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1、模具设设计课课程教学学大纲一、课程程基本信信息课程代码码：05503116课程名称称：模具具设计英文名称称：Moould Dessignn课程类别别：专业业选修课课 学时： 27 学分分：1.5适用对象象: 机机械设计计制造及及其自动动化专业业考核方式式：考查查先修课程程：机机械制图图，理理论力学学，材材料力学学，金金属热处处理，金金属工艺艺学，特特种加工工，机机械原理理，机机械零件件。二、课程程简介模具设计计是一门门机械类类专业的的专业选选修课，它它是将模模具设计计的有关关基本理理论、基基本知识识与实际际应用紧紧密结合合的一门门课程。其其主要内内容包括括：冲压压模设计计基础，冲冲裁及冲冲裁模
2、设设计，塑塑料模具具设计基基础，塑塑料注射射模设计计。The mouuld dessignn iss a proofesssioonall opptioonall cooursse oof eengiinerry pproffesssionn. IIt iis aa cooursse tthatt baasicc thheorry aand ABCC knnitss toogettherr prractticaalitty aappllyinng. Itss coonteent havve ppuncchinng ddie dessignn baase, bllankkingg annd bb
3、lannkinng ddie dessignn, pplassticc moouldd deesiggn bbasee, pplassticc innjecctioon mmoulld ddesiign.三、课程程性质与与教学目目的 本课程程是一门门专业选选修课，又又是一门门基于以以往已学学众多课课程而综综合应用用的课程程。不要要求讲授授过的理理论，重重在应用用。不要要求讲授授过细，重重在讲述述概念和和难点，启启发学生生思考和和归纳。 本课程程的任务务在于使使学生能能掌握有有关模具具设计和和生产工工艺的基基本知识识，为今今后独立立设计及及维护打打下基础础。学习习本课程程后，应应达到： 1、初初
4、步掌握握模具行行业制图图的一般般规则； 2、初初步掌握握各种冲冲压模的的结构特特点和设设计要点点； 3、初初步掌握握注塑模模各个部部件的结结构特点点和设计计要点； 4、初初步掌握握模具加加工工艺艺的必要要知识； 5、初初步掌握握制定一一般模具具工艺规规程及分分析制件件质量的的能力。四、教学学内容及及要求第一章 冷压压模设计计基础（一）目目的与要要求1基本本要求1）了解解冲压加加工的特特点及基基本工序序、冲压压常用设设备的类类型及工工作原理理2）掌握握板料变变形及其其及基本本规律、；冲压所所用材料料的类型型性能、特特点应用用；3）熟练练掌握冲冲压设备备的主要要技术参参数及其其选用原原则。2重点点
5、:板料料变形及及其基本本规律、压压力机的的选用原原则；3.难点点：压力力机的选选用。（二）教教学内容容第一节 冲压加加工特点点及基本本规律1主要要内容：冲压加加工的特特点；冲冲压加工工基本工工序。2基本本概念和和知识点点：冲压压是利用用压力机机通过模模具对板板料加压压，使其其产生塑塑性变形形或者分分离，从从而获得得一定形形状，尺尺寸和性性能的零零件。它它与其它它加工方方法相比比较其特特点： A、零零件精度度较高，尺尺寸稳定定，具有有良好的的互换性性；B、无无屑加工工，材料料利用率率高；CC、生产产率高，可可实现自自动化；D、壁壁薄刚性性好，形形状复杂杂的零件件；E、操操作简单单；F、模模具设计
6、计周期长长，费用用高；GG、大批批大量生生产。冲压加工工概括起起来可以以分为分分离工序序和成形形工序。3问题题与应用用（能力力要求）：冲压加加工的工工序。第二节 板料料塑性变变形及其其基本规规律1 主要内容容： 应应力应变曲曲线；塑塑性变形形体积不不变定律律；塑性性变形最最小阻力力定律；应力状状态对金金属塑性性变形的的影响；屈服条条件；应应力应变关关系。2基本本概念和和知识点点：塑性性变形体体积不变变定律；塑性变变形最小小阻力定定理：变变形物体体内各个个质点将将沿阻力力最小方方和流动动；应力力状态对对金属塑塑性变形形的影响响：压应应力个数数多压应应力值越越大塑性性越好，拉拉应力个个数多压压应力
7、值值越大塑塑性越差差；屈服服条件：第三强强度理论论（剪应应力最大大），第第四强度度理论（形形状改变变比能理理论）；应力应变变关系 ：增量量理论（瞬瞬时），全全量理论论（小弹弹性变形形） 3问问题与应应用（能能力要求求）：第三节 冲压压所用材材料1主要要内容：对冲压压所用材材料的要要求；材材料的种种类和规规格。2基本本概念和和知识点点：所用用材料的的要求：1）具具有良好好的塑性性；2）应应具有光光洁平整整且无缺缺陷损伤伤的表面面状态：3）材材料原子子度公差差应符合合国家标标准。材材料种类类有黑色色金属、有有色金属属板料、非非金属材材料；材材料有板板、带、条条、块等等规格3问题题与应用用（能力力要
8、求）：冲压材材料的选选用。第四节 冲压压常用的的设备1主要要内容：偏心冲冲床；曲曲轴冲床床；曲柄柄压力机机的主要要技术参参数；曲曲柄压力力机的选选用原则则。2基本本概念和和知识点点：常用用冲压设设备的种种类；曲曲柄压力力机、摇摇杆压力力机等；冲压设设备的工工作原理理；压力力机的主主要技术术参数：公称压压力是指指曲柄旋旋转到下下死点某某一特定定角度时时，滑块块上所容容许承受受的最大大作用力力；滑块块行程是是指滑块块从上死死点到下下殆点所所走的距距离。客客观存在在是曲柄柄半径的的两倍；闭合高高度又称称装模高高度，是是滑块在在下死点点位置时时，滑块块下表面面到工作作台垫板板上表面面的距离离；滑块块行
9、程式式次数是是滑块每每分钟从从上死点点到下死死点，然然后再回回到上死死点所往往复的次次数。曲柄压力力机的选选用原则则：1）压力机的公称压力不小于冲压工序所需的压力。即在压力安全区内；2）压力机滑块行程式应满足工件在高度上能获得的所需尺寸，并在冲压后能顺利地从模具中取出工件；3）压力机的闭合高度、工作台尺寸和滑块尺寸等能满足模具的正确安装；4）压力机的滑块行程次数应符合生产率和材料变形速度的要求。3问题题与应用用（能力力要求）：冲压设设备的选选用。（三）实实践环节节与课后后练习课后练习习： 11-1，11-5， 1-77。 （四）教教学方法法与手段段课堂讲授授为主，辅辅以习题题课及课课外作业业，
10、布置置作业一一。第二章 冲裁及及冲裁模模设计 （一）目目的和要要求1基本本要求1）了解解冲裁模模的类型型、结构构及基本本组成； 2）熟练练掌握凸凸、凹模模刃口尺尺寸的计计算、凸凸、凹模模间隙的的决定、冲冲裁力、推推件力、卸卸料力的的计算 ；3）掌握握搭边概概念和作作用；凹凹模和凸凸模成型型零件、定定位零件件、卸料料和压料料零件、导导向零件件、联结结固定零零件结构构及设计计原则；排样与与材料利利用率，条条料宽度度的确定定；2重点点：凸、凹凹模间隙隙的决定定、冲裁裁力、推推件力、卸卸料力的的计算 ；凸、凹凹模刃口口尺寸的的计算；凹模和和凸模成成型零件件、定位位零件、卸卸料和压压料零件件、导向向零件
11、、联联结固定定零件结结构及设设计原则则。3难点点：凸、凹凹模间隙隙的决定定、冲裁裁力、推推件力、卸卸料力的的计算 ；（二）教教学内容容第一节 冲裁裁变形过过程及其其断面特特征1主要要内容：冲裁变变形过程程；冲裁裁件的断断面特征征。2基本本概念和和知识点点：冲裁裁变形过过程分为为弹性变变形阶段段、塑性性变形阶阶段、断断裂分离离阶段；冲裁件件的断面面特征有有圆角带带、光亮亮带、断断裂带和和毛刺四四个部分分。3问题题与应用用（能力力要求）：掌握变变形过程程和断面面特征。第二节 冲裁裁间隙1主要要内容：间隙对对冲裁件件质量的的影响；间隙对对冲裁力力的影响响；间隙隙对模具具寿命的的影响；间隙值值的确定定
12、。2基本本概念和和知识点点：冲裁裁间隙是是冲裁模模凸凹模模之间的的间隙，它它分为单单边间隙隙和双边边间隙；间隙过过大或过过小者对对冲裁件件质量有有一些损损坏；间间隙越小小，冲裁裁力越大大；模具具的损坏坏形式主主要是磨磨钝和崩崩刃，间间隙小，模模具寿命命较低；间隙是是以最小小间隙来来确定。 3问题题与应用用（能力力要求）：冲裁间间隙的确确定。第三节 凹凸凸模刃口口尺寸的的计算1主要要内容：尺寸计计算原则则；尺寸寸计算方方法。2基本本概念和和知识点点：尺寸寸计算原原则：11）设计计落料模模时：AA：应先先确定凹凹模刃口口尺寸，间间隙取在在凸模上上。B ：凹模模刃口的的基本尺尺寸应取取工件尺尺寸公差
13、差范围内内较小尺尺寸 。CC：间隙隙取最小小合理间间隙值。(2)、设设计冲孔孔时：AA：应先先确定凸凸模刃口口尺寸，间间隙取在在凹模上上。 BB：凸模模刃口的的基本尺尺寸应取取工件尺尺寸公差差范围内内较大尺尺寸 。CC：间隙隙取最小小合理间间隙值。刃刃口尺寸寸的计算算公式。3问题题与应用用（能力力要求）：刃口尺尺寸的计计算。第四节 冲裁力力1主要要内容：冲裁力力的计算算；卸料料力、推推件力和和顶件力力的计算算；压力力机的选选择（总总计裁力力的计算算）2基本本概念和和知识点点：冲裁裁力是指指冲裁裁裁时，材材料对凸凸模的最最大抗力力，它是是选择冲冲压设备备和校核核模具强强度的重重要依据据。卸料料力
14、是在在冲裁过过程中，板板料一般般紧卡在在凸模或或凹模洞洞内，从从凸上卸卸下紧箍箍着的料料料所需需的力。推推件力是是顺着冲冲裁方向向将卡在在凹模洞洞口人的的板料推推出所需需的力；顶件力力是逆着着冲裁方方向将卡卡在凹模模洞口内内的板料料顶出所所需的力力。采用用弹性卸卸料装置置和上出出件方式式时，总总出裁力力：F00=F+ F22+ FF3；采用用弹性卸卸料装置置和下出出件方式式时，总总出裁力力：FF0=F+ F11+ FF3；采用用刚性卸卸料装置置和下出出件方式式时，总总冲裁力力： FF0=F+ F11。3问题题与应用用（能力力要求）：压力机机的选择择。第五节 排样样与搭边边1主要要内容：排样；搭
15、边；条料宽宽度的确确定。2基本本概念和和知识点点：排样样是冲裁裁件在条条料或板板料上的的布置方方法；进进行排样样的原因因：冲压压零件的的成本中中，材料料费用一一般占660%以以上面排排样的合合理与否否直接关关系到材材料的利利用率的的高低，也也就是零零件成半半的高低低。排样样的方法法有有废废料排样样、少废废料排样样和无废废料排样样。搭边边是排样样时工件件之间以以及工件件与条料料侧边之之间留下下的余边边，搭边边的作用用：A：补偿定定位误差差，保证证冲出合合格的零零件，BB：可以以保证条条料有一一定的刚刚度，利利于送进进；搭边边值的确确定；条条料宽度度由公式式B=DD+2aa+来确定定。3问题题与应
16、用用（能力力要求）：排样方方法的选选择，搭搭边值的的确定，条条料宽度度的确定定。第六节 冲裁裁件的工工艺性1主要要内容：冲裁件件的精度度等级；冲裁件件的结构构工艺性性。2基本本概念和和知识点点：冲裁裁件的精精度等级级；冲裁裁件的结结构工艺艺性3问题题与应用用（能力力要求）：冲裁件件结构的的设计。第七节 整修修和精密密冲裁1主要要内容：整修；精密冲冲裁。2基本本概念和和知识点点：整修修工艺是是利用整整修模沿沿冲裁件件外缘或或内孔壁壁刮去一一层切屑屑，以除除去普通通冲裁时时在断面面上留下下的圆角角带，斜斜度、毛毛刺和断断裂带，从从而得到到光滑而而且垂直直的断面面和准确确尺寸的的零件；整修分分为外缘
17、缘整修和和内缘整整修。精精密冲裁裁的特点点是直接接从板料料上获得得精密零零件，生生产率高高，可满满足精密密零件批批量生产产的要求求。基本本原理是是改变冲冲裁条件件，以增增大变形形区的静静水压力力，抑制制材料裂裂纹的产产生，使使塑性剪剪切变形形延续到到剪彩切切的全过过程，在在材料不不出现剪剪裂纹的的冲裁条条件下实实现材料料的分离离，从而而得到断断面光滑滑而垂直直的精密密零件。它它分为半半精冲和和精冲；半精冲冲又分为为小间隙隙圆角刃刃口冲裁裁和负间间隙冲裁裁。3问题题与应用用（能力力要求）：精密冲冲裁的应应用。第八节 冲裁裁模基本本类型及及典型结结构。1主要要内容：冲裁模模分类；典型冲冲裁模结结构
18、分析析。2基本本概念和和知识点点：冲裁裁模是完完成冲裁裁工序的的冲模称称冲裁模模，它分分为简单单模、级级进模和和复合模模；对典典型冲裁裁模结构构进行分分析。3问题题与应用用（能力力要求）：掌握冲冲裁模结结构。第九节 冲模模的部件件和零件件1主要要内容：工作零零件；定定位零件件；卸料料与出件件装置；模架；联接与与固定零零件。2基本本概念和和知识点点：冲模模包括：工作零零件、定定位零件件、卸料料与推件件零件、导导向零件件、联接接固定零零件；它它们的结结构形式式、强度度和尺寸寸计算。3问题题与应用用（能力力要求）：各零件件的设计计（三）实实践环节节与课后后练习实践教学学：用计计算机设设计模具具。课后
19、练习习：2-2；22-3；2-44；2-6；22-7；2-113；22-144；2-19。（四）教教学方法法与手段段本章的教教学方式式以教师师讲课为为主，根根据本身身的教学学经验，对对教材作作适当的的删繁就就简或作作一定的的补充，并并对学生生进行一一定的课课外辅导导，而且且布置一一定数量量的作业业题和思思考题，作作业题要要求学生生一周内内上交，思思考题供供学生思思考无须须上第六章 冲压压工艺规规程的编编制 （一）目目的和要要求1、基本本要求（1）掌掌握编制制冲压工工艺的内内容和步步骤；（2）了了解制订订冲压工工艺方案案实例。（二）教教学内容容1主要要内容：编制冲冲压工艺艺的内容容和步骤骤；制订
20、订冲压工工艺方案案实例。2基本本概念和和知识点点：编制制冲压工工艺的内内容和步步骤；制制订冲压压工艺方方案实例例。 3问题题与应用用（能力力要求）：冲压工工艺规程程的编制制（三）教教学方法法与手段段本章的教教学方式式以教师师讲课为为主。第七章 塑料料模具设设计基础础 （一）目目的和要要求1基本本要求（1）了了解塑料料的性能能、组成成、分类类及加工工过程的的概述；（2）掌掌握塑料料制品的的成型工工艺；（3）熟熟练掌握握塑料制制件设计计的工艺艺性（结结构要求求）。2重点点：塑料料制件设设计的工工艺性（结结构要求求）；3难点点：塑料料制件设设计的工工艺性（结结构要求求）。（二）教教学内容容第一节 塑
21、料料概述1主要要内容：塑料的的组成与与分类；塑料的的主要性性能。2基本本概念和和知识点点：塑料料的性能能、组成成、分类类及加工工过程的的概述3问题题与应用用（能力力要求）：塑料的的主要性性能。第二节 塑料料制品的的成型工工艺1主要要内容：塑料制制品的成成型方法法；塑料料成型工工艺特性性。2基本本概念和和知识点点：塑料料成型工工作原理理：粒状状（粉状状）由柱塞塞试螺杆杆喷咀模具制品脱模成型；塑料成成型工艺艺特性包包括：收收缩率、结结晶性、热热敏性、水水敏性和和吸湿性性。3问题题与应用用（能力力要求）：塑料成成型过程程和工艺艺特性。第三节 塑料料制品的的设计1主要要内容：塑料制制品几何何形状的的设
22、计；螺纹与与齿轮的的设计。2基本本概念和和知识点点：塑料料制品几几何形状状的设计计包括脱脱模斜度度、壁厚厚、加强强筋、圆圆角、孔孔和支承承面的设设计；螺螺纹结构构的设计计；齿轮轮结构的的设计。3问题题与应用用（能力力要求）：塑料制制品的结结构设计计。（三）实实践环节节与课后后练习课后练习习：塑料料的主要要性能，塑塑料制品品的结构构要求。（四）教教学方法法与手段段本章的教教学方式式以教师师讲课为为主，根根据本身身的教学学经验，对对教材作作适当的的删繁就就简或作作一定的的补充，并并对学生生进行一一定的课课外辅导导，而且且布置一一定数量量的作业业题和思思考题，作作业题要要求学生生一周内内上交，思思考
23、题供供学生思思考无须须上第五五节 排样与与搭边第八章 注射模模设计（一）目目的和要要求1基本本要求（1）了了解注射射成型模模具的基基本结构构。（2）掌掌握成型型零件的的结构设设计； 成型零零件型腔腔壁厚的的计算（3）熟熟练掌握握注射机机参数的的校核；型腔分分型面的的设计；成型零零件工作作尺寸的的计算；浇注系系统设计计 ；顶顶出机构构设计；抽芯机机构设计计；模具具温度调调节系统统设计。2重点点重点：注注射机参参数的校校核；型型腔分型型面的设设计；成成型零件件工作尺尺寸的计计算；浇浇注系统统设计 ；顶出出机构设设计；抽抽芯机构构设计；模具温温度调节节系统设设计。3难点点：注射射机参数数的校核核；型
24、腔腔分型面面的设计计、成型型零件工工作尺寸寸的计算算、成型型零件型型腔壁厚厚的计算算；浇注注系统设设计 ；顶出机机构设计计；抽芯芯机构设设计；模模具温度度调节系系统设计计。（二）教教学内容容第一节 概述述1主要要内容：注射成成型模具具的基本本组成、分分类；注注射成型型模具的的设计步步骤。2基本本概念和和知识点点：注射射成型模模具基本本是由成成型零件件、浇注注系统、导导向装置置、顶出出机构、抽抽芯机构构、温度度调节装装置、排排气系统统组成。按按塑料品品种不同同分：热热塑性塑塑料注射射成型模模和热塑塑性塑料料注射成成型模；按注射射机分：卧式注注射成型型模、立式注射射成型模模和角式式注射成成型模。3
25、问题题与应用用（能力力要求）：注射成成型模具具的结构构组成。第二节 注射射模与注注射机的的关系1主要要内容：最大注注射量；锁模力力；注射射压力；注射速速度；模模具在注注射机上上的安装装尺寸。2基本本概念和和知识点点：成型型制品每每次所需需注射总总量G小小于注射射机最大大注射量量Gmaax，即即 ；锁模模力是在在成型时时锁紧模模具的最最大力称称锁模力力，其作作用为：1）保保持动、定定模闭合合紧密；2）保保证塑件件的尺寸寸精度，并并尽量减减小溢边边厚度；3）保保障操作作人员的的人身安安全。锁锁模力必必须大于于欲使模模具从分分型面涨涨开的力力，涨力力大小等等于塑料料制品加加上浇注注系统在在分型面面的
26、投影影面积之之和与型型腔内的的平均压压力的乘乘积。即即（KNN）。3问题题与应用用（能力力要求）：注射机机的选择择。第三节 成型型零件设设计1主要要内容：成型零零件的结结构设计计；型腔腔和布局局；分型型面的选选择；成成型零件件工作尺尺寸的计计算。2基本本概念和和知识点点：型腔腔分型面面的设计计 成成型零件件的结构构设计 成型型零件工工作尺寸寸的计算算 成成型腔壁壁厚的计计算。3问题题与应用用（能力力要求）：设计成成型零件件。第四节 浇注注系统设设计1主要要内容：概述；普通浇浇注系统统的设计计；无流流道浇注注系统的的设计。2基本本概念和和知识点点：浇注注系统：是指模模具中从从注射机机喷咀开开始到
27、型型腔为止止的塑料料流动的的通道，它它由主浇浇道、冷冷料穴、分分流道、进进料井组组成。设设计原则则：排气良好好；流程程短；防防止型芯芯和嵌件件变形；整修方方便；防防止塑件件翘曲变变形；合合理设计计冷料穴穴、溢料料槽；浇浇注系统统的断面面和长度度要小。浇浇注系统统各部分分结构和和尺寸的的设计。 3问题题与应用用（能力力要求）：设计浇浇注系统统第五节 顶出出机构设设计1主要要内容：一次脱脱模机构构 双双脱模机机构 顺序脱脱模机构构 二二级脱模模机构 浇注注系统凝凝料的脱脱出和自自动坠落落 带带螺纹塑塑件的脱脱模机构构。2基本本概念和和知识点点：各顶顶出机构构的典型型结构设设计要点点。3问题题与应用
28、用（能力力要求）：设计顶顶出机构构第六节 抽芯芯机构设设计1主要要内容：抽芯机机构的结结构类型型；斜导导柱抽芯芯机构参参数的确确定。2基本本概念和和知识点点：抽芯芯机构的的类型、特特点、应应用，斜斜导柱分分型与抽抽芯机构构 弯弯销分型型与抽芯芯机构 斜导导槽分型型与抽芯芯机构；3问题题与应用用（能力力要求）：设计抽抽芯机构构第七节 模具具温度调调节系统统设计1主要要内容：概述，冷冷却装置置的设计计要点；冷却装装置的典典型结构构；冷却却计算。2基本本概念和和知识点点： 模模具温度度调节系系统作用用、类型型、结构构、尺寸寸、时间间设计。3问题题与应用用（能力力要求）：设计模模具温度度调节系系统（三
29、）实实践环节节与课后后练习实践教学学：设计计塑料注注射模；课后练习习：8-1，88-2，88-3，88-4，88-8，88-111。（四）教教学方法法与手段段本章的教教学方式式以教师师讲课为为主，但但图较多多，学生生难以掌掌握，教教师上课课时应利利用课件件、教具具等辅助助教学手手段。五、各教教学环节节学时分分配教学环节节教学时数数课程内容容讲课习题课讨论课实验其他教学学环节小计第一章 冷压压模设计计基础210第二章 冲裁及及冲裁模模设计 6410第七章 塑料料模具设设计基础础412第八章 注射模模设计7510合计19928六、推荐荐教材和和教学参参考资源源1.刘心心治,冷冷冲压工工艺及模模具设
30、计计,重庆庆:重庆庆大学出出版社,20003。2.成都都科技大大学等合合编,塑塑料成型型模具,北京:中国轻轻工出版版社,220033。3.党根根茂 骆骆志斌,模具设设计与制制造,西西安:西西安电子子科技大大学出版版社,119944。七、需要要说明的的问题1本大大纲只适适用于机机械设计计制造及及自动化化专业中中的机械械制造及及其自动动化教学学。本课课程后面面要进行行实践教教学用以以巩固课课堂所讲讲授的知知识 2本大大纲的学学时为参参考学时时，学时时如有变变化，任任课教师师可在此此大纲的的基础上上增减一一些内容容。3建议议的教材材只是编编写大纲纲时的教教材，选选用教材材时要尽尽量选用用新版教教材，或或最新获获奖教材材。 修修订日期期：20007年年4月133日 审审定日期期：20007年年4月233日