《模具制造工艺》课程教学大纲.docx
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《模具制造工艺》课程教学大纲
《模具制造工艺》课程教学大纲
一、课程名称(中英文)
中文名称:
模具制造工艺
英文名称:
Mould/DieManufacturingProcess
二、课程编码及性质
课程编码:
0809754
课程性质:
选修课
三、学时与学分
总学时:
32
学分:
2.0
四、先修课程
机械制造技术基础、材料加工工程、冲压工艺与模具设计、塑料成型工艺与模具设计
五、授课对象
本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设,也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。
六、课程教学目的(对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用)
本课程是本专业的选修课程之一,其教学目的主要包括:
1.系统全面掌握模具制造方向的专业知识,具备应用这些知识分析、解决材料成型及控制工程专业中的复杂问题的能力;
2.掌握模具零件的机械加工、特种加工、数控加工及热处理加工工艺,具备模具零件加工工艺规程设计及制定模具装配、调试、修复方法的能力;
3.了解模具制造技术的发展前沿,掌握其发展特点与动向,具备研发高端材料成型模具的基础与能力。
表1课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求及其指标点
本课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求
指标点
毕业要求1:
工程知识
能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。
1.1掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的数学基础知识。
1.2掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的物理、化学等自然科学基础知识。
1.3掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程力学基础知识。
1.4掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程检测与控制基础知识。
1.5系统掌握了专业知识,能够将所学知识用于解决材料成型及控制工程复杂问题。
课程目标1、
课程目标2
毕业要求2:
问题分析
能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。
2.1能够应用工程数学基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。
如:
复杂的模具设计。
2.2能够应用物理、化学基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,获得有效结论。
如:
物理综合实验。
2.3能够应用力学基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,获得有效结论。
如:
工程力学综合实验。
2.4能够应用工程科学基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,获得有效结论。
如:
工程控制实验中的建模与分析。
毕业要求3:
设计/开发解决方案
能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等因素。
3.1了解机械工程、材料成型及控制工程问题特征,掌握解决复杂工程问题的设计方法。
3.2在考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等制约因素的前提下,能够设计(开发)针对复杂材料成型及控制工程问题的解决方案,具备设计(开发)满足特定材料成型及控制工程需求的系统、单元(部件)或工艺流程的能力。
课程目标2、
课程目标3
3.3在设计(开发)过程中,具有追求材料成型及控制工程复杂问题创新解决的态度和意识,掌握了基本的创新方法,清楚创新方向及领域。
毕业要求4:
研究
能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
4.1掌握材料热加工成形原理及特点,能够采用科学方法,具备合理设计材料成型及控制工程(模具)复杂实验、开展科学研究的能力。
4.2掌握材料成型及控制工程原理及主要工艺,能够采用科学方法,正确构建并实施材料成型及控制工程综合实验,得出正确结果的能力。
4.3能正确使用和处理实验数据,通过信息综合处理,具备对复杂的材料成型及控制工程实验结果进行正确分析能力。
4.4了解常见的材料成型及控制工程常用设备、实验仪器及实验方法,具备调控设备及仪器参数,进行测控和维护的能力。
毕业要求5:
使用现代工具
能够针对复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。
5.1掌握文献检索、资料查询、现代网络搜索工具的使用方法。
5.2了解材料成型及控制工程专业重要资料来源及获取方法。
5.3具备应用各类文献、信息及资料进行复杂材料成型及控制工程实践的能力。
5.4掌握复杂材料成型及控制工程问题的预测与模拟方法,理解其局限性。
毕业要求6:
工程与社会
能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。
6.1了解与工程相关的国家方针、政策与法律法规,能够评价工程实践对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。
6.2了解材料成型及控制工程专业特点及其对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,能够正确评价复杂成型及控制工程问题解决方案的优劣。
6.3能正确认识材料成型及控制工程各种复杂工艺对于客观世界和社会的影响,理解并能够承担的相应工程和社会责任。
毕业要求7:
环境和可持续发展
能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
7.1了解材料成型及控制工程的专业特征、学科前沿和发展趋势,正确认识本专业对于社会发展的重要性。
7.2能正确理解和评价材料成型及控制工程复杂问题实施对环境保护及社会可持续发展等的影响。
7.3在解决复杂的材料成型及控制工程的实际问题中,能够正确理解并考虑工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
毕业要求8:
职业规范
具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。
8.1具有人文社会科学素养,理解世界观、人生观的基本意义及其影响。
8.2了解中国国情,理解中国可持续科学发展道路以及个人的做人规范,具有较高的社会责任感。
8.3在工程实践中,理解工程师的职业性质、职业责任,具备工程师的职业道德
8.4具有健康的体质和良好的心理素质,能较好地履行责任。
毕业要求9:
个人和团队
能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。
9.1具备较宽广的本学科基础知识和较高的个人素质,能够在多学科背景下,承担个人及团队成员的作用。
9.2具备良好的团队协作精神,善于和团队其它成员协作、互补、交往。
9.3能够承担团队负责人角色,具备综合团队成员意见和建议,进行合理决策之领导能力。
毕业要求10:
沟通
能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。
并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。
10.1较好地掌握了一门外语,了解不同文化的差异,具有一定的跨文化交流能力。
10.2了解本专业领域及其相关行业的国内外的技术现状,具有较强的业务沟通能力与竞争能力。
10.3能够应用现代工具撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令,就复杂的专业工程问题进行有效沟通和交流。
毕业要求11:
项目管理
理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。
11.1了解机械及材料工程管理和经济决策的基本知识,理解并掌握工程管理原理与经济决策方法。
11.2具备应用工程管理和经济决策知识实践的工作能力,具有一定的组织、管理及领导能力,能够较好地通过口头或书面方式表达自己的想法。
11.3具有较强的综合归纳能力,能在多学科环境中加于应用。
毕业要求12:
终身学习
具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。
12.1对终身学习的重要性,有自觉的意识和正确的认识。
12.2能够采用合适的方法,自我学习、提高的能力。
12.3能够适应社会进步与发展,与时代同步。
七、教学重点与难点:
教学重点:
1)模具的种类繁多,模具制造方法很多、工艺各异,本课程以介绍模具的制造工艺为主体、以讲述模具零件的机械加工及特种加工、数控加工和模具的装配工艺为重点;
2)在全面了解与掌握模具结构特点的基础上,重点学习冲压模具、注塑成形模具、压铸模具的制造技术及装备;
3)课程将重点或详细介绍各模具零件的加工制造工艺,根据模具制造工艺发展,重点介绍快速经济模具制造、高速铣削加工及数控加工等工艺,而对次要制造工艺或较落后的工艺(如仿形加工、电铸、蚀刻、压印挤压制造工艺等)只作简要介绍或自学。
4)重点学习的章节内容包括:
第3章“模具的常规加工方法”(4学时)、第4章“模具的数控加工与编程”(4学时)、第5章“模具的特种加工”(4学时)、第9,10章“注塑、冲压模具制造工艺”(6学时)。
教学难点:
1)模具制造是实践性极强的课程之一,本课程将密切结合学生的生产实习、课程设计等实践环节,培养学生对模具制造系统的认识及加工工艺设计能力,提高授课质量与效果。
2)通过本课程学习,要求掌握各类模具的主要制造工艺和设备,新材料、新工艺在模具制造中的应用,具备合理选择模具加工工艺及使用相关模具材料开发制造模具的能力。
八、教学方法与手段:
教学方法:
(1)采用现代化教学方法(含PPT演示,设备照片,影像资料等),讲授各模具加工工艺及设备的工作原理、特点及应用,以提高教学效果及效率;
(2)采用课堂教学与学生PPT汇报、交流讨论等方式,进行课堂互动,吸引学生的注意力、激发学生的学习热情,提高学生的学习效果。
教学手段:
(1)以常见的、典型(重要)模具零件加工工艺为讲解对象,深入分析模具典型零件的加工工艺,使学生具备制定模具零件加工工艺规程的能力;
(2)借助图片、影像等手段,做好课堂教学前的加工工艺及设备教学展示;再结合必要的实验教学与实践环节,加深学生对模具制造工艺方法的理解与掌握,提高授课质量与效果;
(3)尽量采用小班教学,要求每一位学生用PPT展示汇报,与学生进行讨论交流,提高课堂互动频率与水平。
九、教学内容与学时安排
(1)总体安排
教学内容与学时的总体安排,如表2所示。
表2基本教学内容与学时安排
序号
课程内容
学时
1
绪论
2
2
模具制造工艺规程
2
3
模具的常规加工方法
4
4
模具的数控加工与编程
2
5
模具的特种加工
4
6
快速制模
2
7
模具表面加工与处理
2
8
模具常用零件制造工艺
2
9
注塑模具制造工艺
2
10
冲压模具制造工艺
4
11
压铸模具制造工艺
2
12
模具修复工艺
2
13
模具材料及热处理
2
合计
32
(2)具体内容
本课程主要讲授模具加工的基础理论和加工方法,模具零件的机械加工工艺和特种加工工艺,以及模具装配工艺。
主要内容分为如下13章。
各章节的具体内容如下:
第1章绪论(2学时)
1.1模具制造的基本要求
1.2模具制造的发展趋势
1.3本课程的主要内容和学习方法
基本要求:
了解模具制造的要求,国内外模具制造发展水平及趋势。
了解本课程的主要学习内容和学习方法。
第2章模具制造工艺规程(2学时)
2.1基本概念
2.2工件的安装和基准选择
2.3工艺路线的拟订
2.4工序设计
2.5加工精度与表面质量
基本要求:
了解模具零件机械加工制造工艺规程卡,掌握一般模具零件的制造工艺路线及其加工工序设计,了解模具零件加工精度及表面质量要求。
第3章 模具的常规加工方法(4学时)
3.1车削加工
3.2铣削加工
3.3钻削加工
3.4镗削加工
3.5磨削加工
基本要求:
了解常规机械加工在模具零件加工的应用。
掌握车削加工、铣削加工、钻削加工、镗削加工及磨削加工的加工特点及应用,切削用量、工夹具、量具及机床的选择。
了解成形磨削加工方法及其在模具工作零件精密加工中的应用。
第4章模具的数控加工与编程(4学时)
4.1数控机床概述
4.2数控机床编程基础
4.3数控车削
4.4数控铣削
4.5加工中心
4.6高速加工技术
基本要求:
了解数控加工的特点,了解数控机床的类型。
掌握G代码指令含义及数控加工程序组成,掌握计算机辅助数控加工编程的方法步骤,能编制一般零件的数控车削加工程序,能采用计算机辅助编制模具工作零件的数控铣削加工程序。
了解加工中心的加工特点及在模具加工中的应用,了解高速加工技术的特点及在模具工作零件加工中的应用。
第5章模具的特种加工(4学时)
5.1电火花成型加工
5.2电火花线切割加工
5.3激光加工
基本要求:
了解特种加工及其特点和应用范围。
理解电火花加工原理、特点和应用范围,掌握电极的设计与制造,电规准的选择。
掌握型孔加工和型腔加工技术。
了解线切割加工原理、特点和数字控制原理,理解线切割加工和电火花成形加工的异同点。
掌握线切割加工程序(3B、ISO代码)的编制,掌握典型零件的线切割加工工艺。
第6章快速制模(2学时)
6.1快速成形
6.2基于RP的快速制模技术
6.3熔模铸造
6.4硅橡胶模具
6.5电铸模具
基本要求:
了解快速原型的成形原理及方法,了解模具的快速经济制造的意义,了解基于RP的快速模具翻制方法和技术,了解硅胶软模具和金属硬模具的特点和应用场合,了解电铸模具的工艺过程、特点及应用。
第7章模具表面加工与处理(2学时)
7.1模具表面的光整加工
7.2模具表面纹饰加工
7.3模具表面覆层和改性处理
基本要求:
了解模具表面加工的方法、特点及应用,了解化学腐蚀加工、电铸法加工、电解加工技术的原理、特点及应用;
第8章模具常用零件制造工艺(2学时)
8.1导向机构零件的制造
8.2侧抽机构零件的加工
8.3模板类零件的加工
基本要求:
了解模架的分类和组成;理解机械零件外圆、内孔和平面的加工方案选择;掌握模架的导柱、导套和模板类零件加工工艺过程制定的内容和步骤;掌握注射模的侧抽芯机构、斜导柱和浇口套加工工艺方案;
第9章注塑模具制造工艺(2学时)
9.1注塑模具零件的加工
9.2注塑模具的装配
基本要求:
理解塑料模工作零件的各种加工方法;掌握成形磨削加工技术和型腔数控加工和光整加工技术;掌握典型型腔、型芯的加工工艺方案。
掌握注塑模的装配内容和方法。
第10章冲压模具制造工艺(4学时)
10.1冲压模具制造工艺要点
10.2冲压模具成形零件的加工
10.3冲压模具的装配
基本要求:
了解各类冲模制造工艺要点。
理解冲模工作零件的各种加工方法;掌握成形磨削加工技术和凹模数控线切割加工技术;掌握典型凸、凹模加工工艺方案;掌握冲模的装配方法及冲压成形质量分析,对模具试模中出现的一般问题,进行分析、解决。
第11章压铸模具制造工艺(2学时)
11.1压铸模具零件的加工
11.2压铸模具的装配
基本要求:
理解压铸模工作零件的各种加工方法;掌握成形磨削加工技术和型腔数控加工和光整加工技术;掌握典型型腔、型芯的加工工艺方案。
掌握压铸模具的装配内容及要求。
第12章模具修复工艺(2学时)
12.1模具修复手段
12.2模具修复方法
基本要求:
了解常用的模具修复手段及方法,了解模具再制造工程在模具循环利用的作用和意义。
第13章模具材料及热处理(2学时)
13.1热处理的基本概念
13.2模具材料的基本性能要求
13.3模具常用钢材及性能
13.4模具常用钢材化学成分及热处理
基本要求:
了解模具零件的热处理方法,了解退火、淬火、回火、调质、渗C,N等热处理规范,掌握模具常用钢材及其性能,掌握常用模具钢的热处理规范。
(3)各章节的课后思考题(作业)及讨论要求
思考题(课后作业):
第1章思考题:
1、简述模具制造的基本要求。
2、以上海模展为例,简述模具制造的发展趋势。
3、什么是模具企业的动态联盟?
它有什么意义?
第2章思考题:
1、什么是模具加工工艺规程?
在模具制造中,它主要有哪些作用?
2、制定模具加工工艺规程的基本原则是什么?
合理的加工工艺规程应满足哪些基本要求?
3、什么是工艺基准?
简述工艺基准的选择原则。
4、在选择加工方法时,重点要考虑哪些因素?
5、零件的加工为什么常常要划分加工阶段?
划分加工阶段的原则是什么?
6、机械加工顺序安排的基本原则是什么?
试举例说明。
7、保证和提高加工精度的主要途径有哪些?
第3章思考题:
1、刀具材料应具备哪些性能?
2、简述铣削用量选择的原则。
3、孔系的加工方法有几种?
试举例说明各种加工方法的特点及应用范围。
4、深孔加工有哪些特殊性?
5、简述坐标镗床镗孔的工艺过程。
6、磨削加工有哪些特点?
7、成形磨削的方法有哪几种?
第4章思考题:
1、什么是数控机床?
数控机床的加工特点有哪些?
2、数控机床由哪几个部分组成?
各部分的基本功能是什么?
3、试述闭环控制数控机床的控制原理,以及其与开环控制数控机床的差异。
4、简述计算机辅助数控编程的基本步骤。
5、数控车床的编程特点有哪些?
6、加工中心同数控铣床的区别是什么?
适合加工中心加工的对象有哪些?
7、加工中心有哪些工艺特点?
8、简述高速铣削加工的工艺特点。
9、简述高速切削加工技术在模具加工中的应用。
第5章思考题:
1、电火花加工的基本原理是什么?
具有哪些特点?
2、脉冲电源的电参数主要有哪些?
简述各参数对放电加工的影响。
3、简述石墨电极的特点。
4、简述型腔电火花加工的工艺方法。
5、电火花线切割加工具有哪些特点?
6、简述激光加工在模具领域的应用。
第6章思考题:
1、什么是快速成形技术?
简述其和传统的制造方法的不同之处。
2、目前比较成熟的快速成形技术有哪几种?
简述其成形原理。
3、什么是直接快速模具制造?
什么是间接快速模具制造?
4、简述熔模铸造工艺流程。
5、了解硅橡胶模具的制作过程。
6、了解电铸成形的原理和特点。
第7章思考题:
1、什么是模具表面处理?
其作用有哪些?
2、简述光整加工的特点。
3、模具表面纹饰加工主要有哪些方法?
4、比较光化学蚀刻和化学蚀刻工艺的优缺点。
5、举例说明常用的表面覆层和改性处理方法的种类。
第8章思考题:
1、导柱在模具中的作用是什么?
其主要技术要求有哪些?
2、模板类零件在模具中的作用是什么?
3、模板类零件的基本技术要求是什么?
第9章思考题:
1、注塑模具成形零件有哪些加工要求?
2、注塑模具的装配主要有哪些内容?
3、模具的装配方法有哪些?
第10章思考题:
1、简述冲裁凸模和凹模的技术要求。
2、简述非圆形弯曲凸模、凹模的常用加工方法。
3、在制造拉深模时,主要有哪些特点。
4、冲裁模装配应遵循哪些原则?
第11章思考题:
1、简述压铸模具制造工艺要点。
2、简述压铸模具的外形和安装部位的技术要求。
3、压铸模具配合间隙应满足哪些要求?
第12章思考题:
1、常用的模具修复手段有哪些?
氩弧焊有哪些优点?
2、简述加工修复的几种方法。
3、推杆折断的原因有哪些?
一般如何修复?
4、简述凹模刃口修复的几种方法。
第13章思考题:
1、金属材料的热处理有哪些类型?
2、什么叫预备热处理?
什么叫最终热处理?
3、模具材料的基本性能要求有哪些?
4、注塑模具、冲压模具和压铸模具在模具材料和热处理方法的选择上各有何特点?
讨论(思考题及作业)要求:
1、每章节学习结束后,学生都要按上课教师的具体要求以书面的形式做一定数量的思考题,作为平时的作业成绩(按约10%计入课程总成绩)。
2、学生可以结合本课程的内容与自己的兴趣,用PPT展示汇报(时间不超过10分钟),其它同学对该学生的汇报情况进行评价与交流。
汇报表现与成绩,按约10%计入课程总成绩。
十、教学参考书及文献
1、《模具制造工艺》,电子工业出版社,2011年,宋满仓编;
2、《模具制造技术》,机械工业出版社,2002年,李云程编。
十一、课程成绩评定与记载考核方式
1、课程考核及评价细则
课程考核及评价细则,详见表3。
表3课程考核及评价细则
成绩组成
考核/评价环节
分值
考核/评价细则
对应的教学目标
平时成绩
30%
(说明按规定,全部课程的平时成绩统一为30%)
上课表现
10
根据学生平时上课的出勤率、课堂表现及互动情况,视其对课程学习的态度及积极程度,按10%计入课程总成绩。
1、2、3
平时作业
10
根据学生的课后作业的完成情况及质量,视其对课程知识理解、掌握情况,最后按10%计入课程总成绩。
2、3
交流(读书报告PPT展示等)
10
每位学生,根据自己的兴趣,用PPT展示汇报,成绩按10%计入课程总成绩。
2、3
考试成绩
70%
考试的卷面分数
70
主要考核模具零件的机械加工、数控加工、特种加工、模具装配工艺等内容,以卷面成绩的70%计入总成绩。
1、2、3
2、终结性考试形式:
根据考试试题的难度,可以实施开卷或闭卷考试,以卷面成绩的70%计入总成绩。
撰稿:
《模具制造工艺》课程组(主笔:
罗云华)
审核:
材料科学与工程学院本科教学指导委员会
2015-12-08
- 配套讲稿:
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