模具设计论文范文
时间:2023-03-25 14:01:55
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篇1
一般来说,并没有不好的材料,只有在特定的领域使用了错误的材料。因此,设计者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性能,并仔细测试这些材料,研究其与各种因素对成型加工制品性能的影响。本文只就传统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注射成型中最常用的是热塑性塑料。它又可分为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显不同。一般来说,半结晶性热塑性塑料主要用于机械强度高的部件,而无定型热塑性塑料由于不易弯曲,则常被应用于外壳。这是材料选用的大框,其次,还要根据填料和增强材料继续选择。
(一)根据填料和增强材料进行选择的分析
热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增强、矿物及玻璃体填充等种类产品。玻璃纤维主要用于增加强度、坚固度和提高应用温度;矿物和玻纤则具较低的增强效果,主要用于减少翘曲。玻璃纤维会影响到成型加工,尤其会对部件产生收缩和翘曲性。所以,玻璃纤维增强材料不能被未增强热塑性塑料或低含量增强材料来替代,而不会有尺寸改变。玻璃纤维的取向由流动方向决定,这将引起部件机械强度的变化。试验(从注射成型片的横向和纵向截取了10个测试条,并在同一个拉力测试仪上对它们的机械性能进行了比较)表明,对添加了30%玻璃纤维增强的热塑性聚酯树脂,其横向的拉伸强度比纵向(流动方向)低了32%,挠曲模量和冲击强度分别减少了43%和53%。
在综合考虑安全因素的强度计算中,应注意到这些损失。
在一些热塑性塑料中加入了一系列增强材料、填料和改性剂来改变它们的性质。由这些添加剂产生的性能变化必须认真地从手册或数据库中查阅,更好的是听取原材料制造厂家的专家的技术建议。以选用最为合适的材料。
(二)考虑湿度对材料性能影响
一些热塑性材料,特别是PA6和PA66,吸湿性很强。这可能会对它们的机械性能和尺寸稳定性产生较大的影响。在进行设计时,应特别注意这种性能,考虑其对产品性能的影响。
模具材料的选用取决于制品材料,细致分析制品材料后,才能在模具设计时选用最为合适的模具材料。
(三)塑料制品模具材料选用
细致分析塑料制品使用的材料后,选取最为合适的模具材料。目前我国市场常见的、适合热缩性材料的模具材料有:非合金型塑料模具钢(即碳素钢)、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢几种。在模具材料选取时,根据制品材料是否改性和增加填充剂,添加何种添加剂来选取适合的模具材料。例如:制作形状复杂的大、中型精密塑料制品时,其模具材料可选用预硬型塑料模具钢;制造复杂、精密且生产时间较长,需要高寿命模具时刻采用时效硬化型塑料模具钢。具体选用时主要还是要针对塑料制品的材料和模具预计使用情况选取。适宜的材料加上合理的设计将极大的提高模具使用周期,同时也可以提高产品质量。
二、壁厚及相关注意事项对产品性能的影响
在工程塑料零件的设计中,还有一些设计要点要经常考虑,其中对于壁厚的设计尤为重要,壁厚设计的合理与否对产品影响极大,改变一个零件的壁厚,对以下主要性能将有显著影响:零件重量、在模塑中可得到的流动长度、零件的生产周期、模塑零件的刚性、公差、零件质量,如表面光洁度、翘曲和空隙等。
(一)塑料模具设计工艺中的基础要求
在设计的最初阶段,有必要考虑一下所用材料是否可以得到所要求。流程与壁厚比率对注塑工艺中模腔填充有很大影响。如果在注塑工艺中,要得到流程长、而薄,则聚合物应具有相当的低熔融粘度(易于流动熔解)是非常必要的。为了深入了解聚合物熔化时的流动性能,可以使用一种特殊的模具来测定流程。
增加壁厚不仅决定了机械性能,还将决定成品的质量。在塑料零件的设计中,很重要的一点是尽量使均匀。同一种零件壁厚不同可引起零件的不同收缩性,根据零件刚性不同,这将导致严重的翘曲和尺寸精度问题。为取得均匀的,模制品的厚壁部分应设置模心。此举可防止形成空隙,并减少内部压力,从而使扭曲变形减至最小。零件中形成的空隙和微孔,将使横截面变窄,内应力升高,有时还存在切口效应,从而大大降低其机械性能。不同壁厚塑料制品的模具设计时,模腔的要求也不同,根据制品的要求,设计模具的模腔及脱模斜度,斜度要与塑胶制品在成型的分模或分模面相适应;是否会影响外观和壁厚尺寸的精度。
(二)热塑性塑料设计中的指标分析
热塑性塑料一般具有高的延展性和弹性,不需要像具有高刚性、低延展性和低弹性的金属一样指定严格的范围。设计者在决定热塑性塑料模具制品的成本方面起了关键作用,合理且不影响产品性能的、缩小公差,较少成本是可以实现的。一般商业上可接受的产品与标准尺寸的偏差不高于0.25-0.3%,但这还需要与应用时的具体要求相结合来判断。精确的模具可以有效的缩小制品公差,从而降低制品成本。因此,模具精密度对制品生产厂家具有重要意义。
三、塑料模具设计时对收缩值的考虑
为了不对塑料部件制定过分严格的范围,必须要注意一些影响塑料制品尺寸准确性的因素。模具制造的标准必须严格遵守,同时要特别注意脱模斜度的重要性,因为它决定了脱模容易与否及防翘曲性能。
还有一个与产品设计相关的重要问题是,当成型品是由不同材料或不同壁厚制成时,其模后收缩值与方向和厚度相关如果复杂的成型对加工的要求非常严格,必须要获得模具原型有关收缩值和翘曲行为的准确数据玻璃增强材料的这一性质最为明显。玻璃纤维的取向性可在水平方向和垂直方向产生具有显著性差异的收缩,从而导致尺寸不准确。塑料制品的几何形状对收缩也有影响,进而影响到产品的性能,这也是设计者值得关注的一点。因此在此类制品模具设计时要注意制品脱模收缩后的尺寸是否为产品要求尺寸,否则因制品模后收缩值的影响,极有可能导致产品尺寸不符合标准。
结论:
与产品模后性能相关问题还有许多,设计人员可以参考手册进行设计。总之,在塑料制品模具设计时要充分考虑可能影响制品尺寸、性能、外观等多方面因素,综合利弊,选用适合的材料,合理的设计,才能保证产品的性能。
参考文献
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篇2
1制件分析
卡箍制件要求成形加工后表面平整、光滑、无皱折、无压痕及划伤等现象。在该制件的制造过程中,成形工序是工艺流程中的重要工序,正确的成形工艺方法、模具结构设计合理与否是加工出合格制件、提高生产效率的关键。该卡箍制件结构分析无特殊的装配和使用要求。弯曲件外形简单,精度要求不高,工件厚度1mm,定位较为容易,且定位精度易保证,该类似结构的制件较多,材料不同,有不锈钢、高温合金、铝合金、20钢、铜合金等,根据不同环境选择不同材料的卡箍制件,以下选择其中的一种规格来进行分析。冲压技术要求:材料:LY12-M;材料厚度:1mm;生产批量:大批量;未注公差:按GB/T1804-m级确定。
2工艺存在的问题
原工艺流程为:落料、手工整形、成形(弯曲)。存在的问题:由于操作工人手工整形时手工控制,半成品制件无法达到一致性,造成预弯时尺寸和外观不一致,压痕、划伤,表面不平整、不光滑、圆度差等质量问题,并且工作效率很低,给后续工序带来很大困难,造成最后一道成形工序后的制件外观不一致,稳定性不好、质量差、安全性较差。目前简易弯曲模具如图2所示,要想解决目前存在的这些问题,必须摸索更合理、高效率、高质量的成形工艺方法,设计合理的模具结构,提高加工质量和效益。
二工艺优化成形方法和模具设计必须着重考虑
通过该工件的工艺性分析可知,卡箍是典型的弯曲件。针对上述存在的问题,提出初步的改进方案,确定用2次成形单工序来代替一次成形来完成。如图3所示。将工艺流程初步改为:落料、预成形(第一次成形)、成形(第二次成形)。
三模具结构改进根据工艺初步方案,确定为二次成形,即预成形和成形,每次成形由模具来保证。
1预弯模装配图结构
自动完成制件的预成形。模具工作过程:毛坯件放在凹模2上,用定位板13定位,上下模分别设置压料杆6和顶料杆15,可避免弯曲过程中毛坯件窜动。当上模下压时,压料杆和顶料杆起定位作用,毛坯逐渐受力向下弯曲,直到凸模、坯料和凹模三者完全压合,弯曲过程结束。当上模回升时,弹簧回复,顶料杆顶出工序件。
2二次成形模
(卷圆模)装配图结构完成成形工序,考虑要卸模和取件方便,用连杆机构来完成这个动作。卡箍卷圆模的工作过程:预成形件放在凹模1上,用定位销6和定位块7定位,当上模下压时,连杆机构带动推件块以凸模本身作为滑动轨迹向后移动,凸模逐渐向下压工序件,直到凸模、坯料和凹模完全压合,弯曲过程结束。当上模回升时,连杆机构的带动推件块向前移动,从而推出工件。
四结束语
篇3
CAE软件实现了计算机与设计人员相互作用,计算机技术发挥其高效率的特长,设计人员发挥其灵活性特点,这样就使模具的制作流程更加灵活,并且提高了模具的生产效率。CAE软件采用计算机技术把设计方案优化,使模具在制作过程中结构合理,工艺参数精确。CAE软件可以提高企业的生产率,节省时间。CAE软件实现了设计计算的自动化和图样绘制的精确化,这样就大大节省了设计人员的时间,而且使设计的精确度提高。CAE的使用使设计到制作的时间减少,从而降低了劳动力和材料的成本。计算机的运转提高了绘图的效率,计算机进行设计的优化时考虑到原材料的使用问题,确保原材料得到充分利用,节省了企业成本,提高了企业的经济效益。
2散热器罩的工艺分析
2.1覆盖件冲压工艺的主要特征
在进行覆盖件的冲压过程中,尽量运用一道工序就可以完成任务,使覆盖件的轮廓清晰,如果覆盖件在两次工艺才成形的话,会导致成形不完整的问题,使覆盖件的质量降低。当覆盖件的形状确定后,尽可能使覆盖件表面平滑均匀,使各个部位的变形程度能够达成统一,在不同的工序完成时,能够确保各个工序能够相互调整,使工序的状态良好。覆盖件上的孔是在各个工艺完成后再制作,以免在孔的形成过程中产生畸变问题。当覆盖件成型以后,就可以进行翻遍等工作,先确定好工料的形状和尺寸,然后对成形的工艺进行分析,对模具的结构进行分析,然后分析在模具成形过程中需要的零部件。
2.2散热器罩冲压工艺分析
2.2.1结构工艺介绍
散热器罩在形状设计的过程中是对称的,在覆盖件的制作中,在水平面上形成X和Y两个方向,这两个方向在制作的过程中设计的深度是不一样的,这就导致了在设计覆盖件的时候,确定形状会存在很多的问题,按照覆盖件制作的特点,为了能够提高制作的效率,就要减少相关的工序,可以将冲孔与两边的工艺在统一的模具中完成,运用水平修边的方法,使修边与侧壁的冲孔工艺同步进行。散热器罩是沿着Y方向对称的,而且其顶部形成一个较为平缓的面,在冲压的时候可以运用正装的方式,这样就不会出现凸模的死角,使模具的形状可以顺利地形成,X边的深度比较大,在制作的过程中需要进行压边操作。
2.2.2冲压方案的确定
在进行冲压的过程中,一般都会经过成形、修边这两个步骤,在成形的过程中,在X方向因为深度比较大,因此要采用拉伸的方式,在修边的过程中一般会采用单工序的方式,在拉伸成形的时候,在覆盖件的制作中一定要注意,一定要在一副磨具中完成,这样才能够确保拉伸的质量。
3散热器罩拉伸成形的CAE分析
3.1CAE仿真分析的功能
在对汽车的覆盖件进行设计时,运用CAE软件,实现了软件的制作的仿真,在运用CAE软件进行仿真的过程中,首先要运用三维建模的方法,建立一个曲面的模型,然后将零部件的模型放到仿真软件中,分析二者是否可以匹配。按照冲压设备在设计中拉伸的效果,从而对接触的方式进行确定。在模具冲压的过程中,可以在参考力学模型的基础上,运用有限元的相关知识,建立有限元的模型,加入零部件的曲面模型中没有确定补充面,这时,就要运用CAE软件进行模型表面的设计,从而能够运用软件自动生成补充面。在CAE软件中,由于网格的自动划分功能并不能很好地实现求解器的需求,当网格被划分完成后,就可以运用CAE对网格进行检测,将那些不合格的网格检查出来。通过对模具的类型进行分析,从而建立分析模型。通过对零部件的分析,从而能够计算出毛坯的尺寸,运用CAE软件对毛坯的尺寸进行进一步的计算,从而确定毛坯的形状,运用CAE软件分析毛坯的主要轮廓,从而能够制作出毛坯的主要模型。在对拉伸筋进行定义的过程中,可以分析出金属的流动状况,能够在制作模具的时候防止起皱问题的发生,从而能够制作出更加平整的模具,运用拉伸筋能够将成形的数据进行模拟和分析,运用拉伸筋建立几何模型,这种方法在计算数据时精确度比较高,但是,这种方法在建立拉伸筋模型时需要耗费很多时间,而且在建立拉伸筋模型的过程中容易出错。也可以运用建立等效的拉伸筋模型的方法,这种方法能够按照尺寸建立出等效的模型,比较灵活,能够对数据进行准确地分析,被广泛地应用。
3.2散热器罩的CAE仿真分析
在散热器罩的CAE仿真分析的过程中,在对单元进行划分的时候一定要格外注意,一般都是运用四边形单元,而且要根据模型,设计合理的划分方法,在对自动的网格进行划分后,其中四边形单元占单元总数的大部分。在分析冲压方向的时候,一般都会运用CAE来确定,确保没有死区的产生,而且尽量可以使拉伸的深度减小。为了能够使拉伸成形更加得成功,就必须要对模具的工艺进行完善,要对补充面进行设计,并且要分析压料面的问题,在对压料面进行设计的时候,不能出现凹凸不平的问题,要使压料面保持平整,而且要尽量简化压料面制作的流程。对压料面的工艺进行完善,要确定好压料面的拉伸方向和位置,从而能够使压料面的各个部位都能够均匀分布。在进行压边设计后,确定了拉伸筋的结构后,运用CAE的分析,对模具的起皱问题进行考量,模具的内部如果出现了起皱的问题,可以发现,模具出现起皱的部分几乎都在模具的中心部分,在模具的中间部分,在压边的过程中由于受力不足,而且,在拉伸筋设计的环节存在一定的问题,因此,在解决这种问题的时候,可以运用强化压边力度,或者是增加拉伸筋的数量,对拉伸筋的位置进行调整,将拉伸筋调整到模具的中间部位,也可以通过使用剂,从而能够减小摩擦系数。在对模具进行计算的过程中,一般来说,模具的厚度在0.8毫米的时候,能够形成一个较大的节点,这时不会发生模具起皱的问题,而且不会影响模具的美观度,也不会出现模具出现局部开裂,给汽车带来安全隐患的问题。
4结语
篇4
随着科学技术的快速进步,在生产模具的过程中广泛应用CAD/CAM技术,通常情况下在以市场调查的基础上进行周密研究,然后进行生产决策,之后生产计划下达开始操作手段,紧接着开发设计模具的工作人员使用模CAD工作站,对模具设计中的分析、造型、计算以及绘制工程图等工作进行完成,而且评价产品性能在设计阶段就可以进行,设计者从繁重的绘图中可以得到解脱,可以在创造性的工作上应用更多的时间。
2CAM过程
2.1集成制造CAD/CAM技术
建立单一的图形数据库是模具CAD/CAM系统的集成重点,在CAD、CAM各单元间获得自动转换与传递数据,使CAM阶段能对CAD阶段的三维图形完全吸收,降低了中间建模的误差和时间;利用计算机反复优化和修改温度在模具工作中的分布情况,以及在模具中的模具结构、性能以及塑料液体流动、加工精度情况等,在正式生产前查找问题、发现问题,使制模时间大大减少,模具加工精度大大提高。模具集成制造运行图见图1,采用CAD/CAM软件具备详细设计、基础设计、概念设计等功能,面向的对象是参数化造型和统一数据库,它提供了一个良好的平台发展模具的集成制造技术。
2.2模具高速加工应用CAD/CAM
Salomon于60多年前提出高速加工的概念,并进一步研究了高速加工技术。刀具直径与主轴速度对高速加工产生很大作用,刀具寿命、所切削的材料及加工工艺等对还高速加工也会产生一定的影响。通常来讲,达40000r/min以上主轴速度可加工小型模具细节结构,而称12000r/min以上的主轴加工速度为高速加工,通常可加工大型汽车覆盖件模具。高速加工相比于传统模具的加工方式,其优点为:模具加工工序简化;模具表面的质量加强;模具加工的速度提高;利于模具修复。因高速加工与传统加工存在区别,高速加工的加工工艺要求比较特殊,所有的工艺过程都包含于数控加工的数控指令,所以,应用CAM系统在高速加工的系统中对其相应的特殊要求必须满足:具有全程自动刀柄干涉检查和自动防过切处理能力;CAM系统的计算编程速度必须很快;优化处理进给率功能;模具高速加工改变编程方式与要求编程人员;具有丰富的、与高速加工要求符合的加工策略。
2.3生产过程管理应用CAD/CAM
基本由个人计算机和小型计算机终端组成CAD/CAM系统的应用网络,在整个生产过程中FMS管理系统软件可实施跟踪管理。如外购件的采购状况、流转零件状况、加工进度、加工品质、收货状况等都能够掌握。通过对这种软件的应用可以节省劳动力,帮助进行适当的外购物品时机选择。完善的材料清单生成,就是在库存管理中使所有加工状况信息全部进入。然后以加工工艺路线为依据实施加工。停工待料的时间、机床运转时间的数据及操作人员加工工时都可以通过该系统逐日提供。这样不仅能够减少机床空耗的时间,还能计算出实际的生产成本,以此实现生产成本减少的目的。
2.4模具检测应用CAD/CAM
可移动式三坐标测量仪在传统模具加工中的作用与三坐标测量仪在配合CAD/CAM系统进行检验中的作用有很大区别。CAD/CAM系统测量空间在3250×2090×1370mm中,三标测量仪的任何一点都为0.015mm精度定位,可达40t测量塑料模或冲模的零件质量。测量仪的测量精度如何保持最好的效果,应将它放在一个独立的机房中,与外界环境隔绝,保持室温20℃。为了避免振动影响测量结果,安装三坐标测量仪应在质量为100t的由气垫支承的混凝土底座上。三坐标测量仪作为一种工具,不仅可以最终检验模具品质,也可以在加工过程实施检测,也就是中间检验各道加工工序,从而掌握所需的几何形状如何更精确地加工。在对模具实施检验的过程中,零件的各部位需以较密的轨迹进行检测。通常情况下检验每一副模具需两次,在冲压加工之前一次、之后一次。检验的过程中,上、下模型腔的对合状况应通过理论计算厚度方式测量,从而了解CAD设计数据精度的具体情况。
2.5提高模具精度应用CAD/CAM
引入CAD/CAM系统实施模具制造,对于冲压模具来讲,提高了加工精度,而主模型和靠模不必再使用。如公差加工具有很严的要求,且磨削主要型腔面后需要的模具需手工抛光,具有良好效果的是用CAD数据加工,远胜于靠模和主模型的效果,其根本差距就是加强了控制尺寸。一般情况下模具的主要型腔表面是用CAD数据精确地加工出来的,然后把主要型腔面与其他零件一起配合加工。现阶段模具工程师可以利用各种CAD/CAM软件生成CNC机床的刀具轨迹和实施模具设计,并且还能够提供用于模具的热性能分析和铸造品质改进的有限元分析。
3结语
篇5
(1)理论内容抽象难懂。该课程既有较强的实用性,也有较多的概念和原理知识,但缺少简明易懂、与理论相结合的实例。学生普遍反映学习难度大,不易理解,渐渐丧失了学习兴趣。
(2)缺少对知识的融会贯通和运用。在教学过程中重视单个知识点,却忽略了从锻件项目的层面对知识点进行梳理,从而将各知识点贯通运用起来。结果学生知道自由锻、模锻、校正等工艺,却不知道这些锻造方法在实际生产中如何发挥作用。
(3)试验项目中缺少模具设计、制造的练习。该课程有4个学时的试验,在试验中安排了使用De⁃form-3D软件进行材料成型分析的内容,结果学生的主要时间和精力用在软件操作和有限元分析上,却忽略了应该重点掌握的模具设计知识。
2CDIO工程教育理念
CDIO理念的核心是:以工业产品从构思、设计、制造、投入使用、反馈改进到终结废弃的全生命周期为载体,培养、训练学生的工程意识和能力,其范畴不仅包括专业知识,而且涵盖了学生在进入社会后的终身学习能力,在企业中的团队交流能力以及在企业和社会环境下的“构思—设计—实施—运行”能力。CDIO在具体实施中具有“基于项目的教学”和“边做边学”的特点,以任务为驱动,通过项目的“构思—设计—实施—运行”过程,实现培养学生能力的目标。
3基于CDIO的课程改革思路和内容
根据CDIO理念和思路,从材料成型及控制工程的专业培养目标和《锻造工艺及模具设计》课程的要求出发,课程组提出了以典型锻件的生产项目为载体,以锻造工艺及模具设计为主线,实施项目演练,对课程现有的教学模式进行改革探索,着重培养学生掌握锻件的工艺流程和模具设计的综合技能。基于CDIO理念的课程改革内容如下:
(1)重新调整、分配知识点的学时,在知识点讲授上,着重于自由锻的镦粗和拔长、开式模锻、模锻件设计、模具设计这几项最常用的锻造方法,其余如自由锻冲孔、锤上模锻、特种锻造等内容,学生只需用少量学时了解即可。同时,课堂讲授的重点放在对知识的运用上,通过简单易懂的实例,运用实物模型、动画等手段,向学生介绍各种锻造工艺方法、模具设计要点及压力设备的选用。
(2)以典型锻件项目(如连杆)为范例进行教学,给学生讲解其锻造工艺流程,从下料开始一直到完成锻压生产检验为止。进一步设计连杆锻模。在讲解锻造工艺的同时,还详细介绍锻件图设计、锻模设计方法、锻模加工及所用设备等知识。在整个过程中,以连杆的锻造工艺流程及其锻模设计为主线,将各知识点串联起来,同时结合其他专业课程,使学生学习工艺规程的设计规范、产品检测、成本分析等知识。学生在这一过程中,初步掌握项目规划、工艺设计、质量管理等工程方面的概念,对理解锻造工艺理论知识更加深刻,对课程学习产生了浓厚的兴趣。
(3)教师给出2~3个典型的杆类锻件,要求学生全盘考虑其锻造过程,规划工艺路线,编写工艺规程,设计模具以及制定模具加工方案,并设计详细的锻件图和锻模图,作为课程的最终作业。学生可3~5人为1组,也可独自完成作业。整个过程类似于本科生的毕业设计,学生在指导教师的帮助下,全面深入地了解锻件生产的规律、规范及要点,建立锻造专业技术人员的项目观念和意识。
(4)指导教师选出最有代表性的几组学生作业进行分析总结,并根据最好的一组作业将锻模加工出来。这种基于CDIO理念的教学过程与学校的传统教学方式有很大区别,但与企业中培养工程技术人员的模式基本一致,通过实际的锻件项目帮助学生获取技术知识和经验,有效地激发了学生的学习兴趣,使学生从中初步建立起工程意识和概念,对学生适应今后的工作有极大的帮助。
4新课程体系特点
新《锻造工艺及模具设计》课程体系主要有以下特点:
(1)基于CDIO理念,以典型锻件项目为载体,以锻造工艺及模具设计为主线,实施工程项目演练,培养学生的技术综合能力和工程实践能力。
(2)实行“从实践到理论,再从理论到实践”的教学模式,使学生在这一过程中获得的知识和经验,远比单纯地实习或学习理论课程丰富,理解更加深刻。
(3)以典型锻件项目为范例进行教学,先给学生一个可以参照、模仿的对象,使学生吸收、消化其中的知识和经验后,进行自主创新设计时不会觉得无所适从。
(4)新课程内容以锻造工艺及模具设计为主线,涵盖了锻造技术的主要知识点,具有较强的实用性和系统性,学生在学习时不再觉得抽象、空洞,起到了良好的效果。
(5)以锻模的设计、制造为课程最终要求,使学生建立基本的工程意识和创新能力,为今后工作打下扎实的基础。
5新课程体系实施的关键点
新《锻造工艺及模具设计》课程体系在实施过程中,有以下几个关键点:
(1)教师不仅要有丰富的教学经验和理论知识,更要有较强的技术能力和实践经验,是“双师型”教师。
(2)选作范例的锻件项目,内容难度要适中,以锻造工艺流程和锻模设计为主线,较全面地涵盖了相关知识点,从实际出发,使学生清楚地了解作为锻造专业技术人员所需具备的知识和技能。
(3)教师要采用科学的评价体系,对学生完成锻件项目的评价不应只以简单的结果为标准,而应全面地看待学生在这一过程中的表现,不仅需要关注学生对各知识点的掌握程度、锻造工艺方案的经济性和可行性、锻模设计的合理性和实用性等专业技能,还需要关注学生在项目完成过程中的主动性,对新知识、新技能的学习能力,能否在工作过程中及时总结经验等方面,促使学生全面发展,提高学生对今后工作的适应能力。
6结束语
篇6
在叠层式注塑模具的应用过程中,其需要进行背靠背的设置,在一定锁模力的基础上,进行注射剂的任意数量的叠层。受到叠层式注塑模具的中心主喷嘴及其分流板的影响,其流动通道会不断增大,从而影响了分型面的投影面积的增大。由于叠层的变化,影响了其流道,压力损失水平是非常大的,注射压力也比较大,从而影响其型腔的压力水平,锁模力的不断增加,需要进行锁模力的增加。在日常实践中,叠层式注塑磨具需要分两个层面进行塑件的顶出。在开模行程的校核过程中,需要进行液压、机械式锁模机构注射剂的应用,这里可以先忽略模具的厚度。在叠层式注塑磨具的应用过程中,需要进行抽芯距离的考虑,进行一定传动比的齿轮齿条的应用,保证这一系列的同步开模机构的应用,这也要明确叠层式注塑模具与塑件高度之间没有关系。在实践应用中,中心主喷嘴不能过长或者过短,如果模具闭合时,中心主喷嘴不要超出注射机喷嘴的机座距离。由于模具与中心主喷嘴的分型移动影响,需要保证开模环节中中心喷嘴的定模部分留置,避免中心主喷嘴头部的溢料的滴入。在叠层式注塑模具的应用中,可以进行普通流道浇注系统的应用,这里完全可以实现冷流道浇注系统及其热流道浇注系统的协调。在热流道浇注系统的应用中,进行注射压力的传递,从而提升塑件的成型质量,保证自动化生产工作的开展。
2外叠层式注塑模具发展及其应用情况
目前来说,国外叠层式注塑模具技术体系是比较成熟的。这可以看出国外的冷热道技术的发展应用速度,热流道叠层式注塑模具技术在国外被广泛的应用,发达国家在该技术上的水平是比较高的。这种旋转叠层式注塑模具技术提升了叠层式注塑模具的应用范围。注射机开模行程的缺点克服,来自于分配熔体的装置,克服了注射量的不足,实现了不同层次的热流道叠层式注塑模具的应用,更好的提升注塑模具的生产应用能力。叠层式注塑模具的应用,也得益于新型叠层式模具的开发利用,从而实现了其各种材料的协调性。新型叠层式模具的应用扮演着非常重要的地位,其功能也呈现多样化的特点,比如有多种颜色及其多种材料成型功能。旋转叠层式注塑模具是由中心模板、定模板、动模板等形成,模具打开时可以实现不同方向的旋转。相对于国外发达国家的叠层式注塑模具技术,我国的叠层式注塑模具技术体系是比较落后的。在生产应用中,进行热流道叠层式注塑模具的应用比例比较少。在设计环节及其应用环节,和国外的先进叠式模具技术存在较大的差距。为了尽快的适应国际化的市场竞争需要,我国必须进行叠层式注塑模具体系的健全,保证在国际市场中进行主动权的掌握,保证企业经济的可持续发展。在叠层式注塑磨具的应用过程中,我国的白酒杯盖双层注塑模具是比较出名的,其实现了塑件及其流道凝料的模内分离,其内部的各个层的分型面不断脱出,有利于模具结构的简化进行了分型距离的降低,有利于当下自动化生产工作的开展。这也需要进行塑件的留模可靠性及其主流道衬套的应用。有一种每层八个型腔的注塑模具,其四级主流道依次进行串联,进行摆杆同步分型的采用,其模具的结构具备简单化,运行起来比较可靠。其模具流道比较长,在充模过程中温降性大。还有一种直角进浇流道叠层式注塑磨具,这种模具进行了进浇口位置的改变,将其进浇口进行中心的布置,其与开模方向形成直角,这也需要进行直角式注射机的应用,进行热流道的延伸的改善,进行塑料熔体的分流板及其注射机喷嘴的距离改变,进行结构设计的优化。还有一种叠层式磨具,是浅盒形件顺序开模热流道式,这种模具具备两层型腔,非常有利于生产效率及其设备利用效率的提升,有利于生产成本的降低。碟支架热流道叠层模具进行了双层热流道结构的应用,进行齿轮、齿条等的应用,实现了模具的顺序开模及其塑件的顶出,其生产塑件的尺寸及其外观都满足工作的需要,从而促进生产效率的提升,从而保证其生产成本及其废品率的下降。这种应用模式非常有利于工艺参数的优化,能够针对塑料进行填充、保压及其冷却,有利于针对空调面板叠层式模具的成型,有利于进行动态化的模拟,更有利于成型工作的良好开展,有利于其工艺工作的良好开展。还有一种以Pro/EngineerWildfire软件为基础,通过模具专家系统EMX4.1调用和修改模架、热流道板及喷嘴,设计了一款球形摄像头内侧支架叠式热流道注塑模具,并从设计过程中遇到的问题提出了对叠式模具元件的标准化要求。在叠层式注塑模具的应用中,比如进行热流道叠层式注塑模具的应用,需要进行注射机能力的有效发挥,从而进行人力资源及其机器设备资源的节省,有利于进行生产效率的提升。目前来说,我国的叠层式注塑模具的设计环节及其加工环节的成本较高,这就需要做好相关的改进工作,从而进行模具成本的降低,从而提升其应用范围。这需要完善叠层式注塑模具的设计理论,缩短研发周期;延长一些核心元件(如加热元件、温控元件等)的使用寿命。这需要保证普通注射模型设备及其叠层式注塑模具的配套性,这也需要进行CAD/CAE/CAM技术的应用,保证设备的良好设计及其应用,保证分析环节及其加工环节的协调,实现模具结构的优化。这就离不开叠层式注塑模具的通用零件的标准化,提升其商品化。进行压力传递能力及其抗压力的提升。从而保证叠层式注塑模具各种应用能力的提升,实现厚壁塑件的良好生产工作。通过对不同工作工艺的协调,提升叠层式注塑成型工艺的效益,实现叠层式注塑成型工艺水平的提升。实现叠层式注塑成型的全自动化。随着相关技术的不断改进,叠层式注塑模具在塑料制品加工中的应用将会不断扩大,尤其是热流道叠层式注塑模具的经济性更能适应市场的需要,更能创造出巨大的经济效益,也符合我国装备制造业发展的要求,将来必有广阔的市场前景。
3结束语
篇7
该塑件为典型的薄壳零件,表面形状不规则,最大长度270mm,最大宽度52mm,最大高度15mm,主体厚度0.8mm,属于狭长制件。为了使上下壳体安装方便,内表面设计有隔板,并在隔板上开有许多内凹空孔的卡扣结构,构件不对称,且一侧前段有一个伸出的带有凹槽的凸台结构。整个结构上最突出的特点是在构件表面的主体部分,为避开内部装配件的外伸而形成了窄筋结构。材料为上海普利特复合材料股份有限公司生产的牌号为PP+EPDM-T20的PP复合材料,该材料含有填充物,其流动性较好,易于成型。由于塑件具有侧面孔与侧面凸台结构,需要内侧抽芯或斜顶装置,考虑到塑件内部空间太小,因而选择斜顶装置。
2模流分析
2.1网格划分、诊断和修复
将Pro/E三维实体.PRT格式文件转换成.IGS文件输出,导入到MoldflowCADDoctor软件中进行CAD模型的检查、修复与简化,将小圆角等部分小特征进行简化。在MPI软件中,导入零件的UDM文件,对模型采用双面网格类型进行网格划分。
2.2浇口位置选择
浇口位置的设置要综合考虑熔体的流动、注塑件的外观质量、成型塑件的力学性能及模具设计制造等方面的因素。由于电池壳体的外表面是外观件,所以浇口不能设在外表面上。模流对最佳浇口位置进行分析,分析结果表明塑件的中间深色区域为较佳浇口位置,考虑到塑件表面部分的窄筋结构可能导致其填充质量缺陷,拟采用三点浇口设计。为了使浇注系统受力平衡,结合塑件的结构、尺寸,拟采用一模两腔的模具结构。
2.3成型分析
根据最佳浇口位置确定成型方案,对产品进行成型窗口分析。材料推荐工艺参数范围为:模温30~70℃,料温190~240℃。设定注射时间为横轴,成型质量为纵轴。当分别调节模具温度为65.56℃和熔体温度231.7℃时,注射时间在1s附近,产品的成型质量最好,高达0.9125。区域2D幻灯片图,表示工艺参数对制品质量的影响,中间深色区域为首选区,范围越大表示工艺参数可调节范围越广,也就是说,在满足良好质量的前提下,工艺参数有足够调节的余地,可以大大降低由于外界干扰造成的废品率。模具温度65℃,熔体温度为231℃时,注射时间为0.78~1.70s,都在首选区域范围内。综合以上快速充填和成型窗口的分析,在保证各项指标良好、满足要求的前提下,取模具温度为66℃,熔体温度为232℃。
2.4流动分析
对上述方案进行流动分析。熔接痕分布如图6所示,熔接痕主要分布在塑件侧壁,且数量不多,基本不会影响塑件质量。气穴主要分布在塑件分型面处,可利用成型侧壁内孔的侧型芯安装间隙及分型面将气体排出,不必在模具中添加排气槽。充填时间为1.414s基本可完成充填,该充填时间与图5的分析结果一致,刚好位于最佳充填时间范围内。
3模具总体结构
参考中小型模架的基本结构形式,由前述型腔的布局及成型零件尺寸要求,模具选用P3型,规格为450mm×550mm。根据模具尺寸,并结合模流分析得出的注射压力、锁模力等参数,选择螺杆式G54-S-200/400注射机,该注射机额定注射压力为109MPa,额定锁模力为2450kN,足以满足成型所需的注射压力和锁模力要求。塑件内侧用于装配的内侧孔,由于塑件内部空间不便采用侧滑块的形式,而且孔的数量比较多,所以均采用斜顶抽芯机构进行成型。模具工作原理:开模时,注射机开合模系统带动动模部分后移,型腔固定板8与脱模板10分离,使二级分流道从制品断开。然后动模继续移动,待移至限定距离即滑块和塑件完全脱开时,型芯固定板19拉动定距拉板33,定距拉板33带动脱模板10使流道的料脱出。然后凸模31继续移动,使其与凹模32分开。最后在注射机的顶出作用下,推动推板23,使推杆37与斜顶6、28一起向上移动,顶出塑件。合模时,在注射机的带动下,复位杆21使推杆37与推杆固定板3复位,然后凸模31与凹模32合拢,最后脱模板10与型芯固定板19合拢,准备下一个周期的注塑成型。
4结论
篇8
Linux下802.11驱动的结构
1802.11网卡分类
802.11无线网卡的软硬件结构如图2所示:图2的最左侧是天线和收发器,用来从空中接收信号或将信号发向空中。中间部分的基带处理器(BasebandProcessor)是数字和模拟组件之间的接口,它负责处理负载的扩频调制,检测物理载波,并且当接收到的电波能量超过一定的阈值时,会加以解调。MAC负责完成协议规定的部分介质访问控制功能,具体的功能随不同的硬件实现而不同,其他的介质访问功能由驱动模块实现。QoS是服务质量功能的实现模块。SecurityEngine实现硬件加解密功能。在不同的硬件实现中,QoS和SecurityEngine两个模块可能有也可能没有,如果没有,其对应的功能就由驱动模块实现。图3的左侧和中间部分是硬件实现部分,它们通过不同的总线接口和主机相连,这个接口可以使USB,也可以是PCI或其他总线接口。最右侧是主机的软件部分,底部驱动模块负责控制硬件,结合硬件的功能实现完整的MAC层功能。从硬件接收的帧在驱动模块中进行处理后将被传递到上层协议栈,上层协议栈传来的数据包将被驱动模块封装成帧后传给硬件。
从上面的讨论可以看出,802.11协议规定的功能可以由硬件实现,也可以交给驱动模块去实现,根据MAC层管理实体(MLME)的管理功能是由软件实现还是硬件实现,802.11网卡可分为三类:FullMAC:MLME由硬件实现的网卡,当前只有很少的网卡是FullMAC类型的,Intel的iwmc3200是其中的代表。SoftMAC:MLME由驱动软件实现的网卡,由于这种网卡允许通过软件对硬件进行更精细的调整,便于功能升级,所以现在大部分的网卡都是SoftMAC类型的,比如Ralink的RT2X00系列,Atheros的AR5xxx系列等。
HalfMAC:介于上面两者之间,MLME的一部分由硬件实现,另一部分由软件实现。然而,即使同样是SoftMAC类型的网卡,不同厂家不同系列的网卡在软硬件之间的功能分配仍然会存在不同,所以针对不同系列的网卡,仍然需要不同的驱动模块。本文接下来讨论的内容将主要集中在SoftMAC类型的网卡上。
2Linux下802.11协议栈结构
在Linux内核2.6.22及以后的版本下实现SoftMAC类型网卡的驱动比较简单,因为2.6.22及以后版本的内核中包含了802.11协议栈框架,这个协议栈实现了802.11不同模式下的MLME的功能和其他相关功能。协议栈结构如图3所示:由于802.11协议栈在2.6.22版本加入内核,所以当前多种方式开发的网卡驱动模块并存于一个Linux内核里。一些旧的驱动程序(Olddriver)使用WirelessExtension(wext)作为用户空间配置驱动的接口,这些旧的驱动程序可能自己实现MLME的功能(SoftMAC类型的网卡)也可能使用其驱动的网卡硬件提供的MLME的功能(FullMAC类型网卡)。
当前的802.11协议栈由两部分构成:cfg80211和mac80211。cfg802.11负责管理网卡设备和网络接口的关联关系,并通过nl802.11接收用户空间对网卡的配置,同时,为了向后兼容,也支持使用WirelessExtension(wext)进行配置。对于FullMAC类型的网卡,可直接通过cfg80211提供的框架来编写驱动模块。mac80211使用cfg80211提供的配置框架,为驱动开发者提供一个给SoftMAC/HalfMAC类型的网卡开发驱动模块的框架。驱动需要的MLME的功能由mac80211提供。
Linux下802.11驱动模块的总体设计流程
Linux内核代码由许多子系统模块组成,并且各个子系统之间可能会有依赖关系。各个子系统模块实现相应功能的通用操作流程,并提供定义好的结构体和函数指针,而与硬件或具体算法相关的数据信息和操作由开发者提供。内核开发者只需要按照子系统的要求实现相关函数,填写并向子系统注册相关结构体就可以实现具体的功能。例如要开发USB设备驱动程序,开发者需要根据具体的设备信息填写描述驱动程序信息的structusb_driver结构体和描述驱动程序所支持的设备信息的structusb_device_id结构体,并实现structusb_driver结构体中规定的回调函数。至于这些函数如何实现,则由具体的设备和开发者设计的算法决定。
一个802.11网卡驱动的设计,需要Linux内核中多个子系统模块的支持,例如,一个使用USB总线的SoftMAC类型802.11网卡驱动模块与Linux内核中各子系统的依赖关系如图4所示:在图4中,箭头由依赖模块指向被依赖模块。网卡驱动模块需要依赖usb子系统提供的功能来驱动总线和网卡通信,同时,为了完成802.11协议规定的功能,驱动模块需要使用相关的结构体向mac80211子系统注册自己,并实现mac80211规定的回调函数。mac80211依靠cfg80211子系统与用户空间通信,使用户空间能够对网卡进行配置。综上所述,802.11网卡驱动的设计过程就是按照各子系统的规定,填写并注册结构体,设计子系统规定的函数的过程,设计流程如图5所示
数据包信号强度信息的提取与向协议栈上层的传递
1设计思路
为了满足一些分布式网络平台对于接收数据包的信号强度信息的需求,需要在接收每个数据包时,从硬件中提取能够指示接收这个包时的信号强度的数值,并与接收到的包对应存储,传递到协议栈的上层。802.11协议中,在物理介质相关层(PMD)及以上各层使用接收信号强度指示(RSSI)来衡量接收到的当前物理帧的信号强度。对应到图2的软硬件结构中,就是由基带处理器(BasebandProcessor)测量并生成。RSSI的取值范围为0至RSSIMax,802.11协议规定RSSIMax的值小于等于255。
802.11协议规定的RSSI是一个相对值,它仅仅用来指示信号强度的相对大小,而其与dBm值之间的对应关系由网卡芯片厂商自己定义。RSSI值在网卡和驱动内部用来指示接收到的信号强度的大小,网卡和驱动借此来完成判断某个信道是否空闲,判断是否该切换接入点,控制传输功率等操作。由于RSSI值仅仅用在网卡和驱动内部,所以即使各个厂商的定义方法不同,只要驱动程序正确,并不影响兼容性。RSSI值是在网卡和驱动内部使用的,不传到上层协议栈。
为了使分布式网络平台的上层协议能够得到接收包的信号强度信息,需要在驱动模块里针对每一个接收到的数据包,提取RSSI值,并根据特定的网卡芯片将RSSI值转换成dBm值,与数据包对应存储,一并传递到协议栈上层。数据包在协议栈中的传输路径如图6所示一般而言,网卡芯片厂商都会选择将RSSI值与接收到的帧一并通过USB总线传递给主机,而负责驱动模块和USB子系统之间数据传递的是structurb结构体,所以驱动模块可以从接收数据帧的structurb结构体中得到RSSI值,具体的操作过程会因不同的网卡芯片而不同。
在Linux内核中,负责在协议栈各层之间传递数据包的结构体是structsk_buff。驱动模块在得到数据帧和对应的RSSI值后,将RSSI值转换成dBm值,与数据帧一并存入structsk_buff中,向协议栈的上层传递。这样分布式无线网络平台的相关协议在得到接收到的数据包的同时就可以得到接收这个包时的信号强度dBm值。具体结构如图7所示:
2应用:使用RSSI改进AODV路由协议性能
分布式无线网络平台可以根据自己的需要来使用数据包对应的信号强度信息。下面以笔者曾经使用过的瑞士乌普萨拉大学开发的AODV协议来说明信号强度信息的使用。AODV路由协议会维护当前的邻居列表,并在需要传输数据时从邻居中选择一个作为下一跳节点。标准的AODV协议会选择最先响应路由请求信息的邻居节点作为下一跳节点,但这种方式在以802.11无线网络中却有可能造成选择的下一跳节点不理想的情况。这是因为802.11中节点是公平的竞争无线网络信道,这就会造成可能链路质量不高的邻居节点最先占用了信道,从而成为一个不理想的下一跳节点。这样的下一跳节点不仅使数据传输速率不高,而且容易使传输失败。如果利用接收包的信号强度信息,只维护信号强度足够好的邻居节点,那么在路由请求时获得的链路质量就会比较高,网络会更加稳定,数据传输速率也有显著提高。具体的设计结构如图8所示:AODV内核在过滤维护邻居列表的控制信息的时候,会过滤掉信号强度过低的控制信息,这样act_nb_list中都是链路质量足够好的邻居。AODV路由守护进程在路由请求过程中会参照邻居列表的信息选取下一跳节点。
3测试结果
经过实际网络实验平台的测试,更改后的AODV在路由特别是多跳路由稳定性方面要提高很多,多跳路由的数据传输速率也有显著提高。具体测试环境如下表:
篇9
模具毕业论文
产品分析:汽车连杆油封盖如图1所示,材料为08Al,料厚1.5mm。零件尺寸精度高,为保证密封,内表面要求光亮平整,为方便装配,端口内外均倒角。对于倒角国内厂家大都采用金属切削加工成形,生产效率和经济效益低,不利于降低生产成本。本设计采用冲压成形。
图1汽车连杆油封盖
2工艺分析及计算
2.1冲压工艺分析
(1)制件材料塑性较好
对拉伸、成形比较合适。
(2)对于制件端口倒角,从工艺上首次提出利用冲压成形。如果坯件端口平齐,端口倒角可以利用冲模镦角成形,但由于板料具有方向性和凸、凹模之间的间隙不均等原因,拉伸后的工件顶端一般都不平齐,为保证端口平齐需要增加修边工序。
镦角采用冷镦挤压成形,而工件端口内外都需镦角,如在同一道工序上实现则出件困难,需分成两道镦角工序。
(3)从制件形状看,属阶梯形拉伸件。阶梯形件的拉伸与圆筒形件的拉伸基本相同,其主要考虑的问题是阶梯件是否可以一次拉成。
毛坯尺寸计算采用一种新的方法,按拉伸件体积不变原则,毛坯直径D按如下公式计算:
式中:T———材料体积
t———材料厚度。
按图1可计算得:D=70.9mm,毛坯相对厚度为t/D×100=(1.5/70.9)×100=2.1,按小阶梯直径得拉伸系数为m=(24+1.5)/70.9=0.36,查表得相应筒形件极限拉伸系数为0.50,前者小于后者,可以判断不能一次拉伸成形。
小阶梯直径与大阶梯直径之比d2/d1=24/49=0.49,接近极限拉伸系数0.5,按阶梯形件的多次拉伸原则,先拉出小阶梯法兰件。考虑到直接在壁部修边会使模具结构复杂,成本高,不易操作,在小阶梯法兰件上修边,然后将法兰翻边拉伸大台阶,以保证端口平齐。
(4)制件尺寸精度、同轴度要求高,内表面要求光亮平整,且圆角R0.5、
R1mm较小,需要增加整形工序。
篇10
课程组教师通过走访宁德地区模具行业、企业进行调研,获悉冲压(五金)模具相关企业的产品主要以冲裁模具、拉深模具、弯曲模具等为主.按照企业实际生产过程及学生的认知规律,设计了冲压成形基础、冲压模具与设备、冲裁模设计、弯曲模设计、拉深模设计、成形模具设计、冲压模具制造与装配共七个教学单元,30个工作任务.每个单元以典型冲压件为载体,载体由简单到复杂,涵盖了冲压模具设计及主要零部件制造所涉及的全部知识点和技能点,每个单元都是一个冲压制件完整的模具设计及其主要零部件制造的过程.学生由易到难完成这些项目,逐步掌握冲压模具设计及主要零部件加工的方法和技能,最终达到“冲压三级模具设计师”的职业能力,实现“学生”到“准员工”的转换.
2单元教学设计
第一单元“冲压成形基础”,计划6学时,拟安排在多媒体教室、模具制造实训中心实施教学.本单元通过到模具制造实训中心参观讲解及多媒体展示,明确本课程的学习内容、任务及要求;同时掌握冲压成形的基本概念及特点,以及冲压成形技术的现状和发展方向.第二单元“冲压模具与设备”,计划10学时,拟安排在模具设计实训中心、模具制造实训中心实施教学.本单元通过到模具企业参观,在模具制造中心进行模具拆装及安装调试,并进行模具测绘,了解冲压模具及冲压设备的种类,知道冲压模具的构成及工作原理,了解模具在压力机中的固定方式及简单调试,了解现代模具的设计手段和方法,了解模具的设计制造流程.第三单元“冲裁模设计”,计划40学时,拟安排在多媒体教室、模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室实施教学.本单元通过对闽东常见的一种Y70电机定子冲片冲裁工艺及模具的设计,借助动画录像等影音资料,使学生明白冲裁的基本概念,冲裁变形过程分析,冲裁工艺及模具与压力机的关系,冲裁模间隙对冲裁质量的影响,冲裁模设计程序;能进行排样设计,凸模与凹模刃口尺寸的计算,冲裁力和压力中心的计算,冲裁模的结构设计及其主要零部件结构设计和标准选用.第四单元“弯曲模设计”,计划26学时,拟安排在多媒体教室、模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室实施教学.本单元通过对保持架弯曲工艺及模具的设计,借助动画录像等影音资料,使学生明白弯曲成形的概念、特点和用途,弯曲变形的过程及变形特点,弯曲工艺及模具与压力机的关系,弯曲件的工艺性影响因素,卸载后弯曲件的回弹对弯曲件的影响;会弯曲件坯料尺寸的计算,弯曲回弹值的确定,弯曲力的计算及压力机的选择,弯曲件的工艺设计,弯曲模结构及各零部件的设计或选用.第五单元“拉深模设计”,计划32学时,拟安排在多媒体教室、模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室实施教学.本单元通过对盖零件拉深工艺及模具的设计,借助动画录像等影音资料,让学生知道拉深成形的基本概念和特点,圆筒形件拉深变形的过程和力学特征,拉深工艺及模具与压力机的关系,其它形状拉深件的工艺;能进行拉深件工艺性分析,分析拉深工艺中的起皱和拉裂现象,回转体件的拉深坯料尺寸计算,圆筒形件拉深工序尺寸计算,拉深力计算及压力机的选用,拉深工艺的辅工序的选用,拉深模具的典型结构及工作零件的设计.第六单元“成形模具设计”,计划18学时,拟安排在多媒体教室、模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室实施教学.本单元通过对胀形、翻边、缩口及校形工艺及模具设计,借助动画录像等影音资料,了解成形工艺的分类和模具特点,胀形、翻边、缩口及校形的变形特点和极限变形程度;学会胀形、翻边、缩口及校形工艺设计及其计算,正确选择压力机,胀形、翻边、缩口及校形模具结构及零部件的设计.第七单元“冲压模具制造与装配”,计划24学时,拟安排在模具设计实训中心、模具制造实训中心、模具CAD/CAM实训室、生产现场实施教学.本单元通过对普通机械加工方法、特种加工方法、及典型冲压模具常用的装配方法和装配工艺路线等知识的讲授,使学生掌握模具结构类零件加工工艺路线的拟定以及工艺系统的选择方法,会分析加工中所产生的质量问题;掌握模具工作零件常见特种加工方法的原理、加工精度,会分析加工中所产生的质量问题;会拟定和编制中等复杂程度模具的装配工艺,会分析、解决装配过程中出现的质量问题,培养学生分析问题和解决问题的能力.
3教学方案设计
本课程的七个教学单元———冲压成形基础、冲压模具与设备、冲裁模设计、弯曲模设计、拉深模设计、成形模具设计、冲压模具制造与装配———共设计出30个工作任务.这30个工作任务分别为:冲压成形技术与模具材料选用;冲压变形理论基础;冲压模具与冲压工序;冲压设备及选用;冲裁变形过程分析;冲裁工艺计算;冲裁工艺规程制定;冲裁模典型结构;冲裁模零部件设计;冲裁模设计程序;弯曲变形过程分析;弯曲工艺计算;弯曲工艺规程制定;弯曲模典型结构;弯曲模零部件设计;弯曲模设计程序;拉深变形过程分析;拉深工艺计算;拉深工艺规程制定;拉深模典型结构;拉深模零部件设计;拉深模设计程序;复杂形状工件拉深模设计;胀形工艺与模具设计;翻边工艺与模具设计;缩口工艺与模具设计;校形工艺与模具设计;冲裁模的制造与装配;弯曲模的制造与装配;拉深模的制造与装配.根据这些工作任务,学生由易到难,逐步掌握冲压模具设计与制造的知识、方法和技能,最终达到“冲压三级模具设计师”的职业能力,提升学生的就业本领.根据这30个工作任务各自不同的知识和技能要求,教师按照统一的栏目内容和顺序分别进行合适的教学方案设计,使之满足教学要求,实现教学目标.经过近几年的研究和实践,教师制定并完善了工作任务教学方案的栏目内容和顺序,共16项:单元三、教学任务三、教学参考学时、学时分配、学习目标、教学主要内容、教学实施、教学参考综合案例、学生综合实训案例、教学方法与教学手段、考核标准与评价(对知识与能力进行定性或定量的评定)、学生知识与能力要求、教师的知识与能力要求、课程教学实施条件、教学准备与实施、课后强化.比如“冲裁模设计程序”工作任务中“教师参考综合案例”所选取的企业典型产品为闽东地区企业中非常常见的电机定子片的模具设计实例.电机电器是闽东地区最大的支柱产业,而定子片是电机里一个非常常见的零部件.其形状尺寸与要求,该载体的工作任务具有综合性、完整性和代表性的特征,同时源于企业真实产品,并经过教学加工,能够满足教学要求.在“冲裁模设计程序”工作任务中“学生综合实训案例”中,给出了上述电机定子片模具设计工作任务的一种设计结果.要求学生根据其装配图与排样图,进行其非标准零件图的进一步设计和完善,并在标准图纸上完成该模具装配图和零件图的绘制.
4教学资源开发与利用
(1)充分利用教育信息化技术开发教师ppt课件、教学辅助光盘、网上在线答疑与测试等,通过搭建多功能动态的课程学习与训练平台,使学生的兴趣、热情、创造思维得到充分调动和提高.
(2)利用现代多媒体技术开发模具库和模具动画素材,将模具拆装、典型模具结构等视频上网,通过网络为学生提供大量模具技术方面的素材、辅助资料以及在线帮助,为学生的自主学习提供一个技术平台.学生在丰富的感性认识基础上可以更好地理解、掌握抽象的内容.
(3)积极利用学校图书馆、专业期刊、行业企业网站等多种资源,使教学内容朝多元化发展,以拓展学生的就业能力。
(4)利用计算机仿真技术及模具CAE软件虚拟现实技术,进行虚拟项目、虚拟设计、质量分析等,提高教学效率.这些技术的合理利用,使学生尽快完成从学生到员工的转化.