《冲压模具设计与制造》教学大纲 0-课程的性质 《冲压模具设计与制造》是模具设计与制造专业的一门主干专业技术课,也是制造类其它专业的一门 重要选修课。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。 0二课程的任务和基本要求 本课程的主要任务是分析各类冲压成形的变形规律,认识典型冲压成形工艺方法、模具结构和模具制 造方法与手段,掌握冲压工艺与模具设计方法、冲压模具制造工艺编制方法 通过本课程学习,使学生在下列能力培养方面得到锻炼与提高 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 0三本课程与其它课程的关系 本课程属专业课程。在本课程讲授之前,学生应已修完如下课程:《机械制图及计算机绘图》、《机 械设计基础》、《机械工程材料及热处理》、《机械制造技术》、《数控加工技术》等。 四、本课程的教学内容及重点、难点 (一)教学内容 I、理论教学内容
《冲压模具设计与制造》是模具设计与制造专业的一门主干专业技术课,也是制造类其它专业的一门 重要选修课。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。 本课程的主要任务是分析各类冲压成形的变形规律,认识典型冲压成形工艺方法、模具结构和模具制 造方法与手段,掌握冲压工艺与模具设计方法、冲压模具制造工艺编制方法 。 通过本课程学习,使学生在下列能力培养方面得到锻炼与提高: 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。 本课程属专业课程。在本课程讲授之前,学生应已修 完 如下课程:《机械制图及计算机绘图》、《机 械设计基础》、《机械工程材料及热处理》、《机械制造技术》、《数控加工技术》等。 (一) 教学内容 Ⅰ、理论教学内容
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 冲压与冲模概念:冲压工序的分类:冷冲模的分类:冷冲模设计与制造的要求:冷冲压现状与发展方 1.2冲压设备及选用 常见冲压设备:冲压设备的选用:模具的安装。 1.3冲压变形理论基础 塑性变形的概念:塑性力学基础: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 冷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 模具制造特点: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 冲裁变形时板材变形区受力情况分析:冲裁变形过程:冲裁件质量及其影响因素 2.3冲裁模间隙 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 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 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 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 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 单工序冲裁模:级进模:复合模 2.9冲裁模零部件设计 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 2.10冲裁模设计程序 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 弯曲变形过程: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 回弹现象:影响回弹的因素:回弹值的确定:减少回弹的措施
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 冲压与冲模概念;冲压工序的分类;冷冲模的分类;冷冲模设计与制造的要求;冷冲压现状与发展方 向。 1.2 冲压设备及选用 常见冲压设备;冲压设备的选用;模具的安装。 1.3 冲压变形理论基础 塑性变形的概念;塑性力学基础;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 冷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 模具制造特点;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 冲裁变形时板材变形区受力情况分析;冲裁变形过程;冲裁件质量及其影响因素。 2.3 冲裁模间隙 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 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 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 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 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 单工序冲裁模;级进模;复合模。 2.9 冲裁模零部件设计 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 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 弯曲变形过程;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 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 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 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 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 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 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 弯曲模结构设计应注意的问题: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 拉深变形过程: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 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 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 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 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 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 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 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 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 内孔翻边:外缘翻边:变薄翻边:翻边模结构。 5.4缩口 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 普通旋压工艺:变薄旋压工艺。 5.6校形
3.4 弯曲件坯料尺寸的计算 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 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 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 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 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 弯曲模结构设计应注意的问题;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 拉深变形过程;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 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 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 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 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 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 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 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 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 内孔翻边; 外缘翻边 ; 变薄翻边 ; 翻边模结构。 5.4 缩口 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 普通旋压工艺; 变薄旋压工艺。 5.6 校形
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 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 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 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 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 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 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 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 Ⅱ、实践教学环节 1.实验 实验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: 2.冲压模具设计与制造实训 中等偏复杂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,时间为3周,进行单 独考核。 (二)教学重点 重点是冲裁、弯曲、拉深工艺设计、模具设计与制造
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 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 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 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 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 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 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 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 Ⅱ、实践教学环节 1.实验 实验 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; 2.冲压模具设计与制造实训 中等偏复杂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,时间为 3 周,进行单 独考核。 (二)教学重点 重点是冲裁、弯曲、拉深工艺设计、模具设计与制造
(三)教学难点 难点在冲裁模设计、多工位级进模设计与制造 0五课时分配 教学内容 教学时数 总学时授课实验应用机动 冲压模具设计与制造基础 10 裁工艺与冲裁模设计 26 4 弯曲工艺与弯曲模设计 10 4_拉深工艺与拉深模设计 14 5其它成形工艺与模具设计 6多工位级进模的设计 典型冲压模具零件制造与装配 4682 824642 4 8冲压模具设计与制造实例 合计 806812 注:在下学期安排三周的冲压模具设计与制造实训。 六、大纲实施说明 1.教学方法 (1)注重理论联系实际,应用案例,突出实用 (2)将冲压成形工艺、模具设计与模具制造有机融合 3)灌输现代制造企业先进的设计、制造和管理理念(如并行工程、敏捷制造等)。 2.教学手段 注重现场教学,大力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。 0七参考文献 1.刘建超、张宝忠主编.冲压模具设计与制造.北京:高等教育出版社,2004年 2.王孝培主编.冲压手册.北京:机械工业出版社,1990年 3.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 4.模具实用技术丛书编委会.冲模设计应用实例.北京:机械工业出版社,1994
(三)教学难点 难点在冲裁模设计、 多工位级进模设计与制造。 注:在下学期安排三周的冲压模具设计与制造实训。 1.教学方法 (1)注重理论联系实际,应用案例,突出实用; (2)将冲压成形工艺、模具设计与模具制造有机融合; (3)灌输现代制造企业先进 的 设计、制造和管理理念(如并行工程、敏捷制造等)。 2.教学手段 注重现场教学,大力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。 1.刘建超、张宝忠主编.冲压模具设计与制造.北京:高等教育出版社,2004 年 2.王孝培主编.冲压手册.北京:机械工业出版社,1990 年 3.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 4.模具实用技术丛书编委会.冲模设计应用实例.北京:机械工业出版社,1994
5.冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编.模具设计与制造简明手册(第二版),上海科学技术岀版社,1998 6.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 7.国家技术监督局.冲模模架.北京:中国标准出版社,1991 8.许发越主编.模具标准应用手册.北京:机械工业出版社,1994年 9.李天佑主编.冲模图册.北京:机械工业出版社,1988
5.冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编.模具设计与制造简明手册(第二版).上海科学技术出版社,1998 年 6.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 7.国家技术监督局.冲模模架.北京:中国标准出版社,1991 8.许发越主编.模具标准应用手册.北京:机械工业出版社,1994 年 9.李天佑主编.冲模图册.北京:机械工业出版社, 1988