基于产品开发的创新工艺与模具设计项目教学

第一篇：基于产品开发的创新工艺与模具设计项目教学

基于产品开发的创新工艺与模具设计项目教学

摘 要 新产品开发与创新是企业的生命力，而高等院校人才培养要缩短与社会需要的差距，就要走出去、请进来，让学生更好地了解企业的新技术，培养学生创新能力。由此，教学中选用创新的稻谷壳制一次性绿色环保碗的生产为案例，实施项目式教学，生产线上操作实践，辅以课堂上分析、讨论、解剖，理解、掌握其成型工艺和模具设计的难点与创新点，有益尝试，收到良好效果。

关键词 产品开发；创新工艺与模具设计；项目教学

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）06-0094-04

Abstract New product development and innovation is the vitality of the enterprise，and higher education personnel training to shorten the gap with the social needs，to go out，please come in，let students better understand the new technology，training students innovation ability，the teaching of rice shell system selection of innovative technology，the implementation of project teaching，the production line operation practice，supplemented by the analysis，discussion，understanding，master the forming process and die design of the difficult and innovative points，is a useful attempt，received good results.Key words product development； innovation process and die design； project teaching

前言

高等教育在我国越来越受到重视，近20年来，不论规模还是层次梯级建设，都得到很大的发展。但是在培养过程中，人才质量与社会需求矛盾也凸显，如：教学方法单一，学生学习积极性和主动性调动不够；重视书本知识的教育，忽视实践性教学；教学内容落后于企业的生产实际，教材内容滞后于生产发展，往往是一本新教材刚编出来，一些新知识、新工艺、新方法、新产品又蜂拥而至，新知识的吸纳和创新能力不够；等等。这些都影响着人才培养的质量，使得学生难以适应社会的需要，就业难度增大。

项目式教学是一种教学体系，其项目可大可小，或含若干子项目，可用项目教学法、引导文教学法、头脑风暴法、思维导图法等不同的教学方法，实施时可由一个或多个教师来完成。而项目教学法就是把一个相对独立的项目中若干个任务，在教师的指导下，将项目任务交给学习小组，学生进行信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价，通过自主学习，在规定的时间内独立完成。项目教学实践，师生在学中做、做中学，学做结合，激发学生学习的兴趣和主动参与的积极性，以能力为本位，以行动为导向，以学生为中心，培养学生自主获取信息、分析问题、制订方案和解决问题的能力。案例产品生产背景及选择分析

《一次性绿色环保用品的制造方法》项目来源于已通过省级鉴定的应用型成果，是基于环境保护、治理“白色污染”而寻找的一种替代品，即用可完全降解的稻谷壳制作一次性绿色环保碗，替代发泡型快餐具。该产品的生产工艺与方法申请了国家发明专利，其加工设备也获得多项实用新型专利，产品实现国内外的销售。

稻谷壳制一次性绿色环保碗如图1所示，产品颜色为稻谷壳本色――金黄色，有质感，美观漂亮。

从产品图2可知其设计尺寸，其厚度大约为1 mm，碗径?128 ?L，弧面为R70 ?L，要求：弧面与碗口、底部园弧平缓过渡，外形圆滑，碗口平整无毛刺，无变形，使用安全。

从图纸分析上看，产品的结构简单，如用金属或塑料材料成型，生产工艺与模具设计并不复杂，但其材料为稻谷壳――即将稻谷壳等植物纤维经过细磨成300目左右粉，掺一定比例的粘结剂、辅助剂等材料。由于其材料特殊性，加上市场上也没有同类材料的产品，更没有生产的工艺和装备，因此，产品的成型工艺与模具开发具有创新性。因此，技术人员通过攻关，创新开发了《一次性绿色环保用品的制造方法》和与之配套的生产线，实现了绿色环保碗的生产与销售。通过技术延伸开发，同时生产了以稻谷壳等为原料的相关环保产品。

在高职模具专业教学中，材料成型工艺与模具设计以塑料和金属材料为例进行教学，而将《一次性绿色环保用品的制造方法》项目中稻谷壳制一次性绿色环保碗的生产作案例，引入课堂，以其生产工艺和模具设计为课题设置项目进行教学是一种有益尝试。学生通过到企业参观学习，进行生产性实习，分析、解剖和讨论其生产工艺和模具设计，完成项目设置任务，了解、掌握其新工艺、新知识、新技术，能够达到教学目标，深化教学改革。项目教学设计及实施

教学目标与要求 学生在学中做、做中学，学做结合，激发学习的兴趣和主动参与的积极性；以能力为本位，以行动为导向，以学生为中心，充分运用课堂上所学的基础知识，解决生产中的实际问题，培养学生自主获取信息、分析问题、制订方案和解决问题的能力；吸纳案例中的新工艺、新知识、新技术，培养师生的创新与开发能力。

学前要求学生具备和掌握冷冲压和塑料成型工艺及其模具设计等基础知识；实习企业提供必要的场地和生产机台、工装准备，配备一定数量的工程技术人员作为实习指导教师跟踪指导。

教学组织与实施 一个自然班级分成若干小组，每组5～7人；每组都要完成学前准备、参观见习、生产实习、工艺分析、模具设计和评价报告等项目学习任务；项目学习指导由学校和企业教师共同承担，其中工厂指导教师不少于两名，每组至少有一名教师跟踪指导；教学课时为两周，约60课时（具体安排见表1）。教学重点与难点

产品原料为农作物的废弃物如稻谷壳等植物纤维，开发再利用，无成熟的工艺技术和设备，开发创新成型工艺是产品上市生产的关键。通过技术人员艰辛努力、反复试验，创新开发了有别于传统的冷冲压及塑料成型工艺的一种新的冷冲压缩模塑成型工艺：落料、预拉伸、成型、切边、压缩整形、脱模等工序复合成型，并根据其工艺特点设计成型模具。通过实习，了解其成型工艺和模具技术具有先进性和创新性，这也是案例项目教学的重点和难点。

产品成型工艺确定 通过前情学习及分析，学生掌握了塑料成型工艺和冷冲压成型工艺。塑料成型工艺是指在一定温度和压力下将塑料原料放置在特定的设备中进行熔化、塑化，通过成型机注入模具型腔中，冷却成型取得产品的过程，有注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型、吹塑成型、发泡成型等。根据成型方法不同分为注射模、压缩模、压注模、挤出模头、吹塑模和发泡模等。而冷冲压成型工艺是指在室温下，采用合适的模具，通过压力机将金属材料或非金属材料片，冲压分离或产生塑性变形而获得产品的过程。冲压工艺分分离和成形两大部分，其中分离工序主要有冲孔、落料，成形工序主要有弯曲、拉深、整形、修边等工序。根据工序不同，有冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模、整形模等，这些工序可组合，从而形成单工序模、复合模和级进模。

该项目中的绿色环保碗是用细磨成粉的稻谷壳等植物纤维，掺以粘结剂、辅助剂，通过专用设备加工成质地均匀、结构紧密、表面光滑、有一定柔软度和韧性的片，压力机作用下加工而成，很自然可以考虑采用冲压成型工艺。材料中含有一定的水分（约10%），有利于产品模塑成型，但产品的干燥没有在模具中进行。一是不会出现模温高而变色，从而保持产品的金黄色；二是克服升温、降温而产生的能耗，从而降低成本。因此可采用冷冲压工艺。材料具有一定的收缩率和流动性，拉伸率很小，仅用冷冲压工艺并不能解决所有问题，还要结合塑料压缩模塑等工艺。通过无数次实验，在其成型工艺中保留了冲压成型工艺中预拉抻、落料、冲压、切边等基本工序，同时利用料片的收缩和流动的特点，采用塑料模塑成型中压缩、保压等工序，很好地解决了材料的拉伸率小、易开裂的缺点，实践证明，成型工艺可行。最后，成型工艺确定为落料、预拉伸、成型、切边、压缩整形、脱模等工序，用冷加工方式，称为冷冲压缩模塑成型。

模具设计 产品生产工艺拟定后，设计其生产模具将至关重要。技术人员通过反复研究、试验，设计一副生产用模具，如图3所示，实现产品一次成型。其工作原理如下。

1）预拉伸：片料由人工送至托料刀圈6上，凹模8上行，凸模芯5在重力作用下最先与料片接触送片进型腔。

2）落料：凹模上行，落料圈2与托料刀圈6耦合完成落料。

3）切边：凹模继续上升，碗坯料在凸模芯和托料刀圈的作用下均匀地进入型腔，当凸模4与凹模接触偶合，切刀圈3将与凹模偶合，完成切边。

4）成型：与此同时，凸、凹模在高压下对碗坯料进行挤压成型。

5）模塑：坯料在凸模、凹模、切刀圈形成的一个密闭型腔内，在强大的外力下进行保压，坯料有拉伸、压缩、流动。

成型过程难点解析 稻谷壳制料片在模具内成型成碗，要完成落料、预拉伸、成型、切边、压缩整形、脱模等工序，工艺复杂，其成型工艺结合了塑料成型工艺和冷冲压工艺；用一付模具完成，模具结构复杂并且要精准，这是产品创新、生产工艺创新和模具设计的创新，是学习的重点，也是教学的难点。为了更好地掌握产品生产工艺以及产品成型与模具的关系，帮助学习和理解，将材料在模具内成型的一个工作循环的工作压力、行程和工作时间关系如图4所示。

根据模具结构图和成型过程关系图以及生产实习，了解到碗坯在模具中转变过程如下：

1）t0―t1时段，模具进行合模，压力小，合模速度快；t0时，送片进型腔；

2）t1―t2时段，材料进行预拉伸，凸模芯先接触并带动料片均匀送进型腔；t1时，模具的落料圈与托料刀圈偶合落料；t2时，切刀圈与凹模偶合切边；

3）t2―t3时段，料片冷挤压，碗初步成型，这时模具的位移量小，行程s与时间t呈非线性函数；冲压力迅速上升，升至最大值后进入保压时间；t3时，碗坯成型保压；

4）t3―t4这段时间，碗坯成型最复杂，碗坯在高压下挤压，材料有流动、粘合、压缩，模塑整形和定型；t4时，开模，卸压；

5）t5时，成型结束时间，取出成型碗，t5成型结束完成一个工作循环。教学总结与评价

项目教学中，教学总结与评价是检查学生学习效果和能力提升的重要环节，除了评价教学常规如考勤、态度、作业等内容以外，重点是学生在项目教学中收获和不足、各小组积极参与度，教师要与企业指导教师共同参与评价。通过学习，学生在总结与评价中收获了生产安全知识、团队合作精神，更收获了新产品、新技术，提升了创新能力。

工艺创新 新产品生产中使用稻谷壳等植物纤维，为适应新材料特性且有别于塑料成型和冷冲压成型，而创新开发一种新的冷冲压缩模塑成型工艺：落料、预拉伸、成型、切边、压缩整形、脱模等工序一次复合成型工艺。

模具创新 根据开发的新工艺，设计适应于生产的模具，其创新点主要有：1）凸模芯起预拉伸的作用，解决了材料拉伸性能不好的特点；2）托料刀圈可以便于料片更好地、均匀地进入型腔；3）落料圈与托料刀圈、切刀圈与凹模的配合，一次复合了落料、切边、整形等工序，减少工艺流程和模具数量，缩短成型时间；4）落料圈与托料刀圈、切刀圈与凹模的配合起定位导向的作用，减去定位、导向零件的设计和加工，简化了模具的结构；5）采用冷冲压、压缩和模塑一次成型，简化工艺流程，减少能耗，降低了成本。结束语

通过对稻谷壳制一次性绿色环保碗生产案例实施项目式教学实践，学生下企业体验学习，分析、解剖和讨论一次性绿色环保用品的制造方法、其他产品的生产工艺和模具设计，加深师生专业基础知识的学习、巩固与提高，圆满完成项目教学任务。同时，学生在教学中了解企业文化，懂得团队合作，实践中吸纳新知识、新技术，提高产品开发与创新能力，以达到教育之目的，进一步缩小他们与社会需要之间的差距，提高就业的竞争力。

参考文献

[1]葛立，吴静.绿色环保碗成型工艺的研究及模具设计[J].模具技术，2003（4）：39-41.[2]刘晓欢，向丽.高职教育的“双证”课程及其开发策略[J].职教论坛，2008（6）：13-16.[3]赵昕.工作过程知识导向的职业教育课程开发[J].职业技术教育，2007（7）：45-47.[4]李学锋.塑料模设计及制造[M].2版.北京：机械工业出版社，2013.[5]翁其金.冷冲压与塑料成型[M].北京：机械工业出版社，1997.

第二篇：项目教学法进行《塑料成型工艺与模具设计》教学设计

项目教学法进行《塑料成型工艺与模具设计》教学设计

一、项目要求

根据要求完成塑料水杯的成型工艺与模具设计。设计过程如下：

1、塑料水杯的工艺结构分析

2、塑料成型工艺制定

3、塑料成型模具设计

4、设计说明书

二、教学目标

知识技能：学生在真实的产品环境下，对塑料产品进行工艺结构分析，制定工艺规程，设计成型模具。

三、实施过程

1、塑料水杯任务的提出

2、由学生搜集整理原始资料

（1）分析塑料水杯：明确塑件的要求

（2）分析塑料水杯的成型工艺的可行性和经济性（3）明确塑料水杯的产量，由此确定模具结构（4）确定塑料水杯的重量和体积

3、项目工艺、模具设计

（1）制定工艺规程（2）模具设计

1）塑件的位置和分型面的选择 2）型腔数量的确定和排列方式 3）浇注系统设计 4）成型零件设计 5）推出机构设计 6）排溢系统设计 7）温控系统设计 8）支承零件设计（3）模具设计的计算

1）成型零件的尺寸计算

2）模具侧壁和底板厚度尺寸计算 3）温控系统的计算（4）模具装配图和零件图的绘制（5）设计说明书的编写

四、项目评价

对塑料水杯的工艺设计采用自评、组评和教师评价的方式进行，大家共同探讨评判工作中的得失，总结提高，最终达到对理论知识和实践技能的掌握。

五、设计作品展示交流

通过塑料水杯各种不同的工艺设计，让学生看到不同的设计理念对塑料产品的工艺制定和模具设计的影响，通过比较找出一个最合理经济的生产工艺方法。这样的活动很好地激发了学生的学习积极性，促使学生从多方面思考问题，培养创新精神。

第三篇：冲压工艺与模具设计心得

冲压工艺与模具设计

开学以来经过十几周的紧张的学习，在李老师的教导下使我对冲压工艺与模具设计这门课程有了一些了解，十几周学习，收获颇丰，同时也感到肩上的压力很大，很有一种危机感，一种现代化科技的潮流所淘汰、被其他学校所超越的危机感。

在课本的绪论中，我知道了冲压技术的现状与发展趋势。随着工业的发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美。所以模具设计这一技术，在我国国民经济中的地位也越来越重要。

在学习中，我们一开始学习了冲压工艺类型及变形特点。在这一节中我了解了一些常用的冲压工序和冲压工序的变形特点，同时呢对冲压件的冲压工艺性有一点点的了解。冲压加工的基本工序可以分为分离和成形两类。分离工序包括切断、冲裁、切口、切边。其中冲裁又包括落料和冲孔。变形工序包括弯曲、拉深、成形、缩口、胀形、整形。其中成形包括起伏和翻边。冲裁是落料和冲孔工序的总称。其变形过程分为三个阶段：

1、弹性变形阶段。

2、塑性变形阶段。

3、剪裂分离阶段。凸凹模刃口间隙对冲裁变形区的受力和变形有重要影响，他直接影响冲裁件的质量、模具的寿命和力能消耗。

弯曲是一种使板料在弯矩作用下产生塑性变形、弯成有一定角度形状零件的方法。弯曲变形过程可以分为三个阶段：

1、弹性弯曲阶段。

2、弹塑性弯曲阶段。

3、塑性弯曲阶段。在弯曲成型过程中存在回弹现象，在设计模具时应该考虑并采取措施避免回弹。在拉深变形和翻边变形时，要充分考虑拉深件的形状。因为拉深变形和翻边是的受力情况、变形特点与拉深件的具体形状密切相关。

之后我们学习了拉深变形过程分析，知道了拉深又称拉延，是利用专用模具将平板毛坯制成开口空心零件的一种冲压工艺方法。拉深过程中，毛坯各部分的受力及变形时不同的，并且随之拉深过程的进行而变化。

我对最后一章的冷挤压工艺比较感兴趣，所以就多点自己学到的东西吧。冷挤压顾名思义就是利用金属材料的塑性，在室温条件下，将金属毛坯放入装在压力机上的模具型腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属毛坯产生塑性流动，通过凸模与凹模之间的间隙或凹模出口，挤出空心零件或断面比毛坯断面小的实心零件。冷挤压工艺可按金属流动方向、金属流动速度及变形温度等进行分类。按金属流动方向分类

1、正挤压。

2、反挤压。

3、复合挤压。

4、减径挤压。

5、径向挤压。

6、墩挤复合法。按温度分还可以分成：

1、冷挤压。

2、温挤压。

3、热挤压。冷挤压加工有许多特点，可以增强金属的塑性变形能力，可以使制品综合质量提高，节约原材料，生产灵活性大、生产效率高，工艺流程简单、设备投资较少。

在风一样流逝的岁月里，十几周如昙花一线，弹指最多可以与一挥间相提并论。但让我们自己学到的东西，那绝对的不是一般可以概括，也不是仅仅的再加上相当二字就可以了得的，绝对的该是可以达到意想不到的可喜的收获方才罢休。慢慢的意识到，不是自己学不到，不是自己没本事，没能力学，而是在于自己敢不敢去学，想不想去学，有没有学习的那股子冲劲。它的着实的参与，让自己不得不把原先的许多的想法抛弃，让自己不得从不一直以来的游手好闲，无所事事中跳跃出来。其实那些只会危害自己，别人是不会对你投以一丁点的好感的，并不是因为别人都没有一视同仁的双眼，而是自己甘愿选择逃避，堕落。让自己深深的认识到，只有选择振作，去做，去思考，去学习，才会真正的有所收获。虽然短暂的实践会渐渐的从自己的学习与生活中远去，褪去，但是它给自己带来的变化是永远抹不掉的。那敲打铁块的声响带给自己的心灵美妙的旋律，时时的会在自己的耳畔响起。它虽然已经结束，但它给自己的对内心的理想，未来的进发并没有停止。它就像是一个警钟，人生路上的一个警钟，时时告诫着自己，提醒着自己，要有所作为，事先就必须有所为，之后才有所成。然而它更像是一个在海中航行的小船的航标，时时指引着自己，向着明天，向着未来不懈的追求。

第四篇：17874-塑料成型工艺与模具设计-教学指南

职业教育职业培训改革创新教材

全国高等职业院校、技师学院、技工及高级技工学校规划教材 模具设计与制造专业

塑料成型工艺与模具设计

教学指南

陈少友

主

编 戴

乐

陈向云

蔡福洲

副主编

谢贤和

主

审

Publishing House of Electronics Industry 北京·BEIJING

前

言

为了配合《塑料成型工艺与模具设计》课程的教学，编写了此教学资料。教学资料内容有三个部分：

第一部分是模具设计与制造专业——课程指导方案。

第二部分是教学指南，包括了课程性质与任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配。

第三部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。

限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，请读者给予批评指正。

编 者

《塑料成型工艺与模具设计》教学指南

一、课程的性质与任务

本书根据高等职业院校、技师学院“模具设计与制造专业”的教学计划和教学大纲，以“国家职业标准”为依据，按照“以工作过程为导向”的课程改革要求，以典型任务为载体，从职业分析入手，切实贯彻“管用”、“够用”、“适用”的教学指导思想，把理论教学与技能训练很好地结合起来，并按技能层次分模块逐步加深塑料成型工艺与模具设计相关内容的学习和技能操作训练。本书较多地编入新技术、新设备、新工艺的内容，还介绍了许多典型的应用案例，便于读者借鉴，以缩短学校教育与企业需要之间的差距，更好地满足企业用人需要。

全书共分为6个模块18个任务，内容由浅入深，全面覆盖了塑料成型工艺和模具结构设计的知识及相关的技能。模块一是通过对塑料制品生产现场及模具库的参观，通过对典型模具的拆装测绘，使学生初步了解塑料模的结构和功用；模块二是通过对塑料的组成与工艺特性、注射成型工艺、压缩和压注成型工艺、挤出成型工艺、塑件的结构工艺性这5个任务，培养学生具有分析塑料性能和塑件结构工艺性能的能力，培养学生具有确定塑料成型工艺的能力；模块三是通过对注射模具结构类型及标准模架的选用、初选注射机、分型面的确定与浇注系统设计、成型零件设计、推出机构设计、侧向分型与抽芯机构设计、温度调节系统设计这7个任务，培养学生具有设计注射模具各功能零部件的能力；模块四是对注射模的设计工作过程进行完整的训练，使学生掌握塑料模的设计过程、设计内容和设计要求；模块五是通过对压缩模设计、压注模设计这2个任务，培养学生设计压缩模、压注模的能力；模块六是通过对挤出模设计这个任务，培养学生具有设计管材挤出模、薄膜吹塑模、异型材挤出模、电线电缆挤出模的能力。

本书可作为高等职业院校、技师学院、技工及高级技工学校、中等职业学校模具相关专业的教材，也可作为企业技师培训教材和从事模具设计与制造的工程技术人员的自学用书。

二、教学提要、课程内容、教学要求

模块一

认识塑料模

【知识目标】

 了解塑料工业的发展及塑料成型在工业生产中的重要性。

 了解塑料的各种成型方法。 了解塑料成型技术的发展趋势。

 了解典型塑料注射模的结构及其工作原理。

 初步了解注射模各组成部分的功用、相互间的配合关系及加工要求。【技能目标】

 能掌握塑料的优良特性及其应用。 能对塑料模具进行基本的分类。 能掌握塑料模拆装的方法和步骤。

 能正确使用拆装工具，能使用常规量具进行测量。 能初步测绘出塑料模各组成零部件的草图。

任务1 对塑料成型及其模具的认识 任务2 塑料模拆装试验

模块二

塑料成型工艺

【知识目标】

 掌握塑料的概念和常用塑料的基本性能。 熟悉常用塑料代号、性能及用途。 了解塑料的成型工艺特性。

 掌握注射成型工作原理、成型工艺过程及特点。 掌握注射成型工艺规程。

 掌握热固性塑料压缩、压注成型原理及成型特性。 了解压缩、压注成型工艺及参数选择。 了解塑件挤出成型工作原理及工艺过程。 掌握塑料挤出成型工艺条件。

 熟悉塑件尺寸公差国标的使用方法及相关规定。 熟悉塑件结构设计原则。 了解塑件局部结构设计的规则。【技能目标】

 能合理选择塑料制件所用材料。 能正确分析塑料的使用性能和工艺性能。 能编制塑料制件注射成型工艺卡。 能选择压缩或压注成型方式。 能编制压缩、压注成型工艺规程。 能编制塑料挤出成型工艺规程。

 具有合理确定塑件精度，并按国标标注塑件尺寸公差的能力。 会分析塑件结构工艺性。

 初步具有根据塑件结构工艺性优化塑件结构的能力。

任务1 塑料的组成及工艺特性 任务2 注射成型工艺 任务3 压缩和压注成型工艺 任务4 挤出成型工艺 任务5 塑件的结构工艺性

模块三

注射成型模具设计

【知识目标】

 掌握典型注射成型模具基本结构、组成和特点。 熟悉模具结构零部件的功能。 掌握各类标准模架的运用。

 了解注射机的分类、工作原理及技术参数。     掌握注射模具与成型设备的关系。掌握型腔数量的确定方法及分布原则。掌握分型面的选择原则。

掌握注射模浇注系统的设计方法。

掌握注射模排气与引气系统的设计原则。

 掌握成型零件工作部分尺寸计算及公差标注。

 掌握各种型腔和型芯的结构特点、适用范围、装配要求。 了解成型零件强度、刚度的计算方法及其校核。 了解注射模各类推出机构的结构特点及动作原理。

 掌握注射模推出机构的设计原则及各类推出机构的应用范围。 掌握推出力的计算方法。

 了解各类侧向分型与抽芯机构的结构形式、动作原理和应用范围。 掌握侧向分型与抽芯机构的设计和计算。 了解模具温度对塑料成型的影响。

 掌握加热与冷却装置的设计要点及计算方法。

【技能目标】

 能正确选用各类典型注射模具。 能合理选择标准模架。 能合理选择注射机。     能初步判断所选择的注射机与模具的适应性。会确定型腔数目。

具有合理选择分型面的能力。具有设计浇注系统的能力。

具有设计排气与引气系统的能力。

 会计算成型零件工作部分的尺寸，并能标注尺寸公差。

 会设计成型零件的结构。

 能分析型腔和底板的受力情况，运用公式和查表选择数据，确定型腔壁厚和底板厚度。

 具有设计推出机构总体结构及其各零部件的能力。 能够合理选择应用各类推出机构。

 能看懂各种侧向分型与抽芯机构的结构图及动作原理。 具有设计斜导柱侧向分型与抽芯机构结构的初步能力。 能够合理选择各类侧向分型与抽芯机构的结构形式。 会分析模具温度对塑件质量的影响。 能合理地对加热和冷却装置进行结构设计。 能对加热与冷却装置的重要数据进行计算和确定。

任务1 注射模具结构类型及标准模架的选用 任务2 初选注射机

任务3 分型面的确定与浇注系统设计 任务4 成型零件设计 任务5 推出机构设计

任务6 侧向分型与抽芯机构设计 任务7 温度调节系统设计

模块四

注射模课程设计程序

【知识目标】

 了解模具设计的内容和要求。 掌握模具设计的步骤和方法。【技能目标】

 能确定工艺方案，对一般复杂程度的注射模进行结构设计和工艺计算。 能绘制出注射模的装配图、工作零件图和非标零件图。 能编制模具零件加工工艺卡片并编写设计说明书等技术文件。

模块五

压缩模和压注模设计

【知识目标】

 掌握压缩模的结构特点及应用场合。 掌握压缩模的设计要点。

 掌握压注模的结构特点、分类及应用场合。 掌握压注模的设计要点和压机的选用原则。【技能目标】

 能读懂压缩模的典型结构图和工作原理。

 具有确定压缩成型工艺参数和设计简单压缩模具的能力。

 能够正确计算压缩模成型零件的工作尺寸及加料腔尺寸。

 能读懂压注模的典型结构图及工作原理，正确选用各类压注成型设备

 能正确计算压注模成型零件工作尺寸及加料腔尺寸，具有设计简单压注模的能力。

任务1 压缩模设计 任务2 压注模设计

模块六

气动成型工艺与模具设计

【知识目标】

 掌握中空吹塑成型原理及模具设计要点。 了解真空成型原理及模具设计要点。 了解压缩空气成型原理及模具设计要点。【技能目标】

 能够正确阐述中空吹塑成型、真空成型及压缩空气成型的工作原理及工艺过程。 具有确定中空吹塑成型、真空成型及压缩空气成型工艺参数的能力。 具有设计简单气动成型模具的能力。

三、教学建议

在教学中要积极改进教学方法，按照学生学习的规律和特点，从学生实际出发，以学生为主体，充分调动学生学习的主动性、积极性。

1．在教学中要积极开展多媒体等现代化教学手段，以达到良好的教学效果。有些内容，可以到实验、实训室结合相关设备、器材进行讲授，以增加学生的感性认识，便于理解掌握。

应加强实践教学，增加实训内容，以提高学生的实际动手能力和技能。

2．注意塑料成型工艺和模具结构设计技术的新发展，适时引进新的教学内容，拓宽学生的视野，增强学生的适应能力。

3．考核办法

要注意改革考核手段与方法，可以通过课堂提问、学生作业、平时测验、实验及考核情况综合评价学生成绩。对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励。

第五篇：《冷冲压工艺与模具设计》试卷二

演讲稿 工作总结 调研报告 讲话稿 事迹材料 心得体会 策划方案

《冷冲压工艺与模具设计》试卷二

《冷冲压工艺与模具设计》试卷二

姓名 班级 学号 成绩

未注圆角R0.4 生产批量：大批量

材料：08F 料厚：1mm 设计要求

1.对冲压件的工艺分析

根据工件图纸，分析该冲压件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。（15 分）

2.确定冲压件的最佳工艺方案

通过对冲压件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析冲压性质、冲压次数、冲压顺序和工序

组合方式的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳

工艺方案。（10 分）

3.确定模具类型

根据冲压件的生产批量，冲压件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。（5 分）

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4.工艺尺寸计算（30 分）

1）拉深次数和拉深工序尺寸的确定

2）冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸的计算

3）弯曲凸、凹模尺寸的计算

4）排样设计并画排样图

5）冲压力计算及压力设备的选择

5.模具简图（30 分）

绘制模具简图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置。

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参考答案

一.工件的工艺分析

a)

工件材料为08，其塑性、韧性较好，抗剪强度 t为260～360Mpa，抗拉强

度sb为330～450Mpa，有利于各种工序的加工。

b)

工件尺寸均没有公差要求，故精度不高，属于一般零件，其公差按 IT14

处理，给模具制造带来一系列方便。

c)该工件总体属于圆筒形拉深件，两边有宽4 mm 的直边凸缘，凸缘前端有

弯曲部分，底部有孔；工件圆筒形部分高度为 6mm，需计算确定拉深次

数；弯曲部分直边高度 H=2mm=2t，相对弯曲半径 r/t=0.4<0.5，属于无

圆角弯曲；拉深件底部孔径 f=3.5mm，较易冲出，可安排在拉深工序之

后进行。

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综上所述，此工件可用冷冲压加工成形。

二．零件工艺方案确定

1.模具类型的确定

制件公差为 IT14 级,形状较简单,但批量大,宜采用级进模或复合模进行

加工。

2.制件工艺方案的确定

从工件结构形状可知，所需基本工序有拉深、冲孔、弯曲、落料等工序。

因为工件精度要求不高，且从生产效率要求高的角度考虑，可以先采用切口、拉深、冲孔、落料连续模，进行有工艺切口的带料连续拉深，实现工件的拉

深和底部冲孔及落料，再采用落废料，弯曲复合模，完成切除凸缘废料，凸

缘弯曲的工序。

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故成形工艺方案为：切口—拉深—冲孔—落料—切废—弯曲。

这样可以减少模具、设备和操作人员的数量，提高生产效率，只需两副

模具就可实现加工。缺点是模具结构较复杂，制造成本较高。

如果一次即可拉深成功，也可以采用落料、拉深、冲孔复合模，模具数

量仍为两个，但工序安排得到简化，具体工艺方案为：

落料—拉深—冲孔—切废—弯曲。

是否可以一次拉深成功，需要进行计算。

三．工艺尺寸计算

1.拉深次数和拉深工序尺寸的确定

板料厚度为 1ｍｍ，按中线计算

（1）修边余量的确定

凸缘直径d t＝(a+b+c+0.6t)=（23-2+1+1+0.6）=23.6mm(教材表3-6)相对凸缘直径 dt/d=23.6/10=2.36，查教材表４－３得修边余量 d＝1.2mm，故实际凸缘直径d t＝（23.6+2′1.2）=26mm。

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（2）预算毛坯直径

***28424.56Ddrdrdhrdrddp p= + + + + + +

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r =r =1.5 mm

p1

h=2ｍｍ

2．拉深凸、凹模尺寸计算

（1）拉深凸、凹模尺寸计算

查教材表４－１４得单边间隙Ｚ／２为１ｔ；查表４－１５得dd= 0.04 dp=0.02

工件公差为IT14级，查机械设计手册，得 D=0.43，代入下两式，得

+dd +0.04 +0.04

(D p

+d +0.02

d d =(d xZ)=3.68

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+ D+ d min min 0 0

查表 得x=0.5 D=0.075

落料尺寸： r 落= 28mm

Zmax= 0.20t=0.20 Zmin= 0.14t=0.14 dd= 0.025 dp=0.02

.dd.+.dp.=0.025+0.02=0.045< Zmax-Zmin= 0.20-0.14=0.06

d-D

故：Dd =(Dmax

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x)0 +d =27.935 + 0 0.03

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-D-0 =27.795 0 Dp =(Dmax xZmin)-dp-0.02

查表 得x=0.5 D=0.13

（3）弯曲凸、凹模尺寸计算

凸模圆角半径：rp =r0 =0.4

凹模圆角半径：R凹 = 4t=4

凸、凹模单边间隙：Z =t +D+ ct

=1 0.09

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0.1 1.19

+（查教材表 34 与 35）

+=

凸、凹模横向尺寸：

+d +0.023 d L =(L-D=22.93

0.75)dmax0 0

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Lp =(L d-2Z)0-dp =20.55 0-0.023

3．排样及材料利用率

该排样根据落料工序设计，考虑模具结构简单，操作方便，用单排排样设计。

查表２－１４得ａ＝1.2mm，ｂ＝2.0mm，条料Ｂ＝Ｄ+ 2 a=28+2+2=32mm，进距

ｈ＝Ｄ＋ｂ＝28＋1=29mm 材料利用率

S /4

h= ′100% =66.3%

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故采

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S 32 29

0

/428100%100%D Bhpp×′=′= ××

４．冲压力及压力设备的选择

拉深力：

=ps ××.kN F拉 dt 1 b K1 =3.14 7

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440 10

F压=0.25F=4kN

冲裁力：

t ××)350

F裁 =KLt =1.3 p(D +2r 孔 ×.50kN Fz=F + F +F =64kN 拉 压裁

压力机公称压力：

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取 Fg=1.6Fz=100kN

根据冲压力可初选冲压设备型号为 JH21—25。

四．模具简图

落料、冲孔、拉深复合模简图如下

切废、弯曲复合模略

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