, 将单纯的期末考试变为平时和期末的多层次考核。让学生以积极的心态面对学习, 主动接受知识。

三、教学改革后效果良好, 获行内专家好评

1. 课程知识与技能

通过课程教学环节的训练, 学生能在课程知识应用方面达到专业培养目标的基本要求。能单独设计中等复杂的模具, 并能操作简单加工机床进行试模和修模。2007年, 我院选手参加湖南省模具设计师大赛获第六名。2008年, 学生参加由湖南省主办的“注塑模成型零件的设计与加工”技能大赛, 获团体第三的好成绩。

2. 学习目的与兴趣

在引进先进教学方法以后, 学生设计模具的兴趣有了很大提高, 学习目的也更加明确。我们在校内组织学生进行技能大赛, 选出一批专业基础知识过硬, 技术娴熟的优秀学生, 作为下一年度参加省级大赛的选拔对象。通过将竞赛机制引入到教学活动中, 学生的团队协作能力与职业素养得到提升。从学生踊跃报名的场面可以看出我们培养的方式是可取的。

3. 职业素质与创新

在注重学生动手能力培养的同时, 我们更关注学生创新思维的培养。通过与力源模具公司建立接纳式定单培养模式, 使学生在教师与师傅的共同指导下进行探索与创新式研究, 为学生将来就业打下了良好的基础。

通过问卷调查分析, 《塑料成型工艺与模具设计》课程建设满意度达到98%, 得到校内外行业专家的一致肯定和好评。企业人士普遍认为我院模具专业的学生具有较强的解决生产实际问题的能力, 能够做到生产、管理和科研相结合。

塑料成型 篇11

关键词：工作过程；课程；教学；改革

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）01-0205-02

一、课程整体设计

1.课程性质与作用。《塑料成型工艺与模具设计》是模具设计与制造专业的一门专业核心课程。本课程应在学生具有了机械制图与CAD、机械制造基础、机械设计基础、Pro/E、模具材料、公差配合与测量技术等理论知识及相关技能之后开设。并为后续的模具拆装、模具课程设计、毕业设计等综合训练奠定基础。通过本课程的学习，学生应能陈述模具结构及其工作原理，会操作注射机，并能根据塑件图正确选择注射机，能正确计算模具成型零件工作尺寸，会选择模具零件材料，能遵守模具设计工作流程，会使用CAD、Pro/E等绘图软件设计中等复杂程度的注射模。通过团队协调合作，能较好地控制项目任务的执行进程，并在完成任务过程中逐步提高自学能力和创新能力。

2.课程设计与改革思路。根据教育部[2006]16号文件：“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点，带动专业调整与建设，引导课程设置、教学内容和教学方法改革”的精神，在进行了广泛的行业企业调研之后，了解了模具设计岗位的典型工作任务及职业能力要求，从而制订了基于工作过程的“塑料成型工艺与模具设计”学习领域课程。课程的设计以项目为载体实现工与学的结合，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。课程改革思路是以三级模具设计师的能力和知识要求来构建课程体系，将整个课程划分为三个学习情境，每一个学习情境均以完成注射模装配图的工作任务为主线，将基本知识点贯穿始终，使学生学会使用CAD等绘图软件设计模具。凸显学生主体作用，将分析问题、解决问题的能力及团队协作精神等职业素养的培养融入到教学全过程。

3.内容的选取与组织。针对高职学生形象思维能力强，逻辑思维能力弱；动手能力强，思辨能力弱以及自信心不足，但专业课程培养目标又需突出职业能力的特点，在内容的选取和组织上，选用了以下设计思路。按照认知规律和职业能力培养规律，选取了三个学习情境，第一个学习情境为简单注射模设计，这是职业能力培养的重点与关键，以3个日常生活用品的注射模设计为工作任务，使学生掌握注射模设计的基本方法和技能。第二个学习情境是中等复杂程度注射模设计，这是职业能力培养的难点，目的是提升学生的综合能力。第三个学习情境为新技术注射模设计。重点学习热固性塑料注射模、热流道注射模和精密注射模的设计，这三类模具是注射模的发展方向，掌握这几种模具的设计，可为学生职业生涯的持续发展打下基础。

二、教学实施

1.教学组织。教学组织采用项目组的形式进行。学生5~6人组成一个学习小组，由小组长担任项目负责人，分配和协调小组的学习活动。教师以项目经理的身份指导和协助学生完成学习任务。借鉴PDCA企业管理理念，整个教学过程采取P（准备）P（计划）D（决策）D（实施）C（检查）S（总结）教学法。以第二个学习情境中的“按钮注射模设计”为例，首先，教师向学生下达设计任务，学生接受设计任务后，了解该做什么；然后教师组织学生分组讨论设计方案，让学生明确应该怎么做；接着学生对本组设计方案进行比较和讨论，在教师引导下选取最优方案，确定做什么；下一步进入实施阶段，每个学生按照本组最后选定的设计方案用CAD等绘图软件完成模具装配图。然后以小组为单位接受教师和其他组别同学的检查与评价，最后各组学生根据检查评价结果，对本次设计的不足之处加以改进和完善。为应对不同班级、不同学生学习基础的差异，课程采取课内教学与课外辅导相结合的方式。课内教学课时数为72课时左右，课外辅导课时数为30~60课时。课内教学按学期教学计划进行，全班参与，师生共同完成教学计划中应该完成的学习任务。课外辅导则由教师和学生视教学的需要临时安排，学生自愿参与，用来帮助有需要的学生完成课内遗留的问题。

2.教学方法。整个课程采用项目引领和任务驱动的教学方法，根据教学内容与教学环节的不同，辅助不同的教学方法。如：在模具认知的教学中，采用现场教学，让学生直观地了解注射模和注塑机，并很好地理解两者的关系。在注射模设计教学环节，准备阶段采用讲授法，教师用简单明了的语言让学生明白应该做什么。计划阶段采用启发式，教师引导学生完成学习任务。在决策阶段运用讨论式，通过方案的比较、辩论，使学生明白为什么这样做。实施阶段由学生以设计员的身份完成设计的全过程，掌握设计的方法与技能。成果检查时采用头脑风暴法，师生各抒己见，取长补短。

3.教学手段。在课程的教学中，充分利用设计软件、真实现场、多媒体、网络资源等教学手段保障课程教学目标的实现，真正做到“教、学、做”合一。

4.教学资源。教学中用到的教学资源有注塑机、模具模型、真实模具、多媒体、设计软件以及教材、授课计划、设计任务书等学材，教材选用最新版的高职教材。这些资源的结合有效地满足了教学需求。

5.课程评价。按照基于工作过程导向的建设思路，建立了课程评价标准，采取形成性评价与终结性评价相结合的方式。在形成性评价过程中，采取学生互评（权重系数0.4）与教师评价（权重系数0.6）相结合。在终结性评价过程中，由教师给定每个学生的成绩。本课程对学生的考核评价标准为：形成性考核与过程考核：态度25%、任务完成情况50%、职业素养25%；课程整体考核：形成性考核成绩与终结性考核成绩相结合，其中形成性考核成绩占60%，终结性考核成绩占40%。本考核標准将学生的专业能力、社会能力、职业素养三个方面的考核分解到完成工作的过程中，使学生的学习由传统的考前突击学习转变为认真对待每一次课，激发了学生的学习潜能，提高了学生的综合素养。

6.教学效果。教学实践表明，本课程通过上述改革，极大地激发了学生的学习兴趣和学习潜能，提升了学生的独立学习能力以及自我管理能力。在2010年举办的湖南省春季职业技能竞赛中，模具设计与制造专业学生获得高职组“零部件3D测量与制造”团体二等奖，充分证明了改革的成效。

课程改革是当前高职院校教学和管理改革的一部分，任重而道远，其实质是突破传统的教学模式，把课程教学和学生就业、学生职业生涯的可持续发展紧密结合，将知识传授与能力、素质培养融为一体，实现应用型、复合型人才培养的宏伟目标。

参考文献：

[1]伍建桥.高职课程改革与课程模式的构建[J].中国高教研究，2006，（2）：56．

[2]中华人民共和国教育部高等教育司，全国高职高专校长联合会.点击核心：高等职业教育专业设置与课程开发导引M].北京：高等教育出版社，2004．

[3]李学锋，王玲.基于高职特色的课程改革的研究与实践[C].海峡两岸高等职业（技职）教育研讨会论文.

作者简介：陈晨（1969-），女，湖南安化人，副教授，主要从事模具设计与制造方向的教学与研究工作。

塑料成型 篇12

课程定位与目标

(一) 课程的定位

《塑料成型工艺及模具设计》是模具设计与制造专业核心课程之一, 它的作用是培养学生从事冲压工艺设计、冲压模具设计、冲压模具装配调试与维护的知识与技能。课程内容承前启后, 先修课程有《机械制图》、《机械设计》、《机械制造基础》等, 后续课程有《模具CAD CAM》、《三维设计》等。

(二) 课程的目标

技能目标简而言之, 本课程的教学目标是培养学生一能分析、二会计算、三懂设计、四强操作。例如, 能正确分析塑料制件的成型工艺性, 会正确进行模具设计时的工艺计算, 懂得如何完成中等复杂程度的模具设计任务, 能够完成冲压模具的安装、调试与制件的生产操作, 从而达到本专业对应职业岗位的相关工作要求。

情感目标培养学生学习的主动性和自主学习能力, 以及创新能力、沟通能力和团队协作精神, 同时, 养成严谨细致的工作态度和爱岗敬业的工作作风。

课程教学资源

本课程建立了多元化的教学资源, 包括理论教材、实践教材、网络资源、校内实训室和校外实训基地。这些资源相互补充, 能够满足本课程理论教学与实践教学的需要。

(一) 教材选用

课程教材选用由高等教育出版社出版, 齐卫东主编的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《塑料模具设计与制造》。该教材在内容上兼顾了理论基础和生产实践两个方面, 内容全面, 实用性强。书后所附助学课件包含了大量动画, 辅助教学内容, 使成型工艺的讲解更加生动、直观, 有利于激发学生的学习兴趣。

(二) 校内实训基地

目前, 本专业已建成与模具设计相关的多个实训室和实训中心, 如表1所示。完善的校内实训基地确保了实践教学的顺利开展, 为培养学生的专业技能提供了保障。

(三) 校外实训基地

根据《塑料成型工艺及模具设计》课程教学需要, 本专业加强了与周边高校、企业的合作, 如与江苏常发集团、南京汽车集团有限公司等多家企业建立了长期合作机制, 为本课程的教学建设了产学研平台。学生在校外实习基地可完成课程实训、职业素质培养、生产实习、毕业顶岗实习等。比较稳定的校外实践基地网的形成是课堂教学的有效延伸。

教法与学法分析

(一) 教学方法与手段

本课程在教学过程中应针对不同的知识模块采用适当的教学方法。例如, 对塑料基础知识“成型工艺”主要采用课堂讲授和启发式教学, 对几种典型成型工艺的教学主要是现场教学。模具拆装实训是在学完模具基本结构的基础上由教师现场演示、学生分组练习。模具设计部分主要是采用案例分析、对比推理的教学方法。最后阶段的课程设计采用任务驱动法, 教师下达设计任务, 学生小组讨论、协作完成设计。在教学过程中, 这些教学方法的灵活运用, 形成了“教学做”合一的教学模式。

在教学手段上, 强调多媒体、网络资源与传统教学手段的恰当运用。一些抽象枯燥的成型工艺, 学生没有直接接触过, 如果在课堂上直接讲授, 学生将很难理解。而借助多媒体课件和丰富的网络资源, 不仅能使抽象的教学过程变得形象、直观、生动, 而且借助网络平台能增加课堂的信息量, 拓宽学生的视野, 大大提高课堂的效率和质量。

(二) 学习方法指导

学情分析本课程的教学对象是模具设计与制造专业二年级学生, 他们已学习了《机械制图》、《机械设计》、《机械制造基础》等先修课程, 有一定的看图、读图、绘图能力和动手操作能力。但学生的基础参差不齐、自学能力不强、对枯燥的专业知识不太感兴趣, 因而在学习过程中存在着这样三对矛盾:结构图量大——学生读图能力弱;成型工艺复杂——学生不熟悉工艺;参数计算繁多——学生机械记忆公式。

采取措施 (1) 多媒体教学, 利用实物模型; (2) 现场教学, 动画演示; (3) 优化课程设计, 进行案例分析。

学习方法 (1) 从做中学, 提高读图能力; (2) 从实践中发现规律, 培养自主学习能力; (3) 小组讨论激发兴趣, 达到举一反三。

教学组织与实施

(一) 课程整体设计

本课程打破了传统的课程设计模式, 树立了新的设计理念和思路, 从工作岗位中提取工作任务, 再转换成学习任务, 最后设计成整合的工作任务作为教学内容。教学内容安排按照认知规律由易到难, 分为四个阶段, 共90个学时。第一阶段是塑料基础知识及成型工艺, 12学时;第二阶段是模具拆装实训, 14学时;第三阶段是模具结构设计, 40学时;第四阶段是塑料模具课程设计, 24学时。

本课程的重点、难点是注射模具结构设计, 将其分为八项具体任务, 前两项是模具整体结构的认识和工艺分析, 其他六项是模具各零部件的结构设计。

(二) 课程考核

课程的考核包括平时成绩考核、理论考试、单元设计实训考核三部分。其中, 请企业工程师参与单元设计实训考核, 学生参与平时成绩的自评与互评, 教学评价实现了多元化。具体如表2所示。

(三) 教学程序设计

下面以一个具体的教学案例“双分型面注射模”展示本课程教学程序的设计。

第一步:创设情境, 导入新课 (5分钟) 。本节课之前我们学习了单分型面注射模, 所以, 这次课采用对比分析的方法授课。首先, 复习单分型面注射模的结构和脱模过程, 其次, 创设情境, 提出问题:如果塑料制品要求外观平整、光滑, 那么应该设计成点浇口, 这时, 自然涉及一个问题——浇注系统凝料和塑件如何取出?图1将单分型面和双分型面结构进行了对比。分析发现, 只有设置两个分型面才能够分别取出凝料和塑件。从而导入新课——双分型面注射模。

第二步:剖析重点——模具结构 (30分钟) 。通过辨析找出双分型面注射模独有的结构:中间板、定距螺钉和弹簧, 如图2所示。

第三步:突破难点——脱模过程 (30分钟) 。先用实例分析法, 给出实例。以日常生活中的塑料碗为例, 让学生在认识双分型面模具的基础上分析其脱模过程, 可以小组讨论的形式。在这个过程中, 学生可能会遇到一些脱模过程问题, 带着这些问题, 我们用多媒体课件播放其脱模过程, 学生会更加印象深刻, 更容易理解其过程。然后, 将脱模过程进行动作分解, 分析动作要领。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:塑料制件、浇注系统凝料分别与模具脱离。最后, 合并动作, 播放动画, 突破难点。经过前面对脱模过程的动作分解, 学生已经基本掌握了脱模过程, 此时再重新播放动画, 通过“给出情境——观察思考——小组讨论——播放动画”的形式, 有利于学生在理解的基础上彻底掌握, 从而突破难点, 并做到举一反三。

第四步:知识运用, 巩固提高 (15分钟) 。在学习了本节课后, 为了让学生进一步巩固所学内容, 教师提出四个教学方案供学生思考, 并且通过小组协作, 总结脱模过程。在整个过程中, 教师巡回指导, 最后对各个组的成果作简要总结。

课程特色与创新

本课程的特色主要体现在: (1) 课程坚持体现职业岗位能力的、基于工作过程导向的开发思路; (2) 遵循“三重原则” (重基础、重技能、重工程应用) , 确定课程内容, 将课程的教学内容由易到难分为基础、技能、应用三个部分, 内容与职业资格要求的相关内容融会贯通; (3) 充分利用企业优势资源, 在真实生产环境中, 完成教学任务; (4) 灵活多样的、多层次的、“教学做”紧密结合的课程教学方法。

最后, 对本次说课设计加以总结:《塑料成型工艺及模具设计》这门课实现了课程设计岗位化, 教学内容职业化, 教学方法灵活化, 教学评价多元化。

参考文献

[1]周颖.Excel数据管理的说课设计[J].中国教育技术装备, 2010, 2 (6) :45-46.

[2]孔丽, 杨晓东, 等.《机械工程材料与工艺》说课设计[J].中外教育研究, 2010 (8) :58-60.

[3]夏雪刚.论高职院校专业课程说课[J].职业技术, 2009 (2) :40.