浇注系统设计6学时
材料成型工艺教学大纲
材料成型工艺MaterialFormingTechnology课程编号：07310060学分：6学时：90(其中：讲课学时：78实验学时：12上机学时：0)先修课程：材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础适用专业：材料成型及控制工程教材：《金属材料液态成型工艺》贾志宏编化学工业出版社2008年2月第1版《金属材料焊接工艺》雷玉成主编化学工业出版社，2006年8月第1版《冲压工艺与模具设计》牟林、胡建华主编.北京大学出版社2010年3月第2版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：本课程是材料成型与控制工程专业的一门主要专业基础课。
本课程的任务是掌握金属液态成型工艺的方法、金属板料成形技术、焊接电弧及焊接方法等三大部分知识。
通过本课程的学习，了解常见的液态成型、板料成形、焊接工艺方法。
为学习有关专业课程、从事生产技术工作和管理工作打好热加工工艺知识基础；了解热加工的新工艺、新技术、新方法和发展趋势。
二、课程的基本内容及要求第一篇液态成型工艺绪论1基本内容金属液态成型工艺发展历史，液态成型工艺流程。
2教学要求了解铸造产业的发展概况；了解铸造生产的基本流程和工艺种类。
3重难点液态成型工艺的基本类型、流程及发展趋势。
第一章零件结构的铸造工艺性分析1基本内容(1)常用铸造方法的选择；(2)砂型铸造零件结构的工艺性分析；(3)特种铸造零件结构的工艺性分析。
2教学要求(1)了解各种铸造方法的特点；熟悉铸造方法选用的依据(2)掌握砂型铸造零件结构的工艺性分析方法；(3)熟悉特种铸造零件结构的工艺性分析方法。
3重难点铸造工艺性分析的方法和思路。
第二章砂型铸造工艺方案的确定1基本内容(1)工艺设计内容及流程；(2)砂型铸造工艺方案确定的基本原理；2教学要求(1)熟悉铸造工艺设计的依据、内容及流程；(2)掌握砂型铸造工艺方案制定的原理及方法。
3重难点(1)生产纲领、生产条件对工艺方案制定的影响；(2)分型面及浇注位置的确定。
《模流分析》课程标准
《模流分析》课程标准学时：62学时学分：4学分适用专业及学制：模具设计与制造专业中职全日制一、课程定位本课程是模具设计与制造专业的一门选修课。
是《模具CAD/CAM》课程之后的进一步提高。
本课程标准依据《模具设计与制造岗位职业标准》和《模具专业人才培养质量标准》而制定。
二、课程教学目标通过项目导向、任务驱动的方式、采取大量的动画、图片、实例分析案例进行教学方法培养学生具备从事模具设计与制造相关岗位所必需的方法能力、社会能力、专业能力以及工作岗位的适应能力。
本课程与前修课程《塑料模具设计》课程相衔接，共同培养学生运用CAD/CAE/CAM进行模具结构设计和注塑工艺的优化能力；与后续课程《模具设计与制造综合实训》、《毕业设计》等课程相衔接，共同培养对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化的能力1.知识目标D使学生能够系统地学习与掌握模具设计与制造方面的相关知识；2）使学生能够系统地学习与掌握模具的各种典型结构设计的相关知识；3）使学生能够系统地学习生产实际中常用的几种计算机辅助设计和制造软件的操作基本知识。
2.能力目标D能够熟练地使用常用计算机辅助设计软件完成模具产品零件的成型分析工作，并掌握计算机辅助设计软件的基本操作技能；3）具备与企业沟通并根据企业要求对模具产品进行设计、分析、加工的能力；4）具备产品的收集、整理的能力；能熟练软件操作；能独立完成模具零件设计、分析与制造。
5.素质目标D能够把理论知识与应用性较强实例有机结合起来，培养学生的专业实践能力。
同时使学生对专业知识职业能力有深入的理解，尤其使学生对计算机辅助设计与制造模具的理念与实际技能有明显提高；2）通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业、乐于吃苦、勇于奉献与团队合作的基本素质；3）提高拓展学习模块（课外），培养学生自学和举一反三的创新思维能力。
1.整体教学设计本课程遵循学生职业能力培养的基本规律，基于模具岗位职业标准和工作过程，以校企合作中典型模具为载体，在“做中教、做中学”的理念，让学生在完成任务过程中教会学生运用模具CAD/CAM知识完成制品的几何造型、模具结构的三维设计后运用模流分析进行工程试验、分析、文件生成。
塑料模具设计课程教学方案计划
《塑料模具设计》课程教学方案一、课程的性质和任务（本课程在整个课程体系中的地位）1．在模具专业课程体系中的地位在模具制造过程中，首先是塑料件制品的造型设计，再进行该塑件的模具设计，最后加工该模具的核心零部件。
《塑料模具设计》课程就是中间“模具设计”环节的培训，是模具设计与制造专业的核心专业课程。
2. 课程的任务《塑料模具设计》主要学习塑料模具的结构、模具工作原理以及塑料材料的成型工艺，培养使用三维设计软件Pro/E进行塑料模具分析、设计的操作能力。
要求学生具备现代模具生产企业的模具设计职业能力和模具调配维修能力，同时为模具型腔数控加工方面的后续课程打下基础。
先修课程：《产品品造型技术》（基于Pro/E）、《机械制图与计算机绘图》等机械基础课程，为下一步模具设计做准备。
二、本课程对职业能力培养、职业素质养成的作用（1）以模具设计工作过程为导向的课程教学，使理论与实践结合得更加紧密，采用先进的模具设计工具，学习先进的模具设计方法，提高学生进入实践工作岗位的自信心；（2）在模具设计的工作过程中，提高学生的实践操作设计水平，培养学生的职业工作能力；（3）培养了学生探索发现，勇于创建的精神；（4）为模具加工及维修岗位训练提供知识准备。
三、课程设置１、课程设计的理念《塑料模具设计》课程设计的理念是依据本专业的培养目标和定位，贯彻工学结合的理念，以模具设计师职业资格要求为标准，以职业能力分析为基础，以能力培养为核心，模拟与企业真实设计一致模具设计工作环境，以真实产品的真实模具设计工作过程组织教、学、做一体化教学，在一幅幅模具设计的工作过程中，把专业培养所需的专业知识、职业能力、职业素养和企业行业真实需求有机整合在一起，用企业的真实项目、企业岗位能力要求组织课程核心能力的训练。
实现与就业岗位能力的无缝联接。
图1课程设计理念２、课程设计的思路（1）以模具设计师职业资格要求为标准，培养现代模具设计的职业能力目前，我国的模具制造企业发展迅速。
第七章浇注系统设计
3.3 浇注系统最小断面尺寸的计算
①Osann（奥赞）公式
• 设单位时间内流经内浇道 金属液的体积为Qm3/s， 则
Q=F内v内 F内－内浇道断面积 m2； v内－内浇道口的平均流速 m/s，可由伯努里方程得 到；
•由伯努里方程可得
2 P外－p内 v外 v内 2 g H 0 h 2g
直浇道的结构设计
• 直浇道与横浇道的连接 要 增设直浇道窝的结构防止 冲砂和卷气，使金属液的 紊乱程度降低。窝座的直 径一般为横浇道宽的2倍左 右面，最好接近横浇道的 高度，直浇道与横浇道的 连接也应做成圆角。
直浇道窝
• 直浇道窝的作用：减小金属液的紊流和对 铸型的冲蚀作用，减小局部阻力和压头损 失，有利于渣、气与金属液分离并上浮。 • 湿型砂强度低，必要时可在直浇道底放一 干芯片（或耐火砖片）以承受金属液的冲 击。
•封闭－开放式浇注系统
• 控制流量的阻流断面位于直浇道下端，或在 横浇道中，或者在集渣包出口处等。 • 这类浇注系统在阻流之前是封闭的，可起挡 渣作用；其后开放，可使充型平稳。兼有开 放式和封闭式浇注系统的优点，一般用于小 型铸铁件和铝合金浇注，特别是在一箱多铸 小件时应用，这种浇注系统结构复杂，浇道 模样制造以及造型费事，多用于手工造型。
第七章
浇注系统设计
7.1 概述
浇注系统的功能
• 使液态合金平稳充满砂型； • 阻挡夹杂物进入型腔，以免形成渣孔； • 调节铸型与铸件各部分的温度分布以控制铸件的凝固 顺序； • 起一定的补缩作用，在内浇道凝固前补给部分液态收 缩； • 让液态合金以最短的距离，最合适的时间充满型腔， 有足够的压力头，并保证金属液面在型腔内有必要的 上升速度等，以确保铸件的质量； • 充型流股不要正对冷铁和芯撑； • 合理的浇注系统应能节约金属，有利于减少冒口的体 积。 • 结构简单紧凑，利于提高铸型面积的利用率，便于造 型和从铸件上清除。
《机械制造技术》课程标准1.课程定位和课程设计2.课程目标
《机械制造技术》课程标准适用专业：机电一体化课程类别：B 学时：40+20 学分：4编写执笔人：张淑会审定负责人：1．课程定位和课程设计1．1课程性质与作用专业【课程性质】《机械制造技术》课程是机机电一体化专业的主修课程，是学科整合《机械制造基础》、《机械加工设备与工装》、《机加工实训》等课程形成的专业核心课程，是培养学生机械切削加工这一核心能力的重要支撑课程。
【课程作用】本课程帮助学生学会理解机械图样，掌握常用机床的安全操作要领，会按图对加工后的零件进行检测与判断的初步能力，熟悉刀具、量具的选取和使用，了解工件的定位与装夹知识，培养从事机械设计、制造、自动化生产线的使用与维护、安装、调试及管理工作，同时具备良好职业道德，并具有可持续发展能力的高素质技能型人才。
【前导课程】本课程前导课程有《机械制图》、《机械工程材料》、《公差配合与测量技术》等【后续课程】后续课程有《机械制造工艺学》《零件数控加工》等课程。
1．2课程基本理念本课程的设计理念是按基于工作过程的行为导向理念和思路进行设计，采用任务引领、案例导向、项目训练的模式组织教学。
1．3课程设计思路本课程具体是以毛坯制造、机械加工机械制造生产管理等就业岗位为导向，以掌握铸造、锻压、焊接、切削加工等知识及操作技能为目标，以学生为主体，以典型任务项目为中心载体，开展理论讲授与实际操作训练相结合的教学。
既注重基础知识的系统性，又注意围绕相关任务项目的单元性，以及利用实践环节对理论知识掌握的促进作用，对教材进行相应重构和再组织，以帮助学生取得较好的学习效果。
2．课程目标2．1知识目标1）铸造工艺基础、铸造方法、简单铸造工艺设计2）锻压工艺基础、锻压方法、简单锻压工艺设计3）手工电弧焊方法、其它焊接方法4）毛坯选择5）切削加工基础知识6）零件表面加工方法（含机床）2．2能力目标1）掌握砂型铸造方法，了解其它铸造方法。
2）掌握自由段方法，了解其它锻造方法；掌握板料冲压方法。
27第二十七课 浇注系统设计 教案
任务四注射模具设计—浇注系统设计教学内容（板书）第二十七课浇注系统的设计1、冷料穴的设计注射成型时，喷嘴前端的熔料温度较低，为防止其进入型腔，通常在流道末端设置用以集存这部分冷料的冷料穴。
设置熔料流动方向的转折处，以便将冷料入穴中存留起来。
1、带钩形拉料杆的冷料穴2、带球头拉料杆的冷料穴应该指出，并非所有注射模都需开设冷料穴，有时由于塑料的工艺性能好和成型工艺条件控制得好，可能很少产生冷料，如果塑件要求不高时可不设冷料穴。
2、浇口的设计1）浇口位置的选择（1）避免引起熔体破裂现象克服上述缺陷的办法通常有两种：一是加大浇口尺寸，以降低流速。
二是采用冲击型浇口。
（2）有利于熔体流动和补缩浇口的位置应开设在塑件截面最厚处。
（3）有利于型腔内气体排出（4）减少熔接痕和增强熔接强度（5）防止料流将型芯或嵌件挤压变形（6）保证流动比在允许范围内2）浇口的设计（1）直接浇口（2）中心浇口中心浇口适用于筒形、环形或中心带孔的塑件成型。
（3）侧浇口侧浇口为限制性浇口，适用于一模多腔，能大大提高生产效率，减少浇注系统耗量，浇口去除也较方便，是一种被广泛采用的浇口形式。
但侧浇口压力损失较大，保压补缩作用比直浇口弱，壳形件排气不便，易产生熔接痕；缩孔及气孔等缺陷。
侧浇口的截面形状通常为矩形。
a）为扇形浇口，常用来成形宽度较大的薄片状塑件。
b）为薄片式浇口，又称平缝式浇口，常用来成型大面积薄片塑件。
（4）点浇口又称针浇口或菱形浇口。
这种浇口有很多优点，几乎可以用于各种形式的塑件。
点浇口一般设在塑件的顶端，去除方便，不影响塑件的外观，浇口可自动拉断，可以实现自动化操作。
这种浇口尤其适用于圆筒形、壳形、盒形的塑件，但是流动性较差的塑料（例如PMMA、PC等）就不适于采用点浇口，而适用于流动性较好的ABS、PP、POM 等塑料。
（5）潜伏式浇口又称遂道式浇口或剪切浇口。
潜伏式浇口呈针点状，开模时流道凝料由推出机构推出，并与塑件从浇口处自动切断，省掉了切除浇口的工程。
《塑料成型工艺及模具设计》课程标准
《塑料成型工艺及模具设计》课程标准一、课程定位本课程是模具设计与制造专业的主要专业课之一，也是模具设计与制造专业的核心课程之一。
本课程是在前序机械类课程：机械制图、公差配合与技术测量、机械基础学习基础上，以塑料模具为典型对象，为完成在实际岗位中对塑料模具设计的真实应用为目的的综合性、应用性的复合型课程。
为学生后续职业生存合发展奠定职业基础，是养成良好职业素养合严谨工作作风的整体能力的必须环节。
二、培养目标通过本课程的学习，使学生能运用课程的基本原理和方法，具备设计中等复杂程度的注塑模具的能力。
1.能力目标（1）模具工艺编制人员，具备分析塑料产品的工艺性，并能找出工艺难点，提出解决方法的能力；能编制常用的注塑成型工艺条件。
（2）模具设备维修人员，能选择合适的成型设备。
（3）模具设计人员，掌握塑料模具常用的几种分类和典型塑料模具结构，具备读图能力；能根据产品确定塑料模具的结构方案；能独立设计中等程度的注塑模具。
（4）模具钳工，能独立拆装简单的注射模具2.知识目标（1）了解塑料的物理性能、流动特性，成型过程中的物理、化学变化情况。
（2）掌握塑料的组成、分类以及常用塑料的特性。
（3）了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求。
（4）掌握注塑成型设备对注射模具的要求（4）掌握常用注射模具的结构特点及相关零件的设计计算方法。
（6）掌握注射模具拆装的基本常识。
掌握注射模具基本零件的英文专业词汇。
3.其他目标（1）自我学习和信息获取能力——利用书籍或网络获得相关信息。
（2）使用工具能力。
（3）与人协作能力——互相帮助、共同学习、共同达到目标。
三、课程设计1.设计思想（1）坚持以高职教育培养目标为依据，基于本课程在模具制造类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，突出应用能力和综合素质培养，充分注意“教、学、做”三结合。
（2）符合学生的认识过程和接受能力，遵循由浅入深、由易到难、循序渐进的原则。
金属材料工程专业方向及课程介绍
特种铸造——刘振亭
第一章 熔模铸造 第二章 金属型铸造 第三章 压力铸造 第四章 离心铸造 第五章 其它特种铸造方法
➢§5-1陶瓷型铸造 ➢§5-2低压铸造 ➢§5-3液体金属冲压 ➢§5-4连续铸造 ➢§5-5真空吸铸
焊接工艺学——王喜锋
第1章 焊接电弧 第2章 焊丝的熔化和熔滴过渡 第3章 母材的熔化和焊缝成形 第4章 电弧焊自动控制基础 第5章 埋弧焊 第6章 钨极情性气体保护焊（TIG） 第7章 熔化极氩弧焊（MIG、MAG） 第8章 CO2气体保护电弧焊 第9章 等离子弧焊接与喷涂 第10章 电渣焊 第11章 高能束流焊
复合材料——张文兴
第1章：总论 第2章：复合材料增强体 第3章：聚合物基复合材料 第4章：金属基复合材料 5 陶瓷基复合材料 6 水泥基复合材料 7 碳／碳复合材料
陶瓷工艺学——刘秀兰
第一篇 第一章 第二章 第三章 第二篇 第一章 第二章 第三章 第三篇 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
特种陶瓷生产工艺原理 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 特种陶瓷成型方法 特种陶瓷的烧结 高温结构陶瓷 氧化物陶瓷 非氧化物陶瓷 复合材料 功能陶瓷 电介质陶瓷 铁电陶瓷 敏感陶瓷 导电陶瓷 超导陶瓷 磁性陶瓷 陶瓷的金属化与封接
粉末冶金——罗铁钢
第一章 粉末的制取 第二章 粉末性能及其测定 第三章 成形 第四章 特殊成形 第五章 烧结 第六章 粉末锻造 第七章 粉末材料的孔隙性能与复合的材料的强韧化
热处理工艺——上官晓峰
第一章 金属的加热 第二章 退火和正火 第三章 钢的淬火及回火 第四章 钢的表面淬火 第五章 金属的化学热处理 第六章 热处理工艺设计
近代表面工程技术——夏峰
第一章 绪论 第二章 固体表面的物理化学特征 第三章 表面摩擦与磨损 第四章 表面腐蚀基本理论 第五章 电镀和化学镀 第六章 化学转化膜 第七章 表面涂敷技术 第八章 表面改性技术 第九章 气相沉积技术 第十章 表面微细加工技术 第十一章 表面复合处理技术 第十二章 表面分析测试技术
模具设计大纲(机电)
《模具设计》课程教学大纲课程名称：模具设计（Mold Design）课程编号：155507课程性质：选修课学时：总学时36、理论课学时36学分：2考核方式：考试适用对象：机电技术教育前修课程：机械设计基础、材料成形技术基础建议开课学期：5或7一、课程性质、目的与任务：模具设计是机械设计制造及其自动化专业、机电技术教育专业学生选修的专业技术课。
本课程的任务是使学生获得有关冲压工艺、注塑工艺及模具设计所需要的基本理论、基本知识和和应用范围，掌握常用冲压工艺规程、注塑工艺规程和模具设计原则和方法。
二、教学基本要求：本课程重点阐述冲压工艺及模具设计的基本理论；基本冲压工序工艺分析和计算方法，以达到具有制订中等复杂程度冲压工艺规程的能力；掌握典型冲模的结构和零部件设计方法；具备分析和解决工程生产中一般冲压工艺技术问题及相应模具的设计能力；掌握常见的塑料模具的成型工艺方法，能够熟练应用塑料模具的基本设计规律，独立地设计中等复杂程度的塑料模具，合理地选择塑料成型设备，分析和解决生产中成品质量和模具方面的技术问题。
三、课程内容与学时分配：第一章绪论、冲模设计概述（6学时）[教学目标]学生应掌握冷冲压成形的基本概念，模具分类及结构，及常见冲压设备的类型结构，会根据实际选择压力机，冲模设计要点。
[重点难点]冲压设备的合理选择、冲模设计要点。
第一节绪论（1学时）第二节冲压工艺类型及变形特点（2学时）第三节冲模分类及其典型结构（2学时）第四节冲模设计要点（1学时）第二章冲压工艺过程设计（6学时）[教学目标]影响冲裁质量的几个因素，重点掌握冲裁模间隙对模具寿命、冲裁力的影响，如何确定合理的冲裁模间隙，能计算凸、凹工作部分的尺寸；能合理排样提高板料的利用率，并能计算板料的利用率；掌握冲裁模结构设计过程，并能计算冲模的压力中心。
[重点难点]合理确定冲裁模间隙。
第一节毛坯展开与毛坯排样（2学时）第二节冲压工艺方案的设计（2学时）第三节冲压力与压力中心计算（2学时）第三章冲模结构及零部件设计（8学时）[教学目标]掌握冲模结构及零部件设计流程，熟悉冲模总体结构设计，掌握工作件的设计及定位零部件的设计，了解其它元件的设计。
铸造工艺学第3章 浇注系统设计
适用于各类灰铸铁件及球铁件。
封
A杯>A直<A横<A内
阻流截面设在直浇道下端，或在横浇道中， 或在集渣包出口处，或在内浇道之前设置
闭 A杯>A直>A集渣包出 的阻流挡渣装置处。
开口
阻流截面之前封闭，其后开放，故既有利 于挡渣，又使充型平稳，兼有封闭式与开
放 A直>A阻<A横后<A 放式的优点。
式内
适用于各类铸铁件，在中小件上应用较多， 特别是在一箱多件时应用广泛。目前铸造
金属液进入横浇道后，起初以较大的速度沿着它 的长度方向往前流动，直到横浇道的末端处，并 冲击该处的型壁，使液流的动能变为位能，在横 浇道末端处附近的金属液面就升高，形成金属浪 并开始返回移动，直到退回的金属浪与从直浇道 流出的液流相遇后，横浇道中的液面将同时上升 到充满为止。
3.1.4 液态金属在横浇道中的流动情况
横浇道起挡 渣作用应 具备的条 件
横浇道必须呈充满状态
液流的流动速度宜低于渣 粒的悬浮速度 液流的紊流搅拌作用要尽 量小
应使夹杂物有足够的时间上浮到金属 液顶面，横浇道的顶面应高出内浇道 吸动区一定距离，末端应加长；
内浇道和横浇道应有正确 的相对位置。
3.1.4 液态金属在横浇道中的流动情况
提向横浇道挡渣能力的主 要途径是改变横浇道的结 构以增加流程中的阻力， 减慢金属液的流速，减少 紊流搅拌作用。常见的方 法有以下几种： 1） 缓流式浇注系统
图3-14 上台面铸件的倾斜浇注
3.3.2 浇注系统的计算
（二）阻流组元（或内浇道）截面积的计算及各组元 之间的比例关系的确定 阻流组元截面（简称阻流截面)的大小实际上反映了浇 注时间的长短。在一定的压头下阻流截面大，浇注时 间就短，所以阻流截面的大小对铸件质量的影响与浇 注时间长短的影响基本一致。生产中有各种确定阻流 截面尺寸的方法和实用的图、表，大多都是以水力学 原理为基础的，此处着重介绍水力学计算法。
塑料成型工艺与模具设计 课程标准.pdf
模具设计与制造专业课程标准《塑料成型工艺与模具设计》课程标准1前言1.1课程基本信息本课程总课时数为90学时，学分6。
适用于3年制高职模具设计与制造专业学生。
1.2课程性质本课程是高等职业学院模具设计与制造专业的一门专业核心课程，为必修课程。
本课程主要任务是：培养学生掌握塑料模塑工艺、塑料成型模具等基本知识。
了解塑料成型机械应用的基本知识。
具备塑料模塑工艺分析的能力，具备塑料模塑工艺规程的实施能力，具备设计中等复杂成型模具的能力，为在实际生产中解决模具设计与制造技术方面的实际问题打下必须的基础。
1.3设计思路本课程遵循学生职业能力培养的基本规律，以模具设计流程为导向，按照模具设计实际工作流程序化教学内容，重构工作过程知识结构体系。
通过任务驱动教学单元，使工作过程中知识与设计流程紧密结合，在学习工作过程知识的同时设计技能也得到同步的训练。
教材内容遵循最新国家标准，并融入《模具设计师》职业标准所要求知识技能，强调“策略性知识”在任务实施、设计优化中的应用，同时引入模具行业新技术、新工艺，与行业发展紧密接轨，拓展教学内容的深度和广度，培养优秀高端技能型人才。
本课程共分安排5项目。
项目一为认识塑料及塑料成型，为后续项目设计打好基础；项目二通过选择与分析塑料原料、确定塑料成型方式及工艺过程、分析塑件结构工艺性、成型设备的选择、编制塑件成型工艺参数5个任务的训练，培养学生塑料成型工艺设计的能力；项目三通过确定分型面和设计浇注系统、设计成型零件设计、选用模具结构类型及模架，设计调温系统、推出机构、侧向分型抽芯机构和模具工程图绘制7个任务的训练，培养学生注射模具结构设计、优化的能力，完成注射模具的设计工作过程进行完整训练；项目四部分对压缩、压注成型工艺的确定及模具结构设计进行较为详细的介绍，同时对于其他塑料成型方法及模具设计也做了相应介绍；项目五通过塑料模具课程设计对全书学习内容进行全面训练，引导学生将所学的知识、掌握得技能与企业实际工作零距离对接。
2019《金属压铸工艺与模具设计》浇注系统及排溢系统设计
8.1.1 直浇道设计
8.1.1 直浇道设计
8.1.2 横浇道设计
横浇道是连接直浇道和内浇口的通道，横浇道的作用就是把金属液从直浇道引入内浇口内。横浇道的结 构形式和尺寸取决于内浇口的结构、位置、方向和流入口的宽度，而这些因素是根据压铸件的形状、结 构、大小、浇注位置和型腔个数来确定的。
(5) 缝隙浇口：这种浇口金属液流入型腔的形式与侧浇口类似。不同之处在于这种内浇口的深度方 向尺寸大大超过宽度方向尺寸，内浇口沿型腔深度引入金属液，形成长条缝隙顺序充填。这种形式的浇 口排气条件较好，且有利于压力的传递。适用于型腔比较深的模具。为便于加工，常在型腔部分垂直分 型。如有可能，在内浇口对面开设缝隙式溢流槽，则充填效果更佳，但这类浇口去除也困难。
2. 卧式冷压室压铸机直浇道 卧式冷压室压铸机直浇道由压室和浇口套组成。压室和浇口套可以制成整体，也可以分别制造，如图
8.5、图8.6所示。若是两者分开，则压室是压铸机的附件(通用件)，浇口套设在定模板上，随压铸零 件不同而不同。压室内径D与压射冲头直径d的配合是H7/e8；浇口套内径与压射冲头直径d的配合应 制成F8/e8。压室与浇口套在装配时要求同轴度高，否则，压射冲头就不能顺利工作。 在设计直浇道时，要选用合适的压室。压室的选用应该考虑压射比压和压室的充满度。首先考虑的是压 射比压，压室直径与压射比压的平方根成反比。对于铝合金而言，压射比压范围在25～100 MPa内， 压射比压大的可选较小直径的压室；压射比压小的可选较大直径的压室。直浇道的厚度H一般取直径D 的1/3～1/2。浇口套靠近分型面一端的内孔，长度在15～25 mm范围内时要加工出1°30′～2°的 脱模斜度，与直浇道相连接的横浇道一般设在浇口套的上方，防止金属液在压射前流入型腔。 当卧式冷压室压铸机采用中心浇口时，直浇道的设计与立式冷压室压铸机相同。可在浇口套内制成2～ 3条螺旋角小于20°的螺旋槽，在压射冲头的作用下，余料随着开模动作沿着浇口套中的螺旋槽旋转， 而从直浇道上扭断，如图8.7所示。
第4章浇注系统设计
7
（4）连续流动定律
单位时间内流经任一给定断面的系统时，流体的体积是 常量。因此流速随着横截面积减少而增大。
A1v1 A2v2
（5）雷诺（Reynold）数
Re
vD
Re>2320为紊流。
8
实际流动特点： (1) 流动通道多孔、透气、与金属液不润湿。充满与否取决于 内外压力差，如图。
41
2.2 封闭、开放式浇注系统 （图3-4-4）
（1）封闭式浇注系统（choked running system，pressurized system） 概念：在正常浇注条件下，所有组元都能为金属液充满的浇注 系统。 类型：内浇道阻流、部分扩张（S内/S阻≤1.5-2.5）。 优点：阻渣效果好、防止卷气、消耗金属少、清理方便。 缺点：喷溅、冲砂、金属氧化、流动不平稳。 应用：不易氧化的各类铸铁件。不宜用于易氧化的轻合金、漏 包浇注铸钢件和高大的铸铁件（充型压力很大）。
第4章 浇注系统设计
浇注系统：铸型中液态金属流入型腔的通道。 组成：浇口杯（又称外浇口）、直浇道、横浇道、内浇道 等，如图。
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基本要求：
（1）内浇道设臵符合铸件凝固原则和补缩方法。 （2）在规定的浇注时间内充满型腔。 （3）提供必要的充型压头，保证铸件轮廓、棱角清晰。 （4）使金属液流动平稳，防止紊流、卷气、金属氧化。 （5）具有良好的阻渣能力。 （6）金属液进入时速度不可过高，避免飞溅、冲刷。 （7）保证金属液面有足够的上升速度，避免夹砂结疤、浇 不足。 （8）不破坏冷铁、芯撑的作用。 （9）金属消耗量小，并容易清理。 （10）减少砂型体积，造型、制模简单。
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模具设计课程标准
《模具设计》课程标准（课程类型：职业技术课，60学时）一、课程性质和任务本课程是高等职业技术学院机电类非模具专业或模具专业的一门技术基础课．其主要的任务是:培养学生初步得到必要的冲压模具和塑料设计的基础理论、基本知识和基本技能，并为后续课程的学习，及参加工作后的需要打下较好的基础。
二、课程教学目标（一）知识目标让学生了解冲压的基本知识，掌握冲压模具的一些基本设计，掌握冲压模具的材料和标准件的选用。
了解塑料成型的基本知识，掌握注射模具的基本设计及标准件的选用.（二)能力目标了解压力机的基本原理．具有一定的实验操作技能和能力；能够设计出一些简单的冲压模具和注射模具，能够正确选用合理的标准件，能够让学生独立的完成维护和检修工作。
(三)思想教育目标培养学生热爱劳动.安全第一预防为主，树立人是第一位的思想，努力做到不安全不生产，隐患不处理不生产，措施不落实不生产的安全意识.三、教学内容及要求一、冲压基本知识1、了解冲压的概念、特点及应用；2、了解冲压的基本工序；3、了解塑性变形基本知识、概念及原理；4、了解冲压成形性能的测定及常用冲压材料及在图纸上的表示；5、了解曲柄压力机的工作原理、结构及技术参数。
二、冲压模具1、了解冲模分类2、掌握冲裁模的三种典型结构、间隙的确定;3、了解排样与搭边、冲裁力与压力中心;4、了解弯曲模的典型结构、最小弯曲半径;5、掌握回弹及其控制、偏移及其控制、6、翘曲与剖面畸变；7、掌握毛坏尺寸的确定；8、学会计算、校正弯曲力及压力的确定。
9、掌握拉深成型过程及典型结构拉深时的起皱与开裂；10、掌握圆筒形件的拉深工艺计算；11、学会压边力、拉深力及压力机的选择。
12、了解翻边翻孔模具及胀形与起伏模具三、冲压模具设计1、冲模设计（1）了解掌握模具零件的分类；（2）掌握冲模的标准化零件（3）学会冲模工作部分尺寸计算（4）学会冲模主要零部件的设计与选用2、冲模寿命及材料的选用（1）了解对冲压模具工作零件材料的要求（2）掌握冲压模具材料的种类与特性3、冲模的安装、调整与冲压工作的安全措施（1）了解冲模安装的一般注意事项（2）掌握冲模安装的一般程序（3）了解冲压工作的安全措施四、冲压模具设计实例1、冲压件的工艺性了解冲裁件、弯曲件、拉深件的工艺性2、模具设计的内容及程序(1）、了解冷冲模工艺及模具设计的内容；（2）、掌握制定冲压工艺的程序及方法；（3）、掌握模具设计的程序3、实例分析(1）、冲裁模实例分析（2）、弯曲模实例分析（3)、拉深件实例分析五、塑料成型基本知识1、塑料成型概述（1）了解塑料的基本知识；（2）掌握塑料的分类及成型工艺性能（3）掌握塑料制品成型的基本方法2、塑料制品的设计（1）了解塑料制品的尺寸、精度及表面质量（2）了解塑料制品的结构3、注射模用注射机的选用六、注射模具设计1、了解注射模的结构组成2、了解普通浇注系统设计（1）主流道设计（2）冷料穴和拉料杆的设计（3）分流道设计（4）浇口设计3、成型零件的设计（1）分型及排气（2）成型零件结构及其工作尺寸4、导向和脱模机构（1）导向机构（2）脱模机构5、模具的温度调节（1）冷却系统的设计（2）加热系统的设计6、侧向分型模具的抽芯机构（1）抽芯机构的作用及类型（2）斜导柱抽芯的结构及原理（3）斜滑块侧抽芯的结构7、模架的选择8、注射模典型图例（1）双分型面的设计实例（2）带有活动镶块的注射模实例（3）侧向分型注射模实例（4）带嵌件制品的注射模实例9、塑料模具设计程序及实例（1）模具设计程序（2）实例分析。
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• P:常数，一般取0.62 • S2:系数，与壁厚关系如下：
壁厚(mm)
<10
系数s
0.32
10～20 0.41
20～40 0.48
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40～80以上 0.54
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3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ金属液在型腔内上升的速度
• 浇注时间确定后，对于具有大平面或者复杂结构的铸件还 应核算金属液在型腔中的液面上升速度。因为液面上升太 慢，易形成夹砂缺陷；易形成氧化膜或者结壳，产生冷隔。
• 二、对于一般铸件根据经验数据确定。
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流量系数μ的确定
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流量系数的修正
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1、铸铁件浇注系统设计
• 一、设计步骤 • 通常在确定铸造方案的基础上设计浇注系统。大致步骤
为 • 1）选择浇注系统类型 • 2）确定内浇道在铸件上的位置、数目和金属引入方向 • 3）决定直浇道的位置和高度 • 4）计算浇注时间并核算金属上升速度 • 5）计算阻流截面积S阻 • 6）确定浇口比并计算各组元截面积 • 7）绘出浇注系统图形
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• 慢浇的优点：金属对型壁的冲刷作用轻；可防止胀 砂、抬箱、冲砂等缺陷。有利型内、芯内气体的排 除。对体收缩大的合金，当采用顶注法或内浇道通 过冒口时，慢浇可减小冒口。浇注系统消耗金属少。
• 慢浇的缺点：浇注期间金属对型腔上表面烘烤时间 长，促成夹砂结疤和粘砂类缺陷。金属液温度和流 动性降低幅度大，易出现冷隔、浇不到及铸件表皮 皱纹。慢浇还常降低造型流水线的生产率。
• 由于近年来普遍认识到快浇对铸件的益处，因 此浇注时间比过去普遍缩短，特别是灰铸铁和球 墨铸铁件更是如此。
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A)、查表法
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• B)、经验公式法 • （i）壁厚为2.5～15mm，形状复杂的铸铁
件：
t s G
S为系数，取决于壁厚
壁厚 (mm)
系数s
2.5～3.5 3.5～8.0
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4、流量系数μ的确定
流量系数的影响因素：流量系数与浇注系统中各部 分的阻力及型腔内流动阻力大小有关，凡与此有 关联的因素，如浇注系统的结构、尺寸、浇口比、 铸件 复杂程度、铸型条件、合金特性、浇注温度 等都对流量系数值有影响。
两种方法来确定：
• 一、对重要的铸件或大量生产的铸件，可用水力 模拟试验法，在实验室中测出流量系数；
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2、浇注时间
• 1) ．快浇、慢浇
• 浇注时间对铸件质量有重要影响，应考虑铸件结构、合金和 铸型等方面的特点来选择快浇、慢浇或正常浇注为好。
• 快浇的优点:金属的温度和流动性降低幅度小，易充满型腔。 减少皮下气孔倾向。充型期间对砂型上表面的热作用时间短， 可减少夹砂结疤类缺陷。对灰铸铁、球墨铸铁件，快浇可充 分利用共晶膨胀消除缩孔、缩松缺陷。
0.53
0.59
8.0～15 0.70
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• （ii）
t s13 G
• δ:平均壁厚
• S1:系数，一般取0.96，当含硫量较高，含碳小于3.3%， 流动性较差或者浇铸温度较低，或者底注冒口在顶部， 或有内外冷铁等而需要快速浇注的时候s1=0.79～0.89
• （iii）对于重型铸件可用下述公式：
• 快浇的缺点:对型壁有较大的冲击作用，容易造成胀砂、冲 砂、抬箱等缺陷。浇注系统的重量稍大，工艺出品率略低。
• 快浇法适用于:薄壁的复杂铸件、铸型上半部分有薄壁的铸
件，具有大平面的铸件，铸件表皮易生成氧化膜的合金铸件，
采用底注式浇注系统而铸件顶部又有冒口的条件下和各种中
大型灰铸铁件、球墨铸铁件。
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• 慢浇法适用于：有高的砂胎或吊砂的湿型；型内砂 芯多，砂芯大而芯头小或砂芯排气条件差的情况下； 采用顶注法的体收缩大的合金铸件。
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• 2)．合适的浇注时间的确定
• 合适的浇注时间与铸件结构、铸型工艺条件、 合金种类及选用的浇注系统类型等有关。每种铸 件，在已确定的铸造工艺条件下，都对应有适宜 的浇注时间范围。
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• 校核压力角 • 剩余压头：浇口杯离铸件最高表面的距离。 • 当铸件尺寸较大而壁又很薄，以及液态金属流路
较远的情况下，需用压力角来核算HM是否足够。
HMLtg
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间充τ填1有下如半下型关腔系时，通过阻流的金属质量m下和浇注时
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充填上半型腔时，阻流处流速随充型压头变化而变化， 最大流速 最小流速
因此，在充填上半型的时间τ内，一定存在某平均压力头为h平均，使得
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1、奥赞公式
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1、奥赞公式
为了实用把上述两个式子合并，得到计算水 力学阻流截面积的计算公式
还应指出：在伯努利方程应用的过程中，忽略了从包嘴至 浇口杯之间的金属液下落动能的影响。这部分动能的影响有时 相当大，特别是浇注高度大，而又采用漏斗形浇口杯的条件下。 下落动能的一部分，作为流股进入浇口杯液面的阻力损失而转 换为热能，而另外一部分动能则作为充型的动力而强化了充型 过程使流量增大。最终会使计算结果和实测结果有出入。
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1、奥赞公式
平均压头的计算
1)金属液从浇口杯顶液面至流出阻流所作的功，可用总质量m、 重力加速度g和平均计算压力头HP的连乘积来表示，即mgHP 2)假定铸件(型腔)的横截面积5沿高度方向不变。
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1、奥赞公式
平均计算压力头的通用公式，至今仍广为应用。
其主要优点是计算简单方便。应指出：在推导公式的过程中， 引入两个假定条件，假定1)缺乏科学逻辑上的严密性，而假定 2)对于非等截面的铸件，与实际情况不符。这都会带来片，计 算误差。
第二章浇注系统设计
• 三、计算阻流截面的水力学公式 • 四、铸件浇注系统设计与计算 • 五、金属过滤技术
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三、计算阻流截面的水力学公式
• 1、奥赞公式 • 2、浇注时间 • 3、金属液在型腔内上升的速度 • 4、流量系数μ的确定
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1、奥赞公式
以中间注入式浇注 系统为例
当充填下半型 腔时，作用于阻流 的金属压力头不变。 假定型腔内气体压 力等于大气压力。 以分型面(内浇口一 阻流的顶面)为0-0 面。在浇口杯顶液 面和阻流截面之间 应用伯努利方程， 有