模具设计国家标准范文

导语：如何才能写好一篇模具设计国家标准，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

机械设计：根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

机械加工：是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。

CAD机械制图：以机械制图为主线，结合国家标准，介绍了以投影法为基础的投影理论和机械制图，同时以AutoCAD为平台，介绍了通过AutoCAD软件实现机械制图的操作方法和技巧。

机械制图Pro：PRO是PSP的一种自制系统目前已经更新到PRO-C。

篇2

在第1～2学期，依托校内各种教学资源，学习基本知识、训练基本技能、培养基本素质。在第一学年暑期，进行企业认知实习，让学生熟悉企业、了解市场，认识技术、技能的重要性，激发学习热情，找准自己将来定位。第3～4学期，依托校内各实训中心，学习专业知识、训练专业技能、培养专业素质。第5学期，依托校内生产性实训基地，进行生产实习，让学生基本具备职业岗位综合能力。第6学期，依托校外深度合作企业，学生进行顶岗实习，使学生综合职业能力得到进一步训练和培养。　“职业活动导向技能三段式”人才培养模式培养过程如图1所示。

图1“职业活动导向技能三段式”人才培养模式培养过程

卞平：模具设计与制造专业人才培养模式技能等级标准研究十堰职业技术学院学报2012年第6期第25卷第6期二、三种技能内涵、培养手段及观测点

模具设计与制造专业的整个培养过程以学生职业能力形成为主线，能力培养以职业活动为导向，校企合作，工学结合，实现与就业岗位的无缝对接。

基本技能阶段是指通过学习公共必修课和专业基础课后，获得公共必修人文科学知识、企业文化知识、专业基础知识；获得计算机、外语应用能力、模具制图、识图能力、机械设计与加工基本能力、应用写作能力等；获得作为高职学生应具备世界观、人生观、道德观、健康的体魄和心理等。培养时段约需2个学期，技能的获得体现在获得各种基础证书上。

专业技能是指通过本专业核心课程的学习后获得模具设计、加工、装配与调整、生产管理与质量控制等知识和能力；获得空间想象、专业语言表达、严格执行规范、团队协作精神等。本专业各分项技能之间虽有一定联系，但都能独立进行，教学时采用分项教学；培养时段约需2个学期，技能的获得体现在获得各种分项的技能证书上。

综合技能是指通过校内综合实训和校内外顶岗实习，获得现代企业管理知识、国家方针、产业政策、先进技术、设备知识；模具设计与制造综合能力；质量成本效率意识、市场意识、创新意识等。即各种技能和社会能力的综合应用。培养时段约需2个学期，技能的获得体现在综合能力证书和高质量就业上。模具设计与制造专业三种规格要求、培养手段（课程安排）、观测点（考核要求）如表1所示。表1模具设计与制造专业三种技能内涵、培养手段及观测点培养

时段技能

层次规格要求培养手段

（课程安排）观测点

（考核要求）第一段基本技能基本知识（公共必修人文科学知识、企业文化知识、专业基础知识）

基本技能（计算机、外语应用能力、模具制图、识图能力、机械设计与加工基本能力、应用写作能力等）

基本素质（世界观、人生观、道德观、健康的体魄和心理）公共必修课学习

校内机械加工基本技能实训

模具制图、机械设计、公差与配合、模具材料与热处理等专业基础课学习

企业认知实习达到：

外语三级

计算机一级

普通车、铣、钳工中级工

中级绘图员

第二段专业技能专业知识（模具设计、加工、装配与调整、生产管理与质量控制知识）

专业能力（模具设计、加工、装配与调整、生产管理与质量控制能力）

专业素质（空间想象、专业语言表达、严格执行规范、团队协作精神等）

模具修配

模具零件机械加工学习与训练

模具零件特种加工与训练

模具零件数控加工学习与训练

模具零件数控编程学习与训练

模具制造工艺编制学习与训练

冲压模具设计训练、塑料模具设计训练达到：

模具钳工中级

模具设计师三级

电切削中级

数控铣中级工、高级工

第三段综合技能综合知识（现代企业管理知识、国家方针、产业政策、先进技术、设备知识）

综合技能（模具设计与制造综合能力）

综合素质（质量成本效率意识、市场意识、创新意识、自学能力等）

专业拓展课程学习

校内模具设计与制造综合实训

校内生产性实训

校外顶岗实习达到模具制造工三级能力要求

高质量就业三、专业技能等级标准

等级标准是指培养的学生应该达到的质量标准，其标准由其具备的知识、能力、素质共同构成，知识包括专业知识和文化知识；能力指解决某种问题的个性心理特征、胜任某项工作，是实现目标的主观条件；素质指一个人思想态度方面的综合修养。知识是能力和素质形成的基础，能力是在掌握知识过程中培养形成的，素质由知识和能力升华而成。

高等职业教育培养的人才知识、能力和素质结构应具有以下特征。

1.知识特征

应用性特征，基础理论知识注重对实践活动的指导和引导，不注重知识的全面性和深刻性；针对性特征，知识能解决在岗位工作中的实际问题，理论和实践是结合的；先进性特征，知识反映了先进的工艺、设备、技术、服务和管理水平，能很快适应工作。

2.能力特征

经验性特征，实践活动中积累的经验称为隐性知识，对人能力的形成有着潜移默化的作用；职业性特征，专业就是未来的职业，在具有职业氛围的职业活动中做到理实一体、手脑并用，是能力形成的必需条件；技能性特征，高技能人才应该不只具备一种技术能力，有可能需要多种工作技能或者综合技能才能解决生产中的实际问题。

3.素质特征

全面发展的性格，稳定的心态、职业道德、思想意志、价值观念和进取精神；学习行为的指向性，是指岗位群所需要的态度、理解力、消息、行为等方面的长进；知识和技能的互用性，两者是辨证统一的关系，知识和技能是相辅相成，共同促进素质的提高。

每一层次的技能等级按规格要求都可分为知识要求、技能要求和素质要求。这里以第二段专业技能为例，专业技能的知识、能力、素质标准要求如下。

知识要求：

（1）了解冲压、塑料模具设计、加工、装调的国家标准和行业标准；

（2）了解冲压、塑料材料的类型和性能；

（3）了解模具行业及目前的发展；

（4）熟知冲压、塑料模具的类型、成形特点及应用；

（5）熟知机床的日常保养、安全文明生产知识和车间管理规章制度；

（6）掌握模具成型工艺设计、模具设计的方法；

（7）掌握加工工艺制定、编程、后处理、机床操作、工艺装备设计使用的相关知识；

（8）掌握各类工具使用及模具装配、调试和维修的方法；

（9）掌握生产管理和质量管理的相关知识。

技能要求：

（1）会查阅相关国家标准等技术资料；

（2）会进行模具各个环节的生产协调和最终的质量检验；

（3）能完成典型模具的装配调试和判断冲压模和注塑模常见的失效形式，制定维修方案并进行简单修复；

（4）能进行加工工艺分析、编制加工工艺规程、编制数控程序、操作各类机床、加工中等复杂的模具零件和进行零件的质量检验；

（5）能对中等复杂冲压件与塑料件进行成形工艺分析和工艺方案设计、编制冲压与塑料成型工艺规程、应用三维设计软件进行模具整体结构设计、零件设计和应用办公软件编写模具设计说明书等技术文件。

素质要求：

（1）爱岗敬业，工作态度认真，具有高度责任心，自觉遵守操作规范，具有一定的观察能力和分析解决问题的能力；

（2）具有较强的动手能力，空间想象能力，表达能力和团体合作能力；

篇3

关键词 塑件注射设计；通用型盆型型腔注塑模；注塑机

中图分类号TQ320 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）65-0095-01

据行业数据统计：我国应用最多为塑料橡胶模具，其次才是冲压模具。从行业调研得出我国模具外贸行业进出口逆差在不断缩减，塑料模具在市场中提升迅速，发展速度远高于模具行业总体水平。但由于国内模具生产业参差不齐，造成模具行业混乱，需要亟待解决模具行业的标准化规范、标准件设计及标准化生产和需要加大模具设计和生产的创新能力，实现数控加工设备、模具制造全自动加工，积极应用先进制模技术和先进加工设备，积极向海外学习。综上所诉显示模具行业前景看好、特别是塑件注射模具设计行业发展迅速提高。

塑件注射模具是用来成型具有一定形状和尺寸的各种塑件制品的重要工艺设备，优点：生产率超高、质量好、无切削、节能减排、成本低，通用型盆型塑件模具设计应用更为广泛。塑料以合成高分子聚合物为主要成分，在一定温度压力下具有流动可塑性，能够变形流动，塑造成为制成品后，在一定条件下保持形状尺寸不变，满足使用性。塑料制成品需满足四条件：塑料原料、成型机械、成型工艺、模具。模具结构要求为环形冷料，倒锥脱模时禁止侧向移动。根据通用型盆型腔注塑模设计任务目标收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，备于设计制造过程中使用。首先，需要分析通用型盆型模具的工艺性、尺寸精度。即制件外形、色泽、透明程度、使用性能四方面的具体要求，塑件内部结构、有无嵌件，成型缺陷的最大限度，有无钻孔、胶接、电镀、涂装需加工。审核成型公差低于制件公差要求，决定是否可生产出合格塑料制件，选择最高精度尺寸精确分析。最后还需要分析塑化和成型参数。其次，审核模具结构类型、材料类型、成型方法、加工设备是否合乎实际制造流程，塑件成型材料应有良好的强度、良好的流动性、均匀性与导向统一性，可电镀金属外涂层、满足涂装需求，具有良好的塑性与弹性、透明性，可以胶接或焊接。注射成型设备需要规范注射容量、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、锁模压力、注射喷嘴孔径、注射喷嘴球面径、浇口套定位圈尺寸、注射模具max厚度、注射模具min厚度、注射模具模板具体行程，预估注射模具外形数据，判定模具是否配套注射机安装于注射。最后制定具体方案，确定为注射模具的精确数据。

影响模具制造具体因素比较复杂。根据塑料制件结构要求、尺寸要求、批量数目、模具制造难易程度先确定型腔的数目和位置排列，确定好型腔布置；分型面确定的位置要便于模具加工、排气、脱模和具体操作与最后出模的塑件表面光滑程度；设计高速高效的主浇道、分浇道、及浇口位置形状大小与排气系统；选择快速的顶出方式，侧凹处理和抽芯方式；精确定位冷却、加热位置和冷却、加热器件的安装；根据模具材料及需求强度确定模具壁厚及尺寸和全部连接、定位、导向件，决定结构件结构和成型件，根据各位置需求强度计算出成型件的工作尺寸。按国家标准进行模具图绘制，设计工艺流程，完善模注射模具总装图。

模具总装图组成：模具成型部分结构、浇注排气系统结构、分型面分模取件方式、模具外部结构及所有连接件定位与导向件的位置、型腔高度尺寸和模具外表总体数据、取模及校正工具、零件工艺流程编号、标注技术要求和使用说明。技术要求：对顶出系统、滑块抽芯结构给出具体性能要求；对模具装配后分型面的贴合面贴合间隙小雨0.05mm的上下平行面的精度要求；对装配决定的尺寸要求；模具安装拆卸的方法；模具防氧化油封处理要求；模具实验要求。依托总装图顺序先内后外、先繁后简、先成型后结构进行绘制，绘制过程按比例放大缩小，合理选择视图；标注统一规格，顺序按先标注零件尺寸和出模斜度，然后标注配合和全部尺寸，最后标注非主要零件的配合尺寸和全部尺寸。表面粗糙度标注于图纸右上角，其它粗糙度在对应各自零件表面按具置标注。最后对上述工艺进行校对送晒。

进行注射模具工艺成型。通用型盆型型腔注射模，试进行塑件成型工艺和模具设计，选择加工方法与工艺。塑件材质为热塑性增强型PE，该材料具有高刚度、耐高热、绝缘和防水性，成型率高、吸水率低、熔融后流体性好、成型极佳，但收缩率高，易产生形变缩孔与凹痕，成型方向明显、凝固度迅速易产生内部应力。所以过程中需高度控制温度，而且浇注与冷却速度均不宜过快。通用盆型零件为圆锥型，需设置侧向分型抽芯机构，上口高度为18mm凸耳，凸耳内部为凹形，外部为圆环，带15mm×9mm凸台。该零件尺寸主要尺寸精度为3级，次要尺寸精度为4、5级，该零件尺寸精度为中上级精度，模具加工零件尺寸得到有效保证。模具壁厚max2.4mm、min0.95mm，加工制件表面没有凹痕、毛刺和导电介质，由上述工艺过程可得注射时符合上述规程可获得良好的成型零件。

选用注射剂确定型腔数目，首先计算塑料制件体积V，然后计算其质量，根据设计手册可查热塑性增强型PE密度，既得塑料制件质量W=VG,进而确定注射剂型号。选择好热塑性增强型PE成型温度和注射压力，在试模过程中根据实际情况进行调试。选择好分型面、模具型腔数目和确定型腔的排列方式与冷却水道布局及浇口具置、模具工作结构、侧向分型设计、抽芯机构设计、推出机构设计。

注射成型工艺过程需要进行对热塑性增强型PE外面检验、预热干燥、注射剂料筒清洗、嵌入件预热和脱模剂的挑选及对模具预热。注射过程包括加PE料、塑化制剂、充模、保压、倒流及冷却与脱模步骤。塑料件后处理需进行退火及调湿。

参考文献

[1]赵伟阁模具设计[M].西安电子科技大学出版社.

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[关键词]模具 设计能力 培养方法

[中图分类号] TG76；G712 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）14-0039-02

高职院校模具设计与制造专业学生模具设计能力的培养除相关课程中专业理论知识基础学习外，还必须经过设计应用训练内化与升华的过程。一般分为四个部分，一是通过模具课程设计培养学生模具设计的基本应用能力；二是通过模具制作实训提升模具设计的理性分析能力；三是学习计算机应用软件，应用计算机软件进行模具设计，进一步提高模具的计算机辅助设计能力；四是通过毕业设计，强化模具设计的综合应用能力。模具设计能力的培养是一个从简到繁、由易到难，循序渐进的系统化进程，需经过由理论基础到应用训练对知识和技能的综合职业能力培养的过程。

一、模具设计能力的培养方法

注射模与冲压模是当前高职模具专业中两大主要模具设计与制造相关知识与技能培养的方向，其模具设计能力的培养在方法和过程上有一定的相似性，这里主要针对注射模课程设计与课程教学相融合进行模具设计能力的培养与大家探讨。

为了适应高职模具专业对模具设计能力注重工学结合、理实一体、与企业无缝对接的培养特色，我们将注射模课程设计训练和与之对应的专业核心课程《塑料成型工艺与模具设计》糅合在一起，以集中专周的形式展开教学，它们是在进行了相关的基础课程学习、并在校内企业或校外企业进行了模具认识实习和专业实习的基础上开设的。

在学习过程中，将塑料成型设备、成型工艺、模具结构与模具设计融合在一起，先进行注射模具的拆装、测绘，在学生了解注射模具的基本结构、特点的前提下，按照设计顺序进行讲授、讨论，同期开始设计训练，在完成课程基本内容学习的同时完成注射模课程设计工作。

二、模具设计能力的培养过程

模具设计采用分组进行，原则上按优化组合，每小组3～5人，指定组长。在教学之初，向每个小组分发课程设计题目，并提供可以借阅的模具结构图册和模具国家标准作为自主学习的参考。

（一）开展模具拆绘，认知模具结构组成

在课程设计前期介绍基本模具结构组成后，即开展模具拆绘的训练活动。通过对典型模具结构的拆装和测绘，了解模具结构组成及其各部件间的工作关系，从而建立起对模具总体结构及其工作原理等的综合认知。

（二）了解学习计划，理清设计脉络

课程基本内容的学习和设计训练是按照设计顺序进行的，教师讲授内容和学生自主训练内容计划如下表。据此，可让学生了解模具设计总体过程，理清设计脉络，把握学习重点。

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在教学与训练的过程中，强调各自的模具设计方案不能像模具成型产品那样是一模一样的，每个人的设计方案应该有自己的特点，有别于其他同学的设计方案。同时指出，任何一个塑料零件的模具结构并不是只有唯一的一种方案，只要所设计的模具结构合理、工作可靠，根据设计方案，能够制造出模具，最终能够成型合格的零件就行。所以，在教学过程中，特别要注意引导学生集思广益，发散思维，分析不同的结构，做出不同的方案，逐步培养和提高学生的设计能力。

（三）探讨优选设计方案，培养设计分析能力

在学习过程中，学生应自主完成训练内容，对设计方案进行充分准备，在此基础上，各小组在组长的组织下，指导教师参与，全组成员一起分析、讨论各种不同的设计方案，总结各种设计方案的优缺点，优化出几种可行的方案。在讨论过程中，指导教师可适时进行讲评。应根据学习内容分阶段地多次进行讨论。

例如，对于如图1所示多用工作灯前盖为方形塑件，所用材料为ABS，要求编制该塑件的成型工艺并设计模具结构。

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图1 塑件

对于这个塑件，首先要分析所用材料ABS的使用性能和成型性能，然后分析塑件的结构特点、尺寸精度和表面质量要求，确定型腔数目、型腔布局和模具结构。

对于这个塑件，其内侧凸台的成型是难点，可能的成型方案有很多，如斜导柱内侧抽芯、斜滑块内侧抽芯、斜导杆内侧抽芯、活动镶件等结构形式。同时，型腔数目可设计成一模一件或一模多件。还有浇口形式，可选择侧浇口、潜伏式浇口、点浇口或轮辐浇口。塑件的推出方式，可设计成推杆推出、推件板推出或活动镶件推出等形式。基于这样的分析，组合起来就有很多种不同的设计方案，因此要进一步讨论分析并从这些方案中选择可行的、易于制造模具、易于成型塑件、易于保证塑件质量、易于控制模具制造成本的最佳方案。

由于每个人考虑问题的侧重点不一样，选择的方案就会不一样。例如，在讨论内侧凸台的成型方案时，有同学建议采用活动镶件的结构形式，其他同学提出如何脱模、如何取出活动镶件的问题。有同学考虑斜导柱内侧抽芯的结构形式，其他同学又提出内侧抽芯时侧型芯滑块是否有足够的运动空间的疑问。有同学提出斜滑块内侧抽芯时，其他同学则提出，斜滑块推出行程和斜滑块倾斜角度相互协调的问题，还有两个斜滑块在推出时是否会发生干涉以及如何解决的问题。另外塑件的推出方式和模具的复位方式也是需要考虑的问题。由此，可逐步推演出各类具体实施的设计方案，让学生拓展思维去探求分析和解决问题的方案，最后小组成员每人选择一种可行的方案进行计算和设计。

（四）结合模具制作，评价模具设计方案

在完成塑料模课程基本内容学习和注射模课程设计工作后，我们安排6周的时间分组进行模具制作实训，各小组成员与模具设计小组相同。所要制作的模具图样是从各小组成员的课程设计中选取、并经指导老师审定的。根据模具制作过程中出现的问题，对原先的设计方案进行分析、评价，总结经验教训，以进一步提高模具设计能力。

几年来，我们对模具专业学生按照以上过程展开教学实践，最后每个同学都完成了课程设计任务，从平常的学习过程和最后交上来的课程设计分析，尽管仍有个别学生并不是自己独立完成的，但总体来讲，绝大部分学生所完成的设计方案是各不相同的，都有自己的特点、思想和解决方法。这充分说明，这种模具设计能力培养方法切实可行并且取得了较好的效果。

三、结束语

以上课程学习中对模具设计能力的培养，从认知模具结构、收集模具信息，到了解学习训练计划以熟悉模具设计的流程，再通过各种形式的讨论活动对模具部件结构展开各种实现方式的分析，以逐步推演出优化的设计方案，在此基础上自主进行模具的计算和设计，最后结合模具制作过程中出现的问题，对设计方案的合理性和可行性进行评价，并由此改进自己的设计方案。这一过程充分体现了工学结合、学做一体的高职课程教学特色，既参照了企业进行模具设计的实施进程，让学生对模具设计能力要求有全方位的理解，同时通过对多种方案讨论的优选分析及制作结果的验证评价，拓宽了设计思路，找到了解决问题的办法，极大地提升了学生自主设计能力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张信群.高职院校模具设计与制造专业课程体系研究[J].模具工业，2012，（4）：61-65.

[2] 韩森和等.基于工作过程的高职模具专业课程体系[J].职教论坛，2012，（2）：48-49.

[3] 蒋继宏等.注塑模具典型结构100例[M].北京：中国轻工业出版社，2000：100-101.

篇5

关键词：冲压模具；设计；应用

中图分类号：B819文献标识码： A

引言

冲压工艺对整个钢材加工制作有着重要的影响。尽管随着技术研究的深入和经验的总结，冲压工艺取得了较快发展，但在实际加工和运用中仍然存在着一些值得进一步研究和改进的地方，未来应该进一步加强研究工作，注重经验的总结，提高工艺水平，节约冲压工艺成本，提高其工艺性和经济性。

一、冲压工艺的种类及优势

1、冲压工艺的种类

在对冲压进行分类的时候，主要是按照工艺的不同进行，主要将其分为分离工序和成形工序，这两类不同的工艺各有着自己的特点。分离工序又被称为冲裁，通过该道工序，能够使冲压件沿着一定的轮廓线从板料上分离，还能够确保分离断面的质量要求。成形工序与此有着不同的特点，其主要目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，然后根据所需要的工件形状和尺寸完成加工，满足工件制作的尺寸和形状要求。事实上，在实际制作工作中，通常是多种工序综合运用于一个工件，每道工序发挥不同的作用，从而完成工件的加工制造，满足设计和制造的要求。冲裁、弯曲、剪切、拉伸、矫正是最为重要的几种工艺，必须做好每道工序的加工制作，以确保整个模具制造质量。同时为了提高制作质量，还要确保冲压用板料的表面和内在性能良好，冲压材料厚度应该精确、均匀，材料表面光洁，没有斑痕，没有擦伤与表面裂纹，以确保加工制作工件的质量和美观。另外，用板料的屈服强度应该均匀，没有明显的方向性，均匀延伸率高，屈服强度比低，加工硬化性低。只有所用的板料达到上述质量要求，才能更好的进行加工制造，提高工件质量。

2、冲压工艺的优势

冲压工艺适应了钢材加工制造的需要，在实际运用中有着显著的优势，具体来说，这些优势主要体现在以下几个方面。第一、操作简单。冲压工艺通过冲压模具、冲压设备来完成各项工序，操作简单方便，并且容易实现机械自动化。普通压力机每分钟行程量只有几十次，而高速压力机每分钟行程量能够达到几百甚至上千，同时压力机的每次行程都可能获取一个冲件，从而实现了加工的顺利进行，并且大大提高了加工工艺的生产效率。第二、质量稳定。冲压工艺具有良好的稳定性，在进行加工的时候利用冲压模具，从而有利于保证冲压件的形状尺寸和精度。一般来说，冲压件表面的质量会得到较好的保护，同时利用冲压模具制造的工件质量较好，使用寿命长。并且利用同一冲压模具制造的冲压件形状和尺寸能够一模一样，有利于确保冲压件的标准化，满足加工制造的需要。第三、性能良好。冲压工艺能够加工出形状复杂，尺度跨度大的零件，同时板料在加工过程中有冷变形硬化效应，从而提高了冲压件的硬度和刚度，确保冲压件的质量。第四、省料节能。冲压工艺既能够节能，又能够省料，在整个加工过程中几乎没有碎料产生，大大提高了材料的利用效率。另外加工中不需要其他设备，也降低了加工的成本，提高了加工效益。

二、冲压模具设计

1、冲压模具设计结构的基本原则

（1）安全原则

在设计冲压模具的结构的时候第一要考虑到的就是安全，绝对不能因为冲压模具的结构设计出现错误而引起事故。即使是冲压模具的实际操作人员也绝对不允许将自己置于危险境界中。在冲压模具结构的设计过程中，一定保证设计操作人员的安全感。在加工时，模具也应该具有一定承受强度。

（2）基本要求

这个结构框架的要有均匀的厚度；模具工作的部分的厚度要保持均匀，不能太薄；冲压模具的设计要达到承受力的标准；所采用的冲压模具的结构的质量要保持平衡；冲压模具结构的框架的材质、工作部分的材质也要注意选择，因为这些东西都是容易磨损的，所以要算好成本；冲压模具结构的承受能力；零部件的结构最好用计算的方法来计量。

在确定冲压模具的结构之前一定要先确定冲压模具的送料方式，还有卸料方式，以及冲压模具的模架形式。

2、冲压模具设计的基本思路

作为一种技术密集型产品的冲压模具是冲压工艺中的关键要素，其结构和精度直接影响着冲压件的成形和精度，直接关系到冲压件质量的优劣，因此对于冲压模具的设计需要严格的专业控制要求。本文将冲压模具设计的基本思路简介如下。

（1）转换图纸。所谓的转换图纸（或图纸转换工序）就是将任何所给定的零件图或产品测绘出来，进而转换成国内企业中所使用的国家标准零件图纸。

（2）绘制零件图。对于所给定的零件图绘制，通常运用三维软件来实现，将所绘制的零件图转换为带有展开图的工程图，并将其存储为CAD制图的dwg格式作为相关的参考图进行调用。

（3）设计工艺图。根据工程图中的展开图，将其排样图（或单工序图）绘制出来之后，再根据相关的展开排样图将其各步骤的产品零件图即工艺图进行有效的设计。

（4）转换工程图。将CAD排样图导入三维软件中画出排样图的实体之后，再转换成相应的工程图并另存为CAD的dwg格式留作参考图进行调用。

（5）绘制模具图。根据相关的参考图/工艺图将各零件工艺图的模具图进行有效的设计。

（6）设计模具的零件图。根据相关的模具图对每个模具零件的模具零件图进行相应的设计。

三、汽车零件冲压模具设计在制造业中的应用

1、冲压模具的现状及发展

近几年来，我国的汽车生产企业开始越来越多的和国际接轨，加快了市场上的竞争，人们逐渐的认识到了汽车产品的质量、成本和产品研发技术的重要性。对于冲压模具的发展，主要表现在以下几方面：（1）模具CAD/CAM技术是模具技术中的主要的发展趋势，随着网络技术的发展，使得CAD/CAM/CAE技术不断的实现跨企业、跨地区在整个行业中逐渐得到使用，最终实现整个行业间的技术资源的整合，将虚拟化为现实。（2）模具“逆向工程”的发展很迅速，模具的扫描系统使得从模型开始一直到加工出期望的模型所需要的很多方面的可能，很大程度上缩短了模具研发制造的时间。同时一些快速扫描的系统，能够迅速的安装在加工中心上，最终能够实现自动生成各种数控系统和快速的收集数据的加工系统，使模具的逆向工程广泛的应用于汽车等行业中。近几年来很多的模具生产企业加大了技术的投入，一些国内模具企业逐渐普及了二维CAD中，开始使用国际通用软件，成功的用于冲压模型的设计中。

2、模具发展中的关键问题

在我国模具的自动加工生产系统是我国发展中的一项关键问题，模具的自动加工系统需要有多台的机床进行合理的组合，并且需要配备定位盘等装置，需要有完整的刀具数控库和完整的空柔性同步系统，还要有质量监测控制系统。尤其是因为模具行业发展比较成熟，给我国的模具冲压行业带来了很大的挑战，由于在环保方面又有了更高的要求，因此给冲压带来了很大的压力，同时产品集约化生产和个性化的发展，以及环保方面的要求，还有节能方面的控制，需要在冲压行业进行新一轮的技术改造和创新。同时仿真技术的应用是当前冲压技术发展的重要的技术，需要考虑自动化和灵活性方面的要求，使冲压成型更加的数字化、自动化和科学化，在整个行业中冲压模具的发展更加向着技术性的发展靠近。

结束语

总之，冲压工艺对整个钢材加工制作有着重要的影响。尽管随着技术研究的深入和经验的总结，冲压工艺取得了较快发展，但在实际加工和运用中仍然存在着一些值得进一步研究和改进的地方，未来应该进一步加强研究工作，注重经验的总结，提高工艺水平，节约冲压工艺成本，提高其工艺性和经济性。

参考文献

[1]徐政坤.冲压模具设计与制造[J].化学工业出版社，2009，（06）.

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关键词：高职高专；机械制图；课程设计

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2011）35－0033－03

经过几年的高职模具设计与制造专业《机械制图》课程教学，粗浅地形成了以下课程设计。

一、课程定位

1.课程定位的依据

（1）岗位需求。模具设计与制造专业的岗位分为：模具设计和模具制造。这两个岗位都需要学生熟悉国家相关标准，绘制样图，看懂图样。

（2）后续课程。如果把整个的模具设计与制造专业课程体系比喻成一棵大树，模具CAD/CAM、模具设计与制造、塑料模具设计、数控加工编程与操作等课程是枝叶，那么机械制图课程就是整个课程体系的树干，支撑后续课程，为后续课程打下良好的基础。

（3）职业资格。车工、钳工、铣工、数控工艺员、制图员等职业资格考试都要以机械制图课程为依托。如果没有机械制图的基础，无法看懂图纸，既谈不上加工，也无法考证。

（4）素质拓展。学习了机械制图课程，不仅仅能够读图看图，还要练习实际生活。例如，根据节流阀的装配图，能够了解其工作原理，如果那个部分需要维修，能够根据装配图进行拆卸维修。

根据上述四个依据，把《机械制图》课程定位为专业基础课。

2.教学目标

（1）知识目标。掌握国家标准的有关规定，具有查阅有关标准的能力；掌握正投影法的基本理论及对三维立体及其相互位置的分析方法，并据此阅读机械图样；能熟练地应用绘图仪器、徒手及计算机绘制机械图样。

（2）能力目标。专业能力：识读、绘制机械图样的能力，空间思维能力和形象思维能力；方法能力：质疑探索、自主学习、自我管理、自我提高的方法；社会能力：知人、自知、认识社会、适应社会的能力，创造能力和审美能力。

（3）素质目标。养成认真负责的态度和严谨细致的工作作风；增强学生的自信心，建立竞争、效率意识；具有团队合作精神；勤奋、敬业、重操守。

二、教学理念、思路与内容

1.教学理念

重新审视以往的“教师说，学生做”，“教师灌，学生记”，“教师管，学生服从”的教学方式，探索形成新的教学理念：

（1）“教”为主导。教师是教学活动的组织者，教师用行动去感染学生，用语言打动学生，把对人的真情实感流露出来，师生产生心灵的共鸣，用身边的事例，以浅显化、通俗化的方式讲授，激发学生学习兴趣。

（2）“学”为主体。引入案例、情景、分组讨论等教学方法，让学生主动参与教与学。变“一言堂”为“群言堂”。教师不仅要使学生会学，还要使学生乐学，要培养学生积极的学习态度。

（3）“练”为主线。打破了以往课程结束后统一练习的教学模式，避免只学不练，只听不练，组织学生适当的课堂及课外练习，运用、消化和巩固知识。

（4）“用”为根本。强调实际操作能力训练，每一个项目结束后，组织学生实训，组织学生到车间观摩。

总的来说，笔者的教学理念就是引出学生的兴趣，增强学生的信心，把教学过程转变为学生渴望探求知识、带有情感色彩的意向活动。

2.教学思路

结合培养目标设计教学情景，根据专业知识习得的要求，让学生能够独立地绘制和阅读样图，最终达到教学目标。

3.教学内容

《机械制图》课时设计，具体为大一两个学期的课程，第一个学期6学时/周，第二个学期4学时/周。具体课时设计如下表：

把以前零散的章节整合为五个项目。国家相关标准及工具的应用等归结为基础知识和技能项目部分；点线面的投影关系归纳到投影基础项目里；三视图、轴测图等归到制图应用技术项目里。五个项目环环相扣，前一个环节为后一个环节打基础。实践课时＞理论课时的课时设计，更加符合高职学生的特点。加强学生的实际操作能力，练中学，学中练。

三、教学方法与手段

《机械制图》课程教学，可选择采用以下教学方法：①实物教学法。利用教具模型或者是实物模型，让学生更直观地了解各位置的关系，更有兴趣去探索更深层次的知识。②讲述法。传统的板书讲述，也能让学生加深理论理解。③多媒体教学法。用语言无法表达的内容，利用多媒体教学，可更加直观。多媒体课件鲜明的色彩更能吸引学生的眼球。④图示对比法。通过对比的方式，好与坏一目了然，加深知识在学生脑海里的印象，不易忘记，以后自己绘图时也能避免犯同样的错误。⑤小组讨论法。提高学生的学习主动性和自主分析的能力，加强学生的团队合作精神。⑥提问引导法。有助于学生注意力的集中，同时增强学生的语言表达能力，也有利于提高学生的自信心。综合以上多种方法，兼蓄并用，有利于提高教学效果。

1.教学手段――“四化式”

（1）现代化的教学手段。随着科学技术的日益进步，现代化教学设备已不断地运用到高职院校教学过程中。模型、揭示板、挂图等传统的教学方式，因为受到各种客观条件限制，讲授不同内容时，同一内容需要多次演示。然而，采用现代化方法进行教学，如多媒体课件、虚拟仿真动画等，与教具模型、板书等传统的方式相结合，则能够调节课堂气氛，激发学生兴趣，使得学生视觉、听觉、触觉多种知觉共同参与学习，有助于提高知识获得的准确性，发展学生的抽象想象能力。

（2）实践化的教学课堂。知识是能力的根基，掌握了基本知识并不等于有了能力，能力只有在不断的实践过程中才能逐步形成。实践化的教学课堂就是将画图作为课堂教学的一个环节。让学生面对实物进行实践画图。教师只是提出要求，充分体现“导”的作用，学生可分组讨论，充分发挥想象力和创造力，独立完成绘图。

（3）幽默化的教学语言。语言教师传授知识的主要形式是语言，教师语言的质量直接影响课堂的气氛和教学的效果。吐字清楚、准确生动、简明扼要、通俗易懂，是教师的基本能力。同时，教师语言的幽默化，则更能吸引学生，激发学生的求知欲望，让他们积极地探索。

（4）多样化的教学气氛。以往的教学方式往往只是教师讲，在这种单调的教学课堂里，每一个学生都会觉得乏味。所以，教师在教学过程中要让学生感觉到端庄、平易近人、和蔼可亲，使师生在活跃的气氛中展开教学活动，让学生带着更加饱满的热情投入学习。

2.教学过程设计――“五步式”

第一步，实物导入，直观演示，引入新课。举生活实例，抛问题，激发学习兴趣。让学生在视觉和感觉上获得初步印象，再联系生活实际，培养学生的思维能力。学生有了大体的印象后，教师进行适当的启发，唤起学生的学习情趣，让他们主动参与教学。

第二步，重点讲授，细讲，引导设问，将感性认识上升到理性认识，是学生掌握知识结构的关键步骤，有利于培养学生的各种能力。

第三步，小结练习，简单总结本节课所学的重点要点。布置针对于本节课设计专项的小练习，让学生在课堂上得到锻炼，理解本节课程的精华。

第四步，作业布置，巩固所学内容，为后续学习打基础。在教学理念中以“练”为主线，正是通过本步骤为学生留下部分作业，让他们在课后也能得到练习，运用、消化和巩固所学的知识。

第五步，拓展延伸，预习阶段，布置任务，为新内容打基础。教师针对下一节课的难点，设计几个题目让学生主动思考，带着问题预习，准备下一节课。

以上五个步骤衔接紧凑，一步接一步，预习是掌握知识的前提，直观演示和重点讲授是传授知识的主要渠道，小结练习是知识浓缩和能力提高的体现，布置作业是对课程的巩固，充分体现了教师“导”与学生“学”的相互作用，以教促学。

3.考核办法

总评成绩分为：项目考核20%，过程考核30%，期中考核20%，期末考核30%。其中过程考核又分为：创新30%，态度40%，作业20%，提问10%。成绩不是目的，重要的是学生要学会，通过这样的考核办法，刺激学生发挥主动性。

四、教学资源

参与出版了多部高职高专规划教材及十二五规划教材，并配有习题集和光盘，如2010中文版《AutoCAD基础教程》。在各大杂志上发表了多篇相关论文，如“从cad竞赛谈《机械制图》课程的教学改革”。本着启发、诱导、创设学生思考情境的原则，引发学生空间形体的想象力，激发学生正确认识已有形体创设新形体的思维，引导其进行创造性学习。笔者自制了图文并茂的多媒体课件及虚拟仿真动画，所利用的教学资源包括教学模型、实体模型、教学量具、计算机室、实训室，等等。取得的教学效果为：积累了很多学生作品，学生的考证率逐年得到较大提高，通过率都在90%以上，多次在国家、省、部级大赛获奖。通过大赛，全面加强了学生的综合能力，推动了指导教师能力的提高，也促进了学生间的团队协作及教师间的合作进步。通过几年的《机械制图》课程教学形成的课程设计还有不足，应该在今后的工作中不断地更新和改进。

参考文献：

篇7

关键词：毕业实习；毕业设计；设计质量

中图分类号：G646 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）40-0238-02

毕业实习和毕业设计是大学本科教学的最后一个综合性实践教学环节。毕业设计是系统化、综合化运用基础知识、专业知识的过程和总结；毕业实习是理论联系实际、学习与应用相结合的升华过程，是毕业设计资料收集的主要途径。因此，要提高毕业设计质量，首先就要重视毕业实习，组织好毕业实习，对毕业实习的意义有充分的认识。

一、设计的正确构思来自于实习

进行毕业设计，常规的步骤是下达设计任务书，学生查找资料，完成开题报告，进行设计、编写设计说明书，最后答辩等。曾有一位这样的学生，所做毕业设计的课题是“喷淋器工艺分析及注射模具设计”，眼看时间过去了两个星期，几经反复，设计方案和相关参数总是确定不下来，进展很缓慢。于是他带着问题到签约公司实习，在公司里与员工一道正常上班下班，先后经历了塑件注射成型和模具维修实习。在工作岗位上，不怕苦不怕脏，总是不放过每个特殊的细节，认真观察各种塑料模具的构造及工作原理，特别对侧抽芯机构、浇注系统、推出机构等部件的构造和工作过程总是要弄个水落石出，遇到不解之处缠着技术人员和工人师傅请教，把听到的、看到的、想到的写了厚厚一本实习日记。实习结束时，喷淋器的模具方案也出来了，原来只字未动的设计提前了两个星期完成，设计总评获得优秀成绩。这个学生在毕业设计研讨会上谈了自己的体会：实习前，脑子一团乱麻，总是理不出设计展开的头绪；实习时通过一观察二动手三总结，灵感来了，方案的构思也出来了；特别是通过产品质量分析，对模具设计的要点更加清晰，实习结束后就能轻松、独立、全面地进入设计了。

二、设计方案的正确性来自于实习

课堂教学是学生系统学习学科知识，掌握专业知识的重要途径，但许多实际知识和经验还需要实践来丰富。比如关于冲压模具或塑料模具的结构组成，学生可以把课本概念倒背如流，至于“为什么这样设计”，可能就被难住了；因为书本里没有现成的答案，所学到的东西还是从理论到理论，缺乏实践经验，所以深层次的东西就不能回答出来了。曾遇到过这样一位学生，《塑性成形工艺及设备》课程考试取得了92分，班级里排序第二，进行毕业设计时所设计的某电器冲压模具方案却经历了再的过程，设计组的同学都为他的方案迟迟没有落实着急。原来第一次的方案选择单工序模完成，包括落料、冲孔、拉深三道工序，模具结构虽然简单，但面对大批量生产的前提时是不可取的，生产率低，质量难保证，另外由于工件尺寸较小，存在送料取料操作上的安全隐患；第二次的方案从效率上考虑采用复合工序完成：落料-冲孔-拉深，但拉深时会把前工序的冲孔拉伸变形，工件质量难以保证，且模具结构较复杂。第三次的方案决定采用级进模完成。那么，该产品的级进模的结构该是怎么样的呢？特别是卸料、推件等结构是采用刚性还是弹性，排料方式是单排、双排还是斜排、直排，至于定位是采用导正销定位还是侧刃定位或者是侧刃与导正销同时定位等，心中无底，一时拿不定主意。他把课题带到了实习基地边实习边研究，从不同的角度去分析考虑，笔记本上画满了各种符号和草图，毕业实习回来后，他的开题报告第一个得到了指导老师的赞扬。原来他在实习过程细心观察了工厂同类型结构的模具，然后进行比较分析，详细对每套模具的工作原理进行了研究。为何这样设计？那样设计行吗？这个零件的作用是什么等这些问题他都虚心请教工程技术人员，并记下了许多在课堂上无法理解的笔记，把自己的设计与现场的模具类比，并让工程技术人员找问题、提建议，最后把模具方案定了下来：冲切口-拉深-冲孔-落料，排样采用有利于提高材料利用率的双排排样方式；定位采用侧刃与导正销相结合的定位方式，定位准确，保证了孔与工件外缘的位置精度要求，推件结构采用刚性装置，卸料结构采用弹簧装置，且卸料板也采用导柱进行导向，防止小凸模和侧刃在冲压过程受到侧向力作用折断。

三、设计工艺的合理性来自于实习

模具设计工艺包括冲压工艺方案制定和凸模、凹模的结构设计。工艺方案正确，才能保证工件的质量；凸模、凹模的结构设计合理，有利于方便制造，简化程序，提高模具寿命。如垫圈零件若采用级进工序冲裁方式，其顺序必须先冲孔再落料，否则无法得到产品。若采用复合工序方式，还必须考虑符合边缘的最小尺寸要求，以满足凹凸模的强度问题。对于有细槽、尖角的结构，必须考虑镶拼结构。尽管现在电火花线切割加工可以实现细槽、尖角的加工，达到很高的精度；但一旦磨损、开裂，维修困难，成本提高。课堂上阐述到这些问题时，多半学生都是似懂非懂。实习时，学生对这类问题观察得很细致，许多学生的毕业设计就是在实习中得到了启发，对易损部位、难加工的地方都恰当地设计成镶拼结构使其工艺性趋于合理，与生产实际一致，点评时老师给予了充分的肯定。有一位学生设计的拉深切边凸模，也采用镶拼结构，把用于定位的凸台和切边凸模分开设计成两个零件，工艺性变好了，凸模可以通过磨削得到锋利的刃口；如果设计成为一体，因受中间用于定位凸台的影响，无法对凸模刃口进行磨削，自然得不到锋利的刃口。毕业答辩时学生感慨地说：“平时学习虽然记住了概念，但并没有真正理解和融会贯通，在现实面前还是工艺盲。通过实习，有条件与模具生产零距离接触，特别是有工人师傅们的现场指导，知识变活了，现在不管遇到多复杂的冲压件都基本能把握好各零件的加工工艺性。毕业实习使我们提前认识了制造业的奥秘。”

四、设计图纸的高质量来自于实习

在设计的全过程里，正确标注尺寸、正确标注公差等对学生而言属于最棘手的问题了。基准怎么取？哪些地方该标注尺寸公差？哪些地方该标注形位公差？公差值又是多少合适？粗糙度又是多少合适？等等。没有一定的实践经验是很难正确标注的。在实习时，学生通过对照图纸和实物，特别是有机会参与了设计部门的方案讨论，在现场得到模具工程师的指导帮助，进一步理解了关键部位和非关键部位、关键尺寸与非关键尺寸、重要面与非重要面的含义，对尺寸及其公差标注、形位公差标注、粗糙度大小的确定有了深层次的了解，给毕业设计提供了有益的帮助。如对上、下模座两平面间的平行度要求，导柱与导套的尺寸公差、粗糙度要求以及圆柱凸模的固定部分与刃口部分同轴度的要求等，都能正确地进行标注，保证了合模时导柱与导套间的正确配合以及凸、凹模的正确工作等。近几届学生毕业设计的图纸在尺寸标注上都比较完整、规范，基本符合国家标准要求。

五、结束语

篇8

关键词：H13钢；铝合金；挤压模具；失效分析

中图分类号：TG385 文献标识码：A

一、铝合金挤压模具的主要失效形式

随着铝及铝合金制品在民用建筑、汽车工业等许多方面的应用越来越广泛，铝合金挤压工业得到了空前的发展。在2007年铝材加工产量达到了1176万吨，超过美国居世界第一。铝合金挤压模的工作条件十分恶劣，加上模具设计的好坏，模具材料选择的差异，以及热处理和表面强化处理的合理性等诸多因素，都可能直接影响模具的使用寿命。挤压模具的失效形式主要有：磨损失效、塑性变形、疲劳损伤和断裂。

其中断裂的形式有脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂等。通常断裂发生在模具型腔尖角处、凸台悬臂处等。脆断主要是材质问题或内部有缺陷，热处理硬度过高，型腔形状、工作带厚度以及模具结构产生的应力集中等原因引起的。疲劳断裂表象为模具表面龟裂，然后聚集扩展形成断裂，内在原因是反复变化的拉、压应力和热应力引起的。韧性断裂是由于材料太软或工作温度过高外界压力过大造成的。所以，选择模具制造材料非常严格，一般应具备高强度、高硬度、高耐热性和良好的抗氧化稳定性、高冲击韧性和断裂韧性和良好的淬透性等。

模具的使用寿命跟很多因素相关，但其中模具材料是占主要的，模具失效原因经统计大致为：设计不合理占13%，材料存在问题占10%，热处理产生的问题占60%，表面处理产生的问题占9%，其他原因占8%。由此可见模具材料的选用与处理方法最为重要。

二、H13钢

目前常用钢材是H13钢。H13钢是美国牌号的一种空冷硬化的热作模具钢，成分性能等同于中国钢材4Cr5MoSiV1。H13钢主要化学成可参见中国的GB标准来：C含量0.32～0.45，Si含量0.80～1.20，Mn含量0.20～0.50，P含量≤0.030，S含量≤0.030，Cr含量4.75～5.50，Mo含量1.10～1.75，V含量0.80～1.20。

正确热处理时，H13钢材由于增加了V元素，淬火时只有少量VC碳化物溶于奥氏体中，大部分VC碳化物并未溶于奥氏体中，这对细化奥氏体晶粒起到显著作用，大大的提高了钢的强韧性和热稳定性，也有助于改善热疲劳性能。而固溶于奥氏体中的V元素在淬火时又固溶于基体组织中，固溶强化基体组织。高温回火时，V元素又以VC碳化物的形式从基体组织中析出，弥散分布于基体组织中，增加钢的强度、硬度与耐磨性，产生二次硬化效应。但也削弱了基体组织的强度性能。正因为H13钢具有较高的热强性、耐磨性、韧性和耐热疲劳性能，同时又具备较高的淬透性，尤其是空冷即可淬硬，淬火变形又小，所以H13钢广泛地用于挤压模等。

三、案例

下面以一套铝合金挤压模具为例说明热处理对模具寿命的影响。

通过检查模具的整体外观形貌，如图1-（a）所示，模具开裂部位均发生在模芯与分流桥过渡的部位，如（a）图箭头所指；（b）图为模具分流桥处开裂部位的局部放大图像，裂纹如（b）图箭头所指。现对其进行金相组织分析。

在图1-（b）中箭头所指开裂部位切取纵向试样，并制成金相分析试样，按照中国国家标准“GB/T13298-1991金属显微组织检验方法”，对其进行冶金缺陷和金相组织评定。

1冶金缺陷分析

试样金相观察磨面未经浸蚀的微观形貌可发现（b）图为（a）图的局部放大图像。由图可见，材料中基本上为点粒状非金属夹杂物，尺寸与数量尚可。参照“GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物显微评定方法”，按标准评级图评级，评定材料的非金属夹杂物为D类细系2.0级。

2材料金相组织分析

试样金相观察磨面经4%硝酸乙醇溶液浸蚀后的金相组织如图2、3所示。其中（a）图为模具的心部金相组织图像，（b）图为（a）图的局部放大图像；（c）图为模芯与分流桥过渡处开裂部位的金相组织，（d）图为（c）图的局部放大图像。模具材料的金相组织分析如下：

（1）钢中金相组织为“回火马氏体+少量残余奥氏体+二次碳化物+少量液析碳化物”。

（2）钢中马氏体组织粗大。根据中国机械行业标准“JB/T8420-96热作模具钢显微组织评级”，评定马氏体等级为6级。表明材料存在过热的组织缺陷。该组织缺陷与材料在热加工过程（热处理或锻造）中存在超温现象有关。材料组织粗大导致材料脆性增大，当模具表面形成裂纹，将迅速扩展而使模具开裂。

（3）模具表面存在明显的脱碳现象。图3-（c）箭头所指方向从模具表面往心部垂直方向的硬度分布曲线。由图可见，模具表面脱碳层深度达到0.8mm以上。模具表面脱碳导致模具表层强度下降。模具表面的脱碳组织缺陷是由于热处理过程中未进行有效的保护而造成的。

（4）模具裂纹起源于模芯与分流桥过渡的R位处，裂纹沿晶界扩展，扩展方向如图3-（d）箭头所指。由于模具服役时该部位存在较大的应力集中，加上模具表面存在脱碳，强度较低，当工作应力超过材料强度时，模具即发生开裂。

综上所述，模具材料组织粗大和表面存在严重脱碳是导致模具开裂的主要原因。

3改进措施

（1）降低淬火温度。淬火温度应控制在1020℃～1050℃。

（2）热处理时采用保护气氛炉或真空炉。常用的保护气氛有氢气、氮气、氨气、丙烷、丁烷、甲醇、一氧化碳、丙烯等。

结语

由此可知，热处理不当是模具失效的主要原因。作为从事模具行业的人员要想把模具做好、做精，那么仅仅懂得如何设计和制造模具是不够的，还应当具备足够的金属知识和热处理技术。

参考文献

篇9

关键词:高职;UG;学科

Relationship on the CAD/CAM(UG) Course of the Higher Professional Education

SONG Qiao-lian

(Changzhou College of Information Technology, Changzhou 213164, China)

Abstract: The CAD/CAM(UG) is a practical course of mechanical profession. It contacts closely with other courses. We must understand exactly the relationship on the CAD/CAM(UG) course, carry out the lengthways contact between the CAD/CAM(UG) course and other professional couses or course projects. We should establish the teaching system of scientific and according with engineering practice. It is very important to learn other professional courses.

Key words: higher professional education; UG; subject

UG软件是当今先进的、高度集成的面向制造业的CAD/CAE/CAM高端软件之一。UG提供了一个基于过程的产品设计环境,可以快速解决产品从初始的概念设计,到产品设计、动态模拟与仿真、数字化制造等一系列问题,实现了数据的无缝集成。由于UG软件强大的功能,使其广泛应用于汽车、机械、飞机、造船等行业。

UG软件主要由CAD、CAE、CAM等模块组成。CAD模块主要有建模子模块、装配子模块、制图子模块等;CAE模块主要有有限元分析子模块、运动分析子模块等,具有强大的工程分析能力;CAM模块可以进行切削仿真、综合仿真与检查功能等。使用UG软件可以提高设计效率,缩短设计周期,提高设计质量,将设计人员从繁琐的工作解放出来,把精力投入到产品技术创新上。

CAD/CAM应用软件(UG)课程是机械类专业教学中一门重要的实践类课程,虽然单独作为一门课程开设出来,但它和其他课程有着密切的关联。在教学中应将UG的有关模块与相关课程的教学和课程设计结合起来,起到辅助教学的作用,帮助学生理解和掌握专业知识。

1 与机械制图课程的关联

机械制图课程是高职机械类专业的专业基础课,学习目标是培养学生运用正投影法绘制和阅读机械图样的能力。UG课程与机械制图课程有着密切的关联,如果学生不具备一定的读图能力,读不懂零件图,建模时就无从下手;反之,UG课程的学习有助于学生提高读图能力。

高职学生缺乏工程实际经验,空间想象能力差,在学习机械制图课程时感到比较困难。运用UG软件的建模模块,使学生通过不同的视角动态地、直观地观察实体模型的内外结构,帮助学生理解形体与三视图之间的对应关系。运用装配模块可以对装配件进行虚拟装配,通过添加约束条件,将零部件装配在一起,有助于学生理解装配件的工作原理、装配结构和各零部件之间的装配关系,帮助学生读懂装配图。通过制图模块可以生成符合国家标准的机械图样,学生可以通过制图预设置、注释预设置等工具进行制图环境设置,从而了解国家标准关于机械制图的规定,并付储于实践,对机械制图课程的学习起到促进作用。

借助于UG软件的三维可视化建模环境,建立基于三维设计的机械制图教学体系,为机械制图这门传统的课程注入了新的活力,也降低了学生学习机械制图课程的难度,提高了学生的学习兴趣,发挥UG软件辅助教学的作用。

2 与机械设计基础课程的关联

机械设计基础是机械类专业的一门重要的专业基础课,要求学生掌握基本的设计理论。传统的教学体系以尺规绘图为主,如课程设计环节,要求学生尺规绘制减速箱的零件图和装配图,学生要花费很大的精力在绘图上,一旦结构尺寸变动,图样修改的工作量是很大的。如果学生运用UG软件把减速箱的各个零件做成实体模型,再通过制图模块生成机械图样,就大大减轻了设计的工作量。而且UG软件的基于特征的参数化建模功能,使零件结构尺寸的修改非常便捷,将学生从大量繁琐的工作中解放出来,把主要精力放在设计方案的优化、设计能力的提升、设计结构的创新上。

机械设计基础课程在研究常用机构的运动分析和设计时,主要是利用计算公式计算,对于稍复杂的机构,计算的工作量很大。如果利用UG的运动分析功能,可以方便地对机构进行运动仿真,得出构件的位移、速度、加速度等运动特性,观察机构的运动规律,分析机构的自由度等,直观易学,提高了学生的学习积极性[1]。培养的学生具有较强的实践动手能力、科技创新能力和分析问题的能力。

将UG课程与机械设计基础课程相融合,改变了传统的机械设计方式,变二维设计为三维可视化设计,更符合现代制造业的需求,也使机械设计基础课程变得易学、易懂、有趣。

3 与数控加工技术课程的关联

数控加工技术课程是机械制造专业的专业课程,要求学生掌握数控机床结构、数控系统与原理、数控编程、数控机床操作、数控刀具、数控加工工艺等内容。要将抽象、枯燥的理论知识以直观、动态的画面展现给学生,并指导学生进行实际项目数控模拟仿真,就必须借助于CAD/CAM应用软件这个平台,使学生学用结合,满足教学需求。CAD/CAM应用软件能仿真数控加工的过程,包括设定机床、选择刀具、定义毛坯等,可以通过边演示边教学的方式,使抽象内容形象化,帮助学生理解加工过程,调动了学生的积极性,从而提高了教学质量。

对于较复杂的机械零件,学生根据二维零件图难以想象三维形体,越复杂的零件编程的难度越大,出错率越高。在UG软件中,可以通过产品建模,进行加工工艺分析,生成数控加工指令代码,模拟加工状态,显示刀具路径和模拟加工轨迹,便于及时发现加工中的问题进行修改,避免了手工编程的出错率,提高了编程的可靠性[2]。学生自己动手将零件图生成三维形体,再生成加工程序,进行动态仿真模拟,体验创新的乐趣和艰辛,其成就感可想而知了。当然,虚拟加工仿真仅仅作为辅助教学手段,不能代替实际的数控加工实训,学生还需要通过一定的实际数控加工编程的实训来练习实际操作能力,如零件的装夹、测量、加工参数的设定等。

4 与模具制造技术课程的关联

随着CAD/CAM软件功能的日益强大,模具行业完全和CAD/CAM软件融合起来。模具制造技术课程是一门理论与实际应用紧密结合的课程,必须借助于CAD/CAM软件作为教学平台,来完成一系列的教学活动。例如应用UG软件的Mold Wizard模块可以进行注塑模设计,优化塑料制品的结构,降低材料的成本;优化模具结构,得到最佳的浇口数量与位置,合理的流道系统与冷却系统,并对型腔尺寸、浇口尺寸、流道尺寸和冷动系统进行优化;还可以确定最佳的注射压力、模具温度、注射时间、保压时间和冷却时间,以注塑出最佳的塑料制品[3]。

借助于CAD/CAM软件可以方便地设计出冲压模、冲裁模、注塑模等,通过模具标准件库还可以调入标准件,进行模具装配,大大提高了设计的准确性,节省了设计时间和产品制造周期。通过CAM直接模拟加工过程,生成数控程序代码,进行数控制加工,实现了无纸化制造。

将UG软件引入到模具制造技术课程教学中,改善了教学环境,将理论教学和实践教学有机地结合起来,把知识的传授和能力的培养紧密地联系起来,使其更贴近模具制造业现状,使学生就业后很快就能胜任工作岗位的需求。

5 结束语

随着CAD/CAM软件的功能日益增强,在制造业应用越来越广,相信它不仅为传统的机械设计、机械制造领域,也为高职教育提出了新的挑战。通过CAD/CAM软件平台辅助课堂教学,帮助学生理解和掌握机械各专业课程的内容,锻炼学生解决实际问题的能力,调动学生学习的积极性,促进学生更好地掌握各专业知识,提高学生的认知能力、综合运用知识的能力,为就业奠定扎实的基础,提高了学生就业的竞争能力。

参考文献:

[1] 焦丽丽.UG软件用于机械专业课程的教学改革[J]. 装备制造技术,2008(12):198-199.

篇10

关键词：高摩擦　闸瓦　工艺　改进

中图分类号：TG162

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）003-044-02

背景概述

闸瓦是铁道车辆制动配件的最末端配件，安装在车辆转向架上的制动梁上，在车辆需要制动的时候，在列车制动机作用下，由制动梁将压力传递给闸瓦，闸瓦摩擦面与车辆轮对踏面相接触，进而对车轮的运动加以阻滞，以达到降低列车速度或者停车的目的。是铁道车辆的重要制动配件。高摩擦系数合成闸瓦是目前新型的制动闸瓦，主要用于货车车辆。货车车辆闸瓦最初是铸铁材料，先后经历了中磷时期和高磷时期。以铸铁材料中磷的含量作为区分。中磷闸瓦中磷的含量一般为0.4～2%，高磷闸瓦一般为2～2.5%。铸铁闸瓦的主要特点是原材料成本低廉，工艺过程相对简单。1980年代以来，随着国民经济的快速发展，钢铁材料价格上涨，铸铁摩擦材料成本不再低廉，加上铸铁生产耗费能源、污染环境、摩擦系数偏低，不能适应铁道车辆的高速运行条件。进入21世纪，铁路多次提速，制动摩擦材料逐步向合成材料改进。目前主要应用的合成闸瓦也由原来的低摩擦系数向更高摩擦系数发展。本文涉及的高摩擦系数合成闸瓦生产工艺既是符合《TB/T 2403-1993货车用高摩擦系数合成闸瓦》和《TB/T 2403-2010铁道货车用合成闸瓦》标准的作业系统。

按照最新的《TB/T 2403-2010铁道货车用合成闸瓦》标准的要求，高摩擦系数合成闸瓦在列车时速130km/h的摩擦系数应在0.326?.05的范围内，低摩擦系数闸瓦在车速100km/h时为0.128?.03范围内。

高摩擦系数合成闸瓦生产的的基本流程是以钢制瓦背为基底，粉状合成材料在充分均匀混合后，在模具内经压力机加温压制为固体，最后经固化热处理，达到《TB/T 2403-1993货车用高摩擦系数合成闸瓦》标准。生产过程比较复杂，影响质量的因素比较多，任何环节都有可能造成产品质量问题。

2 高摩闸瓦生产工艺基本流程

高摩擦系数合成闸瓦生产的基本工艺流程为五大部分：钢制瓦背制作、摩擦材料准备、压制成型、固化热处理和检验。

(1)钢制瓦背制作工序有：下料、冲孔、瓦鼻成型、梅花孔冲压、梅花孔翻边、整体成型、瓦背抛丸除锈和粘接剂涂刷，共八道工序；

(2)摩擦材料的准备工序：进料、按配方指定的比例称重、炼胶、混料；

3)压制成型：涂刷脱模剂、将混合后的材料称重后装入压力机模腔，按自动设定的程序压制、出料脱模、清理毛刺；

(4)固化热处理：将清理后外观检验合格的成品放入自动烘箱，按设定的程序进行热处理；

(5)检验：将热处理后的成品按规定的标准进行物理、化学性能的试验。主要项目有密度、压缩强度、压缩模量、硬度、抗弯、粘接、剪切、冲击强度和固化水平等。

3 各环节存在的主要问题及原因分析

3.1 钢制瓦背制作过程

首先有材料问题，板材的厚度，《TB/T 2403-2010铁道货车用合成闸瓦》规定不得小于4mm，材质必须符合GB/T700 Q235国家标准。现场实际监控中发现有材质脆硬，造成冲压过后裂纹。

然后是模具问题，模具设计和调整不当造成成型瓦背不能通过量规检测。

3.2 摩擦材料准备

外购的原材料虽然一直采用固定的供货商，由于季节、气候以及生产批次的不同，性能会有明显差异。称重配料时，一些比例较小的原料计量误差也是很重要的影响因素。

3.3 压制成型

压制程序人工设定以后，压力机可以按固定的程序完成压制过程。但是模腔加热温度的控制不够稳定，时常造成成品闸瓦性能上的较大差异。

3.4 固化热处理

烘箱的加热程序是可以人工设定的，按照工艺要求设定后，烘箱按照固定的程序进行热处理，尽管如此，实际上每次的过程曲线却不尽相同。

3.5 检验

试样的制作精度不高，对试验结果影响较大。

4 改进的建议措施

4.1 钢制瓦背制作

严格原材料入厂检验制度，对瓦背板材进行强度试验，每批板材都要取样检验；

冲压模具定期校验，做好调整记录，以供比对。

4.2 摩擦材料准备

目前不具备对所有摩擦材料进行化学性能检验的条件，但是可以设置样品，进行比对目测，可以直接排除明显差异的材料进入流程；

对于季节、气候的影响，增加材料预先烘干工艺，保证原材料原始性能；

严格微量配料称重，专人监督，落实制度。

4.3 压制成型

落实计量检定制度，确保压力表和温度表精度误差可控。

4.4 固化热处理

改造烘箱过程记录方式，由过去的墨水+记录纸改为电脑记录仪，定期抽查过程记录。

4.5 检验

《TB/T 2403-2010铁道货车用合成闸瓦》对检验项目做了较大修改，更新现有的电脑检测设备，按新铁标进行项目检测，严格按新标准制作试样，保证试验结果的可靠性。

试样要求如表1。

5 效果

在工艺质量控制方面，主要还是要考虑人员、设备、原材料、工艺方式和环境等方面持续改进与优化组合，按ISO 9000标准整合各项资源，使产品质量得到最大程度的保证。

2008年以来，公司生产的高摩擦系数合成闸瓦进行过多次的装车追踪试验，产品质量保持稳定。表2是收集的相关数据。

6 结束语

与《TB/T 2403-1993货车用高摩擦系数合成闸瓦》相比， 新的《TB/T 2403-2010铁道货车用合成闸瓦》主要在检验标准上做了较大修改，工艺过程基本未变。由于一些指标的变化，化验方法方面删减了生产实践中不影响质量本质的吸水吸油性能实验，增加了丙酮可溶物的测定以及横向、纵向的粘接拉脱实验。还增加了红外光谱分析和热重分析项目。这些新的检验项目都是以前不曾接触过的，我们还要在推广新标准的过程中不断实验和探索，达到生产的闸瓦质量在物化指标和装车试验指标上面完全符合部颁标准，确保最终实现铁路行车安全的大目标。

参考文献：

[1]　TB/T 2403-1993货车用高摩擦系数合成闸瓦[S].

[2]　TB/T 2403-2010铁道货车用合成闸瓦[S].

[3]　GBT 1041-2008 塑料压缩性能的测定[S].

[4]　GBT 700-2006 碳素结构钢[S].