《高分子材料成型工藝及模具》課程教學(xué)大綱

《高分子材料成型工藝及模具》課程教學(xué)大綱一、基本信息中文名稱:高分子材料成型工藝及模具英文名稱：MoldingProcessandMoldsofPolymerMaterials課程代碼：19044201課程性質(zhì)：專業(yè)核心課(高分子建筑材料方向)學(xué)分：2.5總學(xué)時：48（其中理論：40實(shí)驗(yàn)：上機(jī)：實(shí)踐：8）適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料與工程先修課程：高分子化學(xué)、高分子物理開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料化學(xué)系二、課程地位與作用高分子材料成型工藝及模具是為高分子材料與工程專業(yè)高分子建筑材料方向?qū)W生設(shè)置的專業(yè)核心課，與高分子建筑材料樹脂合成工藝學(xué)、高分子建筑功能材料、高分子建筑材料設(shè)計與制備共同構(gòu)成高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)核心課體系，為后續(xù)的高分子成型加工實(shí)驗(yàn)、高分子材料模具課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計（論文）等實(shí)踐環(huán)節(jié)奠定理論基礎(chǔ)，為學(xué)生進(jìn)入到高分子材料成型加工及模具行業(yè)創(chuàng)造更有利的機(jī)會。三、課程教學(xué)目標(biāo)本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3、2.2、2.3、3.3。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，培育工匠精神、創(chuàng)新意識和專業(yè)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生夢想精神和實(shí)干精神，達(dá)到“立德樹人”的育人目標(biāo)；了解高分子材料成型加工的基本方法及設(shè)備，掌握高分子材料成型工藝原理，掌握模具的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計程序等相關(guān)專業(yè)知識。通過理論實(shí)踐相結(jié)合，具備在實(shí)際工程問題中進(jìn)行分析問題、解決問題的能力，提升實(shí)踐能力和計算機(jī)輔助設(shè)計能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備以下能力：目標(biāo)1：掌握高分子材料加工成型的基礎(chǔ)知識，掌握常用成型方法包括壓制成型、擠出成型、注射成型和壓延成型的工藝原理、設(shè)備及模具設(shè)計相關(guān)知識，并具備利用上述工程基礎(chǔ)知識進(jìn)行高分子材料加工成型和高分子建筑材料的實(shí)際工程問題進(jìn)行分析和設(shè)計的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3）目標(biāo)2：具備利用高分子材料加工成型及模具設(shè)計的相關(guān)專業(yè)知識，分析、判斷高分子材料在加工成型過程中的關(guān)鍵影響因素和影響規(guī)律的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2）目標(biāo)3：具備運(yùn)用基本原理、文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等對高分子材料的成型工藝流程、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等工程問題進(jìn)行分析和評價，得到有效結(jié)論的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.3）目標(biāo)4：具備運(yùn)用上述工程知識，制定解決方案，選擇正確成型工藝，優(yōu)化工藝流程，選擇合理成型設(shè)備、設(shè)計合理模具結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行分析、評價與改進(jìn)的能力。在原有工藝及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新的能力。通過成型工藝及模具設(shè)計的理論學(xué)習(xí)、案例解析與實(shí)踐訓(xùn)練，有效、科學(xué)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、專業(yè)素養(yǎng)和工匠精神。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)教學(xué)方式考核方式目標(biāo)11.3掌握高分子材料加工成型的基礎(chǔ)知識，并具備利用上述工程基礎(chǔ)知識進(jìn)行高分子材料加工成型和高分子建筑材料的實(shí)際工程問題進(jìn)行分析和設(shè)計的能力，在學(xué)習(xí)經(jīng)典案例及發(fā)展成就中增強(qiáng)民族自豪感和愛國意識，激發(fā)學(xué)生的夢想精神和實(shí)干精神，激發(fā)學(xué)生作為民族復(fù)興生力軍的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。課堂講授典型案例課程期末考試課程作業(yè)目標(biāo)22.2具備利用高分子材料加工成型及模具設(shè)計的相關(guān)專業(yè)知識，分析、判斷高分子材料在加工成型過程中的關(guān)鍵影響因素和影響規(guī)律的能力。課堂講授典型案例資料檢索課程期末考試課程作業(yè)目標(biāo)32.3具備運(yùn)用基本原理、文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等對高分子材料的成型工藝流程、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等工程問題進(jìn)行分析和評價，得到有效結(jié)論的能力。課堂講授典型案例資料檢索課程期末考試課程作業(yè)目標(biāo)43.3具備運(yùn)用上述工程知識，制定解決方案，選擇正確成型工藝，優(yōu)化工藝流程，選擇合理成型設(shè)備、設(shè)計合理模具結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行分析、評價與改進(jìn)的能力。在原有工藝及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新的能力。課后答疑課后討論資料檢索課程期末考試課程作業(yè)四、主要教學(xué)內(nèi)容1.理論教學(xué)內(nèi)容第一章緒論（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3、2.2、3.3）本章應(yīng)了解材料的特點(diǎn)；理解高分子材料的內(nèi)涵；掌握材料4個要素之間的內(nèi)在關(guān)系，掌握制備性能良好的高分子材料的三個關(guān)鍵因素：適宜的材料組成、正確的成型加工方法、合理的成型機(jī)械及模具，掌握高分子材料、高分子材料成型加工、熱塑性塑料、熱固性塑料等基本概念。通過介紹高分子材料領(lǐng)域著名科學(xué)家的軼事，使學(xué)生思考內(nèi)在的科學(xué)精神內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生對高分子材料專業(yè)的熱愛，提升學(xué)生對高分子材料的學(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成較好的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)態(tài)度。重點(diǎn)：材料4個要素之間的內(nèi)在關(guān)系。第二章成型物料配方設(shè)計及物料混合（6學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3、2.2、3.3）本章應(yīng)了解高分子材料制品設(shè)計的一般原則和程序，了解成型加工中的添加劑品種，了解高分子材料的混合工藝；掌握制品配方設(shè)計的要領(lǐng)，掌握常用的混合設(shè)備，掌握橡膠的塑煉與混煉、塑料的混合與塑化的基本內(nèi)容；理解混合和分散基本理論。重點(diǎn)：穩(wěn)定劑、潤滑劑、增塑劑等常用添加劑的基本內(nèi)容，制品配方設(shè)計的要領(lǐng)，常用的混合設(shè)備，橡膠的塑煉與混煉，塑料的混合與塑化。難點(diǎn)：混合和分散基本理論。第三章高分子材料成型方法（20學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3、2.2、2.3、3.3）本章應(yīng)了解高分子材料常用成型方法，掌握熱固性塑料的模壓成型和橡膠制品的模型硫化的成型工藝、設(shè)備和模具，掌握單螺桿擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和擠出成型的成型工藝，掌握注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和注射模具，掌握擠出成型工藝，掌握壓延成型工藝以及影響壓延制品質(zhì)量的因素；理解橡膠硫化歷程、擠出成型原理和壓延成型機(jī)理。重點(diǎn)：熱固性塑料的模壓成型和橡膠制品的模型硫化的成型工藝、設(shè)備和模具，單螺桿擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和擠出成型的成型工藝，注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和注射模具，壓延成型工藝以及影響壓延制品質(zhì)量的因素。難點(diǎn)：橡膠硫化歷程、擠出成型原理和壓延成型機(jī)理。第四章高分子材料成型模具基礎(chǔ)（12學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3、2.2、3.3）本章應(yīng)了解注射成型型腔壁厚的校核計算，注射成型各種抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，注射成型導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn)，注射成型模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用和典型結(jié)構(gòu)；掌握壓縮成型模具結(jié)構(gòu)，擠出成型模具結(jié)構(gòu)，注射模具的典型結(jié)構(gòu)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計方法，成型零件工作尺寸的計算，脫模力計算，簡單脫模機(jī)構(gòu)的脫模方式，冷卻系統(tǒng)設(shè)計、加熱裝置的設(shè)計原則。理解注射成型型腔分型面的選擇，成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)設(shè)計方法，抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理，模具冷卻面積的計算。通過成型工藝及模具結(jié)構(gòu)的案例化分析及設(shè)計過程分析，科學(xué)有效地培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神。重點(diǎn)：注射成型工藝原理、注射成型模具結(jié)構(gòu)、成型零件計算難點(diǎn)：模具冷卻面積的計算。2.注射成型工藝及模具計算機(jī)輔助設(shè)計實(shí)踐項(xiàng)目（8學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.3、3.3）目的：通過模具模型拆解、計算機(jī)軟件輔助設(shè)計及分析，使學(xué)生加深對注射成型模具結(jié)構(gòu)的理解，初步掌握UnigraphicsNX輔助設(shè)計軟件的基本操作，掌握計算機(jī)輔助制品及注射模具設(shè)計的基本方法，通過MoldFlow學(xué)習(xí)，初步掌握復(fù)合材料成型工藝設(shè)計對料流的影響。通過設(shè)計實(shí)踐和反復(fù)修正，提升學(xué)生分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神。要求：1.能夠獨(dú)立完成模具模型拆解、拼裝，并能掌握每個零件及系統(tǒng)的作用。2.熟悉UnigraphicsNX模具設(shè)計軟件的基本界面操作，能夠利用MoldWizard模塊進(jìn)行簡單結(jié)構(gòu)塑件的模具設(shè)計，掌握設(shè)計流程。3.能夠利用MoldFlow軟件進(jìn)行注射成型過程進(jìn)行模擬分析，對填充、保壓、冷卻、及收縮等進(jìn)行分析，提高一次試模率。學(xué)時分配：1.模具模型拆解、組裝（1學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）了解注射模具的組裝過程，掌握單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)，各個系統(tǒng)的組成及作用。2.UnigraphicsNX設(shè)計軟件的基本操作界面（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）了解UnigraphicsNX設(shè)計軟件的基本操作界面；掌握建模環(huán)境下的坐標(biāo)設(shè)定，拉伸、孔及特殊結(jié)構(gòu)的設(shè)計；理解簡單塑件結(jié)構(gòu)的建模過程及優(yōu)化過程。3.MoldWizard模塊的模具輔助設(shè)計（4學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.3、3.3）了解MoldWizard模塊的組成及作用，了解抽芯系統(tǒng)設(shè)計及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計；掌握MoldWizard模塊環(huán)境下的模具坐標(biāo)設(shè)定、材料分析、型腔布局、分型面設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)模架及標(biāo)準(zhǔn)件的加載、流道設(shè)計、推出系統(tǒng)設(shè)計。重點(diǎn)：分型面設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)模架及標(biāo)準(zhǔn)件的加載4.MoldFlow軟件的模流模擬（1學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）了解MoldFlow軟件的作用及基本界面；掌握MoldFlow軟件對填充、保壓、冷卻、及收縮的模擬方法。五、教學(xué)方法本課程理論教學(xué)部分以教師課堂授課（包括典型案例思政元素）為主，課后安排作業(yè)和答疑輔導(dǎo)，并要求學(xué)生進(jìn)行課程相關(guān)內(nèi)容資料檢索。本課程實(shí)踐教學(xué)部分通過課堂演示、模型拆解、計算機(jī)軟件輔助設(shè)計等多種形式，讓學(xué)生自己動手設(shè)計成型工藝和模具，并通過與教師對設(shè)計方案的分析研討、反復(fù)修正，提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和解決問題的能力，培育其作為工科學(xué)生的科學(xué)思維和工匠精神。六、課程考核和成績評定方式課程考核采用閉卷考試和平時考核相結(jié)合的方式，總評成績中閉卷考試成績占70%，平時成績占30%（平時成績中，其中課堂表現(xiàn)占50%，實(shí)踐考核占50%）。七、教材及參考文獻(xiàn)1．教材唐頌超.高分子材料成型加工（第三版），北京：中國輕工業(yè)出版社，2013年2．主要參考教材和參考文獻(xiàn)[1]左繼成，谷亞新.高分子材料成型加工基本原理及工