冲压工艺与模具设计任务驱动式校本教材的编制
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《冲压工艺及模具设计》课程设计指导书一、课程设计的目的《冲压工艺与模具设计》课程设计是冲模课程的最后一个教案环节,同时是第一次对学生进行全面的模具设计训练。
其基本目的是:<1)综合运用冷冲模课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题,并使所学专业知识得到进一步巩固和深化。
<2)学习模具设计的一般方法,了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法,培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力,特别是总体设计和计算的能力。
<3)通过计算和绘图,学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等,培养模具设计的基本技能。
二、冲压模具设计步骤1、分析冲压件的工艺性根据设计题目的要求,分析冲压件成形的结构工艺性,分析冲压件的形状特点、尽寸大小、精度要求及所用材料是否符合冲压工艺要求。
如果发现冲压件工艺性差,则需要对冲压件产品提出修改意见,经产品设计者同意后方可修改。
2、制定冲压件工艺方案在分析了冲压件的工艺性之后,通常可以列出几种不同的冲压工艺方案(包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式>,从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面,进行综合分析、比较,然后确定适合于工厂具体生产条件的最经济合理的工艺方案。
3、确定毛坯形状、尺寸和下料方式在最经济的原则下,决定毛坯的形状、尺寸和下料方式,并确定材料的消耗量。
4、确定冲模类型及结构型式根据所确定的工艺方案和冲压件的形状特点、精度要求、生产批量、模具制造条件、操作方便及安全的要求,以及利用现有通用机械化、自动化装置的可能,选定冲模类型及结构型式,绘制模具结构草图。
5、进行必要的工艺计算1>计算毛坯尺寸,以便在最经济的原则下进行排样和合理使用材料。
2>计算冲压力(包括冲裁力、弯曲力、拉深力、卸料力、推件力、压边力等>,以便选择压力机。
《冲压工艺与模具设计》教学大纲一、教学目标本课程旨在使学生掌握冲压工艺的基本原理和实践技能,了解冲压工艺在工业制造中的应用,培养学生的模具设计能力,使其能够独立完成冲压件的设计和模具的制造。
二、教学内容1.冲压工艺基础知识1.1冲压工艺的定义和特点1.2冲压工艺的发展历程1.3冲压件的分类和特点1.4冲压工艺的工作原理和步骤1.5冲压工艺中的常见问题及解决方法2.冲压模具基础知识2.1冲压模具的定义和分类2.2冲压模具的结构和组成部分2.3冲压模具的材料与热处理2.4模具设计的基本原则和要求3.冲压工艺的设计与计算3.1冲孔工艺的设计与计算3.2弯曲工艺的设计与计算3.3深冲工艺的设计与计算3.4复杂零件的冲压工艺设计和计算4.冲压模具的设计与制造4.1冲压模具的工作原理和工艺要求4.2冲压模具的结构设计与分析4.3冲压模具的零件加工工艺4.4冲压模具的装配与试模5.冲压工艺的应用与发展5.1冲压工艺在汽车制造中的应用5.2冲压工艺在家电制造中的应用5.3冲压工艺在航空航天制造中的应用5.4冲压工艺的发展趋势和展望三、教学方法本课程采用理论教学与实践相结合的教学方法,通过授课、案例分析、实验操作、作业报告等形式,提高学生的学习兴趣和实践能力。
四、教学评价方法1.平时成绩占50%,包括作业完成情况、课堂表现和参与度等。
2.期末考试占50%,主要测试学生对冲压工艺与模具设计理论的掌握程度和应用能力。
五、教学资源1.教材:《冲压工艺与模具设计》2.参考书籍:《冲压模具设计与制造技术》、《冲压工艺与设备》等3.实验室场地和设备:冲压设备、CAD/CAM软件等六、教学进度安排1.第一周:导论,介绍课程内容和教学要求2.第二周-第三周:冲压工艺基础知识讲解和案例分析3.第四周-第五周:冲压模具基础知识讲解和案例分析4.第六周-第七周:冲压工艺的设计与计算5.第八周-第九周:冲压模具的设计与制造6.第十周-第十一周:冲压工艺的应用与发展7.第十二周:复习和总结七、教学参考及教学资料收集为了提高教学质量,教师将定期收集相关教学参考资料,并给予学生参考和借阅。
《冲压工艺与模具设计》课程教学大纲课程的总体要求总学时课内90学时4周专周(可集中也可分散使用)建议开课学期第5学期参考教材冲压工艺与模具设计,成虹,高教社教学目标:1.知识目标1)掌握冲压成形的基础知识;冲压材料和冲压设备的选用;2)掌握冲压工艺与模具设计的知识;3)掌握冲压模具制造的常用方法;2.技能目标1)掌握冲压模具制造的操作基本技能;2)掌握冲压模具装配的与试模的技能;3)能力目标1)具备冲压工艺规程的编制与实施能力;2)具备冲压模具的设计能力;3)具备冲压模具加工工艺编制和实施能力各学习情境(教学章)要求教学内容和学时分配载体选择冲裁件弯曲件拉深件以典型冲裁、弯曲、拉深等零件作为载体1)冲压加工特点及冲压工序的分类; 1学时2)冲压变形的分析; 2学时塑性、变形抗力、应力应变等基本概念;冲压变形的分类及变形趋向性控制3)冲压工艺卡的认知; 2学时典型零件的冲压工艺规程卡;常用的冲压材料及其性能;冲压设备与模具的关系、合理选择冲压设备;5)企业生产现场的认知。
1学时教学方法建议:工作过程导向,行动导向教学,生产现场教学宏观教学法:项目教学法、任务设计法微观教学法:引导文教学法、任务驱动法、实验教学法、现场(示范)教学法等教学资源要求教学课件、视频文件、载体零件实物、工程案例、电子教案、黑板、模具模型、工具、冲床等学生已有的学习基础:1.具备识图与制图、建模能力2.材料知识与选用能力教师应具备的能力:具有全面的冲压变形和冲压工艺知识;具有全面、正确的机械加工工艺知识;具有情境2(第2章):冲裁工艺与模具设计2.社会能力目标:1)培养良好的心理素质和克服困难的能力;2)具备一定的合作、沟通、组织能力;3)养成良好的职业习惯和低碳环保的意识。
工作任务:1.分析指定冲裁件的冲压工艺性,编制满足该制件生产纲领的冲压工艺规程;2.按冲压工艺规程提出的方案设计冲裁模(单工序冲裁模、复合冲裁模、级进冲裁模);3.根据企业的模具制造条件编制模具零件的加工工艺规程;4.模具装配和模具调试;5.冲裁件的生产和产品质量检测。
《冲压工艺及模具设计》课程设计指导书2.1 课程设计目的本课程设计是在学生学完“冲压工艺与冷冲模具设计”理论课并进行了上机练习之后进行的一个重要教学环节。
是学生运用所学理论,联系实际,提高工程技术能力和培养严谨细致作风的一次重要机会。
通过本次设计要达到以下目的:1、巩固与扩充“冲压工艺与冷冲模具设计”以及有关技术基础课程所学的内容,掌握制订冲压工艺规程和设计冲压模具的方法。
2、培养综合运用本专业所学课程的知识,解决生产中实际问题的工程技术能力(包括:设计、计算、绘图、技术分析与决策、文献检索以及撰写技术论文的能力)。
3、养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。
2.2 课程设计步骤1. 设计准备1) 阅读产品零件图(1) 设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、绘图用具、图纸、说明书用纸。
(2) 认真研究任务书及指导书,分析设计题目的原始图样、零件的工作条件,明确设计要求及内容。
(3) 熟悉各种可采用的模具结构形式及其优缺点。
2) 冲件图样分析产品零件图是分析编制冲压方案、设计模具的重要依据,对零件图的分析主要是从冲压工艺的角度出发,对冲压件的形状、尺寸(最小孔边距、孔径、材料厚度、最大外形)、精度、表面粗糙度、材料性能等逐项分析,确定冲压工序图。
若有与冲压工艺要求相悖者,应采取相应的解决措施或与指导教师协商更改。
(1) 工艺分析。
合理的冲压工艺,既能保证冲件的质量,使冲压工艺顺利进行,提高模具寿命,降低成本,提高经济效益,同时给模具的设计、制造与修理带来方便。
所以必须对指定的冲压件图样进行充分的工艺分析,在此基础上,拟订各种可能的不同工艺方案。
工艺分析主要是分析冲件的形状、尺寸及使用要求,分析冲件的工艺性;根据成形规律,确定所用冲压工艺方法;根据生产批量、冲压设备、模具加工的工艺条件等多方面因素,进行全面的分析、研究,确定冲件的工艺性质、工序数量、工序的组合和先后顺序。
在几种可能的冲压工艺方案中,选择一种经济、合理的工艺方案,并填写冲压工艺卡。
冲压工艺及模具设计课程设计说明书The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020《冲压工艺与模具设计》课程设计设计题目外壳底孔冲压单工序模设计系别 ____机械系__专业班级 __09机械一班学生姓名 ___龚康康___学号 __0指导教师 ___张保丰_目录一、零件说明。
3二、零件工艺性分析。
41、材料分析。
42、结构分析。
43、精度分析。
4三、工艺方案确定。
4四、压力中心计算。
5五、冲裁力、卸料力、推件力、顶件力及总压力的计算。
5六、冲裁凸凹模刃口尺寸计算。
6七、其他主要零件的设计。
71、凹模设计。
72、凸模设计。
83、模架的选择。
94、卸料板的设计。
105、垫板的设计。
116、定位板的设计。
127、凸模固定板的设计。
128、弹簧的选用。
13八、压力机的选择。
13九、模柄的选用。
14十、紧固零件的选择。
14十一、各零部件的材料及要求。
15十二、该模具设计的优缺点。
15十三、心得体会。
15十四、参考文献。
17一、零件说明制件如下图所示:该制件名称为柴油滤清器外壳,其技术要求为:1,未注尺寸公差按GB/T15505的m级;2,毛刺小于;3,质件要求平整,不允许有拉裂、起皱的现象;4,中批量生产;材料:08F,t=1.5mm设计任务:冲出滤清器外壳底部的孔。
二、零件工艺性分析1、材料分析(摘自GB/T 699-1999)该制件材料为08F,属于优质碳素结构钢,强度、硬度低,塑性极好,深冲压、深拉延性好,冷加工性、焊接性好。
成分偏析倾向大,时效敏感性大,故冷加工时,可采用消除应力热处理或水韧处理,防止冷加工断裂。
化学成分(%):C:~,Si≦,Mn:~,Cr≦, Ni≦,Ca≦为270~340MP a,抗拉强度σb不小于300MP a,屈服力学性能:抗剪强度b强度σs为180MP a,断面收缩率60%,伸长率不小于35%。
冲压工艺与模具设计课程教学大纲课程名称:冲压工艺与模具设计课程编号:16118662学时/学分:56/3.5开课学期:6适用专业:材料成型及控制工程课程类型:专业方向选修课一、课程的目的和任务目的:本课程是为了使学生掌握冲压成形工艺原理和冲压工艺与模具设计方法的专业知识,为学生毕业后从事冲压技术工程工作奠定基础。
课程主要完成冲压成形基础理论与冲压工艺、冲压模具设计方法的教学。
二、课程的基本要求1.知识要求:学习冲压基本工艺原理与工艺实施方法、冲压模具原理与设计方法。
基本工艺包括冲裁、弯曲、拉深、翻边、缩口、胀形、起伏成形、压印等。
了解常见冲压专项技术的特点与应用。
2.能力要求:学会中等复杂程度的冲压模具设计;能够运用所学冲压工艺与模具知识分析冲压件工艺性,制定合理的冲压工艺方案,能够解决冲压基本工艺实际问题。
3.素质要求:学生应具备从事本专业工作的基本知识体系、有为实现目标而主动采集有用信息的意识、持有严谨的工程作业态度、养成冲压技术+ 的思维方法。
三、教学方法课堂讲授,工艺实验,课外自学,习题演练,有条件最好安排现场参观。
四、课程基本内容和学时安排第一章冲压工艺基础知识(4学时)知识点:冲压工艺特点及应用,冲压工艺的分类,冲压材料,冲压设备,冲模常用标准,冲压技术的现状与发展;重点:冲压工艺的分类,板料的冲压成形性能。
第二章冲压工艺基础理论(2学时)知识点:塑性成形基本概念,塑性成形力学基础,塑性成形基本规律。
重点:塑性成形基本规律。
难点:塑性成形力学基础。
第三章冲裁工艺与模具设计(18学时)知识点:冲裁变形过程分析(冲裁过程、裂纹的形成与发展、剪切力行程曲线),冲裁件质量分析及控制(冲裁件的断面质量、冲裁件尺寸精度、冲裁件平面变形、冲裁模间隙),冲裁工艺计算(排样设计、冲裁工艺力与压力中心的计算),冲裁工艺设计(冲裁件工艺性分析、冲裁工艺方案的确定),冲裁模总体结构设计(冲裁模具的分类、冲裁模的典型结构、冲裁模的类型选择、冲裁模零件结构形式的确定),模具主要零件的设计与标准的选用(工作零件的设计与标准的选用、定位零件的设计与标准的选用、压料、卸料、送料零件的设计与标准的选用、导向零件的设计与标准的选用、连接与固定零件的设计与标准的选用),冲裁设备的选用与校核;重点:冲裁件的质量问题及其控制,冲裁工艺要点,冲裁模组成及功用;难点:冲裁变形机理,冲裁件质量分析。
冲压工艺与模具设计教案(总30
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授课教案
课程名称:冲压工艺与模具设计
授课班级:16机械3、4、5班? 学期:2018~2019学年第二学期
课程简介
1.课程性质
模具设计与制造专业的一门主干专业选修课程,是一门实践性、综合性很强的课程。
本课程面向机械制造及自动化专业,学时共64学时,其中课程讲授48学时,实验8学时,上机8学时。
2.前后续课程关系
1.前序课程
机械制图识图,手工电脑绘图能力
机械基础常用机构的应用及设计能力
互换性与公差测绘及确定工件公差的能力
材料热处理选择模具材料及热处理方式的能力
3.教材选用
冲压模具设计实例教程西北工业大学出版社梁国栋主编
4.内容选取
课程打破原有的学科体系,本着基础知识够用兼顾后期发展原则,按照模具设计的流程整合了教学内容;课程以理论实践一体化的思路设计了冲裁模,弯曲模,拉伸模,成形模。
本课程实践性强加强了实验学时,上机学时安排为专业模具绘图软件PressCAD绘制模具图,提高工作效率。
第1章
第2章。
《冲压工艺及模具设计》课程设计指导书一、课程设计的目的《冲压工艺与模具设计》课程设计是冲模课程的最后一个教学设计环节,同时是第一次对学生进行全面的模具设计训练。
其基本目的是:<1)综合运用冷冲模课程和其余相关先修课程的理论及生产实践的知识去剖析和解决模具设计问题,并使所学专业知识获得进一步巩固和深入。
<2)学习模具设计的一般方法,认识和掌握常用模具整体设计、零零件的设计过程和计算方法,培育正确的设计思想和剖析问题、解决问题的能力,特别是整体设计和计算的能力。
<3)经过计算和画图,学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等,培育模具设计的基本技术。
二、冲压模具设计步骤1、剖析冲压件的工艺性依据设计题目的要求,剖析冲压件成形的构造工艺性,剖析冲压件的形状特色、尽寸大小、精度要求及所用资料能否切合冲压工艺要求。
假如发现冲压件工艺性差,则需要对冲压件产品提出改正建议,经产品设计者赞同后方可改正。
2、拟订冲压件工艺方案在剖析了冲压件的工艺性以后,往常能够列出几种不一样的冲压工艺方案 (包含工序性质、工序数量、工序次序及组合方式>,从产质量量、生产效率、设施占用状况、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面,进行综合剖析、比较,而后确立合适于工厂详细生产条件的最经济合理的工艺方案。
3、确立毛坯形状、尺寸和下料方式在最经济的原则下,决定毛坯的形状、尺寸和下料方式,并确立资料的耗费量。
4、确立冲模种类及构造型式依据所确立的工艺方案和冲压件的形状特色、精度要求、生产批量、模具制造条件、操作方便及安全的要求,以及利用现有通用机械化、自动化妆置的可能,选定冲模种类及构造型式,绘制模具构造草图。
5、进行必需的工艺计算1>计算毛坯尺寸,以便在最经济的原则下进行排样和合理使用资料。
2>计算冲压力 (包含冲裁力、曲折力、拉深力、卸料力、推件力、压边力等 >,以便选择压力机。
《冲压工艺及模具设计》课程设计任务书设计题目:“垫板”零件冲压工艺及模具设计内容及任务:一、设计的主要技术参数:见产品图二、设计任务:完成该产品的冲压工艺方案、设计说明书、模具装配图及工作零件图。
三、设计工作量1、制订冲压工艺方案2、模具总装图1张,凸模及凹模零件图2张3、设计说明书1份,20页左右四、设计要求1、图纸用CAD绘制并交纸质图及电子档2、本任务书应与说明书、图纸一同装订成册,并加封面,装入资料袋中,否则不接收3、设计必须认真仔细,允许讨论,但严禁抄袭、复制或复印。
名称:垫板批量:大批量材料:A3厚度:0.5mm《冲压工艺及模具设计》课程设计任务书设计题目:“垫板”零件冲压工艺及模具设计内容及任务:一、设计的主要技术参数:见产品图二、设计任务:完成该产品的冲压工艺方案、设计说明书、模具装配图及工作零件图。
三、设计工作量1、制订冲压工艺方案2、模具总装图1张,凸模及凹模零件图2张3、设计说明书1份,20页左右四、设计要求1、图纸用CAD绘制并交纸质图及电子档2、本任务书应与说明书、图纸一同装订成册,并加封面,装入资料袋中,否则不接收3、设计必须认真仔细,允许讨论,但严禁抄袭、复制或复印。
名称:垫板批量:大批量材料:QS n6.5-0.1厚度:0.3mm《冲压工艺及模具设计》课程设计任务书设计题目:“垫板”零件冲压工艺及模具设计内容及任务:一、设计的主要技术参数:见产品图二、设计任务:完成该产品的冲压工艺方案、设计说明书、模具装配图及工作零件图。
三、设计工作量1、制订冲压工艺方案2、模具总装图1张,凸模及凹模零件图2张3、设计说明书1份,20页左右四、设计要求1、图纸用CAD绘制并交纸质图及电子档2、本任务书应与说明书、图纸一同装订成册,并加封面,装入资料袋中,否则不接收3、设计必须认真仔细,允许讨论,但严禁抄袭、复制或复印。
名称:垫板批量:大批量材料:08F厚度:2mm《冲压工艺及模具设计》课程设计任务书设计题目:“垫片”零件冲压工艺及模具设计内容及任务:一、设计的主要技术参数:见产品图二、设计任务:完成该产品的冲压工艺方案、设计说明书、模具装配图及工作零件图。
“冲压工艺与模具设计”课程设计指导书陈召国2010.11.22于湖南文理学院一、课程设计地目地本课程设计是在学生学完“冲压工艺与模具设计”理论课并进行了生产实习之后进行地一个重要教学环节.是学生运用所学理论,联系实际,提高工程技术能力和培养严谨细致作风地一次重要机会.通过本次设计要达到以下目地:1、巩固与扩充“冲压工艺与模具设计”以及有关技术基础课程所学地内容,掌握制订冲压工艺规程和设计冲压模具地方法.2、培养综合运用本专业所学课程地知识,解决生产中实际问题地工程技术能力(包括:设计、计算、绘图、技术分析与决策、文献检索以及撰写技术论文地能力).3、养成严肃、认真、细致地从事技术工作地优良作风.二、课程设计地内容与要求要求独立地编制出给定零件地冲压工艺规程,设计出指定地冲压模具.具体要求是:1、设计冲压工艺过程卡1份;2、设计模具装配图1张、零件图3张(手工画图);3、编写课程设计说明书1份.三、制订冲压工艺规程和设计模具地一般步骤详见“教科书第十章”P187-P1991、设计前地准备工作;2、分析冲压件地工艺性;3、确定冲压工艺方案;4、初步确定各工序模具地结构型式;5、进行必要地工艺计算;6、选择冲压设备;7、填写冲压工艺过程卡;8、绘制模具装配图(本次只绘制指定工序模具装配图);9、绘制模具零件图(本次只绘制指定零件图);10、撰写设计计算说明书.四、实例:设计罩壳零件地冲压工艺规程和指定冲压模具(一)作好必要地资料准备 工件图:如上图;原材料及尺寸规格:08钢板2000×1000×1.5; 生产批量:大批量;设备情况、械具制造条件及水平(参照中型企业); 各种技术标准、设计手册及有关资料. (二)分析冲压件地工艺性 1、本零件形状简单而规则. 2、工件最小孔尺寸为3.5φ 查表1-1冲孔地最小尺寸,硬钢:3.595.15.13.13.1min ≤=⨯==t d ,可行. 3、27.0016+φ、33.0030+φ均为13IT ,其它尺寸为未注公差尺寸,按14IT ,可行.4、圆角半径R3=2t 可行.仅翻边之R2处略小,查表1-4最小相对弯曲半径8.0min≥tr ,仍属可行.综上,本冲压件工艺性良好. (三)确定工艺方案1、选择基本工序从零件形状看,属于一般带凸缘拉深件.可直观分析出需要以下基本工序:落料、拉深、冲孔、切边.底部16φ孔形成可有多种方案:(1)拉深成阶梯形,然后车去底部;(2)拉深成阶梯形,然后冲去底部;(3)只拉成33.0030+φ,冲底孔再翻边成形.其中第一方案质量较高,但生产效率低,且费料.第二方案要求底部圆角愈小愈好(接近于零),为此要增加整形工序,且质量不易保证.第三方案生产率高,省料,质量能满足要求故采纳之.2、确定冲压次数和冲压顺序 (1)先判断可否一次翻边成功A 、翻边前半成品形状尺寸(见上图),翻边尺寸如下:5.175.11651722=+==-=D HB 、求翻边之预孔直径,查表1-42可知()()38.115.172.0243.0525.1772.043.020=⨯-⨯-⨯-=---=t R H D dC 、查圆孔翻边之极限翻边系数,查表1-46可知59.75.138.110==d ,冲预孔,得5.0min0min 0==Dd K D 、求一次翻边后可达极限翻边高度,查表1-42可知()()532.65.172.0243.05.0125.1772.043.01272.043.01272.043.02max 000≥=⨯+⨯+-=++-=++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++-=H t R K Dt R D d D t R d D H可以一次翻边成功.(2)拉深次数与各次拉深直径地确定 A 、初步计算毛坯直径0D确定修边余量δ,拉深后筒壁直径5.315.130=+=d ,9.15.3160≈=dd f ,查表1-32可知5.2=δ 切边前凸缘直径:655.22602=⨯+=+=δf F d d 根据1-30可知毛坯直径:2.775.3125.1344.325.125.1175.3146544.34220≈⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯⨯+=-+=rd dH d D F B 、确定能否一次拉成查表1-35附1表:凸缘相对直径06.25.3165≈=d d F 毛坯相对厚度94.11002.775.11000≈⨯=⨯D t 第一次拉深地最大相对高度:42.051.0max11→=⎥⎦⎤⎢⎣⎡d H 实际相对高度:max 54.05.31171111⎥⎦⎤⎢⎣⎡≥==d h d h 不能一次拉成.C 、用逼近法确定第一次拉深直径初选42.01=m 、5.321=d D 、确定首次拉深凸、凹模圆角半径由教材P131得凹模圆角半径:()()5.65.15.322.778.08.0101≈⨯-⨯=-=t d D r取凸、凹模圆角半径相等:25.725.15.611=+==r R E 、重新计算毛坯,设第一次多拉5%为了保证凸缘部分在以后各次拉深中不参加变形,首次拉深时拉入凹模之材料地表面积比零件实际需要多3-5%,并在以后各次拉深时逐渐挤回凸缘部分.由204d F π=总,总F d π40=,将总F 分解为凸缘部分2F 和拉入部分1F 两部分,即21F F F +=总()22239654-=πF ()22221396542.774--⨯=-=ππF F F 总 ()[]()2.78270405.132********.139652.7722222/0≈+⨯=-+⨯--=DF 、校核相对高度11d h 是否超过表1-35附1表之最大相对高度max11⎥⎦⎤⎢⎣⎡d h 根据rd dH d D F 44.3420-+=可导出凸缘圆筒形件拉深各次高度地通式: ()n F nn r d D d h 86.025.0220+-=()()5.2025.786.0652.785.3225.086.025.022122011=⨯+-=+-=r d D d h F 63.05.325.2011==d h ,查表(25.32651==d d F ,92.11002.785.11000≈⨯=⨯D t )得:42.051.0max 11→=⎥⎦⎤⎢⎣⎡d h ,max111163.0⎥⎦⎤⎢⎣⎡≥=d h d h ,变形程度过大,应重选1m . 选8.1=N 档:47.01=m ,1.361=d()()1.1925.786.0652.781.3625.086.025.022122011=⨯+-=+-=r d D d h F 53.01.361.1911==d h ,查表得48.058.0max11→=⎥⎦⎤⎢⎣⎡d h ,为安全起见再次减少变形程度. 选5.1=N 档:56.01=m ,3.431=d()()9.1625.786.0652.783.4325.086.025.022122011=⨯+-=+-=r d D d h F39.03.431.1611==d h 查表得58.070.0max11→=⎥⎦⎤⎢⎣⎡d h ,可行. G 、用推算法确定拉深次数及各次拉深直径首次56.01=m ,5.313.431≥=d ,需多次拉深,以后各次拉深系数由教材表5-2查明,见(3)确定各工序尺寸及顺序A 、各次拉深凸凹模圆角半径地确定,取各次i i R r =()()4.55.1482.788.08.0101≈⨯-⨯=-=t d D r ,取5.5=irB 、计算各次拉深高度:()i F i ii r d D d h 86.025.0221+-=- 第一次多拉5%,应在以后各次返回.()()32.1425.686.0652.784825.086.025.022122011=⨯+-=+-=r d D d h F 第二次多拉2%,在第一次基础上返回3%.假想毛坯直径:()[]()62.77396502.139652.77222220≈-+⨯--=D()()93.1575.486.06562.773825.086.025.022222122=⨯+-=+-=r d D d h F 第三次按需要拉,在第二次基础上返回2%,已全部返回.173=h3、工序组合形式地确定本例按以下三种情况来进行分析 (1)、按工序分散原则,均按基本工序进行(不合并),优点是模具简单,制造容易,成本低,故障少.缺点是工序数多,生产效率低.适合批量较小地情况.2、工序高度集中,全部基本工序合并.即采用连续拉深冲压成形(多工位自动冲模).优点:生产率高,缺点:模具结构复杂,尺寸大,制造困难,成本高,使用中发生故障地可能性大.适合大量生产.3、部分工序组合,其余工序按基本工序进行.这种情况比较适合本例.但具体哪些组合,哪些分开要认真分析.(1)落料与首次拉深组合.见教材P193图10-3,结构合理,为常见之工序组合形式. (2)冲翻边预孔与翻边组合.见教材P194图10-10,其核心零件凸凹模壁厚太小易损坏. (3)冲翻边孔与冲4- 5.3小孔组合.见教材P195图10-12,模具刃口不在同一产面内,不易吃平且刃磨不便.(4)翻边与切边组合.见教材P195图10-13,一般应将切边放在最后以免冲小孔时外圆失圆,故本组合欠妥.(5)落料拉深冲底孔.见教材P195图10-14,底孔冲出后在第二次拉深时会变形.(6)冲4-5.3小孔与切边组合.见教材P194图10-11,若“凸凹模”之壁厚大于允许地最小壁厚则为可行地方案综上所述,本例决定采用落料与首次拉深合并,其余按单工序地方案.其中第三次拉深兼有整形作用.(四)确定模具类型及结构型式模具类型主要指简单模、连续模或复合模.在上一步确定工艺方案时已基本确定第一道工序为复合模,其余为简单模.模具结构型式主要指:(1)工作部件(凸模、凹模、凸凹模)地结构型式和固定方法;(2)定位及挡料零件地结构型式;(3)卸料,推顶件及压料装置地结构型式;(4)导向装置地结构型式等.本课题只需考虑指定设计地那一套模具地结构形式(模芯部分可参考教材P193-194,模架部分自行考虑),绘制出方案设计图纸.(五)其它工艺计算(只进行指定工序之模具地计算)毛坯尺寸,主要工序尺寸已在前面步骤(三)中进行,还需进行以下内容计算: 1、合理间隙地确定;2、凸凹模工作部分(刀口)尺寸地计算;3、冲压力,卸料力,压边力等地计算;4、模具闭合高度地计算;5、橡胶(或弹簧)有关尺寸地计算等.(六)选择冲压设备:详见“指导书”P22-26介绍.(七)填写冲压工艺过程卡:参照“指导书”P16表1-12.(八)绘制指定零件地工作图:应严格按照有关机械制图、公差配合,形位公差,金属材料及热处理,表面粗糙度等方面地国家标准绘制.本次课程设计要求绘制下列零件地工作图(选画3张)1、凸模、凹模、凸凹模中选择一个零件;2、上模座或下模座;3、凸模固定板、凹模固定板、导柱、导套中选择一个零件;(九)撰写设计说明书按以下格式与内容编写:封面目录设计任务书设计说明一、前言(本课程设计地目地,内容等)二、冲压工艺规程地制订(零件地冲压工艺性分析,冲压工艺方案地拟定,模具类型及结构型式地确定,必要地工艺计算选择冲压设备;填写冲压工艺过程卡等)三、模具设计(方案设计图及零件工作图设计地有关说明)四、设计评价及心得体会五、参考文献资料明细表8-11冲压工艺卡片65 1.5“冲压工艺与模具设计”设计任务书题目:罩壳零件地冲压工艺与模具设计内容:1、冲压工艺过程卡1份2、设计模具装配图1张3、设计模具零件图3张4、编写课程设计说明书1份原始资料:1、工件零件图1张2、生产类型按大批量生产3、生产条件按中型机械制造企业具体要求:单号:设计落料--拉深复合模(㎝-1);双号:设计冲孔--切边复合模(㎝-2)模具装配图须手工绘图,图幅A1或A2,比例1:1,符合国标.装配图应包含基本视图、冲件图(排样图),标题栏,明细表,序号按顺时针(序号、名称、数量、材料、备注:标状号、热处理),标准图框.零件图3张,可电脑画,符合国标和工厂生产用图要求时间安排:11月22日――12月1日,8个工作日.综合考虑:(1)定位问题;(2)卸料、推件、顶件、压边等问题;(3)导向问题画图技巧:(1)如何阶梯剖?(2)布置好螺钉销钉(上下模对应);(3)注意正确应用国标. 设计零件附图:版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. 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摘要:为了适应中小企业对模具设计人才的需要,培养既懂工艺又能进行模具设计的高素质技能型人才,编制一本适合高职学生使用的实用教材,显得尤为必要。
作者针对冲压工艺与模具设计课程,结合高职学生学习、认知习惯和企业模具设计实际,选择了典型的以模具设计顺序为主线的模具设计案例,编写了校本教材,为本院课程的教学改革作了一些有益的探索。
关键词:冲压工艺与模具设计校本教材任务驱动
冲压工艺与模具设计是我院模具设计与制造专业的一门主干核心课程,其主要任务是培养学生掌握冲压工艺编制和模具设计等相关知识。
通过该课程的学习,学生会具有一般复杂程度的冷冲压工艺编制与模具设计的基本能力,掌握冲压模具设计的程序、规范、方法和技巧等。
冲压工艺与模具设计课程的教学重点主要有两方面:一是冲压工艺规程编制及现场工艺的施工;二是能进行一般冲模,如冲裁模、弯曲模、拉深模等的设计。
因而教师要围绕这两个主题组织教学工作。
一、现有教材概况
现有的冲压工艺与模具设计教材虽然基本内容来自实践,也符合先基础后专业、先理论后实践的常规教学顺序,但这些教材内容基本是沿用本科的学科体系来编写,理论偏多,案例偏少,对基础相对较差的高职学生来说,学习上有一定难度。
目前也有许多所谓项目化教材、任务引领式教材,大多数只是在学科体系的教材的基础上改变一下章节的叫法,将章节改为项目,换汤不换药,不是真正意义上的任务驱动教材。
课程学完后,在学生进行课程设计和毕业设计时,教材不能起示范指导作用。
所以校本教材、教参的开发建设是当务之急[1]。
按照专业改革试点方案[2],冲压工艺与模具设计课程属于学校控制课程(校本课程)。
在开发教材之前,要进行市场调研,了解社会需求,仔细记录该专业毕业生的就业岗位,每个岗位需要的知识、技术、能力与素质。
在此基础上,以学校教师为主,结合企业的工程师、技师等的意见,从而确定教学目标,围绕这个目标编写校本教材。
教材的内容要体现冲压件工艺性分析、冷冲模结构认识、冷冲模设计方法等内容,删除纯理论的塑性成形原理部分。
在教材的最后,安排常用的一些相关的国家标准,以便学生在课程设计、毕业设计时参考。
二、校本教材内容选取
根据走访企业情况,结合学习领域的认知规律,选择四大模块作为教材的主要内容。
1.成形设备
冲压生产所使用的设备主要是各种机械压力机,其中以曲柄压力机为主。
因而,该模块安排曲柄压力机为主要内容,主要包括曲柄压力机的组成、工作原理、各组成部分的作用,曲柄压力机类型和应用场合,曲柄压力机的参数和选择原则,等等。
2.冲裁模设计
冲裁是冲压生产中应用最广的工序,它既可以直接生产成品零件,又可以为弯曲、拉深、成形等工序提供工序件。
企业中大部分零件是由冲裁加工而得,因而学习冲裁模具的设计是学习其他冲压模具设计的前提。
为了学习好冲裁模具设计,需将冲裁模设计作为几大模块的重点内容,安排落料、冲孔等工序为主要内容。
在这些工序中还要将单工序模设计、连续模设计、复合模设计作为核心内容来安排,让学生通过该模块的学习,能掌握一般复杂程度冲裁模的设计方法。
3.弯曲模设计
弯曲模设计是冲压模具设计的重要内容。
许多产品中的零件,比如汽车上的各类梁都是用弯曲工序完成的。
弯曲模设计不同于冲裁模设计,准确的工艺计算难,模具动作复杂、结构设计规律性不强。
为了学好该模块的知识和技能,需选用典型的弯曲件做案例来编排教学
内容,这样可使学生通过案例掌握弯曲模的设计方法。
4.拉深模设计
拉深是成形工序中的主要工序,许多开口空心件是用拉深的方法来完成的,是成形生产的基础。
该工序结合弯曲、成形等工序,可以完成极为复杂的成形件,比如汽车的覆盖件等。
拉深工序中的工艺计算比较复杂,为了让学生学习好拉深模具的设计,必须学习好拉深工艺计算。
为此,需安排典型需多次拉深才能成形的筒形件作为案例来组织课程内容,让学生学习该模块后能熟练计算工序件的尺寸和模具尺寸,为拉伸模具设计打下基础。
三、教材内容组织
本教材按照模具设计的顺序,用典型零件作为各模块的媒介,以任务驱动的形式,将该典型零件模具设计贯穿每个模块的始终。
把所有模具设计涉及的理论和知识都渗透到模具的设计过程中。
具体个模块的任务为:
模块一:选择曲柄压力机的型号;
模块二:托板冲裁模设计;
模块三:支架弯曲模设计;
模块四:杯盖拉深模设计。
现以模块二为案例,介绍托板冲裁模设计。
首先介绍工作任务:针对如图1所示托板零件,其概况为,材料:q235;板料厚度:1.5mm;生产批量:大批量。
试编制冲压工艺与模具设计。
冲裁模设计的步骤为:
冲裁件的工艺性分析;冲裁工艺方案的确定;选择模具的结构形式;进行必要的工艺计算;模具的主要零部件设计;校核模具闭合高度及压力机有关参数;绘制模具总装图和零件图。
教材编写按照冲裁模设计步骤展开。
为了对托板零件进行冲裁件的工艺性分析,就要安排冲压工序的相关知识,此时需链接到基本知识的学习,包括冲压的基本工序;冲裁、落料、冲孔等概念;介绍冲裁件的工艺性分析知识,根据知识分析托板的冲裁工艺性,得出结论:托板零件的冲压工序为冲孔、落料。
冲裁工艺方案的确定,链接单工序、多工序(包括连续冲裁、复合冲裁)等相关知识的学习。
根据所学知识对托板拟定工艺方案,并分析该方案,选择最适合的方案,最后得出结论:采用冲孔、落料连续生产。
选择托板模具的结构形式,就要链接到模具结构的学习上,安排单工序模具、连续模具和复合模具等结构的学习。
根据所学知识,选择托板需要选择的模具结构形式为:用始用挡料销初定位,固定挡料销粗定位,导正销精定位的导板式冲孔、落料连续模结构。
工艺计算包括:排样设计与计算;冲压力的计算;模具压力中心的计算;凸、凹模工作部分尺寸及其制造公差的计算;弹性元件计算与选用等内容;根据该内容需要链接以上相关知识,根据所学知识完成托板冲裁工艺和模具设计的相关工作任务。
模具的主要零部件设计,需链接到模具零件的分类,各零件的作用和设计方法,从而安排相关内容。
根据所学知识设计、计算各零件的结构和尺寸。
当模具零件设计完成后,绘制出模具的总装配图,校核模具闭合高度及压力机有关参数,确认选择的压力机是否符合要求,最后绘制出全部非标零件图。
到此,本工作任务完成。
其他几个模块的内容组织与此类同。
四、结语
本教材以任务驱动的方式编写,经过企业工程技术人员的精心审核和润饰,已经完成了样稿。
我院本届有模具设计专业两个平行班级,一个班采用一般教材,另一个班使用本教材。
从使用的效果和学生的反应看,使用校本教材的学生普遍反映该教材更适合他们的学习习惯,
效果非常好。
而另一个班在知识的学习和模具设计的技能上都不及采用前者,这一点从课程设计、期末考试的成绩中得到了有力的证明。
总之,为了培养高等职业院校学生的综合素质,适应各类企业对模具设计专业学生的要求,开发适合高职学生学习特点的以任务驱动式的校本教材,既很及时,又很必要。
参考文献:
[1]朱正才.高等院校教学改革思考.教师教育研究,2008.6.
[2]王伟廉等.高等学校教学改革的理论研究[m].昆明:云南教育出版社,1993.
[3]群慧.培养高等技术应用性人才的必由之路[j].中国教育报,2000,(1):3-13.
本文系2011南京交通职业技术学院教学基本建设项目阶段性研究成果之一(编号:
jx1121)。