发布时间:2022-10-31 01:16:20
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的模具制造论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
在模具制造企业中,很多老员工不会轻易将自己的知识和经验传授出去,而且员工在模具制造上的交流较少,这种情况不利于模具制造工艺水平的提高,在开发模具制造工艺相关的知识管理系统中,不仅要通过一定的激励机制去鼓励员工将自己的经验技能分享出来,并且要鼓励在这个知识管理系统的平台进行模具制造知识工艺的探讨交流,从而在这种交流分享的过程中提高模具制造工艺水平,并进一步创新模具制造工艺。
2及时淘汰落后的模具制造工艺
知识管理系统可以促进模具制造工艺知识的动态更新,及时淘汰落后的知识。落后陈旧的模具制造工艺知识,很可能已经阻碍模具制造工艺的创新发展,影响新技术的实践和应用。因此及时对模具制造工艺知识进行更新,有利于模具制造员工及时了解模具制造工艺的先进技术和发展趋势,及时改进自身的模具制造工艺知识,从而提高企业的生产力和竞争力。
3知识管理系统的开发
3.1获取模具制造工艺知识部分
模具制造工艺相关的知识管理系统首先要获取到充足的模具制造工艺知识,才能进行后续的加工处理。这个基础部分主要是从以下途径获取模具制造工艺知识:首先是对模具工艺专家的经验进行归纳总结,对于有些陈旧落后的经验要予以剔除,对于积极有效的经验进行保留;第二是收集相关科研部门的研究成果,比如国内外的先进模具制造工艺,一些还未开始应用的模具制造工艺理论。当然也包括政府有关部门制定的模具制造工艺标准和模具制造产业发展规划等政策;第三是企业内模具设计部门制定的模具制造方案、图纸、规格等相关的模具制造工艺文件;第四是模具产品的使用情况,尤其是保养、维修、回收等方面反馈的知识,以及模具产品在当前市场上的生命周期。
3.2模具制造工艺知识转化与加工部分
模具制造工艺知识转化与加工是整个知识管理系统的关键组成部分,起到承上启下的作用。模具制造工艺知识转化与加工部分首先要对收集到的模具制造工艺知识进行筛选和分类整理。合理完善的模具制造工艺知识可以直接纳入计算机数据库中,供员工检索使用。但是一些不完善的模具制造知识必须要适当转化与加工,比如改变其中的数据误差、规格不符等情况,使该模具制造工艺知识具有实用性。对于一些国外的模具制造工艺知识,要进行必要的翻译处理,并且在进行试验后才能放入到知识管理系统的数据库中。在日常维护中,要经常对整个计算机系统进行更新,确保知识管理系统中的模具制造工艺知识的全面性和先进性。
4结束语
【关键词】快速成形;金属模具;应用
目前,我国金属工业正处在迅猛发展的时期,大学金属模具的快速、低成本制造时决定金属制造业取得竞争成功的关键因素之一。快速成形技术(Rapid Prototyping)是20世纪80年展起来的一种集计算机辅助设计、精密机械、数控、激光技术和材料科学为一体的全新制造技术。由于其高度柔性和快速性,得到了广泛的研究和应用。以快速成形为技术支撑的快速金属模具制造作为缩短产品开发时间及模具制作周期的先进制造技术已成为当前的重要研究课题和制造业核心技术之一。
1.RP技术
快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,简称RPM)技术,诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种高新制造技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即,快速成形技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。目前,快速成形的工艺方法已有几十种之多,其中主要工艺有四种基本类型:光固化成型法、分层实体制造法、选择性激光烧结法和熔融沉积制造法。
快速成形技术具有以下特点:(1)制造原型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用;(2)原型的复制性、互换性高;(3)制造工艺与制造原型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越;(4)加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般制造费用降低50%,加工周期节约70%以上;(5)高度技术集成,可实现了设计制造一体化。
2.RP技术在金属模具制造中的应用
基于RP 技术的金属模具制造技术的实质是用先进的精密热加工代替冷加工,大型快速原型制造系统本身也是一种复杂的NC加工设备, 它的出现大大改变了模具制造的现状。该技术将NC加工技术从冷加工转移到热加工,以获得精密的“毛坯”即模具。先进制造技术发展的事实证明精密热加工使得“毛坯”精化,甚至制造出精密的零件,从而减少了对冷加工的技术要求,提高了生产效率,降低了成本。
RP技术是先进制造技术的重要组成部分,是综合了计算机、数控、激光、新材料和CAD CAM等新技术而形成的一种基于离散堆积成形原理的直接从CAD三维模型设计到实际原型?觟零件加工的全新制造方法,是当代制造领域的前沿技术。RP技术的基本原理是离散?觟堆积成形原理,三维形体在离散过程中被沿1至3个方向分解,生成形体的各个截面、截线和截点,称之为离散面、离散线和离散点,将这些离散体(面、线和点) 转换成实体,并将它们依照原先的顺序堆积还原成三维形体的实体形状。RP技术的特点是通过离散获得材料堆积的路径、顺序和方式,在数控系统控制下将材料逐层“迭加”起来形成三维实体,实现数字化成形, 三维CAD电子模型被沿Z向离散,生成一系列二维层面数据,再将分层后的数据进行处理,加入加工参数,生成数控代码,数控系统以平面加工方式顺序加工出每个层片并使它们堆积、粘接成形,构成三维物理实体。
3.具体方法研究
基于RP的快速金属模具制造技术分为间接方法和直接方法。金属模具间接快速制造目前主要有铸造、粉末烧结、电铸、熔射等方法。国内外在此方面已有许多研究及应用事例。直接快速制造金属模具方法在缩短制模周期、发挥材料性能、降低成本方面极具潜力,因而受到高度关注,其目标是直接快速制造耐久、尺寸及表面精度高、可用于工业化批量生产的金属模具,如SLS等方法。
3.1铸造制模法
铸造法最早实现与RP技术相结合,其中有代表性的是美国3D Systems公司的Quick Casting工艺,特点是采用SLA原型代替蜡模实现精密铸造。类似的还有采用FDM制造蜡模等。从理论上讲铸造法可以制造注塑模、冲压模、锻造模、压铸模等,但在大尺寸模具和简单形状模具制造方面不优于传统方法,且因铸造法本身的表面和尺寸精度不高,仍难以制造注塑模和压铸模等表面和尺寸精度要求高的金属模具。
3.2粉末烧结法
3D Systems公司的Keltool工艺是在原型或硅胶模内注入金属粉末与结合剂的混合物,待其固化后脱模,经烧结、浸渗树脂或铜、锡等工序后获得模具。其优点类似粉末冶金法,使用材料限制少。不足之处是复制、烧结、浸渗等工序多,致使制模时间和成本的增加。采取添加微细球状粉末等措施,已使尺寸精度控制在0.3%以下。
东京大学中川威雄研究室开发的粉末注入Power Casting方法与前者的区别是,先将粉末注入硅胶模内,然后注入结合剂。经加压、烧结、渗铜等工序后得到不锈钢模具。该方法精度高于前者,但工艺繁杂,不适于制造大尺寸模具。
3.3 SLS方法
SLS的工艺大致是,用激光对基底上所铺的薄层粉末有选择地烧结,然后将新一层粉末铺在其上,进行下一层烧结。反复进行逐层烧结和层间烧结,最终将未被烧结的支撑部分去除就得到与CAD形体相对应的三维实体。由于得到的只是低密度的成形体,要提高密度需要烧结、浸渗等后处理工序,这就增加了制模时间和成本,同时因热变形易造成翘曲。目前该方法的制模精度大为改善,收缩率已由原来的1%降至0.2%以下。
4.总结
在我国已经在很多城市建立一批向企业提供快速成形技术的服务机构,并开始起到了积极的作用,推动了快速成形技术在我国的广泛应用,使我国RP 技术的发展走上了专业化、市场化的轨道。在知识产权壁垒森严的今天,核心技术一旦落后将极大增加赶超世界先进水平的难度。因此在开展快速成形技术研究,赶超该领域世界先进水平的同时,开发具有原创性的短流程高精度快速制模的新材料和新工艺,形成具有我国自主知识产权的RP核心技术尤为重要。开发短流程、高精度、低成本的大中型耐久金属模具的制造新工艺和材料是增强间接制模竞争力的关键;低成本的层积和表面光整技术的集成是提高直接法的尺寸及表面精度、材料适应性、实用性的有效方法。
【参考文献】
[1]Zhang Renji.Xu Da;Yan Yongnian Forming boundary model for rapid prototyping Manufacturing.1998.
[2]模具制造手册.编写组模具制造手册,1996.
随着中国工业不断地发展,模具行业也显得越来越重要。本论文便是设计加工空气滤清器壳的模具。首先对加工零件进行了加工工艺和结构工艺的分析。通过计算毛坯尺寸和拉深系数提出了四种方案,最后确定采用落料、正反拉深复合模。对模具的排样做出了合理的布置,使材料利用率达到较高的水平。计算了冲压过程中所需要的各种冲压工艺力,包括落料力、卸料力、压边力、拉深力、顶料力等,并对压力机进行了合理的吨位初选。复合模在结构上采用了正装的形式,计算出了落料、正拉深和反拉深工作部分的尺寸。对模具的闭合高度进行了合理的确定,还设计出模具的主要零件落料凹模、凸凹模、反拉深凸模、反拉深凹模、凹模固定板等。列出了模具所需零件的详细清单,并给出了合理的装配图。由于拉深的深度较大,对压力机的电机也进行了功率校核并提出了的附加工序,能使拉深顺利完成。最后对模具的一个主要零件导套进行了简单的加工工艺路线的制定。本设计对于采用单动压力机进行正反拉深具有一定的参考作用。
关键词毕业论文;模具设计;复合模;正反拉深
ABSTRACT
DevelopsunceasinglyalongwiththeChineseindustry,themoldprofessionalsoappearsmoreandmoreimportantly.Thepresentpaperthenisdesignstheprocessingairfiltershellthemold.Firsthascarriedontheprocessingcraftandthestructurecraftanalysistotheprocessingcomponents.Proposedthroughthecomputationsemifinishedmaterialssizeandthedrawingcoefficientfourkindofplans,finallydeterminedusesfallsthematerial,theproandcondrawingsuperposabledie.Hasmadethereasonablearrangementtothemoldplatoontype,enablesthematerialusefactortoachievethehighlevel.Hascalculatedeachrammingcraftstrengthwhichintherammingprocessneeds,includingfallsnearbythematerialstrength,theex-denningstrength,thepressurethestrength,thedrawingstrength,thetopmaterialstrengthandsoon,andhascarriedonthereasonabletonnageprimaryelectiontothepress.Thesuperposablediehasusedthetruethingforminthestructure,calculatedfellthematerial,thedrawingandthecounter-drawingeffectiverangesize.Closedhascarriedonthereasonabledeterminationhighlytothemold,butalsodesignsthemoldthemajorpartstofallthematerialconcavemold,theconvex-concavemold,thecounter-drawingraisedmold,thecounter-drawingconcavemold,theconcavemolddeadplateandsoon.Listedthemoldtoneedthecomponentsthedetaileddetailedlist,andhasproducedthereasonableassemblydrawing.Becausethedrawingdepthisbig,alsocarriedonthepowertothepresselectricalmachinerytoexamineandtoproposethelubricationattachmentworkingprocedure,couldcausethedrawingsmoothlytocomplete.Finallyledthewraptomoldmajorpartstocarryonthesimpleprocessingcraftrouteformulation.Thisdesignregardingusesthesingleactingpresstocarryontheproandcondrawingtohavethecertainreferencefunction.
Keywordsgraduationthesis;molddesign;superposabledie;proandcondrawing
本次设计中,只对模具中的一个重要零件进行简单的工艺路线的分析,其余的零件将不在具体分析和计算。在这里选择导套为加工对象。
导套、护套及套类凸模均为套类零件,其加工工艺基本相同。导套和导柱一样,是模具中应用最广泛的导向零件。尽管其结构形状因应用部位不同而各异,但构成导套的主要表面是内、外圆柱表面,可根据其结构形状、尺寸和材料的要求,直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯。
在机械加工过程中,除保证导套配合表面的尺寸和形状精度外,还要保证内外圆柱配合表面的同轴度要求。导套的内表面和导柱的外圆柱面为配合面,使用过程中运动频繁,为保证其耐磨性,需有一定的硬度要求。因此,在精加工之前要安排热处理,以提高其硬度。
本次设计成功地设计出一副落料、正反拉深复合模,在设计过程中对很多工艺力进行了详细的计算,在压力机的选择上参照了现行选择压力机的通用法则。这次设计解决了采用双动压力机进行正反拉深的传统模式,将落料、正拉深及反拉深同时在一副装在开式单动压力机上的模具中完成,很大程度的提高了生产效率和制造精度。很适合中国现在模具高速自动化发展的趋势。
目录
1分析零件的工艺性1
2确定工艺方案2
2.1计算毛坯尺寸2
2.2计算拉深次数4
2.2.1正拉深4
2.2.2反拉深5
2.3确定工艺方案5
3主要工艺参数的计算6
3.1确定排样、裁板方案6
3.2确定各中间工序尺寸8
3.3计算工艺力、初选设备9
3.3.1落料、正拉深过程9
(1)落料力9
(2)卸料力9
(3)拉深力10
(4)压边力10
3.3.2反拉深过程11
(1)反拉深力11
(2)顶料力11
3.3.3拉深功的计算11
3.3.4初选压力机11
4模具的结构设计13
4.1模具结构形式的选择13
4.2模具工作部分尺寸计算13
4.2.1落料13
4.2.2正拉深15
4.2.3反拉深16
5选用模架、确定闭合高度16
5.1模架的选用16
5.2模具的闭合高度16
5.3压力中心17
6模具的主要零部件结构设计17
6.1落料凹模17
6.2凸凹模18
6.3反拉深凸模19
6.4反拉深凹模20
6.6上垫板23
6.7凹模固定板24
7模具的整体安装25
7.1模具的总装配25
7.2模具零件26
8选定冲压设备27
8.1压力机的规格27
8.2电动机功率的校核28
9附加工序29
10主要零件的加工29
11总结32
参考文献33
致谢34
参考文献
[1]郑家贤.冲压工艺与模具设计实用技术[M].北京:机械工业出版社,2005.
ZhengJiaxian.Rammingcraftandmolddesignpracticaltechnology[M].Beijing:MechanicalindustryPress,2005.(inChinese)
[2]冲模设计手册编写组.冲模设计手册[M].北京:机械工业出版社,1999.
Diesthedesignhandbookcompilationgroup.Diesthedesignhandbook[M].Beijing:MechanicalindustryPress,1999.(inChinese)
[3]刘心治.冷冲压工艺及模具设计[M].重庆:重庆大学出版社,1995.
LiuXinzhi.Coldrammingcraftandmolddesign[M].Chongqing:ChongqingUniversityPress,2005.(inChinese)
[4]卢险峰.冲压工艺模具学[M].北京:机械工业出版社,1997.
LuXianfeng.Rammingcraftmoldstudy[M].Beijing:MechanicalindustryPress,1997.(inChinese)
[5]周大隽.冲模结构设计要领与范例[M].北京:机械工业出版社,2005
ZhouDajun.Diesthestructuraldesignmainpointandthemodel[M].Beijing:MechanicalindustryPress,2005.(inChinese)
[6]中国机械工程学会锻压学会.锻压手册[M].北京:机械工业出版社,2002.
Chinamechanicalengineeringacademicsocietyforgingandstampingacademicsociety.Forgingandstampinghandbook[M].Beijing:MechanicalindustryPress,2002.(inChinese)
[7]钟毓斌.冲压工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社,2002.
ZhongYubin.Rammingcraftandmolddesign[M].Beijing:MechanicalindustryPress,2002.(inChinese)
[8]彭建声.简明模具工实用技术手册[M].北京:机械工业出版社,2004.
PengJiansheng.Concisemoldlaborpracticaltechnicalmanual[M].Beijing:MechanicalindustryPress,2004.(inChinese)
孔子说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”要让学生保持“乐之者”的角色,教法必须改革创新,灵活有乐趣。
我校积极探索与研究如何上好专业生产实习(技能训练)课,如何引发学生对专业课的学习兴趣与认识,使学生的学习态度由被动变为主动的教学模式及方法,学生有了学习的兴趣,学习活动对他来说就不是一种负担,而是一种享受、一种愉快的体验,学生就会越学越想学、越爱学,从而达到事半功倍的效果。因此教师在教学中都应做好乐中施教和感兴教学,从而提高教学质量。通过不断地探索和实践,形成了我校在专业生产实习课上新的教学模式――趣味教学法。
趣味教学法在教学上有较多的形式与方法,具体也要根据不同的实习情况而选择不同的方法。我校在趣味教学法上进行了多次的研究、探索和实践,得出了各种不同的专业性较强的趣味教学方法。
一、趣味教学法在我校教学中的运作方式
1.在模块教学实习当中,首先必须完成本实习模块的基本技能操作训练,再增加趣味教学实习课题,但可以在一开始实习时引导学生或布置与趣味教学实习相关的课题作业等,让学生设计趣味教学实习课题。
2.可以在空余或晚自习时间安排趣味零件的设计(由于实习班级在晚自习时,作业相对较少),这样可充分利用学习时间,充实学生的学习内容。
3.在实施趣味教学课题时,以学生为主,教师为辅为指导思想,尽量让学生发挥自己的特长与爱好,以及个人潜力,而教师只是为学生提供技术指导或引导,并且给予技术难度或课题范围之内的指导控制。
4.单一的模块教学,可以让学生通过实习,设计一个综合性较强的零件,并由学生自己完成制造,加强综合能力的运用。
5.在设计专业教学计划或实习课题时,可以考虑学生从开始实习至毕业期间,所实习的课题是前后关联的,能组装并完成一件作品(产品或设备)。或者,先让学生设计或构思一件物品(产品),该产品的所有零件可在未来2~3年的实习当中自己去加工去实现。
6.根据实际情况,可安排每学期未进行一次趣味教学作品(课题)设计比赛,作品由学生在本学期实习期间自行设计、制作等,从而更好地激发学生的创新能力与创新意识,增强学生的学习成就感。
7.在高职班级,可采用趣味教学法,让学生制作或编写的毕业作品或毕业论文,从而有利于增强学生在设计毕业论文时的兴趣,提高毕业论文的编写质量。
二、趣味教学法在我校各专业生产实习课中的教学实例
1.模具设计与制造专业的模具综合训练
模具设计与制造专业需要掌握的基本技能:模具设计与绘图、铣床、车床、磨床、模具装配、试模调模等操作技能。依据我校模具设计与制造专业的课程设置以及实际教学模式和师资条件情况,运用趣味教学法:
同时,该零件加工制造模式,接近于企业模具制造的实际模式,有利于培养与企业接轨的模具制造技术人才。
2.模具专业的钳工技能训练
模具专业的钳工技能训练需要掌握的基本技能:模具或模型的锉配、角度锉配、尺寸精度控制、螺纹加工等钳工技能,以及结构构思能力、零件装配的基本概念、间隙配合锉配、组配件锉配加工等钳工技能。根据我校模具设计与制造专业的课程设置,以及实际教学模式和师资条件情况,运用趣味教学法:
通过趣味教学法,可加强学生对钳工专业的认识,增强学生对钳工实习的学习兴趣,掌握钳工基本技能知识,并能合理或巧妙运用钳工综合技能,进行制作或设计作品,从而让学生自己感受到学有所用,并能提高学生的综合技术运用和思考能力,增强或突出学生的学习成就感。
3.机械加工技能训练
机械加工技能训练需要掌握的基本技能:铣床、车床、磨床、电火花线切割,铣床加工基本操作技能、尺寸精度控制、组合件的加工与配合,零件造型与设计技术与能力等技能训练。根据我校模具制造技术专业、加工中心与电加工技术专业的课程设置,以及实际教学模式和师资条件情况,运用趣味教学法:
通过趣味教学法,可加强学生对机械加工技术的认识和兴趣,能合理运用不同加工设备的不同机械加工特点,综合运用技能,进行设计或制作组合件作品,从而提高学生的综合技术运用和思考能力。
4.数控加工与雕刻技能训练
数控专业的技能训练需要掌握的基本技能:掌握机床切削加工所必需的理论知识,熟练掌握数控加工主要设备的结构性能、工作原理和使用维护方法,掌握数控机床基本操作与本专业相关的机加工操作技能,了解数控车床的控制原理,熟练掌握编程操作方法,具备机床的使用和维护保养能力。根据我校数控加工技术专业、加工中心与电加工技术专业的课程设置,以及实际教学模式和师资条件情况,运用趣味教学法:
通过趣味教学法,可加强学生对数控机床基本操作以及技术和技能综合运用,球面、曲面等复杂零件的编程与加工,组合件的加工,数控产品的设计、制造的综合能力,从而成为能进行数控机床的编程、操作、维护的应用型高级专业技术人才。
5.机械电子工程一体化技能训练
机械电子工程或机电一体化技能训练需要掌握的基本技能:钳工基本技能、配合件锉配、机械加工的基本操作、组合零件结构要点、典型机电设备的原理和安装、掌握机床基本操作方法、机床基本维护保养能力、电工基本知识和技能、电路板的设计与运用、机电综合运用等。根据我校机械电子工程、机电一体化专业的课程设置,以及实际教学模式和师资条件情况,运用趣味教学法:
通过趣味教学法,可加强学生对机械加工的基本操作、组合零件结构要点、典型机电设备的原理和安装方法的掌握,电工基本知识和技能、电路板的设计与运用、机电综合运用等,培养学生的创新能力与创新意识。从而提高学生的学习(实习)兴趣,变被动为主动。
三、趣味教学法在我校各专业生产实习课教学中的总结
(一)趣味教学法在我校各专业生产实习课的教学中的优点
1.提高学生的学习(实习)兴趣。变被动为主动,或变“要我学”为“我要学”。
2.提高学生的综合技术运用和思考能力。
3.提升课堂学习的气氛。
4.加强学生对专业(技能)的认识。
5.增强或突出学生的学习成就感。
6.触发学生的创新能力与创新意识。
7.弥补实习设备的不足因素(当部分学生没安排上机操作时,可进行课题设计)。
8.对趣味教学法的推广作用,改变传统教学方式和方法。
9.增强学生家长对小孩在校所学的技能的认识和了解程度(部分零件或作品可以带回家里)。
10.增强学生就业的有利条件与就业机遇(学生可带着自己制作的零件或作品去参加就业面试)。
(二)趣味教学法在我校各专业生产实习课的教学中存在的问题
1.与教学计划或教学大纲有所冲突,部分需重新制定教学计划。
2.对教师自身能力(综合技能)要求较高。
3.受实习设备或实习条件、场地影响(部分课题可能会跨越几个实习模块)。
4.现有教师观念思维改变(解放思想)。
【关键词】模具设计;毕业设计;计算机技术;仿真技术
在现代工业生产中,模具工业已成为工业发展的基础,是高新技术产业的重要组成部分,模具己经在我们生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具,如电脑,电话机,洗衣机,冰箱,杯子等等,另外汽车、摩托车业是国民经济五大支柱产业之一,一辆汽车各种各样的模具就要用到2万多个。由于新技术、新材料、新工艺的不断发展,促使模具技术不断进步,对模具人才的要求不断提高。根据社会发展对模具专业学生的要求的实际情况,对高职及高技模具专业方向学生的毕业设计情况进行以下探讨。
1.专业学生培养目标
通过一段时间我们对无锡新区及周边的模具企业进行了比较广泛的社会调查,结果表明,用人单位需要的学生要有较高的思想道德素养,良好的沟通与团结协作能力,理论知识扎实,专业技能掌握良好,再学习能力较强,同时需要学生掌握一些常用机械专业外语,有一定的计算机软件应用能力。根据调查结果分析,我们认为把模具专业人才培养的规格定位于:面向各类型企业,培养爱岗敬业,具备机械及各类模具设计与制造基础知识,具有较强的再学习能力和创造能力,能在模具生产第一线从事模具设计制造、技术开发、应用研究和经营销售的应用型工程技术和管理人才。
2.计算机技术在模具中的应用领域
高职高技类模具专业学生毕业设计主要应从事注射模的设计与制造。塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程,它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件产出等几个重要方面。它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同工作来完成,它是一个设计、修改、再设计的不断优化的过程。传统的手工设计已难以满足市场激烈竞争的需要,而计算机软件技术的运用,取代传统的手工设计方式,取得了显著的经济效益。计算机技术在注射模中的应用主要表现在以下几个方面:
1)塑料制品的设计
基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便快捷的设计平台,能根据塑料制品使用要求、塑料性能的要求、成型的工艺特点、模具结构及制造工艺的要求,生产批量及生产成本等各方面的要求,综合考虑塑料的力学、物理、化学性能、从而把制品的质量、体积等各种物理参数一并计算保存,为后续的模具设计和分析打下良好的基础。
2)模具结构设计
根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量,设计软件会提供包括型腔数目及排列方式、浇注系统、成型部件、冷却系统、脱模机构、侧抽芯机构及标准模架等,最后给出全套模具结构设计图。
3)模具开合模运动仿真
注塑模具结构复杂,要求各部件运动自如,互不干涉,且对模具零件的顺序动作以及行程有严格的控制,运用CAD技术可对模具开模、合模以及制品被推出的全过程进行仿真,从而检查出模具结构设计的不合理处,并及时更正,以减少修模时间。
4)注塑过程数值分析
塑料在模具模腔中要经过流动、保压和冷却三个主要阶段,其流动、力学行为和热行为非常复杂,采用CAE方法可以模拟塑料熔体在模腔中的流动与保压过程,其预测结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数有着重要的指导意义;同时还可计算模具在注塑过程中最大的变形和应力,以此来检验模具的刚度和强度能否保证模具正常工作;对制品可能发生的翘曲进行预测可使模具设计者在模具制造之前及时采取补救措施;分析模壁的冷却过程,改善制品在冷却过程中的温度分布不均匀性。
5)数控加工
复杂制品的模具成型零件多采用数控加工的方法制造,利用数控编程软件可模拟刀具在三维曲面上的实时加工过程并显示有关曲面的形状数据,以保证加工过程的可靠性,同时还可自动生成数控线切割指令、曲面的三轴、五轴数控铣削刀具轨迹等。
目前,国际上占主流地位的注射模CAD软件有Pro/E、UG、SolidWorks等;注射过程数值分析软件有MoldFlow;数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等。应用CAD/CAE/CAM技术从根本上改变了传统的产品开发和模具生产方式,大大提高了产品质量,缩短了产品开发周期,降低了生产成本,强有力地推动了模具行业的发展。据文献统计,国外采用模具CAD/CAE/CAM技术可使设计时间缩短50%,制造时间缩短30%,成本下降10%,塑料原料节省7%,一次试模成功率提高45%~50%。 转贴于
3.模具专业毕业设计模式
通过毕业设计,学生会用到所学的专业理论知识,机械制图、机制工艺、公差配合与技术测量、模具钳工工艺学、塑料模具制造工艺与设备、模具材料学等等,同时会快速熟练使用计算机各种软件,使各项能力得到了锻炼与提高,在毕业设计中,我们可以采取将模具设计内容同CAD/CAM/CAE紧密结合在一起,为了保证毕业设计的质量,可以成立了一个由多名老师组成的模具设计指导小组,每个老师负责设计流程的一个步骤。根据参加模具设计毕业课题的学生人数,适当分组,在布置毕业设计题目时,不给出具体的塑件制品,如只是告诉学生要做一个手柄,学生根据自己的兴趣,可以确定自己的设计产品:如游戏机操纵手柄、机床操作手柄、起子手柄等等。
1)制品的造型。可直接采用通用的三维造型软件。如采用三维造型软件soldwors或Pro/E、UG设计出塑件的内外结构,并绘出二维图。
2)根据注塑制品采用CAD系统进行模具的概念设计,包括模具结构设计、模具制造工艺规划、模具价格估计等模块,采用基于知识与基于实例相结合的推理方法,推理的结果是注射工艺和模具的初步方案。方案设计包括型腔数目与布置、浇口类型、模架类型、脱模方式和抽芯方式等,使模具各系统的设计达到最佳。
3)在模具初步方案确定后,用CAE软件进行流动、保压、冷却和翘曲分析,以确定合适的浇注系统、冷却系统等。如果分析结果不能满足生产要求,那么可根据老师的要求修改注塑制品的结构或修改模具的设计方案。
4)教师对学生设计方案进行评价,根据评价的结果,或者修改注塑制品的结构,或者修改设计方案。
5)在完成CAE分析和方案评价后,进行模具的详细结构设计,包括型腔、型芯的设计、浇注系统的布置及尺寸、冷却系统的布置及尺寸等。在结构设计过程中,运用注射过程数值分析软件MoldFlow分析按钮受力后的结构强度、刚度及应力等,对结构进行不断修正,学生会发现机械设计、工业产品设计、材料力学、理论力学等课程的知识在这个阶段都有所体现,对以前所学课程也是一个综合应用的过程。
6)模拟模具开模、推件与合模的过程,并进行模具的干涉检查。
7) 模具结构完成后,进行数控加工,采用MasterCAM9.0加工软件,完成模具的虚拟加工过程,并自动编制数控加工的NC代码,利用仿真模块可以查看加工完后工件的合理性,得到的装配模型存入实例库中,供以后的设计参考。
8) 最后要求学生提供详细的设计说明书以及完整的二维、三维图纸。在论文撰写阶段和答辩过程中,采用看图软件,用来截取设计图像并辅助介绍整个设计过程,采用办公软件用来做文字的处理。每位学生在整个设计完成后,做一个总结,提出本设计的创新与特色在何处,考虑设计中存在问题以及相应的解决方法,这样,学生完成了本设计的全过程:塑料制品设计——模具设计——模具加工,学生可以在计算机上看到自己设计、加工出来的最终产品,体会到作为一名合格模具设计技术工人的成功感觉,同时在毕业设计过程中我们也要力争多请企业的设计人员同学生交流,多让学生接触到实际产品的设计、生产过程。
4.结束语
通过这样的毕业设计模式,相信学生既对高职高技五年课程的学习可以做一个总结,同时又掌握了最流行的、同社会实际最靠近的设计、加工方法。相信毕业生一定会受到社会的欢迎。
论文摘要:本文从实现“以就业为导向”的高等职业教育培养要求出发,通过分析模具专业的工作过程,研究和确定了模具专业的课程体系,并对模具专业校企合作实践进行了介绍。
一、模具专业的工作过程分析
高等职业教育模具设计制造专业培养的人才,将来主要从事模具类产品的造型设计、模具设计、自动数控编程和模具加工制造等,如图所示。
我有侧.其工作过程进行了深人分析,并针对每个工作步骤的能力、知识要求设讳教学项目。教学项目针对的是从事该岗位工作所需的知识、能力等的训练,一系列教学项目的实施,确保学当叁到今后从业要求的知识和能力标准。
例如,针对模具cad/cam工作岗位,我们根据cad/cam等应用软件在模具设计与制造中的工作过程要求,设计了难度由浅人深,循序渐进的冲压模具、塑料模具、压铸模具等若干个训练项目(见右表)。教学环节的实施完全遵守其工作过程。学生经过上述若干个项目的训练,基本能达到该岗位从业的要求。
在以往的课程设置中,我们虽然也开设了冲压模具设计与制造、塑料模具设计与制造、模具材料,pro/e(或ug-nx)软件实训、mastercam数控自动编程实训等课程,但学过这些课程后,学生仍不会模具cad/cam实际操作,更不可台日生任该岗位的工作。究其原因主要是我们教他们的是学科胜的知识和单项能力,并没有按工作过程的要求将知识和能力进才予综合、分析,形成体现按工作过程要求的能力、知识教学训练项目,cad/cam软件也没有当作模具cad/gam的工具去用。这也是为什么有时我们三年左右的模具人才培养,就其某一具体岗位能力的训练而言,有时还不如培训学校三个月的培养效果好,这很值得我们深思!
二、专业教举模式改革的产学合作实践
以工作过程为导向的人才培养模式,只靠学校单方来实施存在很大的难度,也难以达到预期的效果,与企业的实际生产过程结合起来,是最佳的途径。我们采取的校企合作方式主要有以下几种。
1.工学交替
借鉴德国的“双元制”教学模式和其他发达国家的职业教育模式,我们与宁波敏孚企业、宁波杰友升集团、宁波海天集团股份有限公司合作,实施了工学交替的校企合作人才培养模式。第一、三学期,学生在企业参加生产实践,同时学习模具制造基础、装配工艺、模具设计基础、产品技术文件、现场管理、班组长素质要求和品质管理等课程,并由企业实施职业能力、职业素质、职业知识等教育;第二、四、五学期,由学校实施基本文化素质、专业理论等方面的教育;第六学期再到企业进行毕业实践。
这种模式有两批学生交替参与,企业的岗位完全以学生为主运作,似门接受的是实际工作过程的训练,学生的身份就是员工,享受企业员工的工资等福利。该人才培养模式的培养计划以企业为主制定,充分体现了企业(社会)对高职人才的要求。它突破了传统的教学模式,学习过程真正体现了在实践中学、在实践中做。实施这种教学模式,在增加学习内容的同时,相应减少了一些课程的理论学时,使学生的学习内容更接近实际,更有实效,把学校的教学过程与企业的工作过程郁叶想告合起来,为实现高职教育进一步适应市场需求提供了保证。
2.项目化教学
项目化教学是将企业设备和人力资源引人学校,学校为其提供场地和工作条件,校企共同实施人才培养的教学模式。这种模式以核心能力的培养为主线,以产品开发的流程为出发点,设计教学项目内容,并完全交由企业来按他们的要求实施。项目化教学实施的内容也是学校专业教学计划中规定的内容,并与其将从事工作的工作过程相一致。企业既实施了学校的教学计划,也实施了企业的人才开发计划,是实实在在的双赢。
我们与宁波精意工业设计有限公司联合推出的“模具cad/cam”项目化教学,针对模具人才市场的需求,以完成模具生产过程所需的能力为培养主线,以产品开发的流程来规划教学内容、设计教学项目,由企业的专门人才把市场通行的、成熟的知识和技术传授给学生,使学生在掌握先进理论的同时,更加突出地表现为“会干”,体现了为市场需求而培养人才的培养目标
3.半工半读
半工半读人才培养模式是基于学校的人才培养方案中,没有为学生提供充分个性化的教育服务而提出的。在企业的实践中,学生已对其今后将从事的工作有了明确的定位,有的喜欢技术设备操作、有的喜欢设备维护、有的喜欢销售和售后服务。企业推出的半工半读项目可由学生自主选择,项目的实施主要以企业师傅带徒弟的方式进行,企业付给一定的报酬,学校相应的承认学生的实践学分。
关键词:选择性激光烧结;高分子粉末材料
中图分类号: F406 文献标识码: A
0前言
目前 SLS 高分子粉料的制备工艺处于行业保密状态,没有完整、公开的工艺流程可供参考,本文根据高分子粉末的制备方法,通过资料分析,总结出了低温粉碎法和溶剂沉淀法两种可行的 SLS 高分子粉料的制备方法和工艺流程。合理的工艺参数组合是获得良好成型质量的关键,成型工艺参数的设置和材料的性能有关,
1选择性激光烧结材料的概况
烧结材料是 SLS 技术发展的关键环节,它对烧结件的成型速度和精度及其物理机械性能起着决定性作用,直接影响到烧结件的应用以及 SLS 技术与其他快速成型技术的竞争力。因此,在 SLS 技术方面有影响力的公司如 3D(DTM)、EOS 公司都在大力研究并提供激光烧结材料,有很多科研机构和一些从事材料生产的专业公司也加入到激光烧结材料的研究开发当中。目前已开发出多种激光烧结材料,按材料性质可分为以下几类:金属基粉末材料、陶瓷基粉末材料、覆膜砂、高分子基粉末材料等。金属基粉末材料主要有两大类,一类是用聚合物作粘结剂的金属粉末,包括用有机聚合物包覆金属粉末材料制得的覆膜金属粉末及金属与有机聚合物的混合粉末。另一类是不含有机粘合剂的金属粉末,这类金属粉末可用大功率的激光器直接烧结成致密度较高的功能性金属零件和模具。金属粉末的直接烧结成型因工艺简单而倍受关注,但因烧结温度高,用激光烧结成型有较大的难度。陶瓷粉料的烧结温度很高,难以直接用激光烧结成型,因此,用于 SLS 工艺的陶瓷基粉末材料是加有粘结剂的陶瓷粉。在激光烧结过程中,利用熔化的粘结剂将陶瓷粉末粘结在一起,形成一定的形状,然后再通过后处理以获得足够的强度。目前陶瓷基粉末的激光烧结工艺尚不成熟,还没有实现商品化。
2 选择性激光烧结高分子粉末材料分类
2.1热塑性塑料粉
热塑性塑料粉又可分为晶态和非晶态两类,非晶态由于从熔融状态到固态没有结晶过程,故收缩率较低,成型工艺易于控制。玻璃化温度 Tg、粘流温度 Tf和材料的熔融指数是非晶态材料成型的三个重要的工艺控制参数。Tg与 Tf差值对成型过程材料的收缩变形有很大影响,而熔融指数直接影响成型零件的密度和强度。晶态成型粉料的特点是材料本身的模量和强度较高,同时在熔点以下粉末颗粒不会粘接,因而易于控制成型温度,获得较高密度的成型件。结晶类材料的缺点是从熔体到固体存在结晶相变,材料的收缩变形大,因此必须设法在烧结时给予补偿。对此类材料的成型,控制结晶的过冷区和速率是关键。现在已投入使用的结晶类成型粉料还不多,一般只是尼龙及共聚尼龙的粉料,由于结晶类成型材料具有较高的强度和韧性,有较大的发展潜力。
2.2热固性塑料材料
热固性塑料粉的成型过程是在激光的热作用下,材料分子间发生交联反应使粉体颗粒彼此粘接。最常用的热固性材料是环氧树脂和酚醛树脂,此类材料一般不能单独使用,它们可以作为粉末颗粒间的粘结剂。因此树脂颗粒在母体材料表面的包覆状态是至关重要的。热固性树脂的优点是零件变形小,尺寸稳定,价格低廉,缺点是固化反应时间一般高于激光扫描停留时间,因此来不及充分反应,零件的初始强度往往较低,需要做后期固化处理。现在较成熟的热固化成型材料是覆膜树脂砂,可用于铸造成型的型芯和型壳。
3选择性激光烧结高分子粉料烧结件的用途
由于 SLS 技术的灵活性和快捷性,它的应用领域几乎包括了制造领域的各个行业,在医疗、艺术、人体工程、文物保护等行业也得到了越来越广泛的应用。
3.1制造业领域
在制造业特别是航空、航天、国防、汽车等重点行业,其核心部件一般均为金属零件,而且相当多的金属零件是非对称性的、有不规则的曲面或结构复杂且其内部又含有精细结构。这些零件的生产常采用铸造或解体加工的方法。在铸造生产中,模板、芯盒、压铸模的制造往往是用机械加工的方法完成的,有时还需要钳工进行修整,不仅周期长、耗资大,而且从模具设计到加工制造是一个多环节的复杂过程,略有失误有时甚至要全部返工。特别是对一些形状复杂的铸件,如叶片、缸体等模具的制造更是一个难度相当大的问题,在加工技术与工艺可行性方面仍有很大困难。可以设想,如果遇到此类零件的样品或小批量生产,其制造周期、成本及风险是相当大的。
3.2新产品开发过程中的设计验证与功能验证
RP 技术可快速地将设计的 CAD模型转换成物理实物模型,这样可以方便地验证设计人员的设计思想和产品结构的合理性、可装配性、美观性,发现设计中的问题可及时修改。如果用传统方法,需要完成绘图、工艺设计、工装模具制造等多个环节,周期长、费用高。如果不进行设计验证而直接投产,则一旦设计失误,将会造成极大的损失。例如,家电及通讯产品的外形、结构设计,装配试验、功能验证,模具制造等;为客户提品样件,进行市场宣传等,快速成型技术已成为并行工程和敏捷制造的一种技术途径。
3.3医疗、人体工程、文物保护领域
医疗器械的设计、试产、试用。以医学影像数据为基础,把 CT 扫描信息实物化,利用 RP 技术制作人体器官模型作为医疗专家的可视模型,进行模拟手术或对特殊病变部分进行修补,人体骨关节的配制,文物的仿制等。
4 结语
目前,国内使用的 SLS 高分子粉料仅限于 PS、PA、PC 等粉料,大多数是各研究单位针对自己研发的 SLS 设备而研制的,成本较高,对设备的依赖性强,并且成型性能不稳定,成型件表面粗糙,表面硬度和强度不高。成型粉料和成型工艺是获得良好烧结成型质量的关键,SLS 高分子材料和工艺的改进研究仍有以下工作要做: 1.需要研制出更多种类、不同用途的粉料,逐步扩大 SLS 技术的工业应用领域。SLS 成型粉料的开发和生产应向商品化、系列化、规模化方向发展。国内目前尚无专业的快速成型材料制造商和销售商,各快速成型技术的研发单位开发的粉料品种比较单一,工艺适应性较差,不便于推广应用。2.开发高性能、低成本、低污染的高分子粉料,改变目前价格昂贵制约工业应用的现状。
参考文献
论文关键词:项目教学法,电火花线切割,加工实例
项目教学法,是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。学生完成的项目可大可小,主要通过项目完成的整个工作过程让学生学习一定的教学内容,并能将教学课题的理论知识和实际技能结合起来,使学生有独立制定计划并实施的机会。学生在一定时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为,培养自主行为能力,最后有明确而具体的成果展示。在这一过程中尽量让学生自己克服困难、处理在项目工作中出现的问题,综合应用学习知识。
“电火花线切割实训”教学过程中,使用项目教学法,通过教学做一体化让学生完成零件的加工机电一体化论文,这样不仅提高学生的计算能力、绘图软件操作能力和机床操作技能,还培养了学生团结互助的团队意识和学生的综合素质、综合能力。
1 “电火花线切割实训”项目教学法的一般步骤
“电火花线切割实训”教学过程一般可分以下几个步骤,如图1所示。简单来说,项目教学可划分为三个阶段,即项目的准备、实施和评价。每个阶段所要完成的教学任务不同,教师在各个阶段所扮演的角色也有所不同,要集促进师、示范者、评论家于一身。在项目教学准备阶段,教师要向学生提供与完成教学项目相关的知识、信息与材料,指导学生寻求解决问题的方法,这时老师主要是学生学习的促进者、指导者。在项目教学实施阶段,教师主要是营造学习氛围、创设学习情境、组织和引导教学过程,当学生在完成任务的过程中碰到困难时,他就给予具体帮助,他更多的是学生学习的组织者和示范者中国期刊全文数据库。
图1 项目教学法的一般过程
2 任务的引入
“电火花线切割实训”是一门实践性很强的实践课程,而线切割加工的工艺分析是加工合格产品的关键,只有工艺合理,才能高效率地加工出质量好的零件,因此,必须让学生对线切割加工的各种工艺问题进行深入的探讨。
从操作层面上讲,在教学时,我们不仅要求学生掌握简单的切割零件方法机电一体化论文,还要求学生会穿丝、上丝。最后针对模具加工中经常用的跳步加工操作,我们要求每个学生都必须掌握。
在模具零件的加工中,尤其是级进模凹模型孔的加工,型孔与型孔的位置精度要求较高,如果用电火花线切割分别加工型孔很难保证精度要求,在这种情况下这就要使用电火花线切割跳步加工这种加工方法。
3 任务的分配
用电火花线切割机床加工如图所示的零件,图2为零件的二维图。机床为泰州三星机械有限责任公司生产的DK7732A型号机床。零件毛坯为60mm×80mm×δ3mm的45号钢。对学生的要求:
(1)每组学生在两天时间内完成三个零件;
(2)记录每个零件完成的时间;
(3)用游标卡尺测量零件尺寸,记录误差。
图2 加工的零件
3 教师讲解
在对零件进行线切割加工时,必须正确地确定工艺路线和切割程序,包括对图纸的审核及分析,加工前的工艺准备和工件的装夹,程序的编制,加工参数的设定和调整以及检验等。加工步骤一般如下:1.凹模加工工艺处理方法,2.工件的装夹与定位方法;3.钼丝垂直校准方法与定中心的方法;4.电参数的选择;5.跳步加工方法和操作要领。
对于本次教学,在电火花线切割机床操作方面,学生之前已经掌握线电火花线切割的加工原理、机床的基本结构,简单的工件装夹、找正,基本的机床加工操作以及软件绘图等方法。我们此次项目教学主要要求学生掌握线切割加工的跳步加工,这是教学重点、也是教学难点。
考虑到单纯在黑板上讲解跳步加工过程以及操作步骤,学生很难掌握,也很枯燥。所以在教师讲解时运用多媒体教学机电一体化论文,通过Flash软件的仿真运动,让学生充分了解机床加工工件时的跳步过程。这样不仅激发学生的学习兴趣,同时也节省了不必要的画图和写加工步骤的时间。图3是运用Flash软件钼丝走丝轨迹。具体跳步加工步骤如下:
图3 钼丝走丝轨迹路线
(1)第1步加工内孔,钼丝运行轨迹如图①所示。加工完钼丝将停止运动,关闭工作液和走丝机构,拆下钼丝,再按电脑屏幕上的“继续”键,机床工作台将沿虚红线方向移动到第2个传丝孔的位置(加工前穿丝孔已经用钻床加工);
(2)将钼丝从第二个穿丝孔穿过,重新固定在储丝筒上,开走丝按钮和工作液按钮,再次按“继续”键,机床开始加工外轮廓;
(3)切割完成后,关闭走丝机构和工作液泵、关闭总电源、取下工件。
4 学生分组、练习
老师讲解演示完加工过程后,学生分组练习。机电工程系08模具-1班学生共有36人,实训地点机电工程系实训中心模具制造车间,共有快走丝电火花线切割机床6台,钻床1台,钳工工作台1台中国期刊全文数据库。学生分为6组,一组6人。
在学生的练习过程中,要以学生为主,这主要体现在每组学生的工艺计算、绘图、工件的装夹、电参数的选择等等。老师在巡视过程中发现的问题只需帮学生指出机电一体化论文,让组内其他同学思考错误的原因、怎么解决。这样提高组内同学之间团结互助、密切配合的团队意识。
5 点评和总结
在点评和总结环节,主要有组内自评、组间互评和老师点评组成。组内自评由每组组长对该组加工的工件、操作过程中出现的问题以及学生出勤等发表意见。组件互评主要是指6组之间相互指出工件的优缺点、测量尺寸并选出最佳的一组。最终由教师点评,跟踪学生的反馈情况和在巡视过程中发现的共性问题提出解决方法。
6 扩展与思考
最后,可以扩展知识和对学生提出问题思考,比如:
1.工件定位:以此工件为例,若工件定位不准,对加工的工件有何影响?
2.钼丝定位:开始加工前,若钼丝不在穿丝孔的中心,对加工工件有何影响?
3.钼丝引入处位置怎么最佳选择?
扩展可以帮助学生学到更多的操作技巧,全面吸收整个项目活动的精髓。思考可以帮助学生明晰项目完成的最佳思考方法,找到自己理论上的不足,提高以后再遇到类似难题的解决能力。
参考文献
[1]]黄芸,模具数控加工实训教程,国防下业出版社,2006.
[2]杨晓伟.启发式教学在《电火花线切割》教学中的应用[J].职业教育研究,2008(1):146-147.
[3]姜大源.职业教育学研究新论[M].教育科学出版社,2007,(1).51-52.
[4]蒋建强.电火花线切割加工工艺分析及编程实例[J].职业圈,2007(10)129-130.