《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱

《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03141171課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：2.5學(xué)分學(xué)時(shí)：40學(xué)時(shí)（理論40學(xué)時(shí)）先修課程：機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、材料成型計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、互換性與技術(shù)測(cè)量、材料成型導(dǎo)論、材料成形原理等后續(xù)課程：材料成形數(shù)字化設(shè)計(jì)、模具制造工藝學(xué)、模具設(shè)計(jì)與制造課程設(shè)計(jì)、材料成型技術(shù)攻關(guān)創(chuàng)新、材料成型技術(shù)綜合創(chuàng)新、數(shù)字化模具設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等適用專業(yè)：材料成型及控制工程開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》是材料成型及控制工程專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)必修課。本課程主要傳授中等復(fù)雜程度沖壓件的沖壓成形工藝分析、沖壓模具設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)與技能。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步掌握沖壓成形的原理、各種沖壓成形工藝方法和沖壓模具的設(shè)計(jì)方法，提高學(xué)生運(yùn)用沖壓成形工藝及沖壓模具設(shè)計(jì)方法的知識(shí)，分析和解決沖壓生產(chǎn)中常見的產(chǎn)品質(zhì)量和模具方面技術(shù)問題的能力以及總結(jié)歸納能力和自學(xué)新知識(shí)的能力，同時(shí)為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：熟悉常見的沖壓工藝，能夠根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)特征初步判斷所需的基本沖壓工序，能夠利用沖壓工藝基本理論解釋常見的沖壓現(xiàn)象。能夠針對(duì)常見沖壓?jiǎn)栴}給出合理的解決措施，能夠正確完成典型沖壓工藝的工藝計(jì)算。使學(xué)生具有堅(jiān)定正確的政治方向、遠(yuǎn)大的理想抱負(fù)和社會(huì)主義核心價(jià)值觀，具有科技報(bào)國(guó)的愛國(guó)主義情懷、民族自豪感與國(guó)家榮譽(yù)感。課程目標(biāo)2：熟悉沖壓工藝及模具的設(shè)計(jì)流程，能夠綜合材料、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、模具生產(chǎn)制造難度、經(jīng)濟(jì)成本等因素合理設(shè)計(jì)沖壓工藝方案，能夠讀懂中等難度的模具裝配圖，熟悉常見沖壓模具的結(jié)構(gòu)特征并能夠靈活運(yùn)用于模具設(shè)計(jì)中，掌握繪制模具零件圖、裝配圖的特殊要求、繪圖方法與技巧，能夠利用UG、AutoCAD等軟件繪制模具零件圖、裝配圖。使學(xué)生具有良好的專業(yè)素養(yǎng)，積極進(jìn)取、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于創(chuàng)新、攻堅(jiān)克難的科學(xué)精神，精益求精、一絲不茍的“工匠精神”。課程目標(biāo)3：了解沖壓模具有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)以及相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策；控制沖壓件質(zhì)量使產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)政策。能夠在考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素的前提下，論證沖壓方案的可行性。使學(xué)生具有良好的社會(huì)主義職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)，遵紀(jì)守法，愛崗敬業(yè)，誠(chéng)實(shí)守信，具有認(rèn)真負(fù)責(zé)、團(tuán)結(jié)合作、熱愛勞動(dòng)等的工作態(tài)度。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.1能正確使用技術(shù)語言表達(dá)材料成型專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)1：熟悉常見的沖壓工藝，能夠根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)特征初步判斷所需的基本沖壓工序，能夠利用沖壓工藝基本理論解釋常見的沖壓現(xiàn)象。M1.4能運(yùn)用工程專業(yè)知識(shí)，解決模具設(shè)計(jì)與制造、成型工藝開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)營(yíng)管理、裝備設(shè)計(jì)與調(diào)試等材料成型和工程技術(shù)問題。課程目標(biāo)1：能夠針對(duì)常見沖壓?jiǎn)栴}給出合理的解決措施，能夠正確完成典型沖壓工藝的工藝計(jì)算。使學(xué)生具有堅(jiān)定正確的政治方向、遠(yuǎn)大的理想抱負(fù)和社會(huì)主義核心價(jià)值觀，具有科技報(bào)國(guó)的愛國(guó)主義情懷、民族自豪感與國(guó)家榮譽(yù)感。3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.1能夠設(shè)計(jì)針對(duì)材料成型專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題的合理解決方案，設(shè)計(jì)滿足國(guó)家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的零件、模具、設(shè)備和工藝流程。課程目標(biāo)2：熟悉沖壓工藝及模具的設(shè)計(jì)流程，能夠綜合材料、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、模具生產(chǎn)制造難度、經(jīng)濟(jì)成本等因素合理設(shè)計(jì)沖壓工藝方案，能夠讀懂中等難度的模具裝配圖，熟悉常見沖壓模具的結(jié)構(gòu)特征并能夠靈活運(yùn)用于模具設(shè)計(jì)中，掌握繪制模具零件圖、裝配圖的特殊要求、繪圖方法與技巧，能夠利用UG、AutoCAD等軟件繪制模具零件圖、裝配圖。使學(xué)生具有良好的專業(yè)素養(yǎng)，積極進(jìn)取、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于創(chuàng)新、攻堅(jiān)克難的科學(xué)精神，精益求精、一絲不茍的“工匠精神”。H3.2設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案過程中，能夠在考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素的前提下，論證方案的可行性。課程目標(biāo)3：了解沖壓模具有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)以及相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策；控制沖壓件質(zhì)量使產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法規(guī)政策。能夠在考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素的前提下，論證沖壓方案的可行性。使學(xué)生具有良好的社會(huì)主義職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)，遵紀(jì)守法，愛崗敬業(yè)，誠(chéng)實(shí)守信，具有認(rèn)真負(fù)責(zé)、團(tuán)結(jié)合作、熱愛勞動(dòng)等的工作態(tài)度。注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.沖壓工藝基礎(chǔ)知識(shí)1.1沖壓工藝的特點(diǎn)及應(yīng)用1.3沖壓模具常用材料及常用標(biāo)準(zhǔn)1.4沖壓工藝的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1.5塑性成形基礎(chǔ)理論教學(xué)要求：了解沖壓概念及沖壓加工的特點(diǎn)；了解沖壓工藝的應(yīng)用及重要性；掌握沖壓工序的分類和沖壓模具的分類；了解沖壓成形的發(fā)展，了解多工位級(jí)進(jìn)模沖壓、汽車覆蓋件沖壓成形、精密沖壓、數(shù)控沖壓等先進(jìn)沖壓工藝；掌握塑性變形的基本概念，掌握塑性變形的基本規(guī)律；理解板料的沖壓成形性能。重點(diǎn)：沖壓工序的分類和沖壓模具的分類；塑性變形的基本概念和力學(xué)基礎(chǔ)。難點(diǎn)：沖壓工序的分類、沖壓模具的分類；塑性變形的力學(xué)基礎(chǔ)。31、32.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)方法2.1沖壓工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟2.2沖壓模具設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟2.3沖壓模具制圖標(biāo)準(zhǔn)與技巧2.4設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容及編寫規(guī)范教學(xué)要求：掌握工藝性分析的內(nèi)容，能確定沖壓工藝方案；熟悉工藝計(jì)算的內(nèi)容及步驟；掌握沖壓模具的制圖標(biāo)準(zhǔn)及繪圖技巧；能夠合理選擇模具材料。重點(diǎn)：沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟。難點(diǎn)：沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟。32、33.沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)3.1沖裁變形過程3.2沖裁件質(zhì)量分析3.3沖裁工藝設(shè)計(jì)3.3.5沖裁工藝力計(jì)算3.6壓力中心計(jì)算3.7刃口尺寸計(jì)算3.8沖裁模典型結(jié)構(gòu)3.9沖裁模主要零部件設(shè)計(jì)3.10壓力機(jī)的選用與校核教學(xué)要求：了解沖裁的定義及分類，掌握沖裁變形規(guī)律及沖裁件質(zhì)量影響因素，掌握沖裁間隙值的確定方法；掌握凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的原則和方法；掌握使用CAD軟件進(jìn)行沖裁排樣設(shè)計(jì)；掌握沖壓力和壓力中心的計(jì)算方法；了解沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性；掌握沖裁模設(shè)計(jì)步驟。重點(diǎn)：沖裁變形規(guī)律及沖裁件質(zhì)量影響因素；沖裁工藝方案的確定；刃口尺寸計(jì)算原則和方法；沖裁模設(shè)計(jì)步驟。難點(diǎn)：沖裁變形規(guī)律及沖裁件質(zhì)量影響因素；刃口尺寸計(jì)算原則和方法；沖裁模設(shè)計(jì)步驟。121、2、34.彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)4.1彎曲變形過程4.2彎曲件質(zhì)量問題4.3彎曲工藝設(shè)計(jì)4.4彎曲件坯料尺寸計(jì)算4.5彎曲工藝力計(jì)算4.6彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.7彎曲模典型結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：理解彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)；掌握彎曲變形的特點(diǎn)；掌握彎曲件的質(zhì)量問題及產(chǎn)生原因和解決措施；了解彎曲模工作部分尺寸的確定。重點(diǎn)：難點(diǎn)：彎曲變形過程分析；彎曲件工序安排。81、2、35.拉深工藝與模具設(shè)計(jì)5.1拉深變形過程分析5.2拉深件質(zhì)量分析5.3拉深工藝設(shè)計(jì)及輔助工序5.4拉深件坯料尺寸的確定5.5拉深次數(shù)及拉深工序件尺寸的確定5.6拉深工藝力計(jì)算5.7拉深模工作零件設(shè)計(jì)5.8拉深模典型結(jié)構(gòu)5.9其他形狀零件的拉深教學(xué)要求：了解拉深的定義和分類；理解拉深時(shí)坯料的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)；掌握拉深變形的特點(diǎn)；掌握拉深件的質(zhì)量問題及產(chǎn)生原因和解決措施；掌握使用UG/CAD軟件進(jìn)行拉深工藝設(shè)計(jì)；理解有凸緣圓筒形件拉深的特點(diǎn)和拉深方法；掌握盒形件拉深的變形特點(diǎn)；熟悉典型拉深模結(jié)構(gòu)和拉深模設(shè)計(jì)步驟。重點(diǎn)：拉深工藝方案確定；拉深模典型結(jié)構(gòu)；拉深模設(shè)計(jì)步驟。難點(diǎn)：拉深工藝方案確定；拉深模設(shè)計(jì)步驟。101、2、36.其他沖壓成形工藝6.1校形與整形6.2翻邊與翻孔6.3縮口與擴(kuò)口6.4脹形6.5旋壓教學(xué)要求：了解校形、整形、翻邊、翻孔、縮口擴(kuò)口、脹形、旋壓等成形工藝的變形特點(diǎn)、模具結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。重點(diǎn)：整形、翻邊、脹形。難點(diǎn)：翻邊。41合計(jì)40五、教學(xué)方法及手段本課程采用線上線下混合式授課方式，突出學(xué)生的主體作用，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)等，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；采用項(xiàng)目教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，將課程中沖裁、彎曲、拉深等沖壓工藝的工藝設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)內(nèi)容以項(xiàng)目的形式呈現(xiàn)，以設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)項(xiàng)目所需要的理論知識(shí)及實(shí)踐技能，在完成任務(wù)的同時(shí)掌握沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的方法與技巧；使用虛擬仿真技術(shù)手段，能夠讓學(xué)生在虛擬的環(huán)境中真實(shí)的拆裝沖壓模具、操作沖壓設(shè)備、觀察沖壓制件等，促進(jìn)學(xué)生對(duì)沖壓理論基礎(chǔ)的理解、對(duì)沖壓模具結(jié)構(gòu)的掌握及對(duì)沖壓設(shè)備的了解等；課程為省級(jí)課程思政樣板課程，提供與理論知識(shí)及工程應(yīng)用結(jié)合密切的課程思政案例，通過案例教學(xué)將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)“三位一體”的理念貫穿教學(xué)各環(huán)節(jié)，將思政元素?zé)o痕融入課堂。六、課程資源1.推薦教材（1）柯旭貴,張榮清.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)（第2版）[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2022.（2）王樹人.沖壓模具設(shè)計(jì)方法與技巧[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2018.2.參考書（1）成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2017.（2）翁其金等.沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)（第2版）[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.（3）文建平.沖壓模具結(jié)構(gòu)實(shí)例及其三維演示[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2015.（4）盧險(xiǎn)峰.沖壓工藝模具學(xué)（第3版）[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.（5）林承全.典型沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014.3.期刊（1）王巍等.航空座椅連接件多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J].鍛壓技術(shù),2022,47(10):223-228.（2）徐超輝等.汽車連接片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J].鍛壓技術(shù),2022,47(11):201-206.（3）趙丹等.天窗加強(qiáng)環(huán)沖壓工藝優(yōu)化與模具設(shè)計(jì)[J].模具工業(yè),2022,48(07):31-34.（4）王英虎.基于Defrom-3D和UG/CAD的數(shù)碼分段開關(guān)外殼沖壓模具設(shè)計(jì)[J].鍛壓技術(shù),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.網(wǎng)絡(luò)資源（1）柯旭貴等.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).2022./course/NJIT-1449915182（2）成虹等.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).2018./sCourse/course_4340.html.（3）陳明和等.沖壓工藝學(xué).2009./details?uuid=a760ce49-1229-1000-9634-144ee02f1e73.（4）范建蓓等.沖壓工藝模具及設(shè)備.2013./sCourse/course_3905.html.七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核考勤2（1）根據(jù)課堂出勤情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以出勤次數(shù)占上課總次數(shù)的比例進(jìn)行評(píng)分。√2作業(yè)8（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?42課堂互動(dòng)8（1）根據(jù)課堂互動(dòng)情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以課堂互動(dòng)積分最高的課堂互動(dòng)成績(jī)?yōu)闈M分，其他按比例核算作為課堂互動(dòng)成績(jī)?！獭獭?42分組任務(wù)16（1）每次作分組任務(wù)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)，滿分100分；（2）以分組任務(wù)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?64線上學(xué)習(xí)6（1）主要考核學(xué)生線上自學(xué)知識(shí)內(nèi)容的完成度，以完成度的高低進(jìn)行評(píng)分，滿分100分；（2）以線上學(xué)習(xí)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭?4期末考核60（1）卷面成績(jī)100分，以卷面成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核沖壓成形原理、板料成形規(guī)律、沖壓成形工藝方法、沖壓模具設(shè)計(jì)方法、沖壓工藝計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、模具工作原理等內(nèi)容。（3）考試題型為：選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題、識(shí)圖題和計(jì)算題等。√√√203010合計(jì)：100分324820八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以考勤、作業(yè)、課堂互動(dòng)、分組任務(wù)、線上學(xué)習(xí)情況、期末考試等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由期末試卷成績(jī)和過程性考核成績(jī)組成。其中：期末試卷成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題和分析題等類型，試卷中基本知識(shí)、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；考勤、作業(yè)、課堂互動(dòng)、分組任務(wù)、線上學(xué)習(xí)情況等過程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重