【正文】 冷沖壓工藝與模具設計教案 教師姓名 楊秋明 授課班級 授課形式 講課 授課日期 授課時數(shù) 2 授課章節(jié)名稱 緒論 1．概念 2．特點 3．地位 4．發(fā)展 5．教學方法 第一章 冷沖壓概論 冷沖壓基本工序及模具 教學目的 1．掌握冷沖壓的基本概念 2．掌握冷沖壓的特點 3．了解冷沖壓模具的地位與發(fā)展趨勢 4．了解本課程的教學方法 5．掌握冷沖壓的基本工序及模具形式 教學重點 1．講解冷沖壓的基本概念 2．分析冷沖壓工藝及模具的特點 3．冷沖壓的基本工序及 模具形式的分析 教學難點 冷沖壓的基本工序及模具形式的分析 更新、補充、刪節(jié)內容 使用教具 多媒體設備 課外作業(yè) 1．名詞解釋：冷沖壓、冷沖壓模具、分離工序、塑性變形工序、單工 模、級進模、復合模 2．冷沖壓加工有哪些特點？ 課后體會 授 課 主 要 內 容 或 板 書 設 計 緒論 1．概念 冷沖壓 (cold pressing)：指建立在金屬材料塑性變形的基礎上，在常溫下利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得一定 形狀、尺寸和性能的零件的一種壓力加工方法。 冷沖壓模具：指在冷沖壓加工中，將材料 (金屬或非金屬 )加工成零件 (或半成品 )的一種特殊加工裝備。 2．冷沖壓加工的特點 （ 1）節(jié)省材料：冷沖壓屬少、無切削加工；其材料查以進行套用 （ 2）制品有較好的互換性：冷沖壓件的尺寸公差由模具保證，且一般無需做進一步機械加工，因而具有“一模一樣”的特征。 （ 3）冷沖壓可以加工壁薄、重量輕、形狀復雜、表面質量好、剛性好的零件。 （ 4）生產(chǎn)效率高：普通壓力機每分鐘可生產(chǎn)幾十件；高速壓力機每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件或上千件。 （ 5）操作簡單： 對操作工而言，無特殊的專項技能要求。 （ 6）制品成本低：由材料利用率、生產(chǎn)效率和操作簡單而得。 3．沖壓加工和模具在生產(chǎn)中的地位 （ 1）模具已成為一個獨立的行業(yè)； （ 2）模壓成形在加工成形中已占 70%以上； （ 3）沖壓成形在模壓成形中約占 55%以上； （ 4）模具水平體現(xiàn)一個國家 (或地區(qū) )制造業(yè)的水平； 4．沖壓技術和沖模的發(fā)展 （ 1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化：彈塑變形的有限元分析、應力應變分析的計算機模擬等。 （ 2）模具設計制造技術的現(xiàn)代化： CAD、 CAM及 CAD/CAM 一體化。 （ 3）沖壓生產(chǎn)的機械化與自 動化： （ 4）沖壓成形的新工藝：高能成形、簡易模具、組合模具、數(shù)控沖壓、沖壓柔性制造技術(FMS)。 （ 5）沖壓材料性能的提高： 5．教學方法 （ 1）課程位置：本專業(yè)之主要專業(yè)課。 （ 2）采用案例教學法。 （ 3）學生帶著問題學。 （ 4）課外作業(yè)課內完成，即每次課有 10~15分鐘做作業(yè)的時間。（占考核成績的 20%） （ 5）課外完成 3 項大型作業(yè)。（占考核成績的30%） （ 6）考試采用開卷，題目為“設計一沖壓件所用模具”，無復習環(huán)節(jié)。（占考核成績的 50%） 第一章 冷沖壓概論 冷沖壓基本工序及模具 沖壓工序 分離工序：指沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定的輪廓相互分離的工序。 沖孔、落料、切斷、切口、切邊、剖切、整修 塑性成形工序：指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求的零件。 彎曲、拉深、成形、冷擠壓 模具 單工序模：指在沖壓的一次行程過程中，只能完成一個沖壓工序的模具。 級進模：指在沖壓的一次行程過程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 復合模：指在沖壓的一次行程過程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 教師姓名 楊秋明 授課班 級 授課形式 講課 授課日期 授課時數(shù) 2 授課章節(jié)名稱 第一章 冷沖壓概論 冷沖壓基本工序及模具 常用沖壓工序分類及相應模具 沖壓模具的基本結構組成 常用沖壓模具的類型 教學目的 1．掌握常用沖壓工序的名稱與特征 2．掌握沖壓模具的基本結構組成 3．了解常用沖壓沖壓模具的結構類型 教學重點 1．講解常用沖壓工序的名稱與特征 2．分析沖壓模具的基本結構組成 3．講解常用沖壓沖壓模具的結構類型 教學難點 沖壓模具 的基本結構組成的分析與應用 更新、補充、刪節(jié)內容 使用教具 多媒體設備 課外作業(yè) 1．名詞解釋：沖裁、沖孔、落料、壓彎、拉深、成形 2．冷沖壓模具有哪些基本零件組成？ 課后體會 授 課 主 要 內 容 或 板 書 設 計 冷沖壓基本工序及模具 常用沖壓工序分類及相應模具 分離工序 （ 1）沖孔 (piercing)：用沖孔模沿封閉輪廓沖裁工件或毛坯，沖下部分為廢料。 （ 2）落料 (blanking)：用落料模沿封閉輪廓沖裁板料或條料，沖下部分 為制件。 （ 3）切斷 (cutoff)：用剪刃或模具切斷板料或條料的部分周邊，并使其分離。 （ 4）切口 (notching)：用切口模將部分材料切開，但并不使它完全分離，切開部分材料發(fā)生彎曲。 （ 5）切邊 (trimming)：用切邊模將坯件邊緣的多余材料沖切下來。 （ 6）剖切 (parting)：用剖切模將坯件 (彎曲件或拉深件 )剖成兩部分或幾部分。 （ 7）整修：用整修模去掉坯件外緣或內孔的余量，以得到光滑的斷面和精確的尺寸。 塑性變形工序 （ 1）彎曲 (bending)：指把平面毛坯料制成具有一定角度和尺寸要求的一 種塑性成形工藝。 1）壓彎：用彎曲模將平板 (或絲料、桿件 )毛坯壓彎成一定尺寸和角度，或將已彎件作進一步彎曲。 2）卷邊：用卷邊模將條料端部按一定半徑卷成圓形。 3）扭彎：用扭曲模將平板毛坯的一部分相對另一部分扭轉成一定的角度。 （ 2）拉深 (drawing)：指將一定定形狀的平板毛坯通過拉深模沖壓成各種形狀的開口空心件；或以開口空心件為毛坯通過拉深進一步使空心件改變形狀和尺寸的冷沖壓加工方法。 變薄拉深：用變薄拉深模減小空心件毛坯的直徑與壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。 （ 3）成形：指通過板料的局部變形來改變毛坯的形狀和尺寸的工序的總稱。 1）脹形 (bulging)：指從空心件內部施加徑向壓力，強迫局部材料厚度減薄和表面積增大，獲得所需形狀和尺寸的冷沖壓工藝方法。 2）起伏成形 (cmbossing)：指平板毛坯或制件在模具的作用下，產(chǎn)生局部凸起 (或凹下 )的沖壓方法。 3）翻邊 (planging)：指利用模具將工件上的孔邊緣或外緣邊緣翻成豎立的直邊的沖壓工序。 4）縮口 (necking)：指將預先拉深好的圓筒或管狀坯料，通過模具將其口部縮小的沖壓工序 。 5）整形 (sizing)：指利用模具將彎曲或拉深件局部或整體產(chǎn)生不大的塑性變形的沖壓工序。 6）校平 (flattening)：指利用模具將有拱彎、翹曲的平板制件壓平的沖壓工序。 沖壓模具的基本結構組成 工藝構件 （ 1）工作零件：用于成形制件 1）凸模：其外輪廓為成形制件的工作部分。 2）凹模：其內輪廓為成形制件的工作部分。 3）凸凹模：其內外輪廓為成形制件的工作部分。 （ 2）定位零件：用于確定被沖壓材料在模具中的相對正確位置。 其形式有：定位板、 定位銷、擋料銷、導正銷、導尺、側刃等。 （ 3）壓料、卸料及出料零件：用于保證沖壓材料在沖壓過程中平穩(wěn)及沖壓完成后順利離開模具。 其形式有：卸料板、推件裝置、頂件裝置、壓邊圈、彈簧、橡膠墊等。 輔助構件 （ 1）導向零件：用于保證上下模的導向精度。 其形式有：導柱導套、導板、導筒等。 （ 2）固定零件：用于支撐模具一所有其它零件。 其形式有：上模座、下模座、模柄、 (凸、凹模 ) 固定板、墊板、限位器等。 （ 3）堅固及其它零件 其形式有：螺釘、銷釘、鍵、其它 常用沖壓模具的類 型 簡單沖壓模 級進沖壓模 復合沖壓模 教師姓名 楊秋明 授課班級 授課形式 講課 授課日期 授課時數(shù) 2 授課章節(jié)名稱 第二章 沖裁工藝與沖裁模具的設計 設計程序 教學目的 了解沖裁工藝與沖裁模具的設計程序 教學重點 講解沖裁工藝與沖裁模具的設計程序 教學難點 沖裁工藝與沖裁模具的設計程序中的反復和比較 更新、補充、刪節(jié)內容 沖裁制件實例介紹 使用教具 多媒體設備 課外作業(yè) 列出沖裁工藝與沖裁模具的設計程序 課后體會 授 課 主 要 內 容 或 板 書 設 計 第二章 沖裁工藝與沖裁模具的設計 設計程序 案例 1．電機轉子 2．電機定子 3．機芯自停桿 4．電位器接線片 審圖 沖裁工藝性分析 沖裁工 藝方案制定 排樣 刃口尺寸計算 沖壓力及壓力中心計算 凸、凹模結構設計 總體結構設計 沖壓設備選擇 沖裁模裝配圖繪制 非標零件圖繪制 教師姓名 楊秋明 授課班級 授課形式 講課 授課日期 授課時數(shù) 2 授課章節(jié)名稱 審圖與沖裁工藝性分析 教學目的 1． 掌握沖裁工藝性要求及工藝性分析方法 2．了解沖壓材料的種類及性能 教學重點 沖裁工藝性要求及工藝性分析方法 教學難點 沖裁件工藝性分析方法 更新、補充、刪節(jié)內容 沖裁案例 使用教具 多媒體設備 課外作業(yè) 沖裁有哪些工藝性要求？ 課后體會 授 課 主 要 內 容 或 板 書 設 計 審圖與沖裁工藝性分析 審圖 所謂審圖，即審查所給制件的尺寸是否齊全，各尺寸公差和形位公差 的精度等級。 裁工藝性要求 1．結構工藝性要求 （ 1）形狀應盡可能簡單、對稱，圓形、矩形等規(guī)則的幾何形狀組成的幾何圖形為較佳； 案例分析 （ 2）無過長的懸臂、狹槽，所謂懸臂、狹槽，即其寬度 b≤ 2t； 案例分析 （ 3）孔間距、孔邊距不能太小，所謂過小孔間距，即指 b2＜ 2t，所謂過小孔邊距，即指b1＜ ； 案例分析 （ 4）沖裁件的外形或內孔的轉角處應避免存在尖銳的清角，采用圓角過渡為較佳； 案例分析 （ 5）孔不能過小。 案例分析 案例結構工藝性小結 2．沖裁件的尺寸精度和粗糙度 （ 1）普通沖 裁： IT10~IT11 級， Ra= m； 案例分析 （ 2）沖孔精度比落料精度高一級。 案例分析 案例尺寸精度和粗糙度要求小結 3．沖裁材料 （ 1）沖裁材料包括金屬材料、非金屬材料和復合材料。 金屬材料有：鋼、銅、鋁、鎂、鎳、鈦、各種貴重金屬及各種合金。 非金屬材料有：紙板、纖維板、塑料板、皮革、膠合板等。 復合材料有：涂層板、復合板等。 （ 2）沖裁件材料選取原則 1）對沖裁材料機械性能的要求 具有一定的強度和韌性，避免過硬、過軟、過脆。 2）對材料規(guī)格的要求 材料厚度公差應符合國 家標準，厚薄均勻，避免采用邊角料。 3）沖裁件材料的選取原則 廉價代貴重，薄料代厚料，黑色代有色 案例材料工藝性分析小結 教師姓名 楊秋明 授課班級 授課形式 講課 授課日期 授課時數(shù) 2