《高分子材料成型工艺及模具》课程教学大纲

《高分子材料成型工艺及模具》课程教学大纲一、基本信息中文名称:高分子材料成型工艺及模具英文名称：MoldingProcessandMoldsofPolymerMaterials课程代码：19044201课程性质：专业核心课(高分子建筑材料方向)学分：2.5总学时：48（其中理论：40实验：上机：实践：8）适用学院及专业：材料科学与工程学院高分子材料与工程先修课程：高分子化学、高分子物理开课单位：材料科学与工程学院材料化学系二、课程地位与作用高分子材料成型工艺及模具是为高分子材料与工程专业高分子建筑材料方向学生设置的专业核心课，与高分子建筑材料树脂合成工艺学、高分子建筑功能材料、高分子建筑材料设计与制备共同构成高分子材料与工程专业学生的专业核心课体系，为后续的高分子成型加工实验、高分子材料模具课程设计、毕业设计（论文）等实践环节奠定理论基础，为学生进入到高分子材料成型加工及模具行业创造更有利的机会。三、课程教学目标本课程支撑毕业要求指标点1.3、2.2、2.3、3.3。学生通过该课程的学习，培育工匠精神、创新意识和专业素养，激发学生梦想精神和实干精神，达到“立德树人”的育人目标；了解高分子材料成型加工的基本方法及设备，掌握高分子材料成型工艺原理，掌握模具的基本结构及设计程序等相关专业知识。通过理论实践相结合，具备在实际工程问题中进行分析问题、解决问题的能力，提升实践能力和计算机辅助设计能力。通过本课程的学习，学生应具备以下能力：目标1：掌握高分子材料加工成型的基础知识，掌握常用成型方法包括压制成型、挤出成型、注射成型和压延成型的工艺原理、设备及模具设计相关知识，并具备利用上述工程基础知识进行高分子材料加工成型和高分子建筑材料的实际工程问题进行分析和设计的能力。（支撑毕业要求指标点1.3）目标2：具备利用高分子材料加工成型及模具设计的相关专业知识，分析、判断高分子材料在加工成型过程中的关键影响因素和影响规律的能力。（支撑毕业要求指标点2.2）目标3：具备运用基本原理、文献、标准规范等对高分子材料的成型工艺流程、模具结构设计等工程问题进行分析和评价，得到有效结论的能力。（支撑毕业要求指标点2.3）目标4：具备运用上述工程知识，制定解决方案，选择正确成型工艺，优化工艺流程，选择合理成型设备、设计合理模具结构，对其进行分析、评价与改进的能力。在原有工艺及结构基础上进行创新的能力。通过成型工艺及模具设计的理论学习、案例解析与实践训练，有效、科学地培养学生的创新意识、专业素养和工匠精神。（支撑毕业要求指标点3.3）课程教学目标与毕业要求的关系矩阵教学目标毕业要求指标点教学方式考核方式目标11.3掌握高分子材料加工成型的基础知识，并具备利用上述工程基础知识进行高分子材料加工成型和高分子建筑材料的实际工程问题进行分析和设计的能力，在学习经典案例及发展成就中增强民族自豪感和爱国意识，激发学生的梦想精神和实干精神，激发学生作为民族复兴生力军的责任与担当。课堂讲授典型案例课程期末考试课程作业目标22.2具备利用高分子材料加工成型及模具设计的相关专业知识，分析、判断高分子材料在加工成型过程中的关键影响因素和影响规律的能力。课堂讲授典型案例资料检索课程期末考试课程作业目标32.3具备运用基本原理、文献、标准规范等对高分子材料的成型工艺流程、模具结构设计等工程问题进行分析和评价，得到有效结论的能力。课堂讲授典型案例资料检索课程期末考试课程作业目标43.3具备运用上述工程知识，制定解决方案，选择正确成型工艺，优化工艺流程，选择合理成型设备、设计合理模具结构，对其进行分析、评价与改进的能力。在原有工艺及结构基础上进行创新的能力。课后答疑课后讨论资料检索课程期末考试课程作业四、主要教学内容1.理论教学内容第一章绪论（2学时，支撑毕业要求指标点1.3、2.2、3.3）本章应了解材料的特点；理解高分子材料的内涵；掌握材料4个要素之间的内在关系，掌握制备性能良好的高分子材料的三个关键因素：适宜的材料组成、正确的成型加工方法、合理的成型机械及模具，掌握高分子材料、高分子材料成型加工、热塑性塑料、热固性塑料等基本概念。通过介绍高分子材料领域著名科学家的轶事，使学生思考内在的科学精神内涵，培养学生对高分子材料专业的热爱，提升学生对高分子材料的学习兴趣，养成较好的科学素养和科学态度。重点：材料4个要素之间的内在关系。第二章成型物料配方设计及物料混合（6学时，支撑毕业要求指标点1.3、2.2、3.3）本章应了解高分子材料制品设计的一般原则和程序，了解成型加工中的添加剂品种，了解高分子材料的混合工艺；掌握制品配方设计的要领，掌握常用的混合设备，掌握橡胶的塑炼与混炼、塑料的混合与塑化的基本内容；理解混合和分散基本理论。重点：稳定剂、润滑剂、增塑剂等常用添加剂的基本内容，制品配方设计的要领，常用的混合设备，橡胶的塑炼与混炼，塑料的混合与塑化。难点：混合和分散基本理论。第三章高分子材料成型方法（20学时，支撑毕业要求指标点1.3、2.2、2.3、3.3）本章应了解高分子材料常用成型方法，掌握热固性塑料的模压成型和橡胶制品的模型硫化的成型工艺、设备和模具，掌握单螺杆挤出机的基本结构和挤出成型的成型工艺，掌握注射机的基本结构和注射模具，掌握挤出成型工艺，掌握压延成型工艺以及影响压延制品质量的因素；理解橡胶硫化历程、挤出成型原理和压延成型机理。重点：热固性塑料的模压成型和橡胶制品的模型硫化的成型工艺、设备和模具，单螺杆挤出机的基本结构和挤出成型的成型工艺，注射机的基本结构和注射模具，压延成型工艺以及影响压延制品质量的因素。难点：橡胶硫化历程、挤出成型原理和压延成型机理。第四章高分子材料成型模具基础（12学时，支撑毕业要求指标点1.3、2.2、3.3）本章应了解注射成型型腔壁厚的校核计算，注射成型各种抽芯机构的结构特点，注射成型导向机构的分类及特点，注射成型模具温度调节系统的作用和典型结构；掌握压缩成型模具结构，挤出成型模具结构，注射模具的典型结构，浇注系统的设计方法，成型零件工作尺寸的计算，脱模力计算，简单脱模机构的脱模方式，冷却系统设计、加热装置的设计原则。理解注射成型型腔分型面的选择，成型零件的结构设计，导柱机构设计方法，抽芯机构的工作原理，模具冷却面积的计算。通过成型工艺及模具结构的案例化分析及设计过程分析，科学有效地培养学生严谨求实的科学态度和精益求精的工匠精神。重点：注射成型工艺原理、注射成型模具结构、成型零件计算难点：模具冷却面积的计算。2.注射成型工艺及模具计算机辅助设计实践项目（8学时，支撑毕业要求指标点2.3、3.3）目的：通过模具模型拆解、计算机软件辅助设计及分析，使学生加深对注射成型模具结构的理解，初步掌握UnigraphicsNX辅助设计软件的基本操作，掌握计算机辅助制品及注射模具设计的基本方法，通过MoldFlow学习，初步掌握复合材料成型工艺设计对料流的影响。通过设计实践和反复修正，提升学生分析问题解决问题的能力，培养学生严谨求实的科学态度和精益求精的工匠精神。要求：1.能够独立完成模具模型拆解、拼装，并能掌握每个零件及系统的作用。2.熟悉UnigraphicsNX模具设计软件的基本界面操作，能够利用MoldWizard模块进行简单结构塑件的模具设计，掌握设计流程。3.能够利用MoldFlow软件进行注射成型过程进行模拟分析，对填充、保压、冷却、及收缩等进行分析，提高一次试模率。学时分配：1.模具模型拆解、组装（1学时，支撑毕业要求指标点3.3）了解注射模具的组装过程，掌握单分型面注射模具的结构，各个系统的组成及作用。2.UnigraphicsNX设计软件的基本操作界面（2学时，支撑毕业要求指标点3.3）了解UnigraphicsNX设计软件的基本操作界面；掌握建模环境下的坐标设定，拉伸、孔及特殊结构的设计；理解简单塑件结构的建模过程及优化过程。3.MoldWizard模块的模具辅助设计（4学时，支撑毕业要求指标点2.3、3.3）了解MoldWizard模块的组成及作用，了解抽芯系统设计及温度调节系统设计；掌握MoldWizard模块环境下的模具坐标设定、材料分析、型腔布局、分型面设计、标准模架及标准件的加载、流道设计、推出系统设计。重点：分型面设计、标准模架及标准件的加载4.MoldFlow软件的模流模拟（1学时，支撑毕业要求指标点3.3）了解MoldFlow软件的作用及基本界面；掌握MoldFlow软件对填充、保压、冷却、及收缩的模拟方法。五、教学方法本课程理论教学部分以教师课堂授课（包括典型案例思政元素）为主，课后安排作业和答疑辅导，并要求学生进行课程相关内容资料检索。本课程实践教学部分通过课堂演示、模型拆解、计算机软件辅助设计等多种形式，让学生自己动手设计成型工艺和模具，并通过与教师对设计方案的分析研讨、反复修正，提升学生的专业素养和解决问题的能力，培育其作为工科学生的科学思维和工匠精神。六、课程考核和成绩评定方式课程考核采用闭卷考试和平时考核相结合的方式，总评成绩中闭卷考试成绩占70%，平时成绩占30%（平时成绩中，其中课堂表现占50%，实践考核占50%）。七、教材及参考文献1．教材唐颂超.高分子材料成型加工（第三版），北京：中国轻工业出版社，2013年2．主要参考教材和参考文献[1]左继成，谷亚新.高分子材料成型加工基本原理及工