《冲压工艺及模具设计》课程教学大纲
Stamping Processes and Die Design
课程代码：TMP0810 课程性质：专业必修课
适用专业：材料成型及控制工程 开课单位： 材料与能源学院
总学时数： 32 总学分数：2.0
编写年月： 2016年3月 修订年月：2016年3月
执 笔： 肖小亭
课程简介(中文)：
《冲压工艺及模具设计》是材料成型及控制工程专业的一门专业方向的主干课程。本课程介绍冲裁、弯曲、拉深、胀形和翻边等冲压工艺，各种冲模结构以及冲压制品缺陷分析和质量检测。使学生掌握冲压成形的基本理论、工艺特点、应用范围和计算方法；掌握制定冲压工艺过程和模具设计的原理和方法。
课程简介(英文)：
Stamping processes and die design” is a main specialty course of material molding and control engineering. Sheet metal forming including blanking,bending，drawing, bulging, flanging and stamping dies structure and products defect analysis and quality inspectionare are introduced. The objective of this course is to enhance students’ ability on basic feature of theoretical, process, application as well as calculation method, and to make them master the principles and methods of die design.
一、教学目标
学生在完成本课程的全部教学环节后应能达到下列目的：
1.1 了解常用的冲压工艺方案及特点，掌握冲压成形原理，能够分析板料成形中出现的一般问题，并初步具有解决冲压件质量问题、分析经济效益于从事冲压新工艺、新技术的开发和研究的能力。（支撑毕业要求指标点1.5）
1.2 学会分析落料、冲孔、弯曲、拉深、翻孔、胀形和复合成形等方法金属的流动规律，具有制定一般日常用品冲压的工艺规程的能力。（支撑毕业要求指标点1.5）
1.3 了解冲压技术的发展趋势，掌握常用冲压零件的成形工艺及其模具结构，熟悉有关冲压实验设备和仪器，掌握冲压成形工艺参数的测量原理和方法。能够使用有关设计手册和参考资料。制定合理的冲压工艺方案和独立设计冲压模具的能力。（支撑毕业要求指标点1.5）
1.4 掌握冲压制品质量（断面质量、表面质量等）的测量方法，包括目测、工具仪器测量方法，了解基于机器视觉的冲压件测量等先进的测量方法与技术。（支撑毕业要求指标点1.5）
教学目标对毕业要求指标点的支撑关系
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毕业要求指标点1.5 |
教学目标1 |
√ |
教学目标2 |
√ |
教学目标3 |
√ |
教学目标4 |
√ |
二、课程教学内容及学时分配
教学进度安排
序号 |
课内 学时数 |
课内教学内容 |
学生学习任务 |
评价 方式 |
教学目标 |
1 |
2 |
绪论 |
了解课程内容、任务和学习方法；掌握冲压工艺的特点、优越性及其在工业生产中的地位和作用。冲压技术的现状及发展趋向，冲压工艺的工序和分类。本课程的性质、要求、主要内容和学习方法。 |
课堂 讨论 |
教学目标1 |
2 |
6 |
冲裁工艺 |
了解冲裁过程变形机理，剪切区的受力和应力状态分析，冲裁变形过程，剪切力曲线，剪切裂纹的形成和发展。剪切区硬度分布，冲裁件质量分析。断面质量、尺寸精度及其影响因素。间隙的重要意义，间隙对冲压件断面质量、尺寸精度、模具寿命和力能消耗的影响规律，间隙的确定方法及合理选用。冲裁模凸、凹模刃口尺寸的计算原则及方法。冲裁力、功的计算及降低冲裁力的方法。材料的经济利用、搭边和余量.精冲。 |
作业 |
教学目标2 |
3 |
8 |
弯曲与拉深成形工艺 |
了解和掌握弯曲变形过程分析，宽板和窄板塑性弯曲时的应力和应变状态分析。弯曲时应变中性层的概念，弯曲件毛坯尺寸的计算。宽板弯曲时的主应力分布图。应力中性层的概念及其位置的确定。弯曲力矩与弯曲力的计算、弯曲件回弹的理论分析、影响回弹角的因素。提高弯曲件精度的技术措施，弯曲极限变形程度——最小许用弯曲半径及其影响因素，弯曲模工件部分尺寸的确定。 了解和掌握圆筒件拉深变形过程——拉深过程中各变形区的应力与应变状态分析。拉深过程中起皱的原因。起皱的极限条件及防皱措施。筒壁传力区的受力分析及破裂问题、拉深件毛坯尺寸的计算原则和方法。拉深极限变形程度——拉深系数的含义、理论数据及其影响因素。圆筒件的拉深次数和工序间半成品形状和尺寸的确定。拉深模工作部分尺寸的确定。拉深力、压边力、拉深功的计算。拉深设备和压边装置的选用。 带凸缘圆筒件的拉深特点及其工艺设计要点。球形、抛物线性和锥形件的拉深特点及工艺分析。盒形件拉深的特点及其工艺设计要点。反拉深、变薄拉深、大型覆盖件的拉深。 |
作业 实验 |
教学目标2 |
4 |
4 |
胀形、翻边与其它其它成形工艺 |
掌握胀形时的应力与应变状态分析。胀形成形极限及其影响因素的分析。胀形极限变形程度的计算方法。胀形系数与胀形深度。胀形时的破裂特点及其分析。各种胀形方法。胀形力的计算； 翻边成形机理。伸长类与压缩类翻边时的应力与应变状态分析，圆孔翻边与外缘翻边。极限变形程度的计算方法。翻边系数与翻边率。翻边毛坯的尺寸计算，压边力的计算。缩口，旋压工艺，高速高能成形，超塑性成形。 |
课堂 讨论 |
教学目标2 |
5 |
6 |
冲压工艺过程设计、冲模结构分析与设计。 |
冲压工艺过程设计 （2学时）：编制冲压工艺过程的主要内容和步骤、冲压件的工艺分析。确定冲压成形工艺方案，工序数目与顺序的原则。冲压工序半成品形状和尺寸的确定原则。冲压设备的合理选择，典型冲压件的工序分折和计算。 冲压模具的分类：冲裁模（单工序模、连续模、复合模等）、弯曲模和拉深模的结构及其特点，冲模设计的一般原则和程序。冲模总体设计要求：冲裁压力中心的确定、模具闭合高度的确定、模具结构形式和压床的合理选择等。 冲模主要零部件的结构和计算。各种导向装置的结构、作用和选用原则、各类定位装置的作用与形式。侧刃装置。冲裁凸模和凹模镶拼结构及其设计原则。凸模和凹模的固定与快速更换。弹簧、橡皮和气垫等弹性元件的性能和选用。冲模和压床的联结方法。冲模模架和零件的标准化。冲模零件的材料选用。冲模使用寿命和提高寿命的方法，冲模的安装、调整和维护。 |
作业 |
教学目标3 |
6 |
6 |
冲压性能测试及冲压成形质量分析、检测与控制。 |
板料的材料与冲压成形性能的关系。板料胀形、扩孔、拉深、弯曲和复合成形等各种实验方法及其特征分析。板料成形极限图的实验方法。成形极限的理论曲线。成形极限曲线的影响因素分析。成形极限图在冲压工艺中的应用。 冲压制品质量的测量与质量控制方法，冲裁断面质量、成形件表面质量类型划分、检测方法（包括目测、仪器仪表测量及基于机器视觉的测量方法）与质量控制技术等。 |
作业 |
教学目标4 |
合计 |
32 |
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三、本课程与其它课程的联系与分工
先修课程：画法几何与机械制图、机械设计基础、机械制造基础、金属材料及热处理、金属塑性成形原理。
后续课程：《冲压工艺及模具设计》课程设计、专业综合实验。
四、建议教材与教学参考书
[1] 柯旭贵、张荣清 主编，冲压工艺与模具设计，机械工业出版社，2012.9；
[2] 洪慎章主编，实用冲压工艺及模具设计，机械工业出版社，2008.1;
[3] Vukota, Ph.D. Boljanovic, Sheet Metal Forming Processes and Die Design ,Industrial press Inc. 2004
五、考核与成绩评定方法
本课程考核包括作业、实验和期末考试等部分，具体考核指标、比例如下表所示。
一级考核指标 |
二级考核指标 |
三级考核指标 |
指标内容 |
分数比例 |
指标内容 |
分数比例 |
指标内容 |
分数 比例 |
支撑毕业要求指标点 |
理论 |
100% |
1.平时 |
5% |
考勤 |
100% |
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2.作业 |
10% |
作业完成进度 |
50% |
1.5 100% |
基本概念 |
25% |
正确性 |
25% |
3.教学实验 |
15% |
完成进度 |
50% |
1.5 100% |
基本概念 |
25% |
正确性 |
25% |
5.考试 |
70% |
评分 |
100% |
1.5 100% |
附录：评分标准参考
作业评分标准表
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80——100分 |
60——79分 |
40——59分 |
0——39分 |
得分 |
作业完成进度（权重0.5） |
提前完成 |
按时完成 |
延时完成 |
补交 |
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基本概念掌握（权重0.25） |
80%以上概念清晰 |
60%以上概念清晰 |
40%以上概念清晰 |
40%以下概念清晰 |
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正确性（权重0.25） |
答题过程和答案正确率80%以上 |
答题过程和答案正确率60%以上 |
答题过程和答案正确率40%以上 |
答题过程和答案正确率40%以下 |
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总分 |
教学实验评分标准表
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80——100分 |
60——79分 |
40——59分 |
0——39分 |
得分 |
作业完成进度（0.5） |
提前完成 |
按时完成 |
延时完成 |
补交 |
|
基本概念掌握（权重0.25） |
80%以上概念清晰 |
60%以上概念清晰 |
40%以上概念清晰 |
40%以下概念清晰 |
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正确性（权重0.25） |
实验过程和结果正确性80%以上 |
实验过程和结果正确性60%以上 |
实验过程和结果正确性40%以上 |
实验过程和结果正确性40%以下 |
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总分 |
