冷冲压工艺与模具设计课程整体设计.docx

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冷冲压工艺与模具设计课程整体设计

《冷冲压工艺与模具设计》课程整体教学设计

二年级第Ⅰ学期

一、管理信息

课程名称：

《冷冲压工艺与模具设计》制定时间：

2014年10月

课程代码：

2402010所属系部：

汽车工程学院

制定人：

陈础云批准人：

颜志勇

二、基本信息

学分：

4课程类型：

专业核心课

学时：

78先修课：

机械制图、机械设基础、

金属材料与热处理、钳工实

训、机加工实训

授课对象：

模具设计与制造专业二年级学生后续课：

职业资格考证、顶岗实

习、毕业设计

三、课程设计

1．课程目标设计

（1）能力目标

①能独立获取知识、收集信息、提出问题、分析和解决问题；

②会基本的英语听、说、读、写能力；

③能进行模具设计与制造（本课程主要培养设计能力）；

④能熟练地运用计算机进行辅助设计与制造；

⑤能操作数控设备进行加工；

⑥能维护制造设备；

⑦能进行模具生产管理、调度的能力。

（2）知识目标

①具有高素质技能型专门人才必备的文化基础知识；

②掌握本专业必须的基本理论知识；

③掌握必要的英语知识；

④熟练掌握计算机应用技术知识；

⑤熟练掌握模具设计与制造等专业知识，包括最重要的、最核心的知识－－冷冲压工艺与模具设计；

⑥掌握企业管理的一般知识。

（3）素质目标

①成本意识、安全意识、质量意识、保密意识

②严谨的工艺设计态度、正确的着装意识、标准应用的意识、严格按规程操作

③整理、整顿、清扫、清洁、安全与素养、PDCA现场管理

2．课程内容设计

序号

模块（或子模块）名称

学时

连接件模具设计

弯曲件模具设计

有凸缘筒形件模具设计

合计

附图

冲栽件

材料：

QSn6.5-0.1,大批量生产

弯曲件

材料：

45钢，料厚：

3mm

有凸缘筒形件

材料：

08钢，料厚：

2mm

3．能力训练项目设计

课程内容设计时，以冲栽件、弯曲件、有凸缘筒形件的模具设计为载体，通过整套模具的设计来完成能力目标和知识目标，整个课程的能力训练将围绕着这个载体展开。

编号

能力训练

项目名称

能力目标

知识目标

训练方式及步骤

成果展示

项目

1.0

第一次课

1.能根据冲压产品的要求，准确接受模具开发任务书

2.能辨别各种冲压模具种类及其对应的典型工艺

3.根据冲压产品的特点选用合适的模具材料，能编制冲压模具的设计开发计划书

1.掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；

2.认识常见冲压设备，掌握选用原则；

3.了解冲压成形技术的现状和发展趋势

4.了解冲压成形性能与机械性能关系，认识常见冲压材料；

5.了解常见模具材料，掌握选用原则；

1.介绍冲压成形技术

2.介绍常用的冲压模具：

冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模具等

3.给出不同种类的五金产品，学生判断常用日用品哪些是用冲压技术成形的

编制冲栽件、弯曲件、有凸缘筒形件模具的设计开发计划书

项目

1.1

冲裁总论

1.能根据要生产的冲压产品，选择合适的冲压工序

2.能根据参数选定合适的常用压力机

3.能在网络搜索冲压学习资料

1.掌握冲压概念及常见的冲压工序

2.掌握冲压常用材料的种类、性能及选用方法

3.掌握曲柄压力机的结构、技术参数及选用方法

1.上网搜集关于冲压生产、冲压模具及设备的图片、动画、视频等

2.参观学校实训场冲压设备、生产用模具等

项目

1.2

冲裁件质量及其影响因素

1.能根据产品特征分析其质量好坏

2.能总结出质量不好的原因

3.能给出改良办法

1.熟悉冲裁质量问题的产生原因及解决途径

2.了解冲裁变形过程

3.掌握质量分析办法

1.展示常见冲压产品

2.观察断面特征区域，判断其好坏

3.完成制定冲压件的质量分析，形成报告

项目

1.3

冲裁间隙

1.能查阅表格确定模具最大间隙与最小间隙

2.会调整模具间隙

3.能发现间隙引起的质量问题

1.掌握冲裁间隙的确定办法

2.了解冲裁间隙对冲压力、模具寿命的影响

1.查阅工具手册，确定任务产品的间隙值

记录计算结果

项目

1.4

冲裁工艺性分析，确定其冲裁工艺方案

1.能根据给定的冲压件分析起结构工艺性

2.能判断是否符合经济精度要求

3.会针对产品的工艺性进行改良

1.掌握冲裁工艺分析的原则、方法、步骤

2.了解工艺方案的内容

3.分析工艺方案的好坏

1.阅读给定冲压件零件图

2.讨论分析其工艺性

3.形成分析报告

4.设计工艺方案

分析：

方案一：

模具结构简单，两副，效率低，零件精度较差，年

产量难满足。

方案二：

一副模具制造不困难，冲件精度易保证，效率高。

方案三：

一副模具效率高，导正销，制造、装配略复杂，零

件精度稍差。

项目

1.5

凸、凹模刃口尺寸计算

能根据冲压件的尺寸精度要求计算其刃口尺寸

1.了解刃口尺寸计算的原则

2.掌握刃口尺寸计算的方法、公式、步骤

1.按不同形状制件选择合适的计算办法

2.例题展示计算步骤

3.学生计算指定零件的模具刃口尺寸

记录计算结果

项目

1.6

排样设计

1.能根据产品尺寸查阅表格确定搭边值

2.能根据零件的要求，计算条料宽度

3.能画出排样图

4.能计算材料利用率

1.了解排样的方法种类极其优缺点

2.掌握搭边值确定方法

4.掌握条料宽度的计算办法

1.查看实际生产零件排样实物

2.确定排样图各参数

3.分小组绘制排样图

项目

1.7

冲压力计算和压力中心的计算

1.能根据冲压件尺寸及材料种类计算冲压力

2.能画出压力中心示意图

3.能根据冲压力初选压力机

1.掌握冲压力计算办法

2.掌握压力中心计算办法

3.了解压力中心的作用

1.材料抗拉强度查表

2.计算冲压力

3.确定压力中心坐标

4.初选压力机

项目

1.8

模具总体结构设计

1.能识读模具总装图

2.能根据给出的冲压件，选择合适的模具类型进行总体结构设计

3.能绘制装配图

1.熟悉冲裁模的典型结构、工作过程及适用范围

2.掌握冲裁模具装配图的识读、绘制方法和步骤

3.掌握冲裁模设计的基本原则、方法和步骤

1.演示模具工作动画

2.识读主要典型模具结构图

3.草绘给定零件的装配图

项目

1.9

模具零部件设计

1.能根据所给出的模具．初步选择匹配的结构零件

2.熟悉各种结构零件的材料，及安装形式

1.了解各结构零件的作用

2.掌握各种典型结构零件的安装形式

3.选择合适的材料

1.选择导柱和导套标准件

2.定位零件、卸料装置的设计等

3.模架的选择

4.导向零件的设计

5.连接与紧固零件

项目

2.1

弯曲概述

1.能根据要生产的冲压产品，选择合适的弯曲办法

2.能判断零件的弯曲次数

1.了解弯曲成形的方法

2.了解弯曲件的应用

3.掌握弯曲变形的特点

1.上网搜集关于弯曲生产、弯曲模具及设备的图片、动画、视频等

2.参观学校实训场冲压设备、生产模具等

项目

2.2

弯曲变形分析与弯曲件主要质量问题

1.能根据产品特征分析其质量好坏

2.能总结出质量不好的原因

3.能给出改良办法

1.熟悉弯曲质量问题的产生原因及解决途径

2.了解弯曲变形过程

3.掌握质量分析办法

1.展示常见冲压产品

2.观察断面特征区域，判断其好坏

3.完成制定冲压件的质量分析，形成报告

项目

2.3

弯曲件工艺性分析

1.能根据给定的冲压件分析起结构工艺性

2.能判断是否符合经济精度要求

3.会针对产品的工艺性进行改良

1.掌握弯曲工艺分析的原则、方法、步骤

2.了解工艺方案的内容

3.分析工艺方案的好坏

1.阅读给定冲压件零件图

2.讨论分析其工艺性

3.形成分析报告

4.设计工艺方案

零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。

查得此材料所允许的最小弯曲半径1.5mm，而零件弯曲半径为2mm，故不会弯裂。

零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。

项目

2.4

弯曲件坯料展开长度计算

1.能计算毛坯展开长度尺寸

2.能绘制毛坯零件图

1.了解中性层的位置确定办法

2.掌握各类型弯曲件毛坯展开长度尺寸计算的原则

1.计算毛坯尺寸

2.绘制零件图

项目2.5

弯曲模工作零件设计与计算

1.能根据弯曲制件尺寸计算工作部分结构参数

2.能区别尺寸基准和纤维方向

1.了解弯曲工作零件与冲裁零件不同的要求

2.掌握查表、经验公式算法

计算工作部件尺寸

绘制草图

项目2.6

毛坯级进模具设计

1.根据毛坯零件图设计工序件模具

1.了解级进模具的结构

2.掌握级进模具设计的原则、方法和步骤

1.演示模具工作动画

2.识读主要典型模具结构图

3.草绘给定零件的装配图

项目

2.7

弯曲模具总体结构设计

1.能识读模具总装图

2.能根据给出的冲压件，选择合适的模具类型进行总体结构设计

3.能绘制装配图

1.熟悉弯曲模的典型结构、工作过程适用范围

2.掌握弯曲模具装配图的识读、绘制方法和步骤

3.掌握弯曲模设计的基本原则、方法和步骤

1.演示模具工作动画

2.识读主要典型模具结构图

3.草绘给定零件的装配图

项目

2.8

弯曲模具零部件设计

1.能根据所给出的模具．初步选择匹配的结构零件

2.熟悉各种结构零件的材料，及安装形式

1.了解各结构零件的作用

2.掌握各种典型结构零件的安装形式

3.选择合适的材料

1.选择导柱和导套标准件

2.定位零件、卸料装置的设计等

3.模架的选择

4.导向零件的设计

5.连接与紧固零件

项目3.1

拉深概述

1.能根据要生产的冲压产品，选择合适的拉深办法

2.能判断零件的拉深次数

1.了解拉深成形的方法

2.了解拉深件的应用

3.掌握拉深变形的特点

1.上网搜集关于弯曲生产、拉深模具及设备的图片、动画、视频等

2.参观学校实训场冲压设备、生产模具等

项目3.2

拉深变形分析与拉深件主要质量问题

1.能根据产品特征分析其质量好坏

2.能总结出质量不好的原因

3.能给出改良办法

1.熟悉拉深质量问题的产生原因及解决途径

2.了解拉深变形过程

3.掌握质量分析办法

1.展示常见冲压产品

2.观察断面特征区域，判断其好坏

3.完成制定冲压件的质量分析，形成报告

项目

3.3

拉深件工艺性分析

1.能根据给定的冲压件分析起结构工艺性

2.能判断是否符合经济精度要求

3.会针对产品的工艺性进行改良

1.掌握拉深工艺分析的原则、方法、步骤

2.了解工艺方案的内容

3.分析工艺方案的好坏

1.阅读给定冲压件零件图

2.讨论分析其工艺性

3.形成分析报告

4.设计工艺方案

（1）拉深件形状应尽可能简单、对称、避免急剧转角或凸

台。

（2）深高度应尽可能小，以减少拉深次数，提高冲件质

量。

（3）在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一

定的斜度。

项目

3.4

拉深件毛坯尺寸计算

1.能计算毛坯展开长度尺寸

2.能绘制毛坯零件图

1.了解旋转体表面积的计算

2.掌握各类型拉深件毛坯展开长度尺寸计算的原则

1.计算毛坯尺寸

2.绘制零件图

零件的相对高度为2.63，经查得修边余量6mm，所以，修正后拉深件的总高应为79+6=85mm。

项目

3.5

拉深模工作零件设计与计算

1.能根据拉深制件尺寸计算工作部分结构参数

2.能区别尺寸基准和纤维方向

1.了解拉深工作零件与冲裁零件不同的要求

2.掌握查表、经验公式算法

计算工作部件尺寸

绘制草图

项目

3.6

拉深模具总体结构设计

1.能识读模具总装图

2.能根据给出的冲压件，选择合适的模具类型进行总体结构设计

3.能绘制装配图

1.熟悉拉深模的典型结构、工作过程及适用范围

2.掌握拉深模具装配图的识读、绘制方法和步骤

3.掌握拉深模设计的基本原则、方法和步骤

1.演示模具工作动画

2.识读主要典型模具结构图

3.草绘给定零件的装配图

项目

3.7

拉深模具零部件设计

1.能根据所给出的模具．初步选择匹配的结构零件

2.熟悉各种结构零件的材料，及安装形式

1.了解各结构零件的作用

2.掌握各种典型结构零件的安装形式

3.选择合适的材料

1.选择导柱和导套标准件

2.定位零件、卸料装置的设计等

3.模架的选择

4.导向零件的设计

5.连接与紧固零件

项目

3.8

最后一次课

总结与展望

1.组织学生进行汇报

2.点评学生汇报

3.展示课程知识体系的思维导图组织学生进行总结；提出教学意见

4.点评学生分享学习

5.组织学生进行项目产品评选；

6.根据评选结果进行奖励。

7.播放最新模具展会视频；引导学生观察；

8.就视频内容做“模具技术发展方向及前沿知识”报告。

1.通过大学城空间直接展示给解说课程总结汇报

2.课程总结的自评、互评；

3.通过大学城空间集中分享学习心得并在空间提出宝贵意见；

4.同学们自评、互评；

5.根据平日的表现和作品进行评分；

6.学生观看视频，听取报告

1、学生课程实训总结汇报PPT

2、课外企业产品零件工艺文件

课程进度表

第×次

周次

学时

单元

标题

项目编号

情境设计

教师活动

学生活动

考核

第一次课

1.0

第一节课引入

1.介绍课程内容、考核方式、学习方法、要求达到的标准等

2.引导学生观察一体化教室各种五金制品，分析它们的特点

3.演示冲压模具及现场加工视频

4.介绍冲压制品设计原则，布置第一个设计项目任务、要求，提出设计开发书编写要求

5.展示大学城空间资料

1.学生观察五金制品

2.观看冲压模具及现场加工视频，总结要点

3.了解冲压制品设计原则，接受设计项目任务、要求，了解设计开发书编写要求

4.明确本课程学习任务、考核方式

附件一

冲压总论

1.1

王先生计划成立一家冲压模具厂，希望更多了解一下冲压模具方面的资讯

1.情境引入

2.讲解冲裁变形过程、冲裁工艺过程

3.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

1.接受任务

2.学生识别冲压模具和冲压设备

3.了解冲压模具的发展现状与趋势

4.理解各类冲压模具的工作过程

附件一

冲裁件质量及其影响因素

1.2

广汽三菱公司的一批冲裁产品需要进行质量检测，公司要求对断面质量定性检测，如果质量不符合要求，要求我方提出改良意见

1.情境引入，教师分发任务书和引导文

2.指导学生进行任务分解

3.展示断面放大图，讲解影响因素

4.指导学生进行质量分析

1.根据任务书和引导文查阅资料

2.分组分析断面特征，给出圆角带、光亮带、断裂带、毛刺带的各自特点

3.分组汇报分析结果

附件一

冲裁间隙

1.3

广汽三菱公司已经收到质量报告，对其中冲裁间隙的影响希望知道得更具体，请给出分析报告

1.情境引入

2.介绍冲压模具间隙的特点及要求

3.指导学生查阅资料

4.指导学生掌握查表法

1.接受任务

2.查阅资料了解间隙对压力、模具寿命的影响。

3.掌握模具间隙值的确定办法

4.分组汇报分析结果，形成报告

附件一

附件二

附近三

冲裁工艺性分析，确定其冲裁工艺方案

1.4

广汽三菱公司计划生产一批新的冲压产品，产品图纸交给我方，要求进行工艺分析，提出改良意见确定工艺方案

1.情境引入

2.学生讨论

3.提供相关资讯材料

4.组织研讨设计的合理性

5.指导学生设计冲裁工艺方案

1.接受任务

2.研讨产品设计的合理性，形成材料分析、结构分析、精度分析报告

3.各组确定冲裁工艺方案

附件一

附件二

附近三

凸、凹模刃口尺寸计算

1.5

连接片工艺方案确定，设计师根据零件图进行凸、凹模刃口尺寸计算

1.情境引入

2.讲解刃口尺寸计算原则

3.演示刃口尺寸计算方法

4.指导学生查看《冲压模具设计手册》和大学城空间相关资料，确定尺寸公差进行计算

1.接受任务

2.掌握分别加工和配作加工的计算方法。

3.使用配作法计算连接片刃口尺寸

附件一

附件二

附近三

排样设计

1.6

为了节约原材料，广汽三菱公司要求我们给出制件排样设计方案

1.情境引入

2.用实物讲解排样的概念、意义及原则

3.指导学生进行连接片的材料利用率计算，搭边值的确定，条料宽度的计算等

1.接受任务

2.分组给出排样方案

3.根据计算结果讨论各方案的合理性

4.画出排样方案的设计图

附件一

附件二

附近三

冲压力计算和压力中心的计算

1.7

厂方要求进行冲压力计算，并初选压力机，好为公司购置设备做准备

1.情境引入

2.由冲压产品引出制件在模具中的位置确定压力中心，边讲解冲压力计算边知道指导学生进行压力机初选

1.接受任务

2.分组计算冲压力

3.根据计算结果选择合适的压力机

4.画出压力中心的设计图

附件一

附件二

附近三

模具总体结构设计

1.8

各工艺计算已完成，根据既定方案进行模具总体结构设计

1.情境引入

2.视频、动画演示各种模具工作原理

3.引导学生观察模型和模具实物，讨论4.指导根据前面所完成的计算结果和工艺方案进行模具结构总体设计

1.接受任务

2.分组绘制模具结构草图

附件一

附件二

附近三

模具零部件设计

1.9

该模具还有很多零件要设计，这些零件多是板件、轴类零件，如何使模具生产、设计便捷、经济？

1.情境引入

2.引导学生讨论模具生产、设计便捷、经济性—模架及导柱、导套等标准系列3.指导学生根据资讯材料选择导柱导套标准件，设计其他零部件

1.接受任务

2.参与讨论模具生产、设计便捷、经济性问题

3.选择导柱导套标准件，设计主要零部件，画出草图

附件一

附件二

附近三

弯曲概述

2.1

广东胜光台灯厂派出业务代表来我院了解冲压弯曲制件的资讯，为该厂推出新的产品配套零件做准备

1.情境引入，布置任务：

分组汇报

2.引导学生思考，生活中有哪些弯曲件，都可以用什么办法弯曲

3.讨论弯曲成形的特点

1.分组推选同学展示

2.小组答辩，回答老师和其他组同学问题

附件一

弯曲变形分析与弯曲件主要质量问题

2.2

业务代表提出我院能否保证产品生产质量，并提交分析报告，以此确定我院为其设计相应开发零件的模具

1.情境引入

2.动画演示弯曲变形过程

3.讲解弯曲变形特点

4.指导学生分析弯曲件的主要质量问题

1.接受任务

2.学习弯曲变形特点，分组回答变形过程中的内力变化。

3.讨论弯裂、回弹、偏移等质量问题出现的原因，以小组为单位提交零件质量分析报告

附件一

附件二

附件三

弯曲件工艺性分析

2.3

业务代表发给我院产品图纸，希望进行工艺分析，提出改良意见确定工艺方案

1.情境引入

2.学生讨论

3.提供相关资讯材料

4.组织研讨设计的合理性

5.指导学生设计弯曲工艺方案

1.接受任务

2.研讨产品设计的合理性，形成材料分析、结构分析、精度分析报告

3.各组确定完全工艺方案

附件一

附件二

附近三

弯曲件坯料展开长度计算

2.4

考虑到尺寸精度问题，厂方希望我院给出弯曲毛坯尺寸好准备坯料

1.情境引入

2.讲解上一项目工艺设计中出现的问题

3.指导学生进行毛坯展开长度尺寸的计算，并提出合理意见，各组讨论设计

1.接受任务

2.进一步熟悉弯曲件结构工艺性

3.进行已有U形弯曲固定架的毛坯尺寸计算，并分组给出计算结果，画出毛坯零件图

附件一

附件二

附近三

弯曲模工作零件设计与计算

2.5

毛坯问题得到解决，可以进行弯曲模具相关工艺计算

1.情境引入，布置任务

2.讲解弯曲模工作部分结构参数的确定

3.指导学生完成凸模和凹模草图绘制

1.接受任务

2.进一步熟悉凸模和凹模设计原则

3.凸模和凹模设计计算

4.完成凸模和凹模草图绘制

附件一

附件二

附近三

毛坯级进模具设计

2.6

胜光厂的技术员设计了毛坯生产的模具，请我院给与审核并改良

1.布置任务：

完成整套模具设计

2.演示级进模具定位动画

3.指导学生根据资讯材料选择导柱导套标准件，设计出该毛坯模具

1.接受任务

2.学习级进模具的设计

3.选择导柱导套标准件，设计级进模，画出草图

附件一

附件二

附近三

弯曲模具总体结构设计

2.7

各工艺计算已完成，根据既定方案进行模具总体结构设计

1.情境引入

2.视频、动画演示各种模具工作原理

3.引导学生观察模型和模具实物，讨论4.指导根据前面所完成的计算结果和工艺方案进行模具结构总体设计

1.接受任务

2.分组绘制模具结构草图

附件一

附件二

附近三

弯曲模具零部件设计

2.8

该模具还有很多零件要设计，这些零件多是板件、轴类零件

1.情境引入

2.引导学生讨论模具生产、设计便捷、经济性—模架及导柱、导套等标准系列3.指导学生根据资讯材料选择导柱导套标准件，设计其他零部件

1.接受任务

2.参与讨论模具生产、设计便捷、经济性问题

3.选择导柱导套标准件，设计主要零部件，画出草图

附件一

附件二

附近三

拉深概述

3.1

长沙钢套厂派出业务代表来我院了解冲压弯曲制件的资讯，为该厂推出新的产品配套零件做准备

1.情境引入，布置任务：

分组汇报

2.引导学生思考，生活中有哪些拉深件，不用模具，还能如何成形

3.讨论拉深成形的特点

1.分组推选同学展示

2.小组答辩，回答老师和其他组同学问题

附件一

拉深变形分析与拉深件主要质量问题

3.2

业务代表提出我院能否保证产品生产质量，并提交分析报告，以此确定我院为其设计相应开发零件的模具

1.情境引入

2.动画演示拉深变形过程

3.讲解拉深变形特点

4.指导学生分析拉深件的主要质量问题

1.接受任务

2.学习拉深变形特点，分组回答变形过程中的内力变化。

3.讨论起皱、拉裂、突耳等质量问题出现的原因，以小组为单位提交零件质量分析报告

附件一

附件二

附件三

拉深件工艺性分析

3.3

业务代表发给我院产品图纸，希望进行工艺分析，提出改良意见确定工艺方案

1.情境引入

2.学生讨论

3.提供相关资讯材料

4.组织研讨设计的合理性

5.指导学生设计拉深工艺方案

1.接受任务

2.研讨产品设计的合理性，形成材料分析、结构分析、精度分析报告

3.各组确定完全工艺方案

附件一

附件二

附近三

拉深件毛坯尺寸计算

3.4

为了不浪费材料，

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