教师授课教案

教师授课教案No1授课日期授课班级授课课题项目二：垫圈零件落料、冲孔模设计与制作过程1冲裁过程分析授课时数2教学目标通过对冲裁变形过程的认识，理解断面特征及断面质量教学重点理解冲裁变形过程、断面特征及断面质量分析教学难点理解冲裁变形过程、断面特征及断面质量分析时间分配教学主要内容教学方法过程1冲裁过程分析一、冲裁认识1、冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。2、基本工序：落料和冲孔。3、落料:若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件。(落料模)工件的尺寸由冲裁凹模尺寸决定。4、冲孔:若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以外的部分作为冲裁件。(冲孔模)工件的尺寸由冲孔凸模尺寸决定。5、分类：普通冲裁、精密冲裁6、冲裁用途：1.直接加工零件2.其它工序坯料3.成形工件再加工7、冲裁模：冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。特点：凸、凹模刃口锋利，间隙小。最常用的冲裁模：落料模和冲孔模PPT课件讲授案例教学模具动画时间分配教学主要内容教学方法二、冲裁变形过程间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段（如下图）：1．弹性变形阶段变形区内部材料应力小于屈服应力。2．塑性变形阶段变形区内部材料应力大于屈服应力。凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、径向拉伸、厚向压缩等变形。3．断裂分离阶段变形区内部材料应力大于强度极限。裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面凸模刃口附近的侧面上、下裂纹扩展相遇材料分离三、冲裁件断面特征及质量1、光亮带：在材料被挤入凹模(或凸模挤入材料)时所形成。间隙适中时可获得较大的光亮带。间隙愈大，光亮带愈小，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个光亮带。2、塌角带：由冲裁开始时材料的塑性变形形成。间隙愈大，则塌角愈大。3、断裂带：材料发生断裂所形成。断裂带在冲裁断面上形成粗糙的斜面。间隙愈大，断裂带愈大，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个断裂带。4、毛刺：由断裂时材料纤维的牵扯所形成。间隙愈大，毛刺愈长，材料塑性愈好，毛刺愈长。小结：冲裁变形过程、断面特征及断面质量课后小结教师授课教案No2授课日期授课班级授课课题过程2冲裁件的工艺性授课时数2教学目标掌握冲裁工艺性要求及工艺性分析方法教学重点冲裁工艺性要求及工艺性分析方法教学难点冲裁件工艺性分析方法时间分配教学主要内容教学方法复习冲裁变形及断面质量引入垫圈2审图与冲裁工艺性分析2.1审图所谓审图，即审查所给制件的尺寸是否齐全，各尺寸公差和形位公差的精度等级。2.2冲裁工艺性要求1．结构工艺性要求（1）形状应尽可能简单、对称，圆形、矩形等规则的几何形状组成的几何图形为较佳；案例分析（2）无过长的悬臂、狭槽，所谓悬臂、狭槽，即其宽度b≤2t；案例分析（3）孔间距、孔边距不能太小，所谓过小孔间距，即指b2＜2t，所谓过小孔边距，即指b1＜1.5t；案例分析PPT课件讲授案例教学模具动画时间分配教学主要内容教学方法（4）冲裁件的外形或内孔的转角处应避免存在尖锐的清角，采用圆角过渡为较佳；案例分析（5）孔不能过小。案例分析：案例结构工艺性小结2．冲裁件的尺寸精度和粗糙度（1）普通冲裁：IT10~IT11级，Ra=6.3μm；案例分析（2）冲孔精度比落料精度高一级。案例分析案例尺寸精度和粗糙度要求小结小结：冲裁工艺性要求及工艺性分析方法课后小结教师授课教案No3授课日期授课班级授课课题过程3冲裁力和压力中心授课时数2教学目标1．掌握冲压力的计算方法2．掌握压力中心的计算方法教学重点冲裁力的计算教学难点压力中心的计算时间分配教学主要内容教学方法复习冲裁工艺性要求及工艺性分析方法3.1冲压力冲压力：指冲裁力、卸料力、推件力和顶料力的总称。（1）冲裁力冲裁力：指凸、凹模使材料产生分离所需的力。公式：tLKF式中：F——冲裁力（N）；L：冲裁件周边长度（mm）；K：冲压系数，一般取K=1.3；K值与冲裁间隙、模具刃口锋利成度、压力机状况、模具润滑情况及模具设计安全系数等有关。T：材料厚度（mm）；τ：材料抗剪强度（Mpa）。（2）卸料力（F卸）卸料力：指将箍在凸模上的材料卸下时所需的力。F卸=K卸F(N)式中：K卸：卸料力系数。（3）推料力（F推）推料力：指将冲入凹模的制件或废料顺着冲裁方向从凹模洞口推出时所需的力。F推=nK推F(N)式中：K推：推料力系数。（4）顶料力（F顶）顶料力：指将冲入凹模的制件或废料逆着冲裁方向从凹模刃口推出时所需的力。PPT课件讲授案例教学模具动画时间分配教学主要内容教学方法F顶=nK顶F(N)式中：K顶——顶料力系数。（5）总冲压力（FΣ）1）采用弹性卸料和上出料方式时FΣ=F+F卸+F顶2）采用刚性卸料和下出料方式时FΣ=F+F推3）采用弹性卸料和下出料方式时FΣ=F+F卸+F推3.2压力中心的计算1.简单形状的工件压力中心的计算1)对称形状的零件压力中心，位于刃口轮廓图形的几何中心上；2)直线段的压力中心位于直线段的中心；3)等半径的圆弧段的压力中心，位于任意角2角平分线上，且距离圆心为x0的点上。2.复杂形状冲裁件压力中心的计算计算步骤：1）选定坐标系；2）计算各轮廓的长度或冲压力；3）计算各轮廓或冲压力中心的坐标值；4）根据力矩原理计算压力中心小结：冲裁力和压力中心的计算课后小结教师授课教案No4授课日期授课班级授课课题过程4冲裁排样设计授课时数2教学目标掌握冲裁排样的方法教学重点冲裁排样的方法教学难点各种冲裁排样方法的灵活选用时间分配教学主要内容教学方法复习4.1冲裁排样的方式排样：指冲裁件在板料或条料上的布置方式。（1）按有无废料分1）有废料排样：案例分析2）少废料排样和无废料排样特点案例分析（2）按排列形式分1）直排法：适用于外形为方、矩形制件。（案例分析）2）斜排法：适用于椭圆形、T形、Г形、S形制件。（案例分析）3）直对排法：适用于梯形、三角形、半圆形、T形、Ш形、Ц形制件。（案例分析）PPT课件讲授案例教学模具动画时间分配教学主要内容教学方法4）混全排法：适用于材料与厚度相同的两种以上不同形状制件的套排。（案例分析）5）多行排法：适用于大批量生产中尺寸不大的圆形、六角形、方形、矩形等制件。（案例分析）6）整裁余料(搭边)法：适用于尺寸较小且形状较简单的制件。（案例分析）7）分次裁切余料(搭边)法：适用于尺寸较小且形状较复杂的制件。案例综合分析，得出排样方式小结：排样时必须统筹兼顾、全面考虑各种因素课后小结教师授课教案No5授课日期授课班级授课课题过程4冲裁排样设计授课时数2教学目标掌握冲裁排样的方法教学重点搭边值的选取教学难点材料利用率的计算时间分配教学主要内容教学方法复习4.2搭边作用①能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；②能保持条料具有一定的刚性，便于送料；③能起到保护模具的作用。（2）搭边值的选取查表案例分析，确定搭边值PPT课件讲授案例教学模具动画时间分配教学主要内容教学方法4.3材料利用率的计算（1）条料宽度尺寸的确定1）有侧压装置：B=(L-2a)-Δ2）无侧压装置：B=(L+2a+C)-Δ3）采用侧刃B=(L+1.5a+nF)-Δ（2）材料利用率的计算%100%1000BASSS小结：材料利用率的计算课后小结教师授课教案No6授课日期授课班级授课课题过程5冲裁模典型结构授课时数2教学目标掌握冲裁模的典型结构教学重点单工序模、复合模的典型结构教学难点单工序模、复合模的典型结构时间分配教学主要内容教学方法5.1冲裁模的典型结构5.1.1冲裁模的分类冲裁模的形式很多，一般可按下列不同特征分类：（1）按工序性质分类。可分为落料模、冲孔模、切断模、剖切模、整修模、精冲模等。（2）按工序组合程度分类。可分为如下三种：①单工序模（俗称简单模）。②级进模（俗称连续模）。③复合模。（3）按冲模有无导向装置和导向方法分类可分为无导向的开式模和有导向的导板模、导柱模。（4）按送料、推件及排除废料的自动化程度分类。可分为手动模、半自动模和自动模。PPT课件讲授案例教学模具动画时间分配教学主要内容教学方法5.1.2冲裁模的典型结构分析1．单工序模（1）无导向单工序冲裁模。（2）有导向单工序冲裁模。（3）单工序落料模2．复合模3．级进模（连续冲裁模）条料在连续模中，一次冲裁可完成两个乃至十几个冲压工序。它与复合模生产的不同之处在于，条料是在凹模的不同位置上完成不同的冲压工序，因而形成冲裁的连续生产。小结：冲裁模的典型结构课后小结教师授课教案No7授课日期授课班级授课课题过程6冲裁模间隙授课时数2教学目标掌握冲裁间隙确定的方法与原则教学重点冲裁间隙确定的方法与原则教学难点冲裁间隙确定时间分配教学主要内容教学方法复习6.1冲裁间隙冲裁间隙：指冲裁的凸模与凹模刃口之间的间隙。一般指单边间隙。单边间隙：指凸模与凹模每一侧的间隙。（1）影响冲裁间隙大小的因素1）冲裁件断面的质量要求冲裁件断面上各区域分别为：塌角带、光亮带、断裂带、毛刺。塌角带：由冲裁开始时材料的塑性变形形成。间隙愈大，则塌角愈大。光亮带：在材料被挤入凹模(或凸模挤入材料)时所形成。间隙适中时可获得较大的光亮带。间隙愈大，光亮带愈小，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个光亮带。断裂带：材料发生断裂所形成。断裂带在冲裁断面上形成粗糙的斜面。间隙愈大，断裂带愈大，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个断裂带。毛刺：由断裂时材料纤维的牵扯所形成。间隙愈大，毛刺愈长，材料塑性愈好，毛刺愈长。案例分析2）冲裁件尺寸精度的要求间隙过大，材料产生拉伸弹性变形，使制件的外形尺寸小于凹模尺寸，内形尺寸大于凸模尺寸；间隙过小，材料产生过大的压缩弹性变形，使制件的外形尺寸远大于凹模尺寸，内形尺寸远小于凸模尺寸；案例分析PPT课件讲授案例教学模具动画时间分配教学主要内容教学方法3）冲压力要求间隙的增大，将使冲压力有所减小。4）模具寿命的要求过小的间隙对模具寿命极为不利。较大的间隙有利于减少材料对凸、凹模的磨损，则有助于提高模具寿命。（2）合理间隙值确定的原则1）当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要求时，从提高模具寿命、降低冲压力角度出发，一般采用较大间隙。2）当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要求时，应选择较小的间隙。3）冲裁过程中凸、凹模的磨损将使间隙增大，因此，设计时应按所选间隙类别中的最小间隙值来计算刃口尺寸。（3）间隙值确定方法1）经验法2）查表法案例分析，确定案例的冲裁间隙小结：冲裁间隙确定课后小结教师授课教案No8授课日期授课班级授课课题过程6冲裁模间隙授课时数2教学目标掌握刃口尺寸计算教学重点刃口尺寸计算教学难点刃口尺寸计算时间分配教学主要内容教学方法复习6.2刃口尺寸计算（1）刃口尺寸计算应遵循的原则1）落料尺寸决定于凹模尺寸，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，冲裁间隙通过减小凸模刃口的尺寸来取得；2）冲孔尺寸决定于凸模尺寸，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口的尺寸来取得；3）设计落料模时，凹模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较小尺寸；4）设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较大尺寸；5）初始设计模具时，冲裁间隙一般采用最小合理间隙值；6）刃口尺寸的制造偏差方向，原则上单向注向金属实体内部；7）模具制造方法的不同，其刃口尺寸的计算方法亦不同。PPT课件讲授案例教学模具动画时间分配教学主要内容教学方法（2）凸、凹模采用互换法加工1）适用适用于圆形等简单形状的冲裁件。2）要求设计时需在图纸上分别标注凸、凹模的刃口尺寸及制造公差。3）满足条件∣δp∣+∣δd∣≤Zmax-Zmin或取δd=0.6(Zmax-Zmin)δp=0.4(Zmax-Zmin)4）落料dxDDd0max0minmax0minppZxDZDDdp5）冲孔0minpxddpddZxdZddpd0minmin0min6)孔心距125