广东工业大学冲压工艺及模具设计

1、冲压工艺及模具设计教学大纲本课程的性质、任务和要求冲压工艺及模具设计是本专业的一门主干专业课程。本课程 的任务是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。学生在完 成本课程的全部教学环节后应能达到下列基本要求：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 初步具有解决冲压间质量问题、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；具有制定一般冲压件的工艺规程和设计冲压模具的能力；熟悉有关实验设备和仪器，掌握冲压成形种工艺参数的测量原 理和方法；能够使用有关设计手册和参考资料。课程内容.绪论冲压工艺的特点、优越性

2、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。.冲裁冲裁过程变形机理，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。整修、光洁冲裁和精密冲裁的原理、方法及其应用范围。3.弯曲弯曲变形过程分析，宽板和窄板塑性弯曲时

3、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。4.拉深圆筒件拉深变形过程一一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。 拉深极限变形程度一一拉深系数的含义、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

4、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。大型覆盖件的拉深特点，反拉深、变薄拉深、软模拉深（液体、 橡胶）和高能成形等方法的原理和应用。润滑、退火、酸洗等拉深辅 助工序简介。翻边与胀形翻边成形机理。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。胀形机理：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。

5、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。板料的冲压成形性能与成形极限冲压成形性能的概念，冲压成形区域划分。板料性能与冲压成形 性能的关系。板材拉深试验的日的，塑性指标与强度指标的测试方法。 硬化指数n与塑性应变比（厚向导性）r值的概念及其测试方法。n 值与r值和冲压成形性能的关系。板平面内各相异性Ar值及其对冲 压变形不均匀性的影响。冲压工艺性能试验。胀形、扩孔、拉深、弯曲和复合性能的各种 实验方法及其特征分析板料成形极限。板料塑性拉深失稳的概念。单向与双向拉伸时， 分散与集中失稳。冲压成形过程的主应变图。成形极限曲线。建立成 形极限图的实验方法。成形极限的

6、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。冲压工艺过程设计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，工序数日与顺序的原则。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 算冲模结构与设计冲模的分类。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

7、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。硬质合金冲裁模、 聚氨酯橡胶冲裁模、锌基合金模等简易冲裁工艺简介。特种冲压模具设计根据冲压技术的发展引入的较新的内容。重点阐述高速冲压及模具技 术和大型覆盖件成形工艺及模具设计。如多工位级进成形工艺的排样 方法，级进模中常用的特殊装置的设计、工位的布置方法、自动送料 机构以及冲模的安全保护措施；汽车覆盖件的成形工艺和模具设计的 基本方法。重点阐述覆盖件的成形特点和成形障碍，简述

8、覆盖件的拉 深模、修边模的设计特点等。三、实验杯突（胀形成形性能）实验；冲杯（拉深成形性能）实验；扩孔成形性能实验；锥杯（拉深-胀形复合成形性能）实验；5 .冲裁间隙实验；冲模拆装及测绘实验（冲模的结构、安装与调试）。弯曲件的回弹及回弹值测定实验；板料的冲压成形极限图测定与绘制实验；其它项日实验。四、学时分配本课程计划总学时为54学时，其中讲课48学时，实验学时6学时。课内学时分配如下：教学内容学时数绪论2冲裁、精冲10弯曲4拉深、10胀形2其他成形4板料的冲压成形性能与成形极限2冲压工艺过程设计4冲模结构与设计4特种冲压模具设计6实验6总计54五、执行大纲的几点说明本大纲适用于材料成形与控制

9、工程专业。与本课程联系密切的前置课程有：机械制图、材料力学、机 械原理、机械设计、金属工艺学、金属材料与热处理、互换性与技术测量、金属塑性 成形原理。本课程在第六或第七学期开出比较合适。本课程是以金属塑性成形原理为指导，运用板料成形的基本 原理，讲述板料冲裁、弯曲、拉深、翻边和胀形等基本工序的变形性 质和规律。但是，以成形原理为指导，必须紧密联系工艺实践，使学 生学完本课程后，能够运用所学的知识，分析和解决冲压生产实际问 题，并具有技术经济分析和从事冲压新工艺、新技术开发和研究的能 力。为了加深学生对课程内容的理解，提高分析问题和运算的能力， 在相应章节应布置一定数量的作业。本课程实验学时为6学时，在实验项日18中安排，其余为 选做实验。在条件允许时，可由学生自行设计实验项日进行实验。本课程除课堂教学外，还应安排课程设计和生产实习等实践 性教学环节。冲压模具课程设计时间为2周，在本课程学习结束后进 行。课程设计要求学生能根据冲压制件