内容简介: 本章讲述冲压模具设计与制造的基础知识。 涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类;常见冲压 设备及工作原理、选用原则;冲压成形基本原理和规律;冲 压成形性能及常见冲压材料;模具材料种类、性能、选用原 则及热处理方法;模具制造特点、模具零件加工方法及应用 等

一、学科平台课程 1《工程制图 B1》 2《工程制图 B2》 3《电工与电子技术》 4《电工与电子技术实验》 5《理论力学 B》 6《材料力学 B》 7《机械设计基础》 8《互换性与测量技术基础》 9《机械制造技术基础 B》 二、专业课程 1《Visual Basic 语言程序设计》 2《材料物理化学》 3《材料科学基础》 4《材料力学性能》 5《固体物理导论》 6《热加工传输原理》 7《材料成型原理》 8《金属材料及热处理》 9《材料成型控制工程基础》 10《数值模拟原理及应用》 11《材料基础实验》 12《材料测试分析技术和方法》 三、个性化发展课程 1《金属连接成形工艺》 2《金属液态成型工艺》 3《金属塑性成形工艺及模具设计》 4《塑料成型工艺及模具设计》 5《固态相变原理》 6《材料成形工艺》 7《金属复合材料》 8《材料特种成型技术》 9《功能材料制备及成形》 10《铸造合金及熔炼》 11《模具技术概论》 12《模具制造技术》 13《表面工程学》 14《计算机辅助三维设计》 15《纳米材料制备及成形》 16《流体力学》 17《专业外语》 18《无损检测技术》 19《创造性思维与创新方法》 20《材料成型竞赛》 21《 材料成型前沿及发展动态》 22《 国际工程学概论》 四、实践环节 1《工程训练 A》 2《工程制图综合实践》 3《工程力学实践》 4《机械设计基础课程设计》 5《认识实习》 6《热处理实践》 7《材料成型工艺课程设计》 8《专业方向综合实践》 9《生产实习》 10《毕业设计（论文）》

提出板材成型技术中存在技术革命。第一次技术革命以板材成形从工场走向工厂为标志;第二次技术革命以实验成形性评定和实验变形分析为标志;第三次技术革命以理论成型性评定及成型CAD/FMS的出现为标志,它是原材料工业迎接材料科学技术革命的一条有效途径。板材成型成为一个科学领域必然要与板材生产密切结合,这就提出了发展板材系统工程的需要。板材系统工程的基本内容是:（a）板材生产,（b）板材成型,（c）板材冶金过程与板材成形过程的协同。回顾计算机辅助成型性分析和工艺优化的发展,提出了计算机辅助战形性分析体系、计算机辅助成形工艺优化体系及板材成型学科体系并给出了这三种体系的框图

针对传统熔融沉积成型面临的成型精度低和打印材料受限, 基于电流体动力熔融沉积在成形高度、材料种类、基板导电性和平整性、3D成形能力等方面的不足和局限性, 本研究提出一种电场驱动熔融喷射沉积3D打印新工艺, 其采用双加热集成式喷头并施加单极脉冲高电压(单电势), 利用电场驱动微量热熔融材料喷射并精准沉积来形成高分辨率结构.引入两种新的打印模式: 脉冲锥射流模式和连续锥射流模式, 拓展了可供打印材料的种类和范围.通过理论分析、数值模拟和实验研究, 揭示了所提出工艺的成形机理、作用机制以及成形规律.利用提出的电场驱动熔融喷射沉积3D打印方法, 结合优化工艺参数, 完成了三个典型工程案例, 即大尺寸微尺度模具、大高宽比微结构、宏微跨尺度组织支架和网格三维结构.其中采用内径250 μm喷头, 打印出最小线宽4 μm线栅结构, 高宽比达到25:1薄壁圆环微结构.结果表明, 电场驱动熔融喷射沉积高分辨率3D打印具有打印分辨率高、材料普适性广、宏/微跨尺度的突出优势, 为实现低成本、高分辨率熔融沉积3D打印提供了一种全新的解决方案

对碳化硅陶瓷注射喂料进行流变性能分析后得到合适的注射喂料.通过注射工艺和后续的脱脂-预烧结工艺成功制备出压渗用SiCp封装盒体的预成形坯.结果表明:SiCp装载量为65%,粘结剂成分为70%PW(石蜡)+29%HPDE(高密度聚乙烯)+1%SA(硬脂酸)的喂料在较宽的剪切速率和温度范围内均具有良好的注射性能;在合适的注射参数下可以制得完整无缺陷的注射坯;采用溶剂脱脂与热脱脂两步脱脂工艺,可以成功脱除注射坯体中的粘结剂,在1150℃进行预烧结,制备出了具有良好外观形貌、足够强度以及适中连通孔隙的预成形坯,可以满足后续加压渗铝制备SiCp/Al复合材料的封装盒体实验的要求

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究, 分别在650~950℃温度区间内, 以0.01、0.1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试, 并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明: 38MnB5热成形钢流变应力随着变形温度的升高而减小, 随着应变速率的增大而增大.当应变速率逐渐增加时, 热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著, 而当温度逐渐升高时, 二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响, 建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析, 得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现, 通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好

采用气雾化法制备含氮无镍不锈钢粉末,利用热等静压成形并对材料进行固溶处理.热等静压后,材料具有良好的强度、塑性及韧性,抗拉强度为850 MPa,屈服强度为505 MPa,延伸率为44.5%,断面收缩率为47.5%,冲击功为44 J.材料经1 100℃固溶处理1 h后,塑性和韧性得到进一步提高,延伸率为50.0%,断面收缩率为55.5%,冲击为68 J.材料强度和耐蚀性优于316L不锈钢

采用伪半固态触变成形工艺制备了40%、56%和63%三种不同SiC体积分数颗粒增强Al基电子封装材料，并借助光学显微镜和扫描电镜分析了材料中Al和SiC的形态分布及其断口形貌，测定了材料的密度、致密度、热导率、热膨胀系数、抗压强度和抗弯强度.结果表明，通过伪半固态触变成形工艺可制备出的不同SiC体积分数Al基电子封装材料，其致密度高，热膨胀系数可控，材料中Al基体相互连接构成网状，SiC颗粒均匀镶嵌分布于Al基体中.随着SiC颗粒体积分数的增加，电子封装材料密度和室温下的热导率稍有增加，热膨胀系数逐渐减小，室温下的抗压强度和抗弯强度逐渐增加.SiC/Al电子封装材料的断裂方式为SiC的脆性断裂，同时伴随着Al基体的韧性断裂

利用熔铸-原位反应和压铸成形技术制备了TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料,测试了复合材料的拉伸性能.结果表明:TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的室温极限拉伸强度为354MPa,比基体合金提高26%;260℃时复合材料的极限拉伸强度为272MPa,比基体合金提高46%.复合材料的延伸率与Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg合金相当.讨论了进一步提高熔铸一原位反应TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料拉伸强度的途径

采用雾化喷射沉积成形技术制备了含10%(体积分数)Al2O3颗粒的18Ni(250)马氏体时效钢金属基复合材料.沉积坯件具有高致密度、增强颗粒均匀分布、无界面反应等组织特征.同基体合金相比,复合材料表现出加速时效行为.经热处理后复合材料的拉伸强度接近基体材料,耐磨性明显提高.采用显微力学探针技术研究了复合材料的时效行为,发现在Al2O3颗粒附近存在陡峭的弹性模量和硬度分布,是热错配应力造成的位错密度分布引起的析出相分布变化的结果