冲压模具设计与制造课程教学大纲

《冲压模具基础》课程教学大纲

课程编号：课程英文译名：

课内总学时：72学时学分：4.5学分

课程类别：必修课开课对象：汽车制造与装配技术专业

执笔人：编写日期：

一、课程性质、目的和任务

《冲压模具设计与制造》是汽车制造及汽车整形专业的一门主干专业技术课，它是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计与冲模制造有机融合，综合性和实践性较强的课程。其目的是使学生了解冲压变形规律，认识冲压成形工艺方法，冲压模具结构，冲压模具制造方法与手段，掌握冲压模具设计与计算方法，掌握冲压工艺与模具设计方法，冲压模具制造工艺方法，能进行中等冲压零件的冲压工艺编制，冲模设计与冲模制造工艺编制，并培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生逻辑思维能力，为毕业设计及毕业以后从事专业工作打下必要的基础。

二、教学基本要求

本课程是冲压模具设计与计算，冲压模具结构，模具制造工艺方法为重点。学外本课程应达到以下基本要求：

1、能应用冲压变形理论，分析中等复杂冲压件变形特点，制定合理冲压工艺规程的能力。

2、协调冲压设备与模具的关系，选择冲压设备的能力。

3、熟悉掌握冲模设计计算方法，具备中等复杂冲模结构选择和设计的能力，所设计的冲模应工作可行、操作方便、便于加工和装配，技术经济性好。

4、具备正确选择冲压模具加工方法，制定中等复杂冲模制造工艺和装配工艺的能力。

5、初步具备进行多工位级进模设计和制造的能力。

6、初步具备进行分析和处理试模过程中产生的有关技术问题的能力。

三、教学内容及要求：

第1章冲压模具设计与制造基础

1.1 冲压成形与模具技术概述

掌握冲压与冲模概念；冲压工序的分类；冲模的分类；冲模设计与制造的要求；了解冲压现状与发展方向。

1.2 冲压设备及选用

了解常见冲压设备；掌握冲压设备的选用；模具的安装。

1.3 冲压变形理论基础

掌握塑性变形的概念；理解塑性力学基础；掌握金属塑性变形的一些基本规律；冲压材料及其冲压成形性能。

1.4 模具材料选用

掌握冲压对模具材料的要求；冲模材料的选用原则；冲模常见材料及热处理要求。

1.5 模具加工方法与工艺规程编制

认识模具制造特点；掌握模具零件加工方法；模具零件加工工艺规程的编制。

第2章冲裁工艺与冲裁模设计

2.1 概述

2.2 冲裁变形过程分析

理解冲裁变形时板材变形区受力情况分析；掌握冲裁变形过程；冲裁件质量及其影响因素。

2.3 冲裁模间隙

掌握间隙的重要性；冲裁间隙值的确定。

2.4 凸模与凹模刃口尺寸的确定

掌握凸、凹模刃口尺寸计算原则；凸、凹模刃口尺寸的计算方法。

2.5 冲裁排样设计

掌握材料的合理利用；排样方法；搭边、条料宽度与导料板间距离的计算；排样图。

2.6 冲裁力和压力中心的计算

掌握冲裁力的计算；卸料力、推件力及顶件力的计算；压力机公称压力的确定；降低冲裁力的方法；冲模压力中心的确定。

2.7 冲裁工艺设计

掌握冲裁件的工艺性分析；冲裁工艺方案的确定。

2.8 冲裁模的典型结构

认识单工序冲裁模；级进模；复合模。

2.9 冲裁模零部件设计

掌握工作零件；定位零件；卸料装置与推件装置；模架及组成零件；连接与固定零件。

2.10 冲裁模设计程序

掌握冲裁模设计的一般步骤；冲裁件工艺性分析及冲裁工艺方案的确定；选择模具的结构形式；进行必要的工艺计算；模具的主要零部件设计；模具闭合高度及压力机有关参数；绘制模具总装图和零件图。

第3章弯曲工艺与弯曲模设计

3.1 概述

3.2 弯曲变形分析及变形特点

理解弯曲变形过程；掌握塑性弯曲变形区的应力、应变；变形程度及其表示方法；板料弯曲的变形特点；最小弯曲半径。

3.3 弯曲卸载后的回弹

掌握回弹现象；影响回弹的因素；回弹值的确定；减少回弹的措施。

3.4 弯曲件坯料尺寸的计算

掌握弯曲中性层位置的确定；弯曲件坯料尺寸的计算。

3.5 弯曲力的计算

了解自由弯曲时的弯曲力；校正弯曲时的弯曲力；顶件力或压料力；压力机公称压力的确定。

3.6 弯曲件的工艺性

掌握弯曲件的精度；弯曲件的材料；弯曲件的结构。

3.7 弯曲件的工序安排

掌握弯曲件的工序安排原则；典型弯曲件的工序安排。

3.8 弯曲模典型结构

认识单工序弯曲模；级进模；复合模；通用弯曲模。

3.9 弯曲模结构设计

了解弯曲模结构设计应注意的问题；掌握弯曲模工作部分尺寸的设计；斜楔滑块机构设计。

第4章拉深工艺与拉深模设计

4.1 概述

4.2 圆筒形件拉深的变形分析

了解拉深变形过程；掌握拉深过程中坯料内的应力与应变状态；拉深件的起皱与拉裂。

4.3 旋转体拉深件坯料尺寸的确定

掌握坯料形状和尺寸确定的依据；简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定；复杂旋转体拉深件坯料尺寸的确定。

4.4 圆筒形件的拉深工艺计算

掌握拉深系数与极限拉深系数；拉深次数与工序件尺寸；圆筒形件拉深的压料力与拉深力。

4.5 其它形状零件的拉深

掌握有凸缘圆筒形件的拉深；阶梯形件的拉深；曲面形状零件的拉深；盒形件的拉深。

4.6 拉深件的工艺性

掌握拉深件的公差等级；拉深件的结构工艺性；拉深件的材料。

4.7 拉深模的典型结构

认识首次拉深模；以后各次拉深模；落料拉深复合模。

4.8 拉深模工作零件的设计

掌握凸、凹模的圆角半径；拉深模间隙；凸、凹模的结构；凸、凹模工作部分尺寸及公差。

4.9 拉深工艺的辅助工序

了解润滑；热处理；酸洗。

第5章其它成形工艺与模具设计

5.1 概述

5.2 胀形

了解胀形的变形特点；平板坯料的起伏成形；空心坯料的胀形。

5.3 翻边

了解内孔翻边；外缘翻边；变薄翻边；翻边模结构。

5.4 缩口

掌握缩口变形特点及变形程度；缩口工艺计算；缩口模结构。

5.5 旋压

了解普通旋压工艺；变薄旋压工艺。

5.6校形

掌握校形的特点及应用；平板零件的校平；空间形状零件的整形。

第6章多工位级进模的设计

6.1 概述

6.2 多工位级进模的排样设计

掌握排样设计应遵循的原则；载体和搭口的设计；排样图中各冲压成形工位的设计要点；条料的定位精度；排样设计后的检查。

6.3 多工位级进模的典型结构

认识丝架级进弯曲模；双筒制件级进拉深模。

6.4 多工位级进模主要零部件的设计

掌握凸模；凹模；带料的导正定位；带料的导向和托料装置；卸料装置的设计；限位装置；加工方向的转换机构；成形凸模的微量调节机构；级进模模架。

6.5 多工位级进模自动送料及安全检测装置

自动送料装置；安全检测装置。

第7章典型冲压模具零件制造与装配

7.1 概述

7.2 冲裁模零件制造与装配

掌握冲裁模凸、凹模技术要求及加工特点；凸、凹模加工；其它模具零件的加工；冲裁模的装配；冲裁模的调试。

7.3 成形模零件制造与装配特点

了解成形模凸、凹模技术要求及加工特点；凸、凹模加工；成形模的装配与调试。

7.4 多工位级进模零件制造与装配特点

了解多工位级进模加工特点；多工位级进模装配特点。

第8章冲压模具设计与制造实例

8.1 概述

了解冲压工艺设计；冲模设计；冲模制造。

8.2 冲压模具设计与制造实例

四、所含实践环节

无

五、课外习题及课程讨论

为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于100题。

六、教学方法与手段

1．密切结合生产实践，应用案例，围绕具体工件分析、讲解其成形要求及模具设计要点；

2.利用现场教学的机会，强化学生的感性认识；

3.参与、互动、启发式教学；

4.采用计算机辅助教学手段，应用各类媒体（如图片、动画、录像等），处理好课程重点和难点的教学；

5.安排10---15次课后作业，两周课程设计，锻炼学生的实际分析与设计能力。

七、各教学环节学时分配

八、考核方式

闭卷考试占60%，平时课堂表现占20%，作业完成情况占20%；

九、推荐教材和教学参考书

教材：

1) 成虹主编．冲压工艺与模具设计．北京：高等教育出版社，2002年

2) 冲模设计手册编写组编著．冲模设计手册．北京：机械工业出版社，2000年

3) 冯炳尧等编．模具设计与制造简明手册（第二版）．上海科学技术出版社，1998

4) 模具设计与制造技术教育丛书编委会．模具制造工艺与装备．北京：机械工业出版社，2003年

5) 杨占尧主编．冲压模具图册．北京：高等教育出版社，2004年

6) 陈永滨主编. 冲压模具设计基础.北京：电子工业出版社，2005年

十、说明

建议：

（一）冲压模课程设计

本课程是汽车制造专业的一门专业主干课，建议能为汽车制造专业学生单独安排2周的冲压模具课程设计，进行单独考核。内容为：中等冲压零件的冲压工艺编制、冲模设计、冲模制造、装配及安装调试，这样一方面为学生的毕业设计打做准备，另一方面为学生以后的就业打基础。

（二）本课程试验教学：

使学生了解冲压模具的基本结构及组成；了解冲压模具各部件间的装配关系；熟悉冲压模具拆装的基本步骤；

了解通用压力机的基本结构和组成的同时了解模具的基本结构和组成；熟悉模具与压力机之间的安装要求及关系；掌握冲裁模具间隙对冲裁工艺的影响，并学会调整冲裁模具间隙的技能；

掌握模具加工中的机械加工方法和工艺、特种加工方法及设备，了解模具的现代加工方法。

试验1：模具安装与冲裁间隙实验；

实验 2：典型结构模具拆装；

实验 3：最小弯曲半径测定和弯曲件回弹；

实验 4：拉深变形金属流动实验；

实验 5：最小拉深系数测定及拉深件起皱、拉裂实验；实验 6：线切割加工模具实验。

实验 7：模具装配及试模；