《冲压成型工艺与模具设计》课程标准.pdf
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1、冲压成型工艺与模具设计课程标准 适合专业:模具设计与制造 开设时间:第 4 学期 课程名称:冲压成型工艺与模具设计 总学时数:90 一、课程性质 本课程是模具设计与制造专业的核心课程,主要培养该专业学生的冲压成型工艺分析、成型工艺方案制定、冲压模具设计方案确定、冲压模具典型结构应用及由典型到一般演变、模具制造材料与热处理选择、模具经济技术分析、模具装配与调试和冲压件质量缺陷初步分析等专业能力,以及培养学生的团队协作、沟通表达、工作责任心、职业规范和职业道德等综合素质和能力。本课程的学习情境是依据工作过程为导向,以典型工作任务为基点,综合理论知识、操作技能和职业素养为一体的思路设计。通过完成学习
2、情境的学习,学生不但能够掌握冲压成型工艺与模具设计的理论和实际操作的专业知识和专业技能,还能够全面培养其团队协作、沟通表达、工作责任心、职业规范和职业道德等综合素质,使学生通过学习的过程掌握工作岗位所需的各项技能和相关专业知识。学生通过 7 个典型工作任务完成本课程的学习任务。通过本课程的学习,学生能够具备冲压成型工艺分析、成型工艺方案制定、冲压模具设计方案确定、冲压模具典型结构应用及由典型到一般演变、模具制造材料与热处理选择、模具经济技术分析、模具装配与调试和冲压件质量缺陷初步分析等专业能力;资料的收集整理、制定和实施工作计划、检查和判断、理论知识运用等方法能力;交接工作流程确认、沟通协作、
3、语言表达、责任心与职业道德等社会能力。二、培养目标 1.方法能力目标(1)资料收集与整理能力。(2)制定、实施工作计划的能力(3)检查、判断能力(4)理论知识运用能力 2.社会能力目标(1)培养学生的沟通能力和团队协作精神(2)培养学生分析问题、解决问题的能力(3)培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风(4)培养学生的质量意识和环保意识(5)培养学生社会责任心 3.专业能力目标(1)准确解释冲压工艺的相关术语及其含义的能力(2)冲压工艺、工序和实现工序所需模具选择的能力(3)冲压件的工艺分析与工序设计能力(4)模具材料的选择及热处理方法选用的能力(5)应用模具标准和设计手册的能力(6)应用 CA
4、D/CAE 软件建立三维模型的能力(7)成形工艺分析和绘制设计图纸的能力(8)具有正确进行设备选型的能力(9)模具的安装、调试能力(10)操作和调试成型设备的能力 三、与前后课的联系 以前续课程“模具零部件制图与识图”、“机械结构分析与设计”、“模具材料及热表处理”和“模具零件几何量测量”为基础;同时与为学生学习后续课程“注塑成型工艺与模具设计”、“模具零件的数控加工”、“模具零件的特种加工”、“模具零件的计算机辅助设计与制造”、“模具安装调试与维修”等课程打下专业基础。四、学习内容与学时安排 学习情境 学时 学习单元 学习内容 学时分配 学习情境 1:冲压模具的功能、种类和典型结构 8 1.
5、1 冲压模具的功能、种类和典型结构 1.冲压的特点 2.冲压、冲模、冲床之间关系 3.工序类型和所用模具结构(冲裁、弯曲、拉深、其它成型方法)4.批量与模具结构之间关系 5.模具在压力机上的固定方式 8 学习情境 2:冲裁模结构设计与工艺过程分析 20 2.1 单工序无导向冲裁模结构设计 1.冲裁变形过程;2.冲裁件质量及其影响因素;3.间隙的重要性;冲裁间隙值的确定;6 4.凸、凹模刃口尺寸计算原则;5.凸、凹模刃口尺寸的计算方法;6.模具闭合高度;7.工作部分零件尺寸确定;8.冲裁力的计算;卸料力、推件力及顶件力的计算;9.压力机公称压力的确定,降低冲裁力的方法;10.冲模压力中心的确定;
6、11.冲压设备的选用;12.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;13.排样和搭边设计;14.冲裁模典型零件设计;凸模、凹模、定位装置、挡料装置、导料装置、导正装置、卸料装置、推件与顶件装置、模架的选用;15.模架标准介绍。2.2 单工序有导向冲裁模结构设计 1.有导柱、导套模具优缺点。2.有导向装置冲压模具工作零件;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 2.3 连续冲裁模结构设计 1.连续冲裁的排样设计;2.定距方式介绍;3.步距计算;4.条料宽度计算;5.压力中心计算;6.送料方式和机构介绍;7.连续冲裁模结构类型及技术特征;8.
7、有导向与无导向结构设计与选用;9.模具结构形式。4 2.4 复合冲裁模结构设计 1.复合冲裁模设计的一般步骤;2.倒装与顺装复合模的选择判定因素;3.模架和模柄选择 4.复合冲裁件工艺性分析及冲裁工艺方案 的确定;6 5.选择模具的结构形式;必要的工艺计算;6.模具的主要零部件设计;7.模具闭合高度及压力机有关参数;8.绘制模具总装图和零件图;9.冲压件精度与模具结构的关系。2.5 冲裁模结构设计优化 1.单工序冲裁模与复合冲裁模的选用原则 2.单工序冲裁模与连续冲裁模的选用原则 3.复合冲裁模与连续冲裁模的选用原则 2 学习情境 3:弯曲模成型工艺与结构设计 16 3.1 弯曲件的种类与工艺
8、过程分析、计算 1.弯曲件的种类;2.弯曲变形过程;3.弯曲变形分析及变形特点 4.变形程度及其表示方法;5.板料弯曲的变形特点;6.弯曲件质量分析 最小相对弯曲半径、影响最小弯曲半径的因素、最小相对弯曲的意义、防止弯裂的措施、最小相对弯曲半径数值、弯曲的回弹、影响回弹的因素、回弹值、回弹的控制、弯曲的偏移、翘曲和畸变;7.回弹和解决方法;8.弯曲件结构工艺性;9.弯曲件展开尺寸计算;10.弯曲力的计算;11.弯曲成型工序安排。6 3.2 单工序弯曲模结构 1.弯曲模设计要点;2.对称 V 形弯曲模的一般结构形式;3.对称形模具典型结构;4.带活动轴的模具结构;5.Z 形模具结构;6.O 形模
9、具结构;7.形模具结构;8.带摆块的凸模弯曲模;9.带摆块的凹模弯曲模;10.铰链件弯曲模具。4 3.3 弯曲模结构件设计计算 1.弯曲模具工作部分结构参数 凸模圆角半径、凹模圆角半径、凹模深度、凸凹模间隙、U 形弯曲模凸凹模横向尺寸及公差。2.斜楔、滑块设计 斜楔、滑块行程关系、尺寸设计 2 3.4 圆形有缝、卷圆成型典型弯曲模具结构设计 1.无底有缝圆形成型的典型结构 2.卷圆成型的典型结构 1 3.5 带活动轴、活动侧压典型结构设计 1.带活动轴的模具典型结构 2.带活动侧压的典型结构 1 3.6 弯曲级进模、复合模、单工序模、通用模具区别和应用 1.弯曲级进成型工艺;2.弯曲级进模典型
10、结构分析;3.复合模成型工艺;4.复合模典型结构分析;5.通用模具结构分析;6.单工序弯曲模、级进模、复合模、通用 弯曲模的区别和应用。2 学习情境 4:拉深模具成型工艺与结构设计 20 4.1 单工序无导向拉深模结构设计 1.圆筒形件拉深的变形分析 2.旋转体拉深件坯料尺寸的确定 3.圆筒形件的拉深工艺计算 4.拉深件的工艺性 5.拉深模工作零件的设计 6.单工序无导向非首次拉深模结构设计 7.压边圈的作用 8.拉深件的公差等级;9.拉深件的结构工艺性;10.拉深件的材料;11.凸、凹模的圆角半径、拉深模间隙;12.凸、凹模的结构、凸、凹模工作部分尺寸及公差计算方法。13.压边圈的使用原则。
11、6 4.2 单工序无导向反拉深模结构设计 1.反拉深模具结构 2.反拉深与正拉深比较;2 4.3 单工序有导向连续1.排样 4 落料拉深模结构设计 2.送料方式和机构 3.连续落料拉深模结构类型及技术特征 4.4 小型多工位连续拉深模 1.有导向与无导向结构设计与选用 4 4.5 带料连续拉深 1.带料连续拉深条件和缺点;2.切口和类型;3.模具典型结构。4 学习情境 5:翻边模结构设计 6 5.1 翻边的类型与工艺参数 1.内孔翻边;2.外缘翻边;3.变薄翻边;4.工艺参数计算(翻边系数、直径 d、翻边高度 H、翻边力、翻边间隙)。4 5.2 翻边模结构设计 1.翻边模结构;2.设计计算。2
12、 学习情境 6:成形模具结构设计 10 6.1 板料胀形的工艺种类和模具设计 1.胀形的变形特点;2.板料胀形的工艺种类;3.起伏成型;4.空心坯料的胀形;5.胀形模具的结构。4 6.2 板料缩口的工艺和缩口模具结构设计 1.板料缩口的工艺种类;2.缩口变形特点及变形程度;3.缩口工艺计算;4.典型缩口零件和模具结构。4 6.3 校平与整形模具 1.校平工序特点;2.变形特点与校平力;3.平板校平模具;4.校平方式与设备。2 学习情境 7:楔传动冲模的结构设计 10 7.1 楔的功能与横向冲压 1.楔的功能;2.横向冲压与模具;3.单作用驱动;4.双作用驱动;5.单向与多向动作;6.楔传动机构
13、的构成;6 7.斜角部件尺寸。7.2 楔传动机构设计 1.侧冲;2.横向成形。2 7.3 楔传动模具典型结构 楔形传动机构典型机构 2 共计 90 90 五、学习情境的设计 在学习情境设计中,明确了各项目的项目目标、项目任务、教师知识与能力要求、学生知识与能力准备、教学材料、实施步骤以及完成该项目所需的学时等内容,项目教学全过程按资讯计划决策实施检查评估六步法来组织实施,具体见表 2-1表 2-7。表 2-1 冲压模具的功能、种类和典型结构学习情境表 学习情境 1:冲压模具的功能、种类和典型结构 学时:8 项目目标 1.了解冲压工序和 冷冲模的分类 2.了解冷冲模设计与制造的要求及冷冲压现状与
14、发展方向 3.掌握常见冲压设备基本参数和模具的安装过程 项目任务 1.冲压加工的特点 2.冲压工序、冷冲模的分类 3.冷冲模设计与制造的要求 4.冷冲压现状与发展方向 5.在冲压设备实物上指出各部名称、作用 6.模具的初步安装 教师知识与能力要求 了解冷冲压的现状与发展方向;掌握冷冲模的设计与制造要求;掌握常见冲压设备基本参数和模具的安装过程;具有较强的教学组织与管理能力;具备良好的师德和执教素质;具有丰富的现场实际生产产品的工作经验。学生知识与能力准备 具备什么是模具的概念的知识、资料的收集能力、PPT 文档的制作能力;具有良好的与他人沟通与协作的能力 教学材料 学习情境授课计划、冲压模具的
15、功能、种类和典型结构的学习资料、引导文、检查单、评价表 教学工具 常见冲压设备的挂图、典型冲压模具的挂图、典型冲压模具、压力机、塑料冲压教学设备 步骤 工作过程 教学方法和手段建议 资讯 教师下发项目任务书,描述项目学习目标;讲解冲压模具的功能作用、冲压模具的分类、冲压工序的分类 学生识别冲压模具和冲压设备,了解冲压模具的发展现状与趋势 直观教学、演示教学、互动教学、多媒体教学、实物展示 计划与决策 学生进行人员分配,制定工作计划 教师审核工作计划与实施方案,引导学生确定最终实施方案 直观教学、小组讨论法、提问引导法、多媒体教学、实物展示 实施 教师讲授冲压加工的特点及应用、冲压工艺的分类、冲
16、压技术的发展和学习要求与学习方法、冲压设备的基本参数;演示冲压模具的安装过程 学生分组了解各类冲压设备和冲压模具、进行冲压过程的简单模拟。直观教学、四步教学法、练习法 检查 学生汇报计划与实施过程,回答同学与教师的提问。教师重点检查冲压工艺的分类。多媒体演示法、讨论法、课堂对话法 评价 教师与学生共同对学生的工作结果进行评价:(1)自评:学生对本项目的整个实施过程进行评价(2)互评:以小组为单位,分别对其他组的工作结果进行评价和建议(3)教师评价:教师对互评结果进行评价,指出每个小组成员的优点,并提出改进建议 课堂对话法、讨论法、教师评价、学生评价 表 2-2 冲裁模结构设计与工艺过程分析学习
17、情境表 学习情境 2:冲裁模结构设计与工艺过程分析 学时:20 项目目标 1.掌握单工序无导向冲裁模结构设计 2.掌握单工序有导向冲裁模结构设计 3.掌握连续冲裁模结构设计 4 掌握复合冲裁模结构设计 5.掌握冲裁模结构设计优化 项目任务 1.冲裁变形过程、冲裁工艺过程 2.冲裁凸凹模刃口尺寸计算方法、冲裁力计算方法 3.压力中心确定方法、凸凹模结构设计方法和标准 4.凸模与凹模刃口尺寸的确定方法、冲裁模间隙计算方法 5.模具材料选用 6.排样、搭边、条料宽度与导料板间距离的计算方法、步距、压力中心计算方法 7.连续模具类型、冲压工艺效率与模具结构的关系 8.复合模设计一般步骤、复合模成型工艺
18、分析方法 9.用 CAD 绘模具总装图及零件图 10.模具主要部件设计国家标准 11.单工序冲裁模、连续冲裁模、复合冲裁模的区别与选用 教师知识与能力要求 掌握冲压工艺过程、凹凸模刃口尺寸计算方法及凹凸模结构设计方法与标准;掌握冲压模具材料的选用知识;掌握排样、搭边、条料宽度与导料板间距离的计算方法、步距、压力中心计算方法;掌握连续模具、复合模设计的设计步骤、模具主要部件设计国家标准;具有单工序冲裁模、连续冲裁模、复合冲裁模的区别与选用的能力;具有较强的教学组织与管理能力;具备良好的师德和执教素质;具有丰富的现场实际生产产品的工作经验和冲压模具设计的工作经历。学生知识与能力准备 了解冲压过程;
19、有熟练应用 CAD 绘图软件的能力;具有简单的数学计算的能力;具有良好的与他人沟通与协作的能力;资料的收集能力、PPT 文档的制作能力 教学材料 学习情境授课计划、冲裁模结构设计与工艺过程分析的学习资料、引导文、检查单、评价表 教学工具 单工序无导向冲裁模、单工序有导向冲裁模、连续冲裁模、复合冲裁模挂图;模具主要部件设计国家标准;塑料冲压模具与压力机教学设备 步骤 工作过程 教学方法和手段建议 资讯 教师下发项目任务书,描述项目学习目标;讲解冲裁变形过程、冲裁工艺过程;冲裁件质量及其影响因素;单工序无导向冲裁模、单工序有导向冲裁模、连续冲裁模、复合冲裁模的概念和区别;模具设计过程中要注意的问题
20、 学生理解各类冲压模具的工作过程 直观教学、演示教学、互动教学、多媒体教学、实物展示 计划与决策 学生进行人员分配,制定工作计划,列出用品清单;教师审核工作计划与实施方案,引导学生确定最终实施方案 直观教学、小组讨论法、提问引导法、多媒体教学、实物展示 实施 教师讲授凸、凹模刃口尺寸计算原则;凸、凹模刃口尺寸的计算方法;工作部分零件尺寸确定;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;冲压设备的选用;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;排样和搭边设计;冲裁模典型零件设计;模架标准介绍;模架和模柄的选择;有导柱、导套模具优
21、缺点;条料宽度与导料板间距离的计算方法、步距、压力中心计算方法;复合冲裁件工艺性分析及冲裁工艺方案的确定;绘制模具总装图和零件图;单工序冲裁模、连续冲裁模、复合冲裁模的区别、选用方法和选用原则 学生分组按计划进行各类冲压模具的设计 直观教学、四步教学法、练习法、多媒体演示法 检查 学生汇报计划与实施过程,回答同学与教师的提问。教师重点检查冲压设备的选择和绘制的模具总装图和零件图。多媒体演示法、讨论法、课堂对话法 评价 教师与学生共同对学生的工作结果进行评价:(1)自评:学生对本项目的整个实施过程进行评价 课堂对话法、讨论法、教师评价、学生评价(2)互评:以小组为单位,分别对其他组的工作结果进行
22、评价和建议(3)教师评价:教师对互评结果进行评价,指出每个小组成员的优点,并提出改进建议 表 2-3 弯曲模成型工艺与结构设计学习情境表 学习情境 3:弯曲模成型工艺与结构设计 学时:16 项目目标 1.掌握弯曲件的种类与工艺过程分析、计算 2.掌握单工序弯曲模结构 3.掌握弯曲模结构件设计计算 4 掌握圆形有缝、卷圆成型典型弯曲模具结构设计 5.掌握带活动轴、活动侧压典型结构设计 6.掌握弯曲级进模、复合模、单工序模、通用模具区别和应用 项目任务 1.弯曲变形形式与过程、弯曲变形特点 2.弯曲件质量分析 3.弯曲件结构工艺分析计算 4.理解 V 形、U 形、Z 形、O 形、形和铰链模具结构及
23、工作原理 5.单工序弯曲模典型结构的设计方法 6.弯曲模工作部分结构参数计算及确定方法 7.分析连续模具类型、冲压工艺效率与模具结构的关系 8.带活动轴、活动侧压典型结构设计 9.合理选择单工序弯曲模、级进模、复合模、通用弯曲模 教师知识与能力要求 具有进行弯曲工艺分析和确定弯曲成型工艺方案的能力;确定最小相对弯曲半径的能力;估算回弹值的能力;控制回弹的能力;计算典型弯曲件展开尺寸的能力;计算弯曲力的能力;安排弯曲件成型工序的能力;针对 V形、U 形、Z 形和 O 形成型,选择合适的模具结构的能力;确定弯曲工序的能力;设计简单单工序 V 形、U 形、Z 形、O 形、形弯曲模的能力;掌握单工序弯
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