模具设计课程教学大纲

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《模具设计》课程教学大纲课程名称：模具设计课程代码：MPRC3001英文名称：DieDesign课程性质：专业必修课程学分/学时：3学分/54学时开课学期：第6学期适用专业：材料成型与控制工程先修课程：机械制图、金工实习、工程材料、互换性与技术测量、机械设计后续课程：模具设计课程设计开课单位：机电工程学院课程负责人：朱伟珍大纲执笔人：朱伟珍大纲审核人：杨宏兵一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：模具设计是材料成型与控制工程专业的一门专业必修课程，也是学位课程。本课程针对材料成型与控制工程专业的特点，以冲模、塑料注射模的设计基础知识为主，同时结合塑料注射模CAD技术，并且以实际应用为导向，培养学生运用模具技术方面的知识解决工艺装备领域实际工程问题的能力。教学目标：本课程以高级技术应用型人才为培养目标，以“强化理论基础，提升实践能力，突出创新精神，优化综合素质“为培养宗旨。本课程的主要内容包括：冲模设计概述、冲压工艺过程设计、冲模结构及零部件设计、塑料注射模设计概述、注射模浇注系统、注射模成形及运动部分的设计、注射模温度调节系统、塑料注射模CAD系统。通过相关功能模块的理论讲授和实验训练，使学生掌握各种冲压模、注塑模的结构特点和设计要点，培养学生分析问题及运用所学知识解决实际工程问题的综合能力。本课程的具体教学目标如下：1.掌握各种冲压模的结构特点和设计要点，培养学生针对具体冲压件需求，合理选择冲模结构方案的能力；2.掌握注塑模各个部件的结构特点和设计要点，培养学生针对具体塑件需求，合理选择注塑模结构方案的能力；3.掌握制定一般模具工艺规程及分析制件质量的能力。培养学生分析问题、解决问题以及工程实践的能力。二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：«；难点内容：∆）1、绪论（3学时）（支撑教学目标1、2）1.1模具工业的现状及发展趋势1.2现代模具设计制造技术简介 1.3模具的分类与应用特点Ø目标及要求：1)了解模具工业在现代制造业中的地位、现状及发展趋势；2)了解现代模具设计制造CAD/CAM/CAE技术«；3)了解模具的种类和特点«；2、冲模设计概述（3学时）（支撑教学目标1、3）2.1冲压工艺类型及变形特点2.2冲模分类及其典型结构2.3冲模设计要点Ø目标及要求：1)熟悉常用冲压工序特点，掌握常用冲压工序的变形特点«∆；2)了解冲模的分类方法，熟悉冲模的典型结构及其工作过程，掌握冲模的零部件组成及其作用«；了解冲模常用模具材料；3)了解冲模设计原始资料的内容，熟悉设计步骤。3、冲压工艺过程设计（4学时）（支撑教学目标1、3）3.1毛坯展开与毛坯排样3.2冲压工艺方案设计3.3冲压力与压力中心计算Ø目标及要求：1)掌握毛坯展开计算与毛坯排样的方法«∆；2)掌握冲压工艺方案的设计内容«，熟悉连续冲压成形工艺方案的设计方法；3)掌握冲压力及压力中心计算方法。4、冲模结构及零部件设计（11学时）（支撑教学目标1、3）4.1冲模总体结构设计4.2工作件设计4.3定位零部件设计4.4压料、卸料、出料及抬料装置设计4.5其他辅助装置设计Ø目标及要求：1)熟悉模具的基本结构形式、模架的选用方法；2)掌握凸、凹模的工作尺寸计算方法«∆；熟悉凸、凹模的结构形式及固定方式«；3)掌握条料定位及工序件定位方式«；4)掌握压料、卸料、出料及抬料装置设计方法；5)了解限位装置、监测装置、防护装置等设计方法。5、冲模设计实例分析（2学时）（支撑教学目标1）5.1单工序模设计实例 5.2复合模设计实例5.3连续模设计实例Ø目标及要求：1)了解单工序模设计注意事项，掌握单工序模的设计过程«；2)了解复合模设计注意事项，熟悉复合模的设计过程«∆；3)了解连续模设计注意事项及连续模的设计过程。6、塑料注射模设计概述（6学时）（支撑教学目标2、3）6.1塑料材料及其应用6.2热塑性塑料的工艺性能6.3注射工艺过程6.4注射模具的基本结构6.5塑料制品的工艺分析6.6分型面的选择Ø目标及要求：1)了解塑料的概念、组成、分类、性能和用途；2)掌握热塑性塑料的成形收缩、流动性、结晶性等工艺性能«；3)了解注射成形工艺过程；4)了解注射模的分类，熟悉注射模具的典型结构及各零件所起作用；5)掌握塑件的形状、壁厚、加强筋、支承面等结构的设计方法«；6)掌握分型面选择的一般原则«∆。7、注射模浇注系统（3学时）（支撑教学目标2、3）7.1浇注系统的流变学概念7.2普通流道浇注系统Ø目标及要求：1)了解浇注系统的流变学方程及流变参量的变化与选择；2)掌握主流道、分流道、浇口及冷料穴的设计方法«∆。8、注射模成形及运动部分的设计（9学时）（支撑教学目标2、3）8.1成形零件工作尺寸的计算8.2凹模壁厚及底板厚度的计算8.3型腔布置和结构设计8.4导向机构的设计8.5推出机构的结构8.6脱模力计算及推出零件尺寸确定8.7抽芯机构的分类与结构Ø目标及要求：1)掌握凹模径向尺寸、型芯径向尺寸、凹模深度尺寸、型芯高度尺寸、型芯之间或成形孔之间中心距尺寸的计算方法«； 2)掌握长方形、圆形凹模壁厚及底板厚度的计算方法；3)掌握型腔的排列方式；熟悉排气槽、型腔、型芯和成形杆的结构设计方法«；4)掌握导柱导向机构、锥面定位机构的设计方法及适用场合；5)熟悉推出机构典型结构，掌握推出机构的类型及适用场合«∆；6)掌握脱模力的计算及推出零件尺寸的确定方法；7)了解抽芯机构的类型，掌握斜销抽芯机构的结构形式«∆。9、注射模温度调节系统（3学时）（支撑教学目标2、3）9.1温度调节的必要性9.2冷却管道的工艺计算9.3冷却系统的设计原则9.4冷却回路的形式Ø目标及要求：1)了解温度调节对制品质量、生产效率的影响；2)掌握冷却时间、冷却管道传热面积及管道数目的计算方法；3)掌握冷却系统的设计原则«；4)熟悉型腔、型芯冷却回路的设计方法«∆。10、注射模的设计步骤及实例（3学时）（支撑教学目标2）10.1注射模的设计步骤10.2注射模设计实例Ø目标及要求：1)了解注射模设计前应明确的事项，熟悉模具结构设计的一般步骤；2)了解塑料制品及模具设计依据，掌握模具结构设计思路及方法«∆，熟悉分析计算方法«，观察实际效果。11、实验：模具拆装（4学时）（支撑教学目标1、2）11.1冲压模具拆装11.2注射模具拆装Ø目标及要求：1)了解冲压模具拆装的一般步骤，注意观察模具结构，以便对冲压模具的设计有更清晰的了解；2)了解注射模具拆装的一般步骤，注意观察模具结构，以便对注射模具的设计有更清晰的了解«。12、塑料注射模CAD系统（5学时）（支撑教学目标2）12.1注射模CAD的主要内容12.2注射模CAD系统实例Moldwizard12.3Moldwizard的应用实例12.4注射成形CAE及其应用Ø目标及要求： 1)了解注射模设计技术的发展阶段及CAD技术在注射模中的应用；2)了解Moldwizard注射模设计系统主要的功能特色；3)通过注射模设计实例，了解Moldwizard的主要功能和应用流程«∆；4)了解注射成形CAE的流程及分析结果的指导意义。三、教学方法在教学方式上，根据具体教学内容，综合运用课堂讲授和演示、课堂讨论、课堂练习、发现学习法和自学指导法，通过引入问题和启发式教学，使学生更加明确教学内容的知识体系，引导学生主动学习，激发内在学习动机，提高课堂的积极性。在目前的实验教学条件基础上，及时采用实验练习法，强化所学知识的理解和运用，培养学生解决实际问题的能力。本课程以冲模设计和塑料注塑模设计为主要内容，分冲模设计概述、冲压工艺过程设计、冲模结构及零部件设计、塑料注射模设计概述、注射模浇注系统、注射模成形及运动部分的设计、注射模温度调节系统、塑料注射模CAD系统等8个模块，冲模设计部分从概述，到冲压工艺过程设计，到冲模结构及零部件设计，形成一条清晰的脉络线，根据对冲模设计实例的分析，给学生提供了一个初步的冲模设计的思路和方法。塑料注射模设计从概述，到注射模浇注系统，到注射模成形及运动部分的设计，到注射模温度调节系统，到塑料注射模CAD系统，根据对注射模设计实例的分析，给学生提供了一个初步的注射模设计的思路和方法。结合具体教学内容，本课程所采用的教学方法说明如下：1.绪论、冲模设计概述、冲压工艺过程设计、冲模结构及零部件设计。教学内容多、涉及面广，加之学生的工程意识和实践能力相对较差。在教学中采用讲授法、演示法、启发法和讨论法相结合，将抽象问题具体化。在讲授工作原理及模具结构的基础上，演示冲模成形工艺过程，促进学生掌握教学内容的知识体系。2.冲模设计实例分析、注射模的设计步骤及实例。教学内容涉及典型冲压件、塑料件模具设计注意事项及一般设计过程。在教学中采用讲授法、启发法和讨论法相结合，强化对学生理论与实际结合的能力、工程问题分析能力的培养。3.塑料注射模设计概述、注射模浇注系统、注射模成形及运动部分的设计、注射模温度调节系统。教学内容既有流变学的概念，又有结构设计及成形零件尺寸、脱模力的计算，对于缺乏实际经验的学生而言，内容比较抽象，在教学中采用讲授法、演示法、发现学习法和讨论法相结合，使学生能够熟悉塑料模具设计所需要掌握的内容。4.塑料注射模CAD系统。教学内容主要涉及Moldwizard的应用。在教学中采用讲授法、演示法和自学指导法相结合，使学生能够熟悉Moldwizard的主要功能和应用流程。在教学方法的实际执行过程中，每个教学环节都应具有明确的目的性。同时，以上教学方法需要根据教学过程中的实际效果、学生对知识点的掌握和应用情况不断改进。教学效果不好、学生对知识点理解程度不高时，应适当调整教学方法，适当增加演示法或现场教学法，或在讲授后续教学内容时，引导学生前后联系，结合前置难点内容进行讨论，强化知识掌握。在学生对知识掌握情况较好，系统性较好的情况下，适当提高教学内容的难度，或增加发现学习法和自学指导法，设置具体应用问题，引导学生探索解决方案。 四、考核及成绩评定方式考核方式：期末闭卷笔试，期中闭卷笔试，平时测验及作业，实验报告成绩评定方式：期末笔试成绩65%，期中笔试成绩20%，平时成绩10%，实验报告5%五、教材及参考书目教材：李建军，李德群．模具设计基础及模具CAD［M］．北京：机械工业出版社，2005．参考书目：[1]钟毓斌.冲压工艺与模具设计［M］．北京：机械工业出版社，2000．[2]翁其金．冷冲压技术［M］．北京：机械工业出版社，2001．[3]冲模设计手册编写组.冲模设计手册［M］．北京：机械工业出版社，1998．[4]李德群.塑料成形工艺及模具设计［M］．北京：机械工业出版社，1994．[5]申开智.塑料成型模具［M］．北京：中国轻工业出版社，2002．[6]张佑生.塑料模具计算机辅助设计［M］．北京：机械工业出版社，1999．