锻造工艺学及模具设计课程设计-西北工业大学

《锻造工艺与锻模设计》课程标准一、课程基本信息本课程是材料成型与控制技术专业综合学习领域拓展课程之一，重点介绍了锻造前的准备、自由锻工艺、锤模锻工艺、锻模材料的选择等知识。

通过该课程的学习，使学生掌握锻件的生产方法与流程，认知专业领域、工作范围与工作职责；掌握锻造的基本知识、自由锻和模锻工艺流程以及锻模的结构特点，具备从事企业相应生产岗位工作的能力。

三、课程教学设计思路根据相应岗位工作任务的能力要求，结合课程定位，重点介绍锻造的分类、以及不同锻件生产方法的工艺流程及特点。

课程主要介绍了用锻锤生产锻件的基本知识，在教学过程中充分应用教学视频、电子课件、仿真模拟、教学动画等教学资源实施线下线上混合式教学，利用网络教学平台实现教学内容、教学时间与教学空间的扩展。

教学中以学生为中心，教师全程负责讲授知识、答疑解惑与学习指导，充分调动师生双方的积极性，达到教学目标。

前期课程：识图与手工绘图、机械技术应用基础、工程材料与热加工基础、公差配合与测量技术、成型设备操作与调试等专业基础课程。

四、课程目标通过本课程的学习，学习者掌握锻造发展及其应用，同时能根据具体生产情况制定出合理的锻造工艺、选择自由锻生产时能编制出自由锻工艺，当选择锤模锻时能完成相关的计算并设计出模具，并逐步具备解决实际问题的能力。

1．知识目标（1）掌握锻造加工方法的概念、特点及应用；（2）掌握锻造原材料的种类、各种原材料的缺陷及其产生原因；（3）熟悉各种下料方法的特点、应用范围；（4）熟悉各种加热方法的特点、应用范围；（5）掌握自由锻工序的分类、自由锻工艺编织的内容以及典型自由锻件的工序；（6）掌握锤上模锻的分类、特点，锻模的设计流程及设计内容；（7）熟悉锻件的后处理工序及各工序的作用、特点、应用；2．技能目标（1）能够根据制件特点与要求以及生产批量，确定是否选用模具生产；（2）能够正确制定锻件的自由锻加工工艺；（3）能够根据锻模的设计流程设计锻模。

锻造工艺学与模具设计第三版课程设计课程背景锻造工艺学与模具设计是针对锻造行业进行的专业课程，主要涉及钢铁、机械、汽车等行业的金属锻造工艺及模具设计。

在现代工业中，锻造工艺是一种重要的金属成型工艺，广泛应用于制造各类机械零件、汽车零件、船舶零件及各类工业设备零件等。

而模具设计则是锻造工艺的重要组成部分，它影响着整个锻造流程和产品的质量。

因此，深入了解锻造工艺学和模具设计知识具有重要的实践意义。

课程目的本课程旨在通过对锻造工艺学和模具设计的全面学习和掌握，使学生能够熟练掌握金属锻造工艺的基本原理、加工过程、工艺装备及技术方法等方面的知识及技能，同时掌握锻造成形和模具设计的基本概念、原则、方法和技术，从而培养学生的锻造制造技术能力，提高锻造产品的生产质量与效率。

课程内容本课程分为锻造工艺学和模具设计两个部分，具体内容如下：锻造工艺学1.金属材料的选用与性能。

2.锻造工艺的基本原理与流程。

3.锻造工艺中的各种设备及其使用方法。

4.模具加工与制造技术的基本概念及应用。

5.锻造成形的影响因素及其控制方法。

6.锻造产品的检测、评价及质量控制。

模具设计1.模具设计的基本原理、结构和分类。

2.模具材料的选用及其性能分析。

3.模具加工工艺及其工艺流程。

4.模具设计中的CAD/CAM及其应用。

5.模具装配、调试与试模方法。

6.正确运用模具设计所使用的软件与设备。

课程考核方式本课程考核按照综合能力评估的原则进行，主要包括理论考试、实践操作及设计报告三项。

其中理论考试占总成绩的60%，实践操作占总成绩的30%，设计报告占总成绩的10%。

参考书目1.《金属锻造工艺学》，李守纲，机械工业出版社，2007年。

2.《模具设计与制造》，孙松林等，机械工业出版社，2005年。

3.《锻造加工基础》，陈建国等，机械工业出版社，2009年。

4.《模具CAD/CAM技术》，高瑜等，机械工业出版社，2010年。

总结本课程的开设旨在加强学生的工程实践能力，为进一步培养锻造制造产业的人才注入源源不断的动力。

1、根据零件图设计锻件图、热锻件图零件车床拔叉它位于车床变速机构中，主要起换挡、使主轴回转远动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用.除半圆叉形部分以及大头部分的两个端面需要机械加工外，其他部分都不需要机械加工。

由于大头部分孔的直径过小，为简化其锻造工艺，将其填满金属，以待机械加工来完成孔的加工，在锻件图中不需要绘出。

1.1确定分模面的位置根据车床拔叉的形状，采用上下非对称直线分模，并将锻件大头部分放在上模,因为上模的充填性好，分模简图如图1所示。

图1分模简图1。

2确定加工余量由初步造型得出锻件体积为2mm 230000d v mm =，其外轮廓包容体的体积为2287152103376b v mm =⨯⨯=，从而可初步得出锻件形状复杂系数300000.29103379d b v s v ===由锻件形状复杂系数查【1】表4—3得其形状复杂程度为较复杂系数，代号3s ，根据零件材料查资料【1】得其材质系数为1M ,由锻件的体积以及材料密度得出锻件的质量：3300007.85/235.50.241000d m v g cm g kg ρ=⨯=⨯=≈根据锻件质量m 、锻件形状复杂系数3s 、锻件的相关尺寸及零件表面粗糙度查【2】表4-3得出机械加工余量，半圆叉部分的机械加工余量查出为1。

52。

0,取最大值2.0mm ;大头部分的上下端面的机械加工余量同理取最大值2。

0mm ；1。

3确定拔模斜度该锻件为对称锻件，上下模型槽深度不相等，因而采用匹配拔模，根据锻件各部分高度与宽度之比值H/B,以及长度与宽度的比值L/B 查【3】表5。

28确定:、H/B=40/100L/B=100/100=1查【3】表5。

28得拔模斜度为5.为方便，拔模斜度全部采用5.1。

4确定公差根据材质系数1M 、形状复杂系数3s 、锻件质量m 以及锻件的相关尺寸查【2】表3—1-3，并且以同类中的最大公差为最后公差得：长度公差 2.41.23.6+-宽度公差 1.90.92.8+-高度公差 1.70.82.5+-错差公差1。

锻造工艺与模具设计课程设计一、课程背景锻造工艺是金属加工技术中的一种重要工艺，广泛应用于航空、航天、军工、汽车、机械等领域。

模具设计则是锻造工艺的关键技术之一，决定了锻件的成形质量和生产效率。

针对行业对锻造工艺及模具设计相关人才的需求，本课程将系统、全面地介绍锻造工艺和模具设计的基本概念、原理及应用，同时重点培养学生应用相关软件和设备进行模具设计和加工的能力。

二、课程目标1.掌握锻造工艺和模具设计的基本概念、原理2.熟练掌握常用的模具加工设备和软件的使用方法3.较好地运用理论知识进行锻造工艺和模具设计的实际应用4.能够完成简单锻造工艺和模具设计的任务三、课程大纲1. 锻造工艺概论1.1 锻造工艺的概念及分类 1.2 锻造工艺的基本原理 1.3 锻造材料的选用1.4 锻造工艺的设备和工具 1.5 锻造工艺中的技术问题及解决方法2. 模具设计基础2.1 模具设计的基本理论 2.2 模具的结构和分类 2.3 模具材料的选用 2.4 模具加工的基本原理 2.5 模具装配、调试和维修3. 模具设计软件应用3.1 常用模具设计软件介绍 3.2 模具设计软件的基本操作 3.3 模具组件的设计与装配 3.4 模具运动分析 3.5 模具加工工艺设计4. 模具加工设备使用4.1 模具加工设备的分类和特点 4.2 模具加工设备的结构和工作原理 4.3 模具加工设备的使用要点 4.4 模具设备维护及损坏处理5. 应用案例分析5.1 锻造工艺和模具设计在实际生产中的应用案例 5.2 分析案例中出现的问题及解决方法 5.3 基于案例进行模具设计和加工实践四、教学方法本课程注重理论与实践相结合，采取授课、演示、案例分析、实验等多种教学方法，提高学生的实际操作能力。

同时，还将组织实地参观和考察，让学生对锻造工艺和模具设计有更深入的了解。

五、教材1.《锻压技术基础》（原书第3版）耿永波、杨忠民编著，机械工业出版社，2012年；2.《模具设计基础》吴强、杨峰编著，中南大学出版社，2019年；3.《UG三维造型教程》（UG NX 10.0版）阎育钧主编，清华大学出版社，2018年。

锻压模具设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握锻压模具设计的基本概念、原理及流程。

2. 学生能掌握锻压模具设计中的关键参数计算方法，如模具应力、应变分析。

3. 学生能了解不同类型的锻压模具结构及其应用。

技能目标：1. 学生能运用CAD软件进行锻压模具的初步设计与绘制。

2. 学生能运用相关软件对锻压模具进行强度、刚度分析，评估模具性能。

3. 学生能通过课程学习，具备解决实际工程中锻压模具问题的初步能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习锻压模具设计，培养对机械制造、模具设计等工程领域的兴趣和热情。

2. 学生在团队协作中，培养沟通、协作能力，增强团队意识。

3. 学生能够关注我国锻压模具行业的发展，树立为我国制造业发展贡献力量的信心。

课程性质：本课程为专业技术应用型课程，以实践操作为主，理论教学为辅。

学生特点：学生为中职或高职模具设计与制造专业二年级学生，具备一定的模具基础知识和技能。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习和从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 锻压模具设计基本理论：- 锻压工艺原理及分类- 锻压模具结构及工作原理- 锻压模具材料的选择与应用2. 锻压模具设计关键参数计算：- 模具应力、应变分析- 模具受力与位移计算- 模具寿命估算3. 锻压模具设计方法与步骤：- 模具设计的基本要求- 模具设计的步骤与方法- 模具设计中的注意事项4. 锻压模具结构设计：- 常见锻压模具结构特点及应用- 模具零部件设计- 模具装配图的绘制5. 锻压模具设计软件应用：- CAD软件在模具设计中的应用- 分析软件在模具性能评估中的应用6. 锻压模具设计实例分析：- 分析实际工程中的锻压模具设计案例- 总结模具设计经验与技巧教学内容安排与进度：- 第1-2周：锻压模具设计基本理论- 第3-4周：锻压模具设计关键参数计算- 第5-6周：锻压模具设计方法与步骤- 第7-8周：锻压模具结构设计- 第9-10周：锻压模具设计软件应用- 第11-12周：锻压模具设计实例分析本教学内容依据课程目标，结合教材章节内容，注重理论与实践相结合，确保学生能够掌握锻压模具设计的基本知识和技能。

《锻造工艺学及模具设计》题目接前桥摇臂专业班级***学生姓名***指导教师***日期2015年1月8日目录一零件分析及基本工艺方案确定................................................................................ - 2 - 1.1零件分析................................................................................................................ - 2 - 1.2零件材料特性分析................................................................................................ - 2 - 1.3零件尺寸精度及表面粗糙度分析........................................................................ - 2 - 1.4零件基本工艺方案确定........................................................................................ - 2 - 二锤上模锻锻件设计.................................................................................................... - 3 - 2.1确定分模位置........................................................................................................ - 3 - 2.2模锻件的技术条件................................................................................................ - 3 - 三锤上模锻锻件工艺设计............................................................................................ - 3 - 3.1计算锻件的主要参数............................................................................................ - 4 - 3.2确定锻锤设备吨位................................................................................................ - 4 - 3.3确定毛边槽形式和尺寸........................................................................................ - 4 - 3.4绘制计算毛坯图.................................................................................................... - 4 - 3.5计算繁重系数并确定制坯工步............................................................................ - 8 - 3.6确定坯料尺寸........................................................................................................ - 9 - 3.7模锻前期工序方法选择........................................................................................ - 9 - 3.8模锻后期工序方法选择...................................................................................... - 10 - 四锤上模锻锻模设计................................................................................................... - 11 - 4.1终锻型槽设计....................................................................................................... - 11 - 4.2预锻型槽设计...................................................................................................... - 12 - 4.3拔长型槽设计...................................................................................................... - 13 - 4.4滚挤型槽设计...................................................................................................... - 14 - 4.5弯曲型槽设计...................................................................................................... - 15 - 4.6锻模结构设计...................................................................................................... - 16 -一零件分析及基本工艺方案确定1.1零件分析由锻件图（图1-1）可以得到，该零件名称为接前桥摇臂，材料为45号钢，热处理要求为调质HBC31~36，为大批量生产。

锻造工艺学与模具设计课程设计课程概况本课程旨在介绍锻造工艺学和模具设计原理。

通过学习锻造工艺学和模具设计的基本知识，学生可以了解锻造工艺的基本原理、工艺流程、材料特性和模具设计的基本原理。

课程目标1.熟悉锻造工艺的基本知识，了解锻造工艺流程和加工工艺参数；2.理解不同材料的锻造特性和热处理工艺；3.掌握常见的锻造模具设计原理和设计方法；4.学习如何进行锻造模拟和数值模拟。

课程内容第一讲：锻造工艺学概述1.锻造的定义和分类2.锻造的基本原理3.锻造工艺流程和参数4.不同材料的锻造特性和热处理工艺第二讲：锻造设备和模具1.锻造设备的种类和特点2.锻造模具的分类和结构3.模具设计的原则和方法第三讲：计算机辅助工程在锻造中的应用1.数值模拟的基本原理和方法2.锻造模拟的基本原理和方法3.数值模拟和实验验证的对比分析第四讲：模具材料选择和表面处理1.模具材料的选择原则和分类2.模具表面处理的原理和方法3.模具的佩损与维护课程设计本课程的设计包括两个实验，实验内容如下：实验一：锻造工艺流程的实验实验目的：通过实验熟悉锻造工艺的基本流程和参数，了解工艺控制的重要性。

实验装置：1.定锻机2.锻模实验步骤：1.将铝合金棒子加热到固相线以上，放入锻模中；2.开始定径而不造形；3.将棒子旋转90度，开始挤压成形；4.试验结束，取出试验样品。

实验结果：展示样品，并说明在实验过程中哪些参数对于加工质量影响比较大。

实验二：模具设计与数值模拟实验目的：通过实验学习如何使用计算机辅助工程进行模具设计和数值模拟，以及对比实验结果与模拟结果的误差分析。

实验装置：1.模具设计软件2.数值模拟软件3.锻造模拟软件实验步骤：1.使用模具设计软件设计锻造模具；2.使用数值模拟软件对模具进行模拟分析；3.使用锻造模拟软件对模具进行锻造模拟；4.对比模拟结果和实际实验结果，分析误差。

实验结果：展示模具设计图和模拟结果，并说明模拟结果与实际实验结果的误差分析。

《锻造工艺及模具设计》课程简介一、课程基本概况课程名称：锻造工艺及模具设计课内总学时：32 其中：讲课学时28；实验学时4。

学分：3课程类别：专业课课程要求：选修授课对象：机械类学生开课学期：第六学期先修课程：机械原理、机械设计、工程图学等技术基础课选用教材：锻造工艺学姚泽坤西安：西北工业大学出版社 1998.7主要教学参考书：[1] 吕炎锻造工艺学北京：机械工业出版社 1995.5[2] 张志文锻造工艺学西安：西北工业大学 1983.5主讲教师：机电工程系何忠保二、课程的性质和任务锻造工艺及模具设计是材料成型及模具专业的一门专业课。

本课程是研究金属材料体积成形原理、方法和质量控制的技术科学锻造工艺及模具设计课程中介绍的锻造工艺学是利用塑性成形原理，研究如何利用各种锻造工艺有效生产锻件的一门技术科学，实践性较强；同时也是探讨理论知识与生产实际结合的一门应用技术。

从中可以学到分析问题、解决生产实际问题的方法。

在模具制造方面，在金属材枓的选择及热处理知识的基础上，了解材料模具制造特点，能根据不同情况选用模具型腔加工新工艺。

三、课程的主要内容与基本要求1．了解锻造的概念，优势和分类，应用领域，原材料、锻前加热、锻后冷却及热处理。

2．了解自由锻加工过程中金属变形的微观与宏观的基本规律，以及自由锻工序特点、锻件分类、锻件基本工序分析和自由锻工艺规程的制定3．掌握模锻特点、应用、模锻件分类、锻件图设计、终锻型槽设计、预锻型槽设计、制坯工步选择、制坯型槽设计、模锻后续工序类别和作用。

4．了解锻造行业和CAD/CAE/CAM的现状、发展趋势和常用软件。

5．根据所学知识，对金属的流动、产品质量、产量和产品的形状和尺寸等有关因素进行相应分析，能基本制定或选择出优质、高产、低消耗的生产工艺。

锻造模具设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握锻造模具设计的基本概念、原理及流程。

2. 学习并掌握锻造模具设计中常用的材料、结构及参数选择。

3. 了解锻造模具设计在制造业中的应用及发展趋势。

技能目标：1. 能够运用CAD软件进行锻造模具的设计与绘制。

2. 学会分析锻造模具在实际生产中的性能及优化方法。

3. 培养学生独立思考、团队协作解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对锻造模具设计学科的兴趣和热情，提高学生的专业认同感。

2. 培养学生严谨、细致、勇于创新的学习态度，增强学生的自信心和成就感。

3. 强化学生的质量意识、环保意识和工匠精神，使学生具备良好的职业素养。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生掌握锻造模具设计的基本知识和技能，培养学生在实际生产中解决问题的能力，同时注重培养学生的情感态度价值观，使学生在知识、技能和素质方面得到全面发展。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供明确方向。

二、教学内容1. 锻造模具设计基础理论：包括锻造模具的定义、分类、设计原理及流程，对应教材第一章。

2. 锻造模具材料及结构设计：学习锻造模具常用材料性能、选材原则，以及模具结构设计方法，对应教材第二章。

3. 锻造模具参数设计：介绍模具设计中的关键参数，如模具尺寸、形状、间隙等，对应教材第三章。

4. 锻造模具CAD设计：学习CAD软件在模具设计中的应用，掌握模具绘制方法与技巧，对应教材第四章。

5. 锻造模具性能分析及优化：分析模具在实际生产中的性能，探讨优化方法，对应教材第五章。

6. 锻造模具设计实例分析：通过实际案例，使学生学会运用所学知识解决实际问题，对应教材第六章。

本教学内容根据课程目标制定，具有科学性和系统性。

教学大纲明确，教学内容的安排和进度合理，确保学生在掌握基本理论知识的基础上，能够实际运用到模具设计中，培养解决实际问题的能力。

教学内容与教材紧密关联，便于学生和教师在教学过程中查找和使用。