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冲塑模具设计与制造教学大纲

本课程教学大纲由三部分构成：

第一部分：

冲压工艺及模具设计与制造

第二部分：

塑料成型工艺与模具设计与制造

第三部分：

模具软件应用

第四部分：

模具制作实训

第一部分：

冲压工艺及模具设计与制造

1、知识简介与课程性质

这一部分是模具设计与制造专业的主要专业知识之一，是一门理论性与实践都较强的应用科学，其任务是介绍冲压设备的结构、特点及其应用，分析冲压成形的基本原理。

着重讲解冲压工艺，模具设计方法，介绍冲压新工艺和模具设计与制造的新技术。

2、教学目标：

• 了解冲压成型的基本规律及冲压工艺、模具设计和制造的关系。

• 了解各种冷冲压成型的基本原理，对出现的产品质量问题和模具技术问题有一定的分析和解决能力。

• 初步掌握多工位级进模的结构、特点和设计及加工方法，对复杂的冷冲模具有一定的分析能力。

• 了解冷冲压新工艺、模具新技术及发展趋势。

• 掌握冷冲压工艺的设计与计算方法，能较合理地拟定冷冲压工艺规程。

了解常用冲压设备的结构、特点，能较合理地选用冲压设备。

• 熟练掌握常用冷冲模的结构、设计计算和加工方法，能正确运用有关标准、手册等资料设计中等复杂的冷冲模。

3、适用的专业与年级

模具专业，二年级、三年级

4、本课程与其它课程的联系与分工

本课程是专业骨干课程。

本课程是“模具设计与制造”专业的主要专业课程之一，它的教学内容与化学、制图、公差配合、金工、工程力学、电工、机械设计基础、机械加工基础、工模具制造工艺学等课程紧密相关，因此，本课程教学内容有的是在学习过上述课程的基础上加以具体运用，有的是在该基础上的延展、加深。

5、教学方法

单元教学法

课堂教学是系统向学生传授知识的主要形式之一，要贯彻精讲多练的原则，根据课题内容的特点，充分利用实物、模型、投影仪、等直观教具，加强理论联系实际，引导学生很好地利用辅导教材及《图册》、《国标》，加强设计练习，以应用并消化所学的知识，在整个教学过程中，要逐步培养学生分析问题和解决问题的能力。

由于设计模具是项综合运用所学基本知识的技术工作，根据循序渐进，由浅深教学原则，综合冲压材料，冲压设备的知识，可安排适当思考和习题，以及穿插冲压模设计大型作业，以巩固所学的知识。

6、教学重点与难点

教学重点：

冲裁模的设计与制造

教学难点：

复合模具和级进模具的设计

7、教学内容与学时分配

• 冷冲压概论

• 冷冲压工序分类

• 冷冲压材料

• 冷冲压对材料的基本要求

• 板料的成型性评价

• 冷冲压常用材料

• 板料的供应状态及规格

• 冷冲压设备

• 冲压设备的分类与型号

• 压力机的技术规格

• 常用的冲压设备

• 冲压模具常用加工设备的特点

• 冲裁

• 冲裁模结构

• 冲裁模拆装

• 冲裁模设计与加工

• 冲裁工艺性分析

• 排样图设计

• 冲裁压力和压力中心的确定

• 凹模设计与加工

• 凸模设计与加工

• 定位、导料、定距零件

• 卸料零件

• 模架

• 模柄

冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算

• 冲裁变形过程

• 冲裁凹模与凸模的间隙

• 凸凹模刃口尺寸计算

其它冲裁模

• 提高冲件精度的措施

• 非金属冲裁模

• 冲裁工艺及模具设计与加工举例

• 弯曲

• 弯曲变形特点分析

• 弯裂与最小弯曲半径

• 弯曲件的结构与工艺性

• 弯曲件的中性层位置及毛坯长度计算

• 弯曲件的回弹与补偿

• 弯曲力计算

• 弯曲件的工艺安排

• 弯模结构

• 弯曲模工作部分尺寸设计

• 拉深

• 拉深变形分析

• 拉深件的工艺性

• 圆筒形件拉深的工序计算

拉深系数

拉深凸凹模圆角半径的确定

无凸缘筒形件拉深的工序计算

带凸缘筒形件拉深的工序计算

• 带料连续拉深

• 其它拉深介绍

• 拉深模结构

• 拉深力及压边力

• 压边装置及压边力

• 拉深力及顶件力

• 拉深凸凹模工作部分尺寸设计

• 凸凹模间隙

• 凸凹模横向尺寸及公差

• 成型

• 胀形

• 翻边

• 校平与整形

• 多工位级进模设计

• 概述

• 多工位级进模的排样设计

• 级进模零件设计特点与加工

• 级进模总体设计

• 设计要求

• 设计方法

• 典型级进模结构

• 冲裁级进模

• 弯曲级进模

• 拉深级进模

• 级进模图纸尺寸和公差的标注

• 冷冲压工艺规程的编制

• 步骤和内容

• 举例

学时分配

序号

内容

教学时数

总学时

讲课

测画

课设

习题课

备注

１

冷冲压基础知识

２

冲裁

含拆装和课设（24）

弯曲

拉深

其他模具

合计

第二部分：

塑料成型工艺与模具设计与制造

一、课程简介与课程性质

• 塑料成型模具是许多工业部门的主要工艺装备之一，它在产品零件生产过程中占据重要地位，本课程是模具设计与制造专业的一门主要专业课程。

• 本课程的任务是研究塑料的成型工艺及模具设计的知识，重点掌握注射模、压缩模和压注模的设计计算方法，达到独立设计中等复杂程度的塑料模具的能力，并拟定成型工艺卡片，对中空吹塑模和其它模具的设计基本知识有所了解。

二、课程教学目标：

• 了解塑料的类型和主要性能，熟悉塑料成型的主要方法及其成型工艺的基本知识。

• 掌握注射模、压缩模和压注模设计计算方法及其相应的成型工艺原理，能设计较复杂的塑料模具和拟定相应的成型工艺卡片，并对较复杂的塑料模具结构具有一定的分析能力。

• 掌握塑料成型设备的类型、主要组成及工作原理，了解设备的调整和使用。

• 熟悉塑料成型设备的技术范围，以及设备与模具的关系。

• 对中空吹塑模和发泡模的有关工艺知识和设计方法有所了解。

• 了解我国塑模的标准化，商品化情况，并能运用于模具设计中。

• 对国内外塑料模具的新结构、新工艺、新材料、新技术有所了解。

三、课程适用的专业与年级

机械类模具专业，二年级、三年级

四、本课程与其它课程的联系与分工

本课程是专业骨干课程。

本课程是“模具设计与制造”专业的主要专业课程之一，它的教学内容与化学、制图、公差配合、金工、工程力学、工程材料与热加工、电工、机械设计基础、机械加工基础、工模具制造工艺学等课程紧密相关，因此，本课程教学内容有的是在学习过上述课程的基础上加以具体运用，有的是在该基础上的延展、加深。

五、教学方法

单元教学法

课堂教学是系统向学生传授知识的主要形式之一，要贯彻精讲多练的原则，根据课题内容的特点，充分利用实物、模型、投影仪、幻灯机等直观教具，加强理论联系实际，引导学生很好地利用辅导教材《图册》，以总结消化所学知识，在整个教学过程中，要逐步培养学生分析问题和解决问题的能力。

由于设计模具是项综合运用所学基本知识的技术工作，根据循序渐进，由浅深教学原则，综合塑料材料，塑料成型机械知识，可安排适当思考和习题，以及穿插塑料模设计大型作业，以巩固所学。

六、教学重点与难点

教学重点：

注射模的设计与制造

教学难点：

侧向分型与抽芯机构注射模具的设计

七、教学内容与学时分配

教学内容：

塑料成型工艺及塑件设计

• 塑料概论

• 塑料的工艺性

• 塑件的设计

单分型面注射模设计

• 聚合物的流变学性质

• 聚合物熔体在成型过程中的流动状态

• 聚合物在成型过程中的物理和化学变化

• 塑料的组成与工艺特性

• 塑料的基本组成

• 塑料成型的工艺特性

• 常用塑料简介

• 塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性

• 注射成型原理及工艺特性

• 压缩成型原理及工艺特性状

• 压注成型原理及工艺特性

• 挤出成型原理及工艺特性

• 气动成型原理及工艺特性

• 塑料成型制件的结构工艺性

注射成型模具设计

注射模结构与注射机

• 塑料制件在模具中的位置

• 普通浇注系统设计

• 热流道浇注系统设计

• 排气系统设计

• 成型零部件的结构设计

• 成型零部件工作尺寸的计算

• 成型零部件的强度与刚度计算

结构零部件的设计

• 标准注射模架

• 支承零部件的设计

• 定模座板、动模座板的设计

• 合模导向机构的设计

推出机构设计

• 推出机构的结构组成与分类

• 推出力的计算

• 一次推出机构

• 二次推出机构

• 二级推出机构

• 定、动模双向顺序推出机构

• 浇口系统凝料的推出机构

• 带螺纹塑件的脱模

侧向分型与抽芯机构设计

• 侧向分型与抽芯机构的分类

• 机动侧向分型与抽芯机构

• 手动侧向分型与抽芯机构

• 液压和气动侧向分型与抽芯机构

温度调节系统

• 模具温度与塑料成型温度的关系

• 冷却回路的尺寸确定与布置

• 常见冷却系统的结构

• 模具的加热系统

注射模新技术的应用

• 热固性塑料注射成型

• 气体辅助注射成型

• 低发泡注射成型

• 共注射成型

其他塑料成型模具设计

压缩模设计

• 压缩模结构的组成及分类

• 压缩模与压机的关系

• 压缩模成型零部件设计

• 压缩模脱模机构设计

压注模设计

• 注模结构的组成及分类

• 压注模与压机的关系

• 压注模成型零部件设计

• 压注模浇注系统与排溢系统设计

挤出模设计

• 挤出模的结构组成及分类

• 挤出模与挤出机

• 管材挤出成型机头

• 棒材挤出成型机头

• 异型材挤出成型机头

• 板、片材挤出成型机头

• 薄膜挤出吹塑成型机头

• 电线电缆挤出成型机头

气动成型模具

• 中空吹塑成型模具

• 真空成型模具

• 压缩空气成型模具

泡沫塑料成型模具

• 泡沫塑料的成型原理

• 聚苯乙烯泡沫塑料的成型工艺

聚四氟乙烯塑料成型工艺与冷压成型模具

• 冷压成型

• 烧结

• 聚四氟乙烯冷压成型模具

学时分配

序号

教学内容

总课时

讲课

大作业

现场教学

实习

机动

成型工艺及塑件设计

模具拆装实习

单分型面注射模

双分型面注射模

侧向分型与抽芯注射模设计

其它塑料成型模具设计

合计

课程设计

• 课程设计的目的

为了加强理论与实际的联系，培养学生独立工作能力，使学生获得到正确使用工具书籍，技术标准和参考资料的技能训练，为今后毕业设计奠定良好的基础。

• 选题原则及课题

选用较复杂的塑料模具。

鉴于注射模是塑料模具中较复杂的模具，且是重点学习掌握的知识，能够综合运用基本知识，因此，可安排注射模具设计。

九、考核方式

开卷、闭卷考试，课程设计和毕业设计答辩

• 参考教材及教学参考资料

《塑料模具设计》李钟锰编、国防出版社会性１９９３年出版

《冷冲压与塑料成型——工艺及模具设计》翁其金主编、机械工业出版社

《塑料成型模具》成都科技大学等合编、轻工业出版社

《实用塑料成型模具设计手册》丁闻编、西安交通大学出版社

十、编写说明

考虑到目前对本专业高职学生实际技能的要求，对涉及的塑料材料、成型工艺、塑料成型机械等课程的知识以够用为原则，以及突出注射模作为重点，同时，以适应目前毕业生择业就业为前提，对教学作以下考虑：

• 缩减塑料材料部分内容。

• 增加塑料成型机械部分内容。

• 按模具设计过程所涉及的知识进行单元式学习和练习。

• 突出注射模作为重点，保证重点内容学习的系统性。

第三部分模具设计软件应用实训

一、课程简介与课程性质

本课程是为了适应现代机械制造技术的发展的需要而设置的一门专业核心课程，使学生了解并掌握计算机辅助设计的基础知识，培养学生的3D模型设计能力，为进一步提高职业能力打下良好的基础。

二、课程教学的目标

课程教学安排在计算机房，要求机房配备多媒体设备以便教师授课。

学生以小组学习的形式，在教师指导和同学协作下，借助教材和相关参考文献在规定时间内完成上述工作任务，达到以下课程目标：

1、掌握计算机辅助设计的基础知识。

2、掌握目前流行的模具设计软件Pro/ENGINEER软件基本操作技能，会应用软件进行中等复杂程度模具的设计。

三、课程适用的专业与年级

本课程适用于模具专业，三年级开设。

四、课程的总学时和总学分

课程总学时48，本课程所修学分占4学分。

五、本课程与其他课程的联系与分工

本课程学习时要求学生具备模具设计与制造、机械制造工艺、机械制图及AutoCAD等设计软件的知识。

六、教学方法

在专业计算机机房进行一体化教学。

七、教学重点与难点

重点：

模具CAD软件的功能及各功能命令操作方法。

难点：

根据零件的结构，灵活选取CAD软件的相关功能并熟练操作完成模具设计。

八、教学内容与学时分配

序号

学习情境

（工作任务模块）

学习目标

学习内容

教学实施

方法

学时

项目一.零件的3D建模

1.掌握零件建模的要求及技巧

2.创建较复杂零件3D模型

1.旋钮；

2.手机壳；

一体化教学

项目二.含靠破孔结构的模具设计

1.模具设计的基本操作方法

2.靠破孔的处理方法

塑料盖的模具设计

项目三.Half模结构的模具设计

Half模具设计方法

笔帽的模具设计

项目四.带侧抽芯结构的模具设计

侧抽芯的设计

盒盖（带侧孔）模具设计；

项目五.带内抽芯结构的模具设计

内抽芯的设计

盒盖（带卡勾）模具设计；

项目六.一模多腔的模具设计

多腔模具的设计

端盖的模具设计

项目七、.组件模式下的模具设计

组件模式应用

手机上盖模具设计

项目八、.综合训练

设计方法的综合应用

电池盒的模具设计

合计

九、考核方法

训练考核+综合考核

十、参考教材及教学参考资料

[1]张四新．《Pro/E项目式教程.模具设计篇》．武汉：

华中科技大学出版社，2011

[2]林清安．Pro/ENGINEERWildfire模具设计．北京：

电子工业出版社，2005

第四部分：

模具制作实训

一、实训目的

1．掌握模具钳工的基本操作技能。

2．熟悉模具加工的各种方法与设备的维护。

3．较熟练的掌握车、铣、刨、磨、钳、线切割、电火花、数控机床、热处理等工种的操作技能。

4．培养分析和解决技术问题的能力。

5．通过实训达到模具钳工中级水平。

二、实训要求

1．能完成中等复杂程度冷冲模、塑料模的设计、工艺编制及制造。

2．能熟练完成冷冲模与塑料模的试模及对试模零件的检测。

3．能正确分析试模零件不合格的原因和防止的方法。

4．能对模具成本进行估算。

5．具有生产管理的一般知识。

三、实训适用的专业与年级

适用模具设计与制造专业三年级的学生。

四、本课程与其他课程的联系与分工

本课程与机械制图、公差与互换性、工程材料、机械制造技术、冷冲模与塑料模等课程有联系，以实训制作为主。

五、场地、材料及仪器设备的准备工作

模具装配间120m2，车、铣、刨、磨、线切割、电火花、钻床间400m2，所用材料根据所做模具适当调整，虎钳、钳工桌53台套，车床3台，铣床4台，刨床1台，磨床6台，线切割机床6台，电火花机床4台，台钻3台，立钻1台，滚齿机1台，插齿机1台，锯床1台，冲床2台，注塑机1台，砂轮机2台，热处理箱式电炉3台，烘箱1台。

六、实训的主要内容及方式

1．实训动员，安全知识讲解。

2．介绍模具材料的选用，模具零件的热处理。

3．介绍冷冲模的设计步骤，零件工艺的编制，模具的装配与调整以及试模等。

设计制作冲孔落料模、级进模、复合模。

4．介绍塑料模的设计步骤，零件工艺的编制，模具的装配与调整以及试模等。

设计制作注射模、压缩模、压注模、挤出模。

5．冲压件、塑件的质量分析。

实训采用老师少量讲授与学生动手制作相结合的方式，四个人一个小组，以学生设计制作为主，老师辅导为辅。

七、考核及评分办法

采用操作考试、理论考试和清洁卫生、机床设备维护、劳动纪律考核相结合的评分办法。

操作成绩占60﹪，理论成绩占30﹪，清洁卫生、机床设备维护、劳动纪律考核占10﹪。

八、注意事项

严格遵守操作规程，杜绝设备及人生事故的发生。

注意理论联系实际，活学活用。

九、参考教材、指导书

参考教材：

《冲压工艺与模具设计》、《塑料成型工艺与模具设计》

指导书：

《模具钳工训练》

十、编写说明

本大纲旨在培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，着重培养实际操作技能。

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