《冷冲压工艺与模具设计》—教学教案(新)
《冷冲压工艺与模具设计》
教学教案
施教日期年月日星期
第1-2 教时
施教日期年月日星期
第1-2 教时步骤用时教师活动学生活动备注
1.复习引入
2.新课讲解5分
钟
15
分钟
15分
钟
冲压成形是指在压力机上通过模具
对板料金属(或非金属)加压，使其产生
分离或塑性变形，从而得到具有一定形
状、尺寸和性能要求的工件的加工方
法，它是塑性成形的加工方法之一。
1.1.1冲压成形特点
一、冷冲压(cold pressing)：指建立在金
属材料塑性变形的基础上，在常温下利
用安装在压力机上的模具对材料施加
压力，使其产生分离或塑性变形，从而
获得一定形状、尺寸和性能的零件的一
种压力加工方法。
冷冲压模具：指在冷冲压加工中，
将材料(金属或非金属)加工成零件(或
半成品)的一种特殊加工装备。
二、和其他的加工方法(如机械加工)相
比，冲压成形具有以下一些特点：
(1) 可以获得其他加工方法不能或难
以加工的形状复杂的零件，如汽车覆盖
件、车门等。
(2) 由于尺寸精度主要由模具来保证，
所以加工出的零件质量稳定，一致性
好，具有“一模一样”的特征。
(3) 材料利用率高，属于少、无切屑加
工。
(4) 可以利用金属材料的塑性变形提
认真听讲，
思考所讲内
容
观看书本，结
合PPT进行讲
解
结合图片理
解内容
与学生讨论
观看书本，结
合PPT进行讲
解
观看书本，结
合PPT进行讲
解
高工件的强度、刚度。
(5) 生产率高，操作简便，易于实现自动化。
(6) 模具使用寿命长，生产成本低。
1.1.2 冲压工序分类
冲压工序按变形性质可分为分离工序和成形工序两大类。
(1) 分离工序〓被加工材料在外力作用下因剪切而发生分离，从而形成具有一定形状
和尺寸的零件，如剪裁、冲孔、落料、切边等。
(2) 成形工序〓被加工材料在外力作用下，发生塑性变形，从而得到具有一定形状和
尺寸的零件，如弯曲、拉深、翻边等。（3）复合工序〓是指将上述两种或两种以上不同工序集中在一幅模具中完成。
常用的冲压工序表见书本P
1．冷冲压的基本概念
2．冷冲压的特点
3．冷冲压的基本工序及模具形式
施教日期年月日星期
第1-2 教时
1．冷冲压的基本概念？
2．冷冲压的特点？
3．冷冲压的分类？
1.2.1 塑性、塑性变形与塑性
条件
一、1. 塑性
塑性是指固体材料在外力作用下发生永
久变形而不破坏其完整性的能力。
2.塑性变形
在外载荷的作用下物体发生的永久性的
变形
材料的塑性是塑性加工的依据，冲压
成形时总希望被冲压的材料具有良好的
塑性。
金属材料的塑性与柔软性概念不同，柔软
性只是物质变形抗力的标志，它与金属材
料塑性没有直接的联系，软的材料塑性不
一定好；同样，塑性好的材料不一定是柔
软的。例如奥氏体不锈钢在室温下具有良
好的塑性，但其变形抗力却很大(即柔软
性差)。同一变形条件下不同的材料具
有不同的塑性，同一种材料在不同的变形
条件下又会出现不同的塑性。例如金属铅
在一般情况下变形时，具有极好的塑性，
但在三向等拉应力的作用下却会像脆性
材料一样被破坏，而不产生任何塑性变
形；大理石在一般情况下，毫无塑性，但
在三向压应力的作用下可以产生一定的
塑性变形。此外，某些金属在一定的温度
及低的变形速度下进行拉伸，可得到几
倍、甚至几十倍的均匀拉伸变形，即达到
金属的超塑性状态。
二、影响塑性变形的主要因素
影响金属材料塑性变形的因素有两方面：
一是金属材料本身，有晶格类型、化学成
分和金相组织等；二是外部条件，有变形
温度、变形速度和应力状态等。
3.课堂小结
4.作业布置20分
钟
15分
钟
5分
钟
5分
钟
1.2.2 真实应力-应变曲线
一、加工硬化
金属变形过程中随着塑性变形程度的增
加，其变形抗力(即每一瞬间的屈服强度
σs)增加，硬度提高，而塑性和塑性指标
(δ、ψ)降低，这种现象称为加
工硬化
二、金属的应力-应变图
三、板料力学性能与成形性能
1.屈服强度σs
2.屈强比σs/σb
3. 伸长率
4. 硬化指数n和弹性模数E
5. 厚向异性系数γ
6. 板平面各向异性系数Δγ
1.金属塑性变形的基本概念；
2.影响塑性变形的主要因素
3.金属的应力-应变图
观看书本，结
合PPT进行讲
解
学生互相讨
论、理解内容
师生合作讨
论来回答问
题，巩固本节
课重点内容
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襄阳汽车职业技术学院教案纸（2）
板书设计：
一、冲压常用的材料
黑色金属
金属材料
冲压材料有色金属
非金属材料
二、冲压设备
1.曲柄压力机
2、液压机
第1-2 教时
1.金属塑性变形的基本概念；
2.影响塑性变形的主要因素
3.金属的应力-应变图
1.3 冲压常用材料
一、冲压用材料的基本要求主要有以下两
方面：
1. 冲压件的功能要求
冲压件必须具有一定的强度、刚度、冲击
韧度等力学性能要求。此外，有的冲压件
还有一些特殊的要求，例如电磁性、防腐
性、传热性和耐热性等。
二、冲压工艺的要求
冲压用材料必须具有良好的冲压工艺性
能要求。一般说来，伸长率大、屈强比小、
弹性模量大、硬化指数高和厚向异性系数
大有利于各种冲压成形工序
1.3.2冲压常用材料及其力学
性能
冲压加工常用的材料包括金属材料和非
金属材料两类，金属材料又分为黑色金属
和有色金属两类。
常用的黑色金属材料有：
(1) 普通碳素钢钢板，如〖WTBZ〗Q195、
Q235等。
(2) 优质碳素结构钢钢板，如〖WTBZ〗08、
08F、10、20等。
(3) 低合金结构钢板，如〖WTBZ〗
Q345(16Mn)、Q295(09Mn2)等。
(4) 电工硅钢板，如〖WTBZ〗DT1、DT2。
(5) 不锈钢板，如〖WTBZ〗1Cr18Ni9Ti、
1Cr13等。
非金属材料有胶木板、橡胶、塑料板等。
3、课堂小结
4、作业布置
5分
钟
20分
钟
10分
钟
5分
钟
5分
钟
1.4 冲压设备
冲压设备选用是冲压工艺设计过程中
的一项重要内容。必须根据冲压工序的性
质、冲压力的大小、模具结构形式、模具
几何尺寸以及生产批量、生产成本、产品
质量等诸多因素，结合现有设备条件进
行。
1.4.1 曲柄压力机
一、曲柄压力机的结构及工作原理
曲柄压力机是冲压生产中应用最广泛的
一种机械压力机。P16
曲柄压力机由工作机构、传动机构、操作
机构、支承机构和辅助机构等组成。
二、曲柄压力机的型号
曲柄压力机的型号用英文字母和数字
表示。例如 JB23-63型号的意义
三、曲柄压力机的技术参数
(1) 公称压力(kN)
(2) 滑块行程
(3) 滑块行程次数
(4) 闭合高度
(6) 模柄孔尺寸
(5) 工作台尺寸和滑块底面尺
1.4.2 液压机
液压机工作平稳，压力大，操作空间
大，设备结构简单。在冲压生产过程中广
泛应用于拉深、成形等工艺过程，也可应
用于塑料制品的加工过程中。
1.冲压材料的基本要求
2.常用冲压材料及力学性能
3.常用的冲压设备
观看书本，结
合PPT进行讲
解
结合书本图
片，做好要点
笔记
师生合作讨论
来回答问题，
巩固本节课重
点内容
施教日期年月日星期
第1-2 教时步骤用时教师活动学生活动备注
1、复习
引入
2、新课
讲解 5分
钟
10分
钟
10分
钟
15分
钟
1.冲压材料的基本要求
2.常用冲压材料及力学性能
3.常用的冲压设备
2.1.1冲裁工艺概述
一、是指利用模具在压力机上使板料产
生分离的冲压工艺，如图2.1所示。冲
裁可直接冲出所需形状的工件，也可为
其他工序制备毛坯。冲裁时所使用的模
具称为冲裁模。
1—凸模；2—凹模；3—工件
二、工艺的种类很多，常用的有落
料、冲孔、切断、切边、切口等，其中
落料和冲孔应
用最多。从板料上冲下所需形状的工件
(或毛坯)称为落料；在工件(或毛坯)上
冲出所需形状的孔(冲去部分为废料)
称为冲孔。
三、冲裁的变形机理不同，冲裁工
艺可以分为普通冲裁和精密冲裁两大
类。
2.1.2冲裁件的工艺性
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工
艺的适应性。良好的冲裁工艺性能使材
料消耗少、
工序数量少、模具结构简单且使用寿命
长、产品质量稳定。
1. 冲裁件的形状和尺寸
2. 冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度
具体分析在书本P
学生思考问题，
回顾上节课的
重点知识
观看书本，结合
PPT进行讲解
结合书本图片，
做好要点笔记
结合书本图片、
4.课堂小结
5、作业
布置10分
钟
10分
钟
10分
钟
5分
钟
5分
钟
2.2 冲裁变形过程分析
一、裁过程中，冲裁模的凸、凹模组
成上、下刃口，在压力机的作用下，凸
模逐渐下降，接触被冲压材料并对其加
压，使材料发生变形直至产生分离。为
了研究冲裁的变形机理，控制冲裁件的
质量，就需要分析冲裁时板料分离的实
际过程。当模具凸、凹模间隙正常时，
板料的变形过程可分为三个阶段，如图
2.6所示。
二、1弹性变形阶段(图2.6a)
当凸模开始接触板料并下压时，凸、凹
模刃口压入材料中，刃口周围的材料产
生应力集中，从而产生弹性压缩、弯曲、
拉伸等复杂变形。
2. 塑性变形阶段(图2.6b)
随着凸模继续压入，材料的内应力达到
屈服极限，材料在与凸、凹模的接触处
产生塑性剪切变形。
3. 断裂阶段(图2.6c)
板料内的应力达到强度极限后，随着凸
模继续下压，在与凸、凹模的接触处，
板料产生微小
裂纹。
1.冲裁工艺的概述
2.冲裁件的工艺性
3.冲裁变形的三个过程
举例来理解内
容
观看书本，结合
PPT进行讲解
结合书本图片，
做好要点笔记
师生合作讨论
来回答问题，巩
固本节课重点
内容