《冲压工艺及模具设计》教学大纲

《冲压工艺及模具设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03141171课程性质：专业必修课学分：2.5学分学时：40学时（理论40学时）先修课程：机械制图、机械设计基础、工程力学、材料成型计算机辅助设计、互换性与技术测量、材料成型导论、材料成形原理等后续课程：材料成形数字化设计、模具制造工艺学、模具设计与制造课程设计、材料成型技术攻关创新、材料成型技术综合创新、数字化模具设计与工程实践、毕业设计等适用专业：材料成型及控制工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《冲压工艺及模具设计》是材料成型及控制工程专业本科学生的专业必修课。本课程主要传授中等复杂程度冲压件的冲压成形工艺分析、冲压模具设计的相关知识与技能。通过本课程的学习，使学生初步掌握冲压成形的原理、各种冲压成形工艺方法和冲压模具的设计方法，提高学生运用冲压成形工艺及冲压模具设计方法的知识，分析和解决冲压生产中常见的产品质量和模具方面技术问题的能力以及总结归纳能力和自学新知识的能力，同时为学习后续课程打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：熟悉常见的冲压工艺，能够根据冲压件的结构特征初步判断所需的基本冲压工序，能够利用冲压工艺基本理论解释常见的冲压现象。能够针对常见冲压问题给出合理的解决措施，能够正确完成典型冲压工艺的工艺计算。使学生具有坚定正确的政治方向、远大的理想抱负和社会主义核心价值观，具有科技报国的爱国主义情怀、民族自豪感与国家荣誉感。课程目标2：熟悉冲压工艺及模具的设计流程，能够综合材料、模具结构复杂程度、模具生产制造难度、经济成本等因素合理设计冲压工艺方案，能够读懂中等难度的模具装配图，熟悉常见冲压模具的结构特征并能够灵活运用于模具设计中，掌握绘制模具零件图、装配图的特殊要求、绘图方法与技巧，能够利用UG、AutoCAD等软件绘制模具零件图、装配图。使学生具有良好的专业素养，积极进取、严谨求实、勇于创新、攻坚克难的科学精神，精益求精、一丝不苟的“工匠精神”。课程目标3：了解冲压模具有关的国家标准、行业标准、法律法规以及相关知识产权、行业政策；控制冲压件质量使产品符合标准和相关法规政策。能够在考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的前提下，论证冲压方案的可行性。使学生具有良好的社会主义职业道德和职业素养，遵纪守法，爱岗敬业，诚实守信，具有认真负责、团结合作、热爱劳动等的工作态度。三、课程目标与毕业要求《冲压工艺及模具设计》课程教学目标对材料成型及控制工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.1能正确使用技术语言表达材料成型专业领域的复杂工程问题。课程目标1：熟悉常见的冲压工艺，能够根据冲压件的结构特征初步判断所需的基本冲压工序，能够利用冲压工艺基本理论解释常见的冲压现象。M1.4能运用工程专业知识，解决模具设计与制造、成型工艺开发、应用研究、运营管理、装备设计与调试等材料成型和工程技术问题。课程目标1：能够针对常见冲压问题给出合理的解决措施，能够正确完成典型冲压工艺的工艺计算。使学生具有坚定正确的政治方向、远大的理想抱负和社会主义核心价值观，具有科技报国的爱国主义情怀、民族自豪感与国家荣誉感。3.设计/开发解决方案3.1能够设计针对材料成型专业领域的复杂工程问题的合理解决方案，设计满足国家和区域经济社会发展需求的零件、模具、设备和工艺流程。课程目标2：熟悉冲压工艺及模具的设计流程，能够综合材料、模具结构复杂程度、模具生产制造难度、经济成本等因素合理设计冲压工艺方案，能够读懂中等难度的模具装配图，熟悉常见冲压模具的结构特征并能够灵活运用于模具设计中，掌握绘制模具零件图、装配图的特殊要求、绘图方法与技巧，能够利用UG、AutoCAD等软件绘制模具零件图、装配图。使学生具有良好的专业素养，积极进取、严谨求实、勇于创新、攻坚克难的科学精神，精益求精、一丝不苟的“工匠精神”。H3.2设计/开发解决方案过程中，能够在考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的前提下，论证方案的可行性。课程目标3：了解冲压模具有关的国家标准、行业标准、法律法规以及相关知识产权、行业政策；控制冲压件质量使产品符合标准和相关法规政策。能够在考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的前提下，论证冲压方案的可行性。使学生具有良好的社会主义职业道德和职业素养，遵纪守法，爱岗敬业，诚实守信，具有认真负责、团结合作、热爱劳动等的工作态度。注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.冲压工艺基础知识1.1冲压工艺的特点及应用1.3冲压模具常用材料及常用标准1.4冲压工艺的发展现状与发展趋势1.5塑性成形基础理论教学要求：了解冲压概念及冲压加工的特点；了解冲压工艺的应用及重要性；掌握冲压工序的分类和冲压模具的分类；了解冲压成形的发展，了解多工位级进模冲压、汽车覆盖件冲压成形、精密冲压、数控冲压等先进冲压工艺；掌握塑性变形的基本概念，掌握塑性变形的基本规律；理解板料的冲压成形性能。重点：冲压工序的分类和冲压模具的分类；塑性变形的基本概念和力学基础。难点：冲压工序的分类、冲压模具的分类；塑性变形的力学基础。31、32.冲压工艺与模具设计方法2.1冲压工艺设计内容及步骤2.2冲压模具设计内容及步骤2.3冲压模具制图标准与技巧2.4设计说明书的内容及编写规范教学要求：掌握工艺性分析的内容，能确定冲压工艺方案；熟悉工艺计算的内容及步骤；掌握冲压模具的制图标准及绘图技巧；能够合理选择模具材料。重点：冲压工艺与模具设计内容及步骤。难点：冲压工艺与模具设计内容及步骤。32、33.冲裁工艺与模具设计3.1冲裁变形过程3.2冲裁件质量分析3.3冲裁工艺设计3.3.5冲裁工艺力计算3.6压力中心计算3.7刃口尺寸计算3.8冲裁模典型结构3.9冲裁模主要零部件设计3.10压力机的选用与校核教学要求：了解冲裁的定义及分类，掌握冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素，掌握冲裁间隙值的确定方法；掌握凸、凹模刃口尺寸计算的原则和方法；掌握使用CAD软件进行冲裁排样设计；掌握冲压力和压力中心的计算方法；了解冲裁件的结构工艺性；掌握冲裁模设计步骤。重点：冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；冲裁工艺方案的确定；刃口尺寸计算原则和方法；冲裁模设计步骤。难点：冲裁变形规律及冲裁件质量影响因素；刃口尺寸计算原则和方法；冲裁模设计步骤。121、2、34.弯曲工艺与模具设计4.1弯曲变形过程4.2弯曲件质量问题4.3弯曲工艺设计4.4弯曲件坯料尺寸计算4.5弯曲工艺力计算4.6弯曲模结构设计4.7弯曲模典型结构教学要求：理解弯曲变形区的应力、应变状态；掌握弯曲变形的特点；掌握弯曲件的质量问题及产生原因和解决措施；了解弯曲模工作部分尺寸的确定。重点：难点：弯曲变形过程分析；弯曲件工序安排。81、2、35.拉深工艺与模具设计5.1拉深变形过程分析5.2拉深件质量分析5.3拉深工艺设计及辅助工序5.4拉深件坯料尺寸的确定5.5拉深次数及拉深工序件尺寸的确定5.6拉深工艺力计算5.7拉深模工作零件设计5.8拉深模典型结构5.9其他形状零件的拉深教学要求：了解拉深的定义和分类；理解拉深时坯料的应力、应变状态；掌握拉深变形的特点；掌握拉深件的质量问题及产生原因和解决措施；掌握使用UG/CAD软件进行拉深工艺设计；理解有凸缘圆筒形件拉深的特点和拉深方法；掌握盒形件拉深的变形特点；熟悉典型拉深模结构和拉深模设计步骤。重点：拉深工艺方案确定；拉深模典型结构；拉深模设计步骤。难点：拉深工艺方案确定；拉深模设计步骤。101、2、36.其他冲压成形工艺6.1校形与整形6.2翻边与翻孔6.3缩口与扩口6.4胀形6.5旋压教学要求：了解校形、整形、翻边、翻孔、缩口扩口、胀形、旋压等成形工艺的变形特点、模具结构与应用。重点：整形、翻边、胀形。难点：翻边。41合计40五、教学方法及手段本课程采用线上线下混合式授课方式，突出学生的主体作用，充分发挥学生的主观能动性，采用启发式、讨论式教学等，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；采用项目教学法和任务驱动法，将课程中冲裁、弯曲、拉深等冲压工艺的工艺设计与模具设计内容以项目的形式呈现，以设计任务驱动学生学习相应项目所需要的理论知识及实践技能，在完成任务的同时掌握冲压工艺与模具设计的方法与技巧；使用虚拟仿真技术手段，能够让学生在虚拟的环境中真实的拆装冲压模具、操作冲压设备、观察冲压制件等，促进学生对冲压理论基础的理解、对冲压模具结构的掌握及对冲压设备的了解等；课程为省级课程思政样板课程，提供与理论知识及工程应用结合密切的课程思政案例，通过案例教学将价值塑造、知识传授、能力培养“三位一体”的理念贯穿教学各环节，将思政元素无痕融入课堂。六、课程资源1.推荐教材（1）柯旭贵,张荣清.冲压工艺与模具设计（第2版）[M].北京:机械工业出版社,2022.（2）王树人.冲压模具设计方法与技巧[M].北京:化学工业出版社,2018.2.参考书（1）成虹.冲压工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社,2017.（2）翁其金等.冲压工艺及冲模设计（第2版）[M].北京:机械工业出版社,2012.（3）文建平.冲压模具结构实例及其三维演示[M].北京:化学工业出版社,2015.（4）卢险峰.冲压工艺模具学（第3版）[M].北京:机械工业出版社,2014.（5）林承全.典型冲压工艺及模具设计[M].北京:化学工业出版社,2014.3.期刊（1）王巍等.航空座椅连接件多工位级进模设计[J].锻压技术,2022,47(10):223-228.（2）徐超辉等.汽车连接片多工位级进模设计[J].锻压技术,2022,47(11):201-206.（3）赵丹等.天窗加强环冲压工艺优化与模具设计[J].模具工业,2022,48(07):31-34.（4）王英虎.基于Defrom-3D和UG/CAD的数码分段开关外壳冲压模具设计[J].锻压技术,2021,46(06):174-183.（5）KumarSurendraetc.Effectsofprocessesparametersonspringback,wrinklesandcracksindifferentflangingprocesses：AReview[J].IOPConferenceSeries：MaterialsScienceandEngineering,2022,1259(01).（6）YukiNakagawaetc.Springbackbehaviourandquenchabilityinhotstampingofthicksheets[J].ProcediaManufacturing,2018,15(15):1071-1078.4.网络资源（1）柯旭贵等.冲压工艺与模具设计.2022./course/NJIT-1449915182（2）成虹等.冲压工艺与模具设计.2018./sCourse/course_4340.html.（3）陈明和等.冲压工艺学.2009./details?uuid=a760ce49-1229-1000-9634-144ee02f1e73.（4）范建蓓等.冲压工艺模具及设备.2013./sCourse/course_3905.html.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核考勤2（1）根据课堂出勤情况进行考核，满分100分。（2）以出勤次数占上课总次数的比例进行评分。√2作业8（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√242课堂互动8（1）根据课堂互动情况进行考核，满分100分。（2）以课堂互动积分最高的课堂互动成绩为满分，其他按比例核算作为课堂互动成绩。√√√242分组任务16（1）每次作分组任务单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩，满分100分；（2）以分组任务成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664线上学习6（1）主要考核学生线上自学知识内容的完成度，以完成度的高低进行评分，满分100分；（2）以线上学习成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√24期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核冲压成形原理、板料成形规律、冲压成形工艺方法、冲压模具设计方法、冲压工艺计算、模具结构特点、模具工作原理等内容。（3）考试题型为：选择题、填空题、简答题、识图题和计算题等。√√√203010合计：100分324820八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以考勤、作业、课堂互动、分组任务、线上学习情况、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；考勤、作业、课堂互动、分组任务、线上学习情况等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重