模具设计与制造教案.docx

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模具设计与制造教案

浙江信息工程学校教案纸（）

施教日期年月日星期二

章节及课题

绪论

课型

专业理论课

教时

课时

教学目标

.了解什么是“有效课堂教育”

、了解本课程研究的对象、内容；

、模具的基本概念

、模具的分类

、模具设计及制造要求

、模具技术现状及发展方向

、模具的重要性

教学重点：

了解本课程研究的对象、内容。

教学难点：

模具的分类

模具的重要性

教具（工量具）准备：

多媒体

浙江信息工程学校教案纸（）

板书设计：

一、模具的基本概念

二、模具的分类

、金属板料成形模具

、金属体积成形模具

、非金属材料成形模具

三、模具技术现状及发展方向

教学后思：

、本课程内容学生是第一次接触，由于和生活及今后工作有一定的联系，学生听的比较认真；

、由于是第一次接触，对模具这个概念还比较模糊，需要在今后的课堂中仔细讲解。

浙江信息工程学校教案纸（）第教时

步骤

用时

教师活动

学生活动

备注

.复习引入

新课讲解

课堂小结

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

开场白：

什么是“有效课堂教育”？

说说你心目中的有效课堂教育是怎么样的

一、说说什么是模具？

二、在日常生活中哪些东西是用模具做成的？

根据学生回答，帮助整理：

模具是工业产品生产用的重要工艺装备，它是以其自身的特殊形状通过一定的方式使原

材料成形（成型）。

现代产品生产中，模具由于其加工效率高、互换性好、节省原材料，所以得到广泛的应用。

生活中很多东西都是用模具做成的，可是不是每一样都是用同样的模具做的，而是有很大区别的。

按成形的对象和方式来分，模具大致可以分为三类：

金属板料成形模具，如冷冲压模；金属体积成形模具，如锻造模、粉末冶金模、压铸模等；非金属材料成形模具，如塑料模、玻璃模、陶瓷模等。

其中使用量最大的是冲压模和塑料模，约占模具总量的左右。

我国未来模具技术发展趋势可以归纳为以下几点：

（）全面推广应用技术

（）不断提高模具标准化程度

（）优质材料及先进表面处理技术的应用

（）模具制造技术的高效、快速、精密化

（）逆向工程技术

（）模具研磨抛光的自动化、智能化

一、模具的基本概念

二、模具的分类

三、模具技术现状及发展方向

点名回答

1.小组讨论

2.说出自己的想法，说说有效课堂的作用

说出自己的想法

认真听讲

让学生看书本内容，学生有不明白提出

认真听讲

做好笔记

师生合作来讨论回答问题，让学生更加掌握这节课重点

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施教日期年月日星期三

章节及课题

冲压成形特点及分类

课型

专业理论课

教时

课时

教学目标

．掌握冷冲压的基本概念

．掌握冷冲压的特点

．掌握冷冲压的基本工序及模具形式　

教学重点：

．讲解冷冲压的基本概念

．分析冷冲压工艺及模具的特点

．冷冲压的基本工序及模具形式的分析

教学难点：

冷冲压的基本工序及模具形式的分析

教具（工量具）准备：

　多媒体设备

浙江信息工程学校教案纸（）

板书设计：

．名词解释：

冷冲压、冷冲压模具、分离工序、成形工序

．冷冲压加工有哪些特点？

教学后思：

数控技术本学期实训时间为周，实际教学时间只有周，需合理安排上课内容。

第一次课在教室上，以后的课都在基地机房上，并进行学习小组的划分，确定小组长。

浙江信息工程学校教案纸（）

第教时

步骤

用时

教师活动

学生活动

备注

1.复习

引入

2.新课

讲解

.课堂

小结

.作业

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

冲压成形是指在压力机上通过模具对板料金属（或非金属）加压，使其产生分离或塑性变形，从而得到具有一定形状、尺寸和性能要求的工件的加工方法，它是塑性成形的加工方法之一。

冲压成形特点

一、冷冲压（）：

指建立在金属材料塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种压力加工方法。

冷冲压模具：

指在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊加工装备。

二、和其他的加工方法（如机械加工）相比，冲压成形具有以下一些特点：

（）可以获得其他加工方法不能或难以加工的形状复杂的零件，如汽车覆盖件、车门等。

（）由于尺寸精度主要由模具来保证，所以加工出的零件质量稳定，一致性好，具有“一模一样”的特征。

（）材料利用率高，属于少、无切屑加工。

（）可以利用金属材料的塑性变形提高工件的强度、刚度。

（）生产率高，操作简便，易于实现自动化。

（）模具使用寿命长，生产成本低。

冲压工序分类

冲压工序按变形性质可分为分离工序和成形工序两大类。

（）分离工序〓被加工材料在外力作用下因剪切而发生分离，从而形成具有一定形状

和尺寸的零件，如剪裁、冲孔、落料、切边等。

（）成形工序〓被加工材料在外力作用下，发生塑性变形，从而得到具有一定形状和

尺寸的零件，如弯曲、拉深、翻边等。

（）复合工序〓是指将上述两种或两种以上不同工序集中在一幅模具中完成。

常用的冲压工序表见书本

．冷冲压的基本概念

．冷冲压的特点

．冷冲压的基本工序及模具形式

认真听讲，

思考所讲内容

观看书本，结合进行讲解

结合图片理解内容

及学生讨论

观看书本，结合进行讲解

观看书本，结合进行讲解

结合书本表所示，理解内容

师生合作讨论来回答问题，巩固本节课重点内容

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施教日期年月日星期五

章节及课题

冲压成形的基本理论

课型

专业理论课

教时

课时

教学目标

.掌握金属塑性变形的基本概念；

.掌握影响塑性变形的主要因素；

.了解塑性变形的力学基础和冲压成形方法的力学特点。

了解板料力学性能及成形性能的关系

教学重点：

金属塑性变形的基本概念；

教学难点：

影响塑性变形的主要因素

教具（工量具）准备：

多媒体设备

浙江信息工程学校教案纸（）

板书设计：

一．名词解释

1、塑性

2、塑性变形

3、加工硬化

二、影响塑性变形的主要因素

三、真实应力应变图

四、了解板料力学性能及成形性能的关系

教学后思：

班级有几位学生的基础较好，对学习有一定的帮助。

但是有些基础比较差，上课时需区别对待，适当补充其他内容。

课堂作业检查：

多关注班级几个纪律比较差的同学（许晓龙，何张钢，徐彪）

浙江信息工程学校教案纸（）

第教时

步骤

用时

教师活动

学生活动

备注

.复习

引入

3.新课

讲解

.课堂

小结

.作业布置

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

．冷冲压的基本概念？

．冷冲压的特点？

．冷冲压的分类？

塑性、塑性变形及塑性条件

一、.塑性

塑性是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力。

.塑性变形

在外载荷的作用下物体发生的永久性的变形

材料的塑性是塑性加工的依据，冲压成形时总希望被冲压的材料具有良好的塑性。

金属材料的塑性及柔软性概念不同，柔软性只是物质变形抗力的标志，它及金属材料塑性没有直接的联系，软的材料塑性不一定好；同样，塑性好的材料不一定是柔软的。

例如奥氏体不锈钢在室温下具有良好的塑性，但其变形抗力却很大（即柔软性差）。

同一变形条件下不同的材料具有不同的塑性，同一种材料在不同的变形条件下又会出现不同的塑性。

例如金属铅在一般情况下变形时，具有极好的塑性，但在三向等拉应力的作用下却会像脆性材料一样被破坏，而不产生任何塑性变形；大理石在一般情况下，毫无塑性，但在三向压应力的作用下可以产生一定的塑性变形。

此外，某些金属在一定的温度及低的变形速度下进行拉伸，可得到几倍、甚至几十倍的均匀拉伸变形，即达到金属的超塑性状态。

二、影响塑性变形的主要因素

影响金属材料塑性变形的因素有两方面：

一是金属材料本身，有晶格类型、化学成分和金相组织等；二是外部条件，有变形温度、变形速度和应力状态等。

真实应力应变曲线

一、加工硬化

金属变形过程中随着塑性变形程度的增加，其变形抗力（即每一瞬间的屈服强度σ）增加，硬度提高，而塑性和塑性指标（δ、ψ）降低，这种现象称为加

工硬化

二、金属的应力应变图

三、板料力学性能及成形性能

1.屈服强度σ

2.屈强比σσ

.伸长率

.硬化指数和弹性模数

.厚向异性系数γ

.板平面各向异性系数Δγ

.金属塑性变形的基本概念；

.影响塑性变形的主要因素

.金属的应力应变图

学生思考问题，回顾上节课的重点知识

观看书本，结合进行讲解

观看书本，结合进行讲解

学生互相讨论、理解内容

师生合作讨论来回答问题，巩固本节课重点内容

浙江信息工程学校教案纸（）

施教日期年月日星期二

章节及课题

冲压常用材料冲压设备

课型

专业理论课

教时

课时

教学目标

.了解冲压材料的基本要求

.掌握常用冲压材料及力学性能

.了解常用的冲压设备

.掌握压力机型号的表示方法

教学重点：

一、冲压材料及力学性能

二、压力机型号

教学难点：

各压力机型号的表示方法

教具（工量具）准备：

多媒体教学

浙江信息工程学校教案纸（）

板书设计：

一、冲压常用的材料

黑色金属

金属材料

冲压材料有色金属

非金属材料

二、冲压设备

.曲柄压力机

、液压机

教学后思：

部分学生对平面绘图比较熟悉，完成情况较好。

因为教学点位的问题（只有个），学生共人，有部分学生不能第一时间使用软件，无法按理论课一样正常上课。

课堂作业检查：

情况较上次好。

浙江信息工程学校教案纸（）

第教时

步骤

用时

教师活动

学生活动

备注

、复习

引入

、新课

讲解

、课堂

小结

、作业

布置

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

.金属塑性变形的基本概念；

.影响塑性变形的主要因素

.金属的应力应变图

冲压常用材料

一、冲压用材料的基本要求主要有以下两方面：

.冲压件的功能要求

冲压件必须具有一定的强度、刚度、冲击韧度等力学性能要求。

此外，有的冲压件还有一些特殊的要求，例如电磁性、防腐性、传热性和耐热性等。

二、冲压工艺的要求

冲压用材料必须具有良好的冲压工艺性能要求。

一般说来，伸长率大、屈强比小、弹性模量大、硬化指数高和厚向异性系数大有利于各种冲压成形工序

冲压常用材料及其力学性能

冲压加工常用的材料包括金属材料和非金属材料两类，金属材料又分为黑色金属和有色金属两类。

常用的黑色金属材料有：

（）普通碳素钢钢板，如〖〗、等。

（）优质碳素结构钢钢板，如〖〗、、、等。

（）低合金结构钢板，如〖〗（）、（）等。

（）电工硅钢板，如〖〗、。

（）不锈钢板，如〖〗、等。

非金属材料有胶木板、橡胶、塑料板等。

冲压设备

冲压设备选用是冲压工艺设计过程中的一项重要内容。

必须根据冲压工序的性质、冲压力的大小、模具结构形式、模具几何尺寸以及生产批量、生产成本、产品质量等诸多因素，结合现有设备条件进行。

曲柄压力机

一、曲柄压力机的结构及工作原理

曲柄压力机是冲压生产中应用最广泛的一种机械压力机。

曲柄压力机由工作机构、传动机构、操作机构、支承机构和辅助机构等组成。

二、曲柄压力机的型号

曲柄压力机的型号用英文字母和数字表示。

例如型号的意义

三、曲柄压力机的技术参数

（）公称压力（）

（）滑块行程

（）滑块行程次数

（）闭合高度

（）模柄孔尺寸

（）工作台尺寸和滑块底面尺

液压机

液压机工作平稳，压力大，操作空间大，设备结构简单。

在冲压生产过程中广泛应用于拉深、成形等工艺过程，也可应用于塑料制品的加工过程中。

.冲压材料的基本要求

.常用冲压材料及力学性能

.常用的冲压设备

学生思考问题，回顾上节课的重点知识

启发学生思考、讨论

观看书本，结合进行讲解

学生互相讨论、理解内容

观看书本，结合进行讲解

结合书本图片，做好要点笔记

师生合作讨论来回答问题，巩固本节课重点内容

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施教日期年月日星期三

章节及课题

第二章冲压工艺及冲裁件的工艺性

冲裁变形过程

课型

专业理论课

教时

课时

教学目标

.了解冲裁工艺的概述

.掌握冲裁件的工艺性

.掌握冲裁变形的三个过程

教学重点：

一、冲裁件的工艺性

二、冲裁变形的三个过程

教学难点：

冲裁三个变形阶段的特点

教具（工量具）准备：

多媒体

浙江信息工程学校教案纸（）

板书设计：

一、冲裁工艺概述

冲裁：

冲裁工艺的分类

二、冲裁的工艺性

三、冲裁变形过程

.弹性变形阶段

.塑性变形阶段

．断裂分离阶段

教学后思：

本次课是巩固练习，对以前所学的命令进行深入。

学生对三维线架图绘制比较不熟悉，个别学生完成情况较好（吴有为，朱利豪，徐斌，贾丹萍，许云）。

学习点位的问题，正在用自己的方法解决。

课堂作业检查：

薛凯、宁道红、唐春松作业完成不够好

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第教时

步骤

用时

教师活动

学生活动

备注

、复习

引入

、新课

讲解

.课堂

小结

、作业

布置

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

.冲压材料的基本要求

.常用冲压材料及力学性能

.常用的冲压设备

冲裁工艺概述

一、是指利用模具在压力机上使板料产生分离的冲压工艺，如图所示。

冲裁可直接冲出所需形状的工件，也可为其他工序制备毛坯。

冲裁时所使用的模具称为冲裁模。

—凸模；—凹模；—工件

二、工艺的种类很多，常用的有落料、冲孔、切断、切边、切口等，其中落料和冲孔应

用最多。

从板料上冲下所需形状的工件（或毛坯）称为落料；在工件（或毛坯）上冲出所需形状的孔（冲去部分为废料）称为冲孔。

三、冲裁的变形机理不同，冲裁工艺可以分为普通冲裁和精密冲裁两大类。

冲裁件的工艺性

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。

良好的冲裁工艺性能使材料消耗少、

工序数量少、模具结构简单且使用寿命长、产品质量稳定。

.冲裁件的形状和尺寸

.冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度

具体分析在书本

冲裁变形过程分析

一、裁过程中，冲裁模的凸、凹模组成上、下刃口，在压力机的作用下，凸模逐渐下降，接触被冲压材料并对其加压，使材料发生变形直至产生分离。

为了研究冲裁的变形机理，控制冲裁件的质量，就需要分析冲裁时板料分离的实际过程。

当模具凸、凹模间隙正常时，板料的变形过程可分为三个阶段，如图所示。

二、弹性变形阶段（图）

当凸模开始接触板料并下压时，凸、凹模刃口压入材料中，刃口周围的材料产生应力集中，从而产生弹性压缩、弯曲、拉伸等复杂变形。

.塑性变形阶段（图）

随着凸模继续压入，材料的内应力达到屈服极限，材料在及凸、凹模的接触处产生塑性剪切变形。

.断裂阶段（图）

板料内的应力达到强度极限后，随着凸模继续下压，在及凸、凹模的接触处，板料产生微小

裂纹。

.冲裁工艺的概述

.冲裁件的工艺性

.冲裁变形的三个过程

学生思考问题，回顾上节课的重点知识

观看书本，结合进行讲解

结合书本图片，做好要点笔记

结合书本图片、举例来理解内容

观看书本，结合进行讲解

结合书本图片，做好要点笔记

师生合作讨论来回答问题，巩固本节课重点内容

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施教日期年月日星期五

章节及课题

第二章冲裁变形过程分析

冲裁件断面特征

课型

专业理论课

教时

课时

教学目标

一、掌握冲裁件断面特征

二、了解排样设计原则

三、掌握排样的分类

教学重点：

一、冲裁件断面特征

二、排样的分类

教学难点：

冲裁件断面特征的分析

教具（工量具）准备：

多媒体

浙江信息工程学校教案纸（）

板书设计：

一、冲裁件断面特征

.圆角带.光亮带

．断裂带.毛刺

二、排样设计原则

三、排样分类

.有废料排样

.少废料排样

.无废料排样

教学后思：

学生比较习惯跟着老师的步骤来画图，现在需要培养学生自己的作图思路，并从中找到适合自己的、简洁的作图方法。

课堂作业情况较好。

由于班级的学生层次差得比较多，会的很会，不会的需从命令教起，上课的秩序很难控制。

完成的快的学生会打游戏，给课堂管理带来一定的难度。

浙江信息工程学校教案纸（）

第教时

步骤

用时

教师活动

学生活动

备注

、复习

引入

、新课

讲解

、课堂

小结

、作业

分钟

分钟

钟

钟

分钟

分钟

.冲裁工艺的概述

.冲裁件的工艺性

.冲裁变形的三个过程

冲裁件断面特征

一、常冲裁工作条件下，在凸模刃口产生的剪切裂纹及在凹模刃口产生的剪切裂纹是相互汇合的，这时可得到图所示的冲件断面，它具有如下四个特征区。

.圆角（塌角）带

圆角是由于板料受弯曲、拉伸作用而形成的。

板料的塑性越好，凸、凹模之间的间隙越大，形成的圆角也越大。

.光亮带

光亮带紧挨塌角带，是由于凸模切入板料及板料挤入凹模时产生塑性剪切变形而形成的，光亮带垂直于板料平面。

板料塑性越好光亮带的宽度越宽。

.断裂带

断裂带紧挨着光亮带，是由于冲裁时产生裂纹及裂纹扩展而形成的。

凸、凹模之间的间隙越大，断裂带越宽且斜角越大。

.毛刺

毛刺紧挨着断裂带的边缘，是由于断面撕裂而产生的。

二、冲裁件断面质量的因素很多，其中影响最大的是凸、凹模之间的冲裁间隙。

排样设计

排样是指冲裁件在条料、带料、板料上的布置方式。

.排样设计原则

.排样的分类

按照材料的利用程度，排样可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种，如图所示。

废料是指冲裁中除零件以外的其他板料，包括工艺废料和结构

废料。

.排样的形式

根据冲裁件在板料上的布置方式，排样形式有直排、单行排、多行排、斜排、对头直排和对头斜排等多种排列方式，见表。

.排样设计

步距；画出排样图；必要时还需计算材料利用率。

（）搭边〓冲裁件及冲裁件之间、冲裁件及条料侧边之间留下的工艺余料称为搭边。

搭边的作用是：

避免因送料误差发生零件缺角、缺边或尺寸超差；使凸、凹模刃口受力均衡，提高模具使用寿命及冲裁件断面质量；

一、冲裁件断面特征

二、排样设计原则

三、排样的分类

学生思考问题，回顾上节课的重点知识

引发学生思考，认真听讲并思考问题

观看书本，结合进行讲解

结合书本图片，做好要点笔记

观看书本，结合进行讲解

结合书本图片，做好要点笔记

师生合作讨论来回答问题，巩固本节课重点内容

浙江信息工程学校教案纸（）

施教日期年月日星期二

章节及课题

第二章冲裁工艺计算

课型

专业理论课

教时

课时

教学目标

.掌握间隙对冲裁过程的影响

.掌握凸凹模刃口尺寸计算原则

.理解凸凹模刃口尺寸计算

.了解冲裁力的计算及分类

教学重点：

隙对冲裁过程的影响

凸凹模刃口尺寸计算原则

冲裁力的计算及分类

教学难点：

冲裁间隙的分析

教具（工量具）准备：

多媒体

浙江信息工程学校教案纸（）

板书设计：

一、冲裁间隙

1、间隙合理：

2、间隙过小：

3、间隙过大：

二、冲裁模刃口尺寸计算

落料：

以凹模为基准，间隙取在凸模上；

冲孔：

以凸模为基准，间隙取在凹模上。

三、力计算

卸料力、推件力、顶件力

教学后思：

学生习惯老师做一步，跟一步，不能自己看书。

能看书的同学，也不能仔细看，应多锻炼。

浙江信息工程学校教案纸（）

第教时

步骤

用时

教师活动

学生活动

备注

、复习引入

、新课讲解

、课堂小结

、作业布置

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

分钟

一、冲裁件断面特征

二、排样设计原则

三、排样的分类

冲裁间隙

一、模凸、凹模刃口部分尺寸之差称为冲裁间隙，用表示，又称双面间隙（单面间隙用表示），如图所示。

.间隙对冲裁过程的影响

（）模具间隙合理时，凸模及凹模处的裂纹（上下裂纹）在冲压过程中相遇并重合，此时断面如图（）所示，其塌角较小，光面所占比例较宽。

（）大时，凸模刃口处的裂纹较合理间隙时向内错开一段距离，如图（）所示，上下裂纹未重合部分的材料将受很大的拉作用而产生撕裂，使塌角增大，毛面增宽，光面减少，毛刺肥而长，难以去除，断面质量较差；

（）小时，凸模及凹模刃口处的裂纹较合理间隙时向外错开一段距离，如图（）所示，上下裂纹中间的一部分材料，随着冲裁的进行将进行二次剪切，从而使断面上产生二个光面，并且，由于间隙的减小而使材料受挤压的成分增大，毛面及塌角都减少，毛刺变少，断面质量最好。

因此，对于普通冲裁来说，确定正确的冲裁间隙是控制断面质量的一个关键。

冲裁模刃口尺寸设计

.先确定基准件

落料：

以凹模为基准，间隙取在凸模上；

冲孔：

以凸模为基准，间隙取在凹模上。

.考虑冲模的磨损规律

落料模：

凹模基本尺寸应取最小极限尺寸；

冲孔模：

凸模基本尺寸应取最大极限尺寸。

冲裁力计算

冲裁力：

冲裁过程中凸模对板料施加的压力。

.卸料力：

从凸模上卸下箍着的料所需要的力。

.推件力：

将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。

.顶件力：

逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。

.间隙对冲裁过程的影响

.凸凹模刃口尺寸计算原则

.凸凹