沈阳理工大学 热成型工艺与模具设计

1、热成型工艺与模具设计课程教学大纲课程代码：050141013课程英文名称：Hot Working Technology and Die Design课程总学时：48 讲课：44 实验：4 上机：0适用专业：材料成型及控制工程专业大纲编写（修订）时间：2010.10一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是材料成型及控制工程专业模具方向的一门专业课，主要讲授金属材料热成型工艺及模具设计的基本理论和基本方法，包括锻造用材料的准备，锻造用材料的热规范，自由锻工艺，模锻工艺及模具设计；着重培养学生的设计思维，使学生具备初步分析和解决金属材料热成型工艺问题及模具设计的能力。通过本课程的学习，学生

2、将达到以下要求：1掌握热成型工艺及模具设计的设计原理、方法，具有热成型工艺及模具设计的初步能力；2树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；3具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术的能力；4了解典型自由锻工艺和模锻工艺的实验方法，获得实验技能的基本训练；5了解热成型工艺及模具设计的新发展。（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握自由锻工艺，模锻工艺及模具设计一般知识，模具的主要类型、性能、结构特点、应用、材料、标准等。2.基本理论和方法：重点掌握锻造用材料分类及下料方法，掌握钢锭的结构及内部缺陷，掌握钢坯的内部缺陷。了解钢锭的冶炼和浇注方法。了解精密下料方法。重点掌握

3、金属材料锻造温度范围及加热、冷却规范的确定。掌握金属材料在锻造加热、冷却过程中的组织性能变化，掌握金属材料在锻造加热过程中缺陷的产生原因与防止措施。了解少无氧化加热技术在锻造加热过程中地应用，了解锻后热处理方法。重点掌握镦粗、拔长自由锻工艺变形过程的金属流动规律及自由锻工艺规程的制订，掌握冲孔、扩孔及芯轴拔长等自由锻工艺。了解大型锻件锻造的特点。重点掌握锤上模锻工艺变形过程的金属流动规律及锤上锻工艺规程的制订及模具设计，掌握模具材料及模具实效的基本知识，掌握机械压力机模锻、螺旋压力机模锻和平锻机模锻工艺变形过程的金属流动规律及模具设计。了解精密模锻及其他模锻工艺及模具设计知识。掌握模锻后续工序

4、及模具设计，了解锻后清理知识。3.基本技能:掌握工艺计算、模具结构设计，实验技能，编制技术文件技能等。（三）实施说明1教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。2教学手段：本课程属于专业课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，多结合生产实际实例以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。3

5、计算机辅助设计：要求学生采用二维CAD或三维CAD设计软件进行锻件图设计大作业的设计。（四）对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有工程制图、机械设计、金属学与热处理、工差与互换性基础、材料力学、材料成型原理等。本课程为热成型模具课程设计、毕业设计等实践环节打下基础。（五）对习题课、实验环节的要求1课后作业要少而精，内容要多样化，可以借助互联网检索完成，作业题内容必须包括基本概念、基本工艺及模具设计方面的内容，以提高分析问题、解决问题能力，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。2每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握典型工艺的基本实

6、验方法，获得实验操作的基本训练。实验成绩作为评定课程成绩的一部分。 3安排锻件图绘制大作业，大作业成绩作为平时成绩的一部分。（六）课程考核方式 1.考核方式：考试2.考核目标：在考核学生热成型工艺及模具设计基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析能力、特别是处理热成型工艺及模具设计的能力。3.成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占10%，实验成绩占10%，期末考试成绩占80%。（七）参考书目锻造工艺学与模具设计，姚泽坤 主编，西北工业大学出版社，2001 锻造工艺学，张志文 编，机械工业出版社，1983 锻造工艺学，吕炎 主编，机械工业出版

7、社，1995 锻模图册，张振纯 主编，机械工业出版社，1980二、中文摘要本课程是材料成型及控制工程专业模具方向的一门专业课。课程通过对热成型工艺及模具设计基本知识、基本原理和方法的讲授，使学生掌握热成型工艺及模具设计基本知识、基本原理和方法，并具有设计热成型工艺及模具的能力。课程主要内容包括自由锻工艺、模锻工艺及模具设计等。本课程将为后续的热成型模具课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。三、课程学时分配表四、教学内容及基本要求第1部分 锻造用材料及其准备总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 第1.1部分 锻造用材料（讲课2学时） 具体内容:1) 明确本课程的内容、性质和任务，

8、了解锻造用材料分类； 2) 掌握钢锭的结构及内部缺陷； 3) 掌握钢坯的内部缺陷；4) 了解钢锭的冶炼和浇注方法； 重 点:钢锭的结构及内部缺陷； 难 点:钢锭的结构及内部缺陷； 习 题:钢锭的内部和外部结构；钢锭形状尺寸对钢锭性能的影响； 钢锭和钢坯的内部缺陷；第1.2部分 锻造用材料的下料（讲课2学时） 具体内容:1) 掌握锻造用材料的剪切下料、锯切下料方法； 2) 了解其他下料方法； 3) 了解精密下料方法； 重 点:影响剪切下料质量的因素； 难 点:影响剪切下料质量的因素； 习 题:剪切下料的特点及影响剪切下料质量的因素； 第2部分 锻造用材料热规范总学时(单位：学时):8 讲课:8

9、实验:0 上机:0第2.1部分 锻造用材料的加热及其变化（讲课4学时）具体内容:1) 掌握金属材料锻造加热的目的、方法；2) 掌握金属材料在锻造加热过程中的组织性能变化；3) 掌握影响氧化、脱碳的因素；4) 掌握氧化、脱碳、过热、过烧对锻造的危害；重 点:金属材料在锻造加热过程中的组织性能变化；难 点:金属材料在锻造加热过程中的组织性能变化；习 题:影响氧化、脱碳的因素及氧化、脱碳、过热、过烧对锻造的危害；第2.2部分 锻造用材料的加热温度范围及规范（讲课2学时）具体内容:1) 掌握加热温度范围确定的原则及方法；2) 掌握锻造用材料的加热规范的制订；重 点:加热温度范围确定的原则及方法；难 点

10、:加热温度范围确定的原则及方法；习 题:根据铁碳平衡图确定锻造温度范围；解释五段加热规范；第2.3部分 锻后冷却及热处理（讲课2学时）具体内容:1) 掌握锻件冷却过程中的组织性能变化；2) 掌握锻件冷却规范；3) 了解锻后热处理目的；4) 了解锻后热处理方法；重 点:锻件冷却过程中的组织性能变化；难 点:锻件冷却过程中的组织性能变化；习 题:锻件冷却过程中的组织性能变化及锻后热处理方法；第3部分 自由锻造工艺总学时(单位：学时):12 讲课:10 实验:2 上机:0第3.1部分 自由锻造基本工艺（讲课6学时）具体内容:1) 重点掌握镦粗、拔长自由锻工艺变形过程的金属流动规律及自由锻工艺规程的制

11、订；2) 掌握影响自由锻拔长效率及质量的因素；3) 掌握冲孔、扩孔及芯轴拔长等自由锻工艺；重 点:镦粗、拔长自由锻工艺变形过程的金属流动规律；难 点:镦粗、拔长自由锻工艺变形过程的金属流动规律；习 题:镦粗、拔长、冲孔等自由锻工艺变形过程的金属流动规律；实 验:自由锻造实验，影响自由锻拔长效率及质量的因素（2学时）第3.2部分 自由锻造工艺规程制订（讲课2学时）具体内容:1) 掌握自由锻造工艺规程制订内容及方法；2) 掌握锻件图绘制；3) 掌握自由锻造工序选择方法；重 点:掌握锻件图绘制；难 点:掌握锻件图绘制；习 题:自选中等以上尺寸机械零件绘制锻件图、确定锻造工艺规程； 第3.3部分 锻造

12、对金属材料组织性能的影响及大锻件（讲课2学时）具体内容:1) 掌握锻造对金属材料组织性能的影响；2) 掌握锻比的计算方法；3) 了解大锻件锻造的方法；重 点:锻造对金属材料组织性能的影响；难 点:锻造对金属材料组织性能的影响；习 题:锻造对金属材料组织性能的影响及锻比的计算；第4部分 模型锻造工艺及模具设计总学时(单位：学时):20 讲课:18 实验:2 上机:0第4.1部分 锤上模锻工艺及模具设计（讲课8学时）具体内容:1) 重点掌握锤上模锻工艺变形过程的金属流动规律;2) 重点掌握锤上模锻模具设计方法及流程；3) 掌握锤上锻工艺规程的制订；重 点:模具设计方法及流程；难 点:锤上模锻工艺变

13、形过程的金属流动规律；习 题:锤上模锻工艺变形过程的金属流动规律，锤上模锻模具设计方法及流程； 实 验:模型锻造实验，环形锻件模锻折叠研究（2学时）第4.2部分 机械压力机模锻工艺及模具设计（讲课2学时） 具体内容:1) 掌握机械压力机模锻工艺及模具设计方法；2) 了解与机械压力机模锻配套的制坯工艺及设备； 重 点:机械压力机模锻模具设计方法；难 点:机械压力机模锻模具设计方法；习 题:机械压力机模锻模具设计方法；第4.3部分 螺旋压力机模锻工艺及模具设计（讲课2学时） 具体内容:1) 掌握螺旋压力机模锻工艺及模具设计方法； 重 点:螺旋压力机模锻工艺及模具设计方法；难 点:螺旋压力机模锻工艺

14、及模具设计方法；习 题:螺旋压力机模锻工艺及模具设计方法；第4.4部分 平锻机模锻工艺及模具设计（讲课2学时） 具体内容:1) 掌握平锻机模锻工艺及模具设计方法；重 点:平锻机模锻工艺及模具设计方法；难 点:平锻机模锻工艺及模具设计方法；习 题:平锻机模锻工艺及模具设计方法；第4.5部分 精密模锻（讲课2学时）具体内容:1) 了解精密模锻特点及应用；2) 掌握精密模锻工艺及模具设计方法；重 点:精密模锻工艺及模具设计方法；难 点:精密模锻工艺及模具设计方法；习 题:精密模锻工艺及模具设计方法；第4.6部分 锻模材料及其失效（讲课2学时）具体内容:1) 了解各种模锻工艺的锻模工作条件；2) 掌握锻模材料选择原则和方法；3) 掌握锻模失