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模具设计国家标准样例十一篇

时间:2023-05-15 16:08:37

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模具设计国家标准

篇1

中图分类号:G718.5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(b)-0247-03

当前我国职业教育正面临着新的突破性发展,2006年教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》的16号文件颁布后,全国各地各级高职院校都积极的进行教学改革,探索高职教学新模式以提高教学质量。

《Pro/E模具设计》课程是模具专业的主干专业课。在学习这门课时,传统的教材是先讲菜单和命令的使用,最后再画整体图形,这种传统的教学方法学习效果不佳,因为教师讲的多,学生练的少,结果是学生上完课了,没能学到多少东西。为适应当前高等职业教育发展的客观需要,推进教育教学改革的不断深化,因此,笔者采用采用基于工作过程导向的方法,对《Pro/E模具设计》课程进行了重构,以先进的教学方法来充分调动学生的学习积极性。

1 教改理念

高职教育比较先进的教学理念和方法是基于工作过程系统化导向的项目式教学法。所谓工作过程是指在企业里为完成一件工作并取得成果而进行的一个完整的工作程序,它是一个处于动态中的、结构相对固定的系统[1]。基于工作过程导向的教学法的核心是以能力为本位,以学生为主体,做中学、学中做、做中通。美国学者Eric L.Wang编著的《ENGINEER ING W ITH LEGO BRICKS AND ROBOLAB》书中有一段话:“Tell m e and I forget;Show me and I remember;Involve me and I understand”基于此,本文进行课程重构的教改理念是:动脑思考,动手去做,全程参与[2]。

2 《Pro/E模具设计》课程重构

2.1 模具专业岗位分析

经过市场调研及整理分析后,模具设计与制造专业岗位群主要包括就业岗位和迁移岗位。具体的岗位群有:模具设计员、数控机床操作员、电火花机床操作员、线切割机床操作员、Pro/E制图员、Pro/E模具设计师与产品结构设计师等,如(图1)所示。其中加矩形框的岗位为学完《冷冲压、塑料模具设计》课程之后可应聘的岗位。加椭圆框的为学完《Pro/E模具设计》课程和前面相关模具设计课程后可直接应聘的岗位。

2.2 课程目标设计

在模具专业岗位群里,本课程对应的岗位是Pro/E制图员和Pro/E模具设师,具体设计课程目标如下。

2.2.1 总体目标

通过《Pro/E模具设计》的课程教学,使学生对专业基础知识和技能得到进一步的深化、理解、巩固、提升和扩展,使学生能灵活运用PRO/E软件,解决模具设计和制造中的具体问题,并能将其应用于企业生产实际,满足企业与市场对专业职业能力的要求,同时为学生在未来就业的岗位上不仅能与其相适应,而且能导引企业走在行业技术发展的前列奠定扎实的基础。

通过本课程之项目一Pro/E冷冲压模具设计的学习,使学生能掌握基本的二维草绘命令和方法;能对零部件结构进行分析,能确定正确的建模顺序,选择合适的建模特征,掌握三维建模命令、方法和技巧;能分析零部件间的装配约束关系和连接关系,装配中等复杂程度的模具产品;能生成符合机械制图国家标准的零件工程图及模具装配工程图;通过本课程之项目二Pro/E塑料模设计的学习,使学生能掌握Pro/E塑料模具设计的一般步骤、EMX的安装和配置、参照模型的加载、分型面与浇注系统的建立、模具工作零件的设计以及模架及其它模具机构设计(塑料模具总体结构设计)。通过本课程之项目三Pro/E工程图设计的学习,能生成符合机械制图国家标准的模具零件工程图及模具装配工程图。从而培养学生创新思维,能用现代设计方法设计产品,同时增强团队合作意识,培养学生耐心、细心、科学严谨的工作作风,为以后参加工作打下扎实的基础。

2.2.2 能力目标和知识目标

能力目标和知识目标按照职业成长规律,由易到难设计,如图2所示。

2.3 课程项目设计

本课程分课内、课外两条线进行能力训练,共设计了三个必修项目和二个拓展项目。课内必修项目为冷冲模设计和塑料模设计,课外拓展项目为风扇设计和花洒逆向造型设计。为了培养学生进行创新思维和创造能力,课外项目不规定产品具体尺寸和造型方法,任由学生发挥。其中冷冲模设计项目中,零件设计内容涵盖了工程中轴类、盘盖类、标准件、常用件等四大类零件。通过对各零件的造型和装配,不仅强化训练了学生进行产品平面建模的能力,也锻炼了学生冷冲压模具设计的能力,在建模过程中,授以设计的思想;塑料模设计项目主要强化参考件的加载、模仁分模设计、工作零件结构设计、浇注系统设计以及标准模架及其它标准结构的选用能力;工程图项目主要强化学生的Pro/E软件参数配置和产品零件图及装配图的出图能力;拓展项目之风扇设计主要锻炼学生的曲面设计能力;拓展项目之花洒逆向造型设计主要锻炼学生的逆向曲面造型设计,让学生运用现代设计方法里的逆向工程思想和方法进行设计。具体项目设计如图3所示。

3 结语

把《Pro/E模具设计》课程进行基于工作过程导向重构后,采用分组项目驱动,在教学过程中,不能让一部分基础差的学生依赖能力强的学生,要让他们在项目推进过程中有事可做,所以在项目分工中任务明确,并推行“一帮一”的措施,对部分学生及时帮助纠正,提高教学质量。在《Pro/E模具设计》课程进行基于工作过程导向重构后,能够充分调动起学生学习兴趣,而且取得明显的效果,在职业院校的专业课教学中,有其独特的优势,具有进一步大力推广的意义。

参考文献

[1] 王诗文.高职教育以工作过程为导向的项目教学改革初探[J].教育与职业, 2009(35):76-78.

[2] 刘萍萍.基于工作过程导向的《模具CAD》教学设计与实践[J].机械制造与自动化,2011(1):84-86.

[3] 胡斌杰.基于工作过程导向的《发酵工艺》精品课程建设与实践[J].职业技术教育,2010(8):45-47.

[4] 徐文华,叶久新主编.Pro/E4.0模具设计实用教程[M].北京:北京理工大学出版社,2009-06.

篇2

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)08-0048-02

一、说课的意义

“说课”是教学改革中涌现出来的新生事物,是进行教学研究、教学交流的一种新的教学研究形式,是授课教师在独立备课的基础上,系统地谈自己的教学设想及理论依据,以达到相互交流、共同提高的教研形式。它有利于提高教师理论素养和驾驭教材的能力,也有利于提高教师的语言表达能力,是优化课堂教学设计,提高教学能力的一种有效途径。教师在“说课”时,不但要说清楚教什么,怎样教,还要说清楚为什么这样教。所以在“说课”前,教师必须认真学习相关高职教育理论,要了解当前高职教研教改动态。从说课前的准备到说课再到评课,这是教师紧密结合教学实际,主动学习理论、获取信息、钻研教材、思考问题、解决问题、探索创新的艰苦实践的过程,也是教师自觉学习、提升、不断发展的过程,教师在教学思想认识、教学实践方面将产生由感性认识到理性认识的质的飞跃。

二、说课的主要内容

说课一般应从以下几个方面来阐述:第一说大纲;第二说教材和教学参考资料;第三说教学方法手段;第四说学情及学生学习方法的指导;第五说教学程序设计。

下面以我系《塑料成型与模具设计》课程为例进行说课设计。

三、《塑料成型与模具设计》说课稿

1.课程定位。①课程的性质与任务。本课程是模具设计与制造专业重要的专业课程之一,培养学生的塑料成型技术应用能力。②人才培养目标。培养拥护党的基本路线,适应机械类行业生产、建设、管理、服务第一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展的,具有良好的职业道德和职业素质,具备高等职业技术人才的文化基础,具有突出的模具设计与制造工艺技术应用能力,并能在工作中熟练地应用CAD/CAM技术等现代新技术,具备较强的技术综合实践能力和技术规范实施能力的高等技术应用性专门人才。③专业面向的岗位群。在人才培养计划中提出模具设计与制造专业面向的岗位群是:金属冲压模具、塑料成型模具设计与制造岗位;通用数控机床编程与操作岗位;特种数控机械加工设备程序的编制与实际操作岗位;车间生产与技术管理等岗位。四个岗位都要求能熟悉模具的结构组成、动作原理及典型零件的加工特点、工艺性,为此开设《塑料成型与模具设计》课程对各岗位的职业能力都起着重要支撑作用。④先修及后续课程。如下表。

⑤能力要素。在我院模具设计与制造专业人才培养方案的知识、能力、素质结构分解表中有一项职业能力:设计中等复杂程度塑料模具,它要求的能力要素是审查制品工艺性;使用模具设计手册;确定塑模结构和设备;塑模工艺设计;使用软件设计模具;选择塑模标准件;设计塑模零件。⑥课程的教学内容。根据这些能力要素大纲将这门课程划分为七个学习情境,分别为塑料模具的认知;塑料成型基础;塑料成型工艺与设备;注射成型模具;压缩成型设备与模具;挤出成型设备与挤出机头;重点讲述注射模设计、压缩模设计、挤出机头设计,同时根据塑料模具设计技术的发展,适度介绍精密塑料模、热流道模具等先进模具技术。课程的难点是注射模的设计,在讲压缩模和挤出机头设计时,只讲个性知识,突出重点。

2.教材和教学参考资料。根据大纲中的教学内容安排,本门课程选择的教材是机械工业出版社出版的《塑料成型工艺与模具设计》,这本教材在每一类模具设计内容的编写中详细介绍了模具的组成、结构特点、工作原理、设计要点、模具成型生产所用的设备、模具材料以及热处理要求等,而且紧贴模具技术的发展。在这本教材中一共有十一章,根据大纲安排,教学中把这些内容有机融合起来,比如将教材的第二、第三章结合在一起讲,重点讲授塑料的性能和塑件的工艺性,还有把第四章第三节注射模与注射机的关系内容移到塑料模具设计内容学完之后再讲,因为学生要是不系统学完模具结构设计,很难把注射机与注射模的参数联系起来。在教学中还需要借助其他资料提供经验数据和典型的模具结构,还有几本教学参考资料——《塑料成型模具与设备》、《塑料注射模国家标准手册》、《模具设计图册》。

3.教学方法手段。①教学环节突出以应用为主线,贯彻高等职业教育“必须、够用”的原则,注重教学内容的实用性,摒弃传统的繁琐计算,训练学生查找国家标准手册的能力,通过习题检查教学效果。②传统教学与多媒体教学相结合。《塑料成型与模具设计》课程中面临大量的零、部件结构、模具结构认知学习,其中许多内容难以用现有的实验条件进行演示,而计算机辅助教学往往可以达到事半功倍的效果。③采用启发式教学。在教学中处理好“教”与“学”的关系,多引导、启发学生自主思考,变学生的被动学习为主动学习。

4.教学程序设计。我认为在《塑料成型与模具设计》这门课程中,首先应该让学生对设计的对象塑料模具有个认识,所以本章的重点定为介绍各类成型方法以及应用。讲这部分内容时,我先给学生看些图片,图片中的塑件都是日常生活中随处可见的,此外让学生踊跃发言补充还有哪些形式的塑件,然后讨论为什么这些生产、生活中有这么多的塑料件,它们是怎么生产出来的,先让学生产生一种新奇感,认为这门课有东西可学,有奥妙可探,激发学生学习的冲动和探索的愿望,而后结合动画一一介绍本次课的重点——成型方法,在这个过程中要注意介绍这些成型方法的应用,本次课的课堂练习是要求每个学生写出3至5个塑件,说出它的成型方法,然后组织学生一起讨论,激发出学生的学习兴趣。

高职教育以培养高技能人才为根本任务,以适应社会需要为基本目标,因此,高职教师必须以应用为主旨,有特色地实施高职课程有效教学。经常开展说课活动,可以在教师中形成钻研教学业务、学习教育理论的浓厚气氛。

篇3

中图分类号:TG386 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2016)009-000-02

目前我国制造行业中,机械模具的实际应用可有效的提高生产效率,因此其已成为现阶段制造业的研究热点,其中模具成型阶段的模具设计对整个机械制造效率影响较大,所以模具设计需参考相关国家标准和国外先进技术水平。同时我国的机械制造模具设计采用的技术种类繁多并各具优缺点,可用于不同用途的机械制造。因此对我国机械制造模具成型设计进行研究分析具有重要意义。

一、模具设计与制造的研究现状

目前我国的模具设计与制造领域还处于向世界先进水平的学习阶段,自主创新程度不足。与国际先进水平相比,我国整体模具工业水平差距较大,尤其模具加工在线测量和质量管理差距超过15年,具体为模具使用寿命低以及生产周期长,特别是一些精度要求高的模具,其寿命不到国外先进水平的40%[1]。而目前我国模具设计发展较快,不仅模具的设计水平较高,同时模具设计总量已达到一定规模。与一些发达国家的模具设计相比,我国模具的设计水平还具有较大的发展空间。特别是大型、精密的模具的实际设计应用比例较低,不到其他发达国家的50%,这主要是由于我国制造行业的研发能力、精密加工设备、人员专业素质和创新意识的不足造成的。这也使得我国的模具设计和制造领域差异性发展,中低档模具出现供过于求的现象,而大型、精密的高技术模具则主要依靠进口。因此我国的模具设计和制造领域的发展必须依靠模具成型技术、设备加工精度和产品质量的不断提高。

二、机械制造模具成型设计

机械制造模具成型设计是机械加工业的重要技术环节之一,其设计的好坏直接关系到模具成型质量,因此应该进行严格的设计研究和分析。设计人员接受模具成型设计任务书后,应对设计图纸和模具的原材料进行严格检查,需对这些材料标注具体性质信息。同时也需对机械制造模具的技术要求进行仔细的技术分析,使得生产出的模具的相关参数符合设计要求,进而保证利用模具生产产品可达到企业加工和设计要求。还需对模具尺寸进行精细计算,确保加工零件的尺寸和技术参数满足模具成型设计任务书的具体要求。对于机械制造模具成型设计步骤,本文以注射模具设计为例进行具体说明。

1.模具成型设计考虑的问题

注射模具设计是机械制造领域中比重较大的一类模具成型设计,其具体设计应考虑:首先是塑料材质选择,其是否符合设计任务书的要求以及冷却过程的收及补问题。其次是模具浇口和分型面的具体类型和参数,同时也需考虑模具制造过程的冷却或加热对模具的性能影响。最后是根据模具尺寸合理选用注射机,注射机选型应考虑注射机的最大注射量、锁模力以及模具尺寸等参数,保证模具结构和零件形状简单实用,整个模具的精度、表面粗糙度和刚度符合设计任务书的要求,便于模具制造和加工[2]。

2.模具成型的设计步骤

(1)塑件分析

塑件分析的两个重要考虑因素是塑件设计要求和塑件生产批量。确定塑件设计要求时,应根据塑件制品零件图、成型工艺的实用性和经济性进行设计,要明确塑件性质、形状要求、尺寸精度和表面粗糙度等相关技术参数,如塑件的相关技术参数需变动时,应与产品设计人员进行商讨变动可能性。塑件生产批量对塑件生产成本影响较大,对其进行分析时,首先应明确塑件的生产批量,根据其选择合适的模具,如生产批量较小,可考虑使用简单模具,降低生产成本。而生产批量较大时,在保证塑件质量的前提下,尽量缩短生产周期,提高生产效率,可考虑使用一模多腔或高速自动化生产模式,同时也应严格要求模具推出或脱模机构的控制使用。除了上述两种重要考虑因素外,塑件分析过程应计算塑件的体积、质量和模具型腔数量,为接下来的注塑机选用做好前期准备工作。

(2)注塑机选用

根据塑件分析对塑件的体积和质量计算确定模具的结构,再进行注塑机型号的选用,明确其与模具设计相关的技术参数。这些技术参数主要包括注塑机最大注塑量,注塑压力大小,安装螺孔位置,注塑机模板面积、定位圈和喷嘴等相关构件尺寸,进而保证注塑机型号可以满足实际模具设计需求。

(3)模具成型设计计算项目

完成注塑机型号的选用后,可进行模具设计计算项目,明确具体技术参数,如凹凸模尺寸计算,型腔壁厚和底板厚度的确定,以及模具加热、冷却系统的选型和设计。

(4)模具成型结构设计

模具成型结构设计应主要明确以下相关参数,首先是塑件成型位置以及各分型面的实际应用。其次是模具型腔数量、型腔排列的选择。再次是模具相关零件、顶出机构以及排气方式等相关设计。最后是根据模具总体尺寸选择适当的模架,目前模架型号已标准化制造,可根据实际要求直接购买。通过上述参数的确定,进而绘制完成的模具成型结构图。

(5)模具成型相关图纸绘制

模具成型相关图纸绘制主要包括绘制模具总装图和零件工作图,其绘制过程应严格参照机械制图国家标准和相应的行业规范,其绘制原则与常规机械图画法基本一致,需明确模具成型的形状和浇口位置。同时制模具总装图的俯视图中,可去除定模部分,只保留相应动模部分。模具总装图应包括模具外形尺寸,装配尺寸、极限尺寸以及技术条件等,并编写相应的零件明细表。

3.机械制造模具成型设计的相关技术

(1)计算机CAD/CAM辅助设计软件

机械设计和辅助加工制造技术的大量应用,有效提高机械设计制造的研发效率,促进现代制造业的研究开发工作,我国模具成型设计发展得益于计算机CAD/CAM辅助设计的发展应用。该技术可通过计算机进行模具成型模拟设计,进而有效提高设计效率。同时该技术可以与数字、数控等技术联用,既可进行开发设计过程中各种信息的定量表达、存储和控制,实现模具成型设计全局优化运算,也可通过数字建模和仿真模拟和动态分析优化设计思路和要求,同时其可有效降低模具成型设计和改造成本,缩短模具成型设计时间,提高模具成型设计效率。目前计算机CAD/CAM辅助设计软件的开发利用,实现模具软件应用的集成化、网格化发展。如Power Solution CAD/CAM集成化系统,其可完成几何建模、工业设计和制图、仿真分析、数控编程、测量分析等多种功能设计,同时该系统的各功能模块相对独立,也可使用数据接口与其他系统联用运行,体现该系统的开放性和兼容性。

(2)模具成型三维化设计软件

传统的模具成设计是二维设计过程,其已不适应现代制造行业的发展要求。而采用模具成型三维化设计软件可以立体直观的设计模具,设计出的三维数字化模型便于产品结构的CAE分析、模具性能评估以及加工成型过程模拟。如Pro / E和CATIA等软件的使用,可进行模具并行工程设计。专业3D注塑模设计软件,可实现3D型腔、型芯结构、模架配置及结构设计优化。如Moldflow Advisers三维真实感流动模拟软件、3D Quickfill、HSC 3D4.5F、Z-mold等软件实际设计应用效果良好。

(3)模具成型设计相关的制造技术

机械制造模具成型设计过程中,对模具的加工精度和强度有严格的技术要求,而常规的模具设计制造技术满足不了这些要求,使得模具成型设计的实用性降低,同时也浪费相应的设计成本,因此需要采用先进制造技术满足技术要求。目前可采用的先进制造技术主要包括以下3种:首先是电火花加工技术,该技术是利用火花放电产生的瞬间高温蚀去金属进行模具的加工成型。该技术分为电火花穿孔成型加工和电火花线切割加工两种,电火花穿孔成型应用在型腔加工环节,而电火花线切割加工主要用于注射模、压铸模和热锻模等模具型腔成型作业[3]。其次是高速切削加工技术,该技术主要利用高速切削对高硬度、耐磨损模具材料进行加工处理。与传统模具设计与制造相比,高速切削加工技术可有效提高模具加工效率,保障模具制造质量。最后是快速模具制造技术,该技术是快速成型技术(RPM)与常规模具制造技术的有效结合,其可以大量缩短模具设计开发时间,有效提高生产效率,节约生产成本,已成为模具设计与制造的重要技术方法。其主要包括基于RPM原型的精密铸造模具、喷涂法、熔模铸造以及直接制造金属模具等具体技术方法。

三、结语

通过本文对模具设计与制造的研究现状以及机械制造模具成型设计的阐述分析来看,与国际先进水平相比,我国机械制造模具成型设计水平差距较大,需增加模具成型设计与制造领域的研究力度,采用新设计软件和先进模具制造技术,确保机械制造模具设计和制造向大型化、高精度、环保以及技术含量高的方向发展。

参考文献:

篇4

关键词: 职业岗位;工作任务;课程体系构建

Key words: occupational status;work tasks;curriculum system construction

中图分类号:G423.02 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)28-0268-02

0 引言

目前,湖南省的高等职业技术学院有60多家,其中有半数以上职业院校都开设了模具设计与制造专业,为湖南乃至全国各地培养了大批模具设计与制造专业人才。但是,从对企业调查的情况表明,普遍存在学校所学与企业需求之间还不相适应,毕业生到企业后的上岗前培训周期过长,专业技能、综合素质与岗位要求还有一定的差距。专业建设模式有待更新、课程体系有待完善、师资队伍建设有待加强,应用性人才培养质量急待提高。基于以上现状,不少学校都在积极探索高技能模具设计与制造专业人才培养模式,本文从模具设计与制造专业职业岗位与主要工作任务分析入手,介绍了模具设计与制造专业基于工作过程的课程体系构建的过程,为模具专业人才的培养提供借鉴。

1 职业岗位与主要工作任务分析

通过市场调研、企业调研,确定本专业主要对应模具设计工程师、产品设计与开发工程师、机加工设备操作中、数控加工技术员、模具装配钳工、成型技术员、模具生产与管理员等7个职业岗位。最终我们根据毕业生就业情况,确定我院模具设计与制造专业对应的核心职业岗位为模具设计工程师(注塑模具、冷冲模具)、产品设计与开发工程师、模具数控加工技术员、机加工设备操作员等4个职业岗位。(表1)

2 基于模具设计与制造工作过程的课程体系构建

分析模具设计与制造典型工作过程为:模具设计——工艺编制——模具制造——模具装配调试四个过程,分析各岗位所需的能力和技能,确定模具设计与制造专业学习领域课程,构建以模具设计与制造工作过程为导向的课程体系,形成三大专业核心能力模块体系——通用制造技术模块、模具设计模块、现代制造技术模块。

①通用制造技术模块:图1所示为通用制造技术模块分析图,它是进入制造业的入门模块,完成此模块的学习,即可获得模具钳工中(高)级证、普通机床操作工证、绘图员证。具备从事普通机床加工、模具钳工和绘图员的上岗能力。

考核方式:完成中等难度的钳工单件合格零件考核;完成简单模具配合件考核;完成模具标准件加工考核;完成合格的生产准备过程和良好的职业习惯考核。

②模具设计模块:图2所示为模具设计模块分析图,学生在完成第一模块学习的基础上,对机械制造工艺过程有较清晰的了解,为模具设计奠定了基础。通过该模块的学习,学生可获得三维模具设计绘图员证、模具设计师证,具备了进行成套模具设计及产品开发的基本能力。

考核方式:运用计算机辅助设计完成一套中等难度的注塑模、冷冲模和压铸设计,设计工程图应符合国家标准,合格的设计过程和良好职业习惯的考核。

③现代制造技术模块:图3所示为现代制造技术模块分析图,完成该模块的学习,学生可以获得数控车、铣、加工中心操作工证。具备运用高精设备,高效率、高质量、低成本地完成成套模具制造工作的基本能力。

考核方式:运用掌握的各种制造技术制造一套中等难度、质量符合图纸技术要求的注塑模模具,并生产一件塑料制品;运用掌握的各种制造技术制造一套中等难度、质量符合图纸技术要求的冷冲模模具,并生产一件冲压制品;合格的生产工艺过程设计与工装准备以及良好的职业习惯考核。

3 结束语

我们通过深入企业调研、历届毕业生的信息反馈、模具企业高管及技术专家来学院讲座及座谈、用人单位来学院招聘交谈、教师去企业顶岗实习、互联网的查询等,明确本专业各岗位工作任务,根据岗位能力要求,构建了基于模具设计与制造工作过程的课程体系,在充分考虑了职业岗位的相关性和迁移性的基础上,将专业学习领域及拓展领域课程整合为三大模块——通用制造技术模块、模具设计模块及现代制造技术模块,使学生的职业能力呈现螺旋式循序上升的趋势,同时课程内容对接职业标准,将模具设计师、制图员、工具钳工等职业标准引入教学中。企业专家参与专业及课程建设。同时,我们将拿学分与考证并举,从而保证了毕业生与所从事工作岗位的无缝对接,学生学习完各模块后,能胜任多个就业岗位,在今后找工作时就可左右逢源,保证了学生职业生涯的可持续发展。

参考文献:

[1]卞平,刘建潮,李顺军,赵明炯.高职模具设计与制造专业工作过程系统化的课程体系构建[J].十堰职业技术学院学报,2011(02).

[2]袁晓洲.高职模具专业“三位一体”培养模式的构建与实践[J].湖北职业技术学院学报,2005(02).

[3]仇锦.浅谈高职院校课程体系的构建[J].中国科教创新导刊,2011(14).

[4]盛定高,刘永利.高职模具设计与制造专业人才培养模式的创新与实践[J].职业教育研究,2009(10).

篇5

关键词:汽车覆盖件 模具标准化 标准件

中图分类号:H12 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)08(a)-0056-02

中国已经成为模具制造大国,但想要成为模具制造强国还有较长的路要走。高端汽车覆盖件模具设计制造具有难度大、质量和精度要求高的特点,能够较好地体现汽车模具水平。高端汽车覆盖件设计制造水平最能体现一个国家模具制造水平,但就目前来看,国内高端汽车覆盖件模具的设计、制造和管理和国外相比是存在技术差距的,普通汽车覆盖件模具在设计、制造和管理方面也缺乏完善的标准,以至于模具的标准化水平较低,生产制造效率也较为低下,无法满足行业做大做强的发展需求。

1 国内汽车模具行业发展情况分析

相较于美国、日本等汽车制造业发达的国家,我国汽车制造业发展时间相对较晚,国内模具也仅有1/3左右是为汽车制造业服务,国外发达国家汽车模具则占据整个模具产业的50%左右。一直以来,国内汽车模具行业发展都是散、差、乱的局面,缺乏完善的模具行业标准,多数汽车模具制造企业的模具标准件生产点较少,并且呈现出散乱分布的状态,无法实现标准件的批量生产。在汽车模具设计、生产和使用管理方面,国标、行标或一些企标出现并存混用的现象,标准的使用较为混乱。

2 汽车覆盖件模具标准化建设存在的问题

2.1 缺乏先进的模具设计标准

作为汽车模具的重要组成部分,覆盖件模具的设计技术较为密集。目前,国内中小型汽车覆盖件模具生产企业大多采取传统手工设计方法和二维CAD设计技术,部分较大型模具生产企业引入了UG等三维设计技术。但由于缺乏完善的设计标准,以至于影响了设计的标准化发展进程。在实际的模具设计工作中,汽车覆盖件模具结构组成较为复杂,包含吊耳、导板和凸台等。但由于缺乏结构设计标准,设计人员的设计常常会与模具造型发生冲突,从而导致模具设计造型无法实现,继而造成设计人员和实型铸造造型师进行重复返工。

2.2 缺乏科学的模具制造标准

不同于其他汽车模具,汽车覆盖件模具的加工难度较大。在国内,只有少数企业使用高速切削加工技术进行覆盖件模具的加工,所以整个模具行业尚未形成相应的生产制造标准。而多数企业采取的则是以数控为主的加工方式,需要通过引进数控设备机床实现覆盖件模具的分序加工,生产出的模具余量较大,并且精度较差,需要通过钳工研修[1]。但是,无论是利用数控设备进行模具加工还是对模具进行钳工研修,都需要凭借人工经验进行生产制造,因此较难形成生产加工标准。

2.3 缺乏有效的模具管理标准

在模具管理方面,不少汽车企业虽然使用标准件,但是主要会通过进口实现标准件采购。所以在汽车覆盖件模具管理方面,尚未建立典型的模具结构工艺标准,也尚未形成行业标准件管理标准,以至于国内覆盖件模具标准件种类不全,无法与国外汽车模具标准件生产企业进行竞争。

3 汽车覆盖件模具的标准化建设措施

3.1 借鉴先进的模具设计标准

在汽车覆盖件模具设计方面,欧美等发达国家已经形成了较为完善的模具设计标准,可以为国内覆盖件模具设计标准的制定提供指导。具体来讲,就是结合国外先进模具设计技术,完成模具设计技术条件和验收技术条件等标准的制定。而汽车覆盖件模具设计技术标准应包含基础标准和应用技术标准。在基础标准建设方面,需要完成制图和公差与配合等标准的制定。而在应用技术标准方面,则可以引入国外的3D造型设计标准,从而利用统计图表形式将模具设计中的标准部件表示出来,继而降低模具的实型铸造难度[2]。实际上,汽车覆盖件除了拥有复杂的型面,其他部分都具有一定的相似性、对称性或重复性。在模具设计中进行模具特征结构标准件的应用,则能够促使模具设计向着标准化的方向发展。如图1所示,为集成化的标准件。利用参数间的关联使安装台尺寸随着标准件规格变化而变化,然后将标准件装配到模具文件中,就可以生成标准件单元体。在此基础上,将需要的标准件调入,就能够实现模具的标准化设计,从而避免出现搭配错误。

3.2 建立科学的模具制造标准

相较于传统切削工艺,高速切削可以依靠较高的切削速度、加工质量和进给速度实现模具加工,能够为模具加工标准的建立提供支持。根据高速切削的数据软件,并结合覆盖件模具的加工特点,可以进行具有完整品种、精度和质量要求的加工规范的制定。而在规模设备和生产方法方面,也需要建立有关加工效率和加工方法的规范,以便利用最短时间、最少的人力和物力投入完成各种覆盖件模具的制造[3]。就目前来看,汽车覆盖件模具通用标准有国际标准、国家标准和行业标准。在模具加工生产方面,还要结合加工效率、加工方法和专用模具等内容进行企业生产加工标准的完善。

3.3 完善行业和企业的模具管理标准

在汽车覆盖件模具的管理方面,还要实现现有管理标准的完善,以便实施模具的标准化管理。一方面,需要以模具结构标准为基础完成企业模具设计标准的编制,即完成标准件结构和零件图的统一绘制,然后利用图形和参数实现模具形状和加工公差的标准化管理。另一方面,企业需要在机床空闲时间进行预制标准件的加工,从而缩短企业常用模具的制造周期,并且对机床工作量实施平衡管理。此外,在加工设备管理方面,需要完成不同机床的不同加工规范的制定,以便对模具制造进行规范化的管理。

4 汽车覆盖件模具标准化建设的前景及方向

4.1 汽车覆盖件模具标准化建设的前景

就目前来看,汽车模具标准化制造水平已经成为了衡量国家工业化水平的标志之一。而近年来,国内汽车覆盖件模具占整个模具产业的份额也在不断增加,具有年产5 000万元模具能力的企业已经多达30多家。在这种情况下,汽车模具覆盖件必须完成标准化的建设,才能够形成更大的经济规模。因此,无论是从国家科技发展还是经济发展角度来看,汽车覆盖件模具标准件的品种都将得到扩大,模具的生产精度也将得到提高。因此,在模具标准化建设方面,汽车覆盖件模具将获得较好的发展前景。

4.2 汽车覆盖件模具标准化建设的方向

从建设方向上来看,汽车覆盖件模具想要实现设计、生产和管理的标准化发展,还要对模具单件生产方式和机制进行改制,以便建立相应的设计、生产和管理标准,从而提高模具设计、制造和管理水平,继而使其向着现代化标准生产方式和专业化量产的方向转型。为此,汽车覆盖件模具行业还要进行通用零部件标准化品种的扩大,从而提高模具标准化水平和程度。而为扩大标准件的应用范围,还要进行标准件技术含量的提高,从而使标准件的组合率得到提高。此外,在模具标准化建设方面,还要完成模具结构形式等多个数据库的建设,并且建立模具验收技术条件标准。

5 结语

总之,想要提升汽车覆盖件模具标准化水平,还要加快模具设计、生产和管理标准的制定,从而进一步促进模具行业标准化水平的提升。为此,相关人员还要了解国内汽车模具行业发展情况,并且加强汽车覆盖件模具标准化建设目前存在问题的分析,以便明确模具标准化建设的方向和任务,同时提出标准化建设的对策,从而更好地促进汽车覆盖件模具行业的发展。

参考文献

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随着我国工业生产领域的不断发展,市场对于工业产品的需求量逐年上升,在激烈的市场竞争环境下,工业产品的升级与更新速度不断加快。为了使所生产的产品与市场需求相一致,工业企业需要对生产线以及模具设备进行不断地调整,设计周期大幅缩短,模具设计方面的工作任务更加艰巨。其中,绘制模具模式与制造模具标准件等方面的工作是模具改造环节中十分重要的工作内容。通常情况下,每生产一副模具,其中50%以上的工作是标准件的生产工作。为了提高标准件生产效率,设计人员需要综合运用各种方法对标准件进行更加全面的设计,使企业内部的生产部门能够准确了解与标准件有关的各项参数。利用CAD三维图库对标准件进行设计是当工业企业广泛应用的模具设计方式之一。然而,当前我国工业企业在CAD三维图库的使用与操作上还存在着一定程度的不足,不同类型的工业企业在标准件的设计思路与设计方法等方面存在着比较大的偏差。因此,工业企业设计部门需要对标准件库进行有针对性地删除、补充以及修改,提高标准件库的实用性与可靠性。

模具生产工作中最核心的生产工具是冲压模具。冲压模具的设计工作需要在计算机技术的支持下完成,所使用的设计软件主要为CAD三维图库系。由于该系统中不包含数字化的项目数据资源,设计人员在进行操作时需要借助一定的数据资源对设计项目进行处理,所使用的数据资源主要来自于手册工具书等。另外,三维图库系统中也不包含设计工作所需要参照的国家标准,设计人员在_始进行模具设计工作之前需要对相关的法律法规进行全面且深入的分析,使相关的设计方案既符合生产要求也符合行业规范。工业企业单位需要深刻认识到三维图库系统对于冲压模具设计工作的重要意义。在对技术手册资源进行深入调查研究的同时也要学会通过三维图库系统中所包含的参数化设计技术、资源分析技术以及数据库技术进行应用。

三维图库系统对于工业领域的生产工作产生了巨大的影响,工业生产企业需要对三维图库系统进行深入的研究与分析。在对该设计方法进行研究与分析的基础上,也要根据已往的设计经验对目前所采用的设计资源进行全面的数字化处理,丰富三维图库系统与设计资源的数据量,使接下来的设计工作能够直接对设计资源进行调用。工业企业内部的工程技术人员建立起一套新型的软件系统设计思维,了解模具设计的具体操作方法。工业企业所采用的模具标准主要包含典型模具结构、标准模架以及标准件等。依照形状特点可以将模具标准分为杆件和板件两类。其中板件主要包含卸料板、固定板以及上下模座等;杆件通常包含卸料杆、螺钉以及导柱等。标准模架包含对角导柱模架、中间导柱模架以及对角导柱模架等。典型模具结构主要包含下顶出落料模以及v形件弯曲模等。三维图库系统中包含典型模具结构装配表、规格构造表以及图形参数表等数据资源。冲压模具的设计工作需要在系统需求以及系统目标的基础上,对总体设计方案进行详细的讨论与设计,对功能模块和系统总体结构进行明确的表述与说明,在对三维图库系统进行研究与分析的基础上,设计人员根据设计资源数据化的有关理论,对模具设计资源进行了新的排列与组合,为了工业企业的冲压模具设计工作提建立了软件系统思想以及辅助模具设计思想。在数据管理技术长期的发展过程中,数据库系统在设计理论上对有关的设计资源进行也全面的总结与归类,通过DataBaseDeskTop程序对资源数据库进行整合与创建。

当前我国工业企业所广泛应用的三维图像技术主要以Engineer软件为载体,该计算程序的主要特点是系统相关性较高,可以对冲压模具的造型进行参数化分析,主要应用于塑料模具、电子以及机械等方面。相比起Engineer程序,Pro/E程序作为一种绘图工具则适应于开发环境比较简单的工业模具设计,该程序专业化程度不高,无论是在技术习惯上还是在设计标准上都与专业的设计平台之间存在着比较大的差距。因此,工业企业需要根据自身的设计需求通过二次开发的方式对有关程序进行改良与创新。程序改造等方面的工作需要借助一些开发工具,比如Toolkit等,开发环境则主要为VisualCH6.0,其开发目的在于建立一个能够使冲压模具各方面参数进行数字化展示的系统程序。通过对参数化设计方案以及自动化技术进行论述的方式,对三维图形库在模具标准件设计方面的有关应用情况进行全面且深入的分析。其中需要重点阐述的是三维图库在模具标准件设计中具体的程序实现方法。工业企业的生产部门人员可以对运动演示动画进行观察,对材料加工过程以及零件运用方式有一具直观的理解。

综上所述,设计人员需要对标准件的应用方式以及生产原则通过动画的方式进行演示,将标准件的实际运行效果进行展示,便于工程人员对对标准件的使用方法进行调整并且对安装技术进行创新。

篇7

一任务驱动教学法在模具设计课程实施中存在的问题

1任务选取不合适

选取的任务难易程度不合适。选取任务太难,学生感觉吃力,容易打消学生的学习积极性;选取的任务太容易,使学生不易获得应有的知识,不易培养学生的综合能力。

选取的任务脱离生活,使用性不强,激发不起学生的兴趣。来源于生活、应用于生活。

2任课教师的工程实践能力和经历有待于进一步提高

在任务驱动教学法中,对任课教师的工程实践能力要求较高,不仅具备模具设计制造必须的理论知识结构,还要具备现代模具企业一线的工作经历和丰富、熟练的实践工作经验,否则,容易造成选取的任务实用性不强,讲授照本宣科,指导学生完成任务的过程不符合企业的生产流程、步骤、要求,学生完成任务的图纸成果存在图形表达不完整、尺寸漏标、尺寸标注错误、形位公差标注不合理、技术要求不会表达、装配结构不严密、零件结构工艺性欠佳等问题时,老师也不能及时提出来进行指导,导致学生的工程实践应用能力不能全面提高,因此就不能实现真正意义上的“任务驱动教学法”。

3任务驱动教学法的配套教材尚未开发

传统的模具设计教材基本上都是一个个理论知识点的罗列,没有涉及完整模具设计制造的真正流程、步骤等知识,更没有按照模具企业模具设计制造的流程、步骤安排知识顺序,缺乏模具设计中使用较多的模具国家标准、压力机型号选择及校核、文献资料检索查阅、模具设计成果正确表达等相关内容,因此不能满足任务驱动教学法的教学要求。

4任务驱动教学法的实施造成原课程学时数明显不足

按模具设计教学大纲的要求,课程学时总数为40学时,没有实验,只是纯理论讲授时间,涵盖的内容也较多,既有冲裁、弯曲、拉深等多种冲压工艺和模具设计知识,又有塑料成型工艺及塑料模具设计知识,还有模具制造基础知识等内容,知识点多、杂,探索实施任务驱动教学法后,要求学生边学边干、边干边学,因此学生学习理论知识只是一部分内容,关键是系统应用理论知识完成给定任务的工艺分析、方案拟定、工艺计算、装配图及零件图的设计绘制、模具零件的加工工艺规程编制及加工操作、装配等过程,使学生通过完成具体任务的锻炼过程系统掌握模具设计制造的完整流程,提高学生的工程实践能力;同时,每组大方案还要在课堂上讨论,以提升学生的口头表达能力、团结协作精神、对理论知识举一反三的应用能力,因此造成原定学时数明显不足。

5课程设计与理论课学习存在时间上的脱节

模具设计课程设计是学生在理论课程学完之后进行的一项实践教学环节,主要是应用所学理论知识,对给定的具体零件进行工艺分析、工艺计算、方案拟定、模具结构确定、模具零件设计等,是承上启下的必要教学环节,是课堂教学的必要补充,是综合应用基础知识和基本技能解决实际问题的一项模拟训练。但传统的课程设计都是安排在学期末,与理论课学习结束至少间隔1个月时间,很多学生已将部分理论知识遗忘,使理论学习和实际应用存在断档、脱节,学生在做课程设计时,需要重新复习理论知识,浪费时间,影响学习效果。

6缺乏模具制造实训环节

在实际模具企业,模具设计制造是一个完整的流程,模具制造是一个非常重要的环节。但在模具设计教学大纲中,分配给模具制造部分的时间只有4个学时,只能简单讲解模具制造基础知识、典型模具零件加工工艺和模具装配工艺等理论内容,缺乏模具制造实训环节,学生学完之后还是不知道具体模具零件加工工艺如何编制、如何加工,模具装配工艺如何编制、如何装配等,缺乏模具制造能力的锻炼和培养,造成与模具实际制造环节的严重脱节。

二关于任务驱动教学法在模具设计实施中存在问题的解决对策

1选取真实的、实用的、难易程度合适的任务

根据我校应用型本科毕业生面向地方企业、面向生产第一线的目标定位,模具设计课程的任务选取既要以课程教学大纲主要知识点为依据,参照教材内容,而又不完全拘泥于教材,同时还要与冲压模具企业实际工作中的具体任务为参考、来源,做到紧扣实际,面向运用,使任务具有很强的实用性、真实性和可操作性。

为激发学生的参与意识和兴趣,任务也可由学生从日常生活中接触到的零件中选取,但难易程度需经老师把关。

2增加教师的模具企业工作经历和实践工作经验

提高教师的模具企业工作经历和实践工作经验是推进“任务驱动教学法”的关键,可以选聘有模具企业工作经历的老师担任该课程的主讲老师,或聘任模具企业的设计人员作兼职教师,或组织专业教师到模具企业进行现场参观、考察学习、挂职锻炼或进行模具企业和模具任课老师的校企合作,经常性组织专业课老师和企业设计人员的经验交流,不断提升、增长任课老师的模具企业工作经验,真正了解模具设计制造的流程。同时在教学中,任课老师应注重塑造以渊博的知识、丰富的经验、高尚的师德为核心的人格魅力,感染学生,缩短师生之间的心理距离,使选取的任务来源于生活,应用于生活,引起学生情感上的共鸣,激发学生解决实际问题的兴趣和愿望,大幅提高任务驱动教学法在《模具设计》课程中的实施效果。

3开发适应任务驱动教学法的配套教材

教材建设是教学改革和创建新型教学体系的关键之一。成立以模具设计专业课老师、大型模具企业知名专家、模具企业设计人员为成员的教材建设队伍,依据模具设计必备的理论知识,按照模具企业模具设计、制造流程、步骤,编写与任务驱动教学法配套的模具设计教材,并增加相关模具标准及标准件选用、压力机型号选择及校核、符合企业要求的实际模具设计过程及实际模具装配图、零件图设计成果展示等内容,以提升教材知识的系统性、指导性、应用性,满足任务驱动教学法的教学要求。

4采用一体化教学模式

一体化教学模式,就是理论与实践紧密结合,教中学,学中做,教、学、做一体化的教学模式。具体措施为:

(1)教学内容的改进

围绕模具设计课程实践性强、重点培养学生工程实践能力的要求,根据学生完成给定任务的实际需要,结合模具企业设计、制造模具的具体步骤、流程,调整、改进理论教学内容和顺序,如增加具体零件的结构工艺性分析知识,模具结构、尺寸确定后增加压力机型号校核内容,增加现代模具设计中较为重要的标准模架及标准件选取知识,将压力机简介及压力机型号选择内容调整到冲压工序力计算之后,增强知识学习目的性和连贯性;将冲压工艺设计部分从最后总结讲解调整穿插到前期及具体设计过程中讲解,针对性强,学生便于理解和应用。

(2)教学模式的改进

为使学生边学边干、边干边学,传统的、分散的、纯理论式的课堂教学模式,显然不能满足要求,因此从时间安排上,一改传统的每周4学时、需要10周才能讲授完的纯课堂教学模式,而采用集中4周时间上这一门课程,并将理论教学、课程设计、模具制造实训有机融合在一起的教学模式改进。4周时间安排为:前2周,老师一边讲,学生一边练,完成分配给的设计任务,后2周时间,学生根据老师讲解的模具制造工艺知识,完成设计图纸的工艺编制、具体加工、装配等实际操作。这种教学模式改进,使理论讲授学时与课程设计时间有机地柔和、连贯在一起,时间衔接紧凑,使学生所学理论知识能及时得到实际应用,使学生感到学有所用,增加知识连贯性,增强学习兴趣,提升学习效果,有效解决了原来学时数不足的问题;同时学生一气呵成、真刀真枪地完成给定任务的设计工作,亲身经历了一次企业实景训练,增加了成就感,使任务完成具有连续性、完整性,有效克服了课程设计环节与理论教学的脱节问题;后2周时间的工艺编制、具体加工、装配等实际操作练习,既锻炼了学生的动手能力,增强教学直观性,又让学生亲身体验了结构设计过程中的工艺性优劣问题,及时验证了自己的设计成果,增强了学生的成功感,更为重要的是学生亲身经历了一次企业实景训练,大幅提升了学生的工程实践能力,

这种一体化教学模式采用理论教学与实践能力培养相互结合、相互穿插,较好解决了实践性较强课程的理论教学和实践教学脱节问题,减少理论课之间及理论与实践课之间知识的重复,充分体现学生主体参与作用,有助于教学质量的提高和应用型高技能人才的培养。

模具设计是一门实践性很强的专业课程,采用“以任务为驱动、教师为引导、学生为主体,使学生边学边干,边干边学”的任务驱动教学法后,学生学习目标明确,主动性增强,学习兴趣浓厚,工程实践能力提高,是一种行之有效的方法。针对任务驱动教学法在模具设计课程实施过程中存在的任务选择不合适、任课教师本身工程实践能力不高、相配套的课程教材尚未开发、课程教学大纲学时数明显不足、实践环节与理论课学习存在时间上脱节、缺乏模具制造实训环节等问题,直接影响了实施效果,经过一段时间的实践探索后,分析了问题产生的根源,找到了相应的解决对策:提升任课教师工程实践能力,开发相配套的课程教材,采用一体化教学模式等,这些措施可以有效提升任务驱动教学法在模具设计课程中的实施效果。

参考文献

篇8

1排样方案设计

选择合理的排样方案可以在满足工件使用要求的前提下,提高材料的利用率,使工艺废料尽量小。工件中两个孔完全对称,在一条直线上,适用于直排,如图3排样图所示,可显著减少废料,材料利用率高。搭边值查表取a=3.5mm和a1=4mm,条料宽度为137mm,步距为30.5mm,即可得到一个步距的材料利用率:

2模具设计

2.1实体模具设计

应用SolidWorks进行插秧机拨叉的模具设计如图4、图5所示。模具工作时,条料由卸料板14上面送入;上模下行时,卸料板14与卸料器12压紧板料;上模继续下行,条料被逐渐压平,然后由凸模6完成冲孔工作,冲孔废料直接由冲孔凸模6从凸凹模15内孔推下,无顶件装置,结构简单,操作方便,凸凹模15内不存积废料;上模继续下行,工件被凹模13压紧,卸料器冲压板料即而完成落料,上模回升时,卡在凹模13中的冲件由打杆、顶板4、顶杆7及退料器12完成卸料。

2.2拨叉模具的主要特点

1)卸料装置为弹性卸料装置(包括卸料板、弹性元件(弹簧或橡胶)卸料螺钉等),弹压卸料装置的卸料力较小,既起卸料作用又起压料作用,所得冲裁零件质量较好,平直度较高。2)对于卸料推件装置,它是由4部分组成(打杆、顶板4、顶杆7及退料器12)。在保证顺利推出工件的同时不与凹模13、凸模固定板8等零件发生干涉,应用实体建模和仿真验证设计正确性。3)连接板里面的卸料器与凸凹模连接板里的凸凹模,由三个连接销连接,方便模具的换拆,能够提高整个模具的使用寿命,节约经济成本。4)条料排样采用直排,冲裁零件外形与条料安排在一个凸凹模中完成,材料最省。5)为了保证压力机和模具的正常工作,应使模具的压力中心和压力机滑块的中心重合。否则,冲压时,滑块就会承受偏心载荷,导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损,还会使合理间隙得不到保证,从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。6)模具的模架选用按照国家标准GB2855.5―81模架选用的,采用后侧导柱模架,导柱分布在模座的后侧,且直径相同,其优点是工作面敞开,适于大件边缘冲裁。

篇9

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)19-0060-02

模具工业在近几年里发展迅速,目前已经成为我国工业发展的基础,而模具高级技术人才紧缺。针对这种情况,许多高校对非模具专业学生开设了模具课程,以适应这种社会需要,以便于扩大学生的知识面和就业面。

“模具设计基础”是一门综合性和实践性很强的课程,涉及机械设计、工程制图、公差和配合、材料科学、材料成型及加工等多方面的知识,授课内容多且较抽象,系统性不强。[1]和模具专业比较,非模具专业授课学时少,实验设备和种类少,实践教学薄弱,加上原有教学手段和教学方法落后,这就造成了学生在学习过程中不可避免地产生一些困难,这些都严重地影响和制约了学生学习的积极性。针对上述问题,本文详细介绍了非模具专业如何更好地结合本专业特点,运用先进的教学手段和方法,开展模具设计基础课程的教学工作,以达到事半功倍的效果。

一、明确课程教学目标

对于非模具专业的学生来说,课时有限、无法全面深入学习,所以模具课程的理论讲解不能过多。针对以上情况,结合专业特色,以培养综合素质良好的模具设计中初级技术人才为目标,重新编写了“模具设计基础”课程教学大纲,使学生了解常见冲压和塑模工序的变形规律;认识冲压和塑模成形工艺方法、模具典型结构、模具加工方法与手段;掌握冲压和塑模工艺与模具设计方法、模具制造工艺设计方法;具备进行中等复杂冲压和塑料零件的工艺编制、模具设计、模具制造工艺编制的能力,为以后从事模具设计工作打好坚实的基础。

二、调整教学内容

“模具设计基础”是一门综合性很强的课程,它包括了冲压成型工艺及冲压模、塑料成型工艺及塑料模设计、冲压及注塑成型设备、模具制造工艺学、CAD/CAM、特种加工等内容。但是非模具专业一般授课学时不超过48个学时,不能像模具专业学生那样全面、精通地掌握这些内容,必须注意培养学生对模具设计方法的掌握,精选典型实例,突出教学重点,适当压缩或删减一些不重要的或仅限于了解的内容,有待学生在后续实践学习和工作中自我学习和补充。

比如冲压成型包括冲裁、弯曲、拉深、胀形、翻边、缩口等其他成型工序,教学中不能全面讲到,只能以冲裁为例重点讲授冲压件的模具设计方法、过程、注意事项等,压缩弯曲和拉深章节内容,只讲授与冲裁不同的成型过程和典型结构,不会详细讲零部件的设计,删减胀形、翻边、缩口等其他成形工序的内容;塑料成型工艺及塑料模包括注射、压缩、压注、吹塑、挤压等方法中,由于注射模应用最为广泛,且设计过程最为复杂,故以注射为例典型讲授塑件的模具设计方法、过程、注意事项等。

三、改革教学手段和方法

“模具设计基础”涉及很多结构复杂的零部件和组装图,传统板书或挂图无法表达模具结构及其运动机理,讲课时难以与学生沟通。因此,在课堂教学中,采用板书与多媒体课件相结合的方式授课,采用启发式、互动式教学方法,充分利用虚拟现实技术,使原来难以理解的知识以直观的方式表达出来,使得课堂教学形象、直观、生动,激发了学生学习的兴趣,提高了课堂效率。比如对冲压和注射的典型模具结构,利用Pro/e等软件进行三维建模,对模具零件图和装配图进行进行各视角展示,还可以提供半剖图、局剖图,使学生更方便认识模具的结构,提高他们的识图和空间想象能力,同时还可输出制作成动画,将复杂结构模具的开合过程动态地展示出来。[2]

四、加强实践教学环节

对于非模具专业的学生来说,实践教学是非常重要,也是相对薄弱的环节,薄弱的实践教学阻碍了学生的创新能力培养。根据该门课的培养目标,围绕实践教学环节这一问题,从以下三方面入手:

1.实验教学

对于非模具专业的学生来说,实验课时少,实验设备、工具的数量有限,实验内容单一,验证性、演示性类实验较多,学生动手操作、主动思考的较少,很难激发学生的学习兴趣,这些都严重影响了实验教学的效果。针对以上情况,重新修改教学大纲增加实验学时,自制一系列冲压模、塑料模教具及模拟机进行模具运行演示、模具拆装与测绘实验,并利用学院和校内金工实习工厂的机加工设备开展模具加工的实验。另外,利用多媒体让学生在实验前熟悉实验原理、实验内容;并通过虚拟技术模拟实验设备的工作过程,学生能清楚全面掌握比如挤出模具、吹塑模具的结构,工作过程和模具拆装测绘过程;提高实验室的开放程度,可以让学生利用课外时间增加亲手操作机会,充分利用实验室资源加强学生对专业知识的理解,提高学生对模具结构及新技术的感性认识和动手能力,以弥补实验学时和实验设备的不足。

2.课程设计

课程设计是强化理论教学的重要环节,为了强化学生的模具设计能力,教学计划中安排了三周的课程设计。为了更好地发挥课程设计的作用,从工程实践中直接选题,力争做到一人一题或几人一题(做同一题目的不同部分),要求学生按正规的设计步骤进行零件的工艺性分析、工艺参数计算和确定、设备选型、模具结构方案分析,完成模具总装图和主要非标准零件图的绘制,并撰写详细的模具设计说明书和成型(形)工艺过程卡,并让学生通过答辩真正弄懂设计中的各关键问题。[3]课程设计通过解决工程实际问题,不仅提高了学生理论联系实际的能力、查阅资料的能力、独立思考及综合分析实际问题的能力,而且使学生了解了使用有关的国家标准、专业与行业标准以及各种设计规范与规定。

3.毕业设计

毕业设计是教学过程最终阶段的重要实践性教学环节,是检验学生在四年中所学专业理论知识和实践操作技能的主要途径。根据学生的情况,将毕业设计分为校内设计和校外设计。

校内建立模具方向毕业设计小组,制定严格的毕业设计管理制度,按任务书的要求及进度安排开展毕业设计。毕业设计选题应与该专业人才培养目标和定位、就业形势以及教师的科研课题内容和科研方向相结合,并且积极体现学科的发展方向和动态,保证增强学生就业的适用性和竞争性。[4]

学校推荐一部分优秀的学生到校企合作单位完成毕业设计,学校和企业给每一个学生都指定一名指导老师,共同指导学生的毕业设计选题,严格把关以保证毕业设计质量。鼓励已经签了模具相关工作的学生到自己的公司完成毕业设计,直接选择企业的课题,设计成果直接应用于企业的生产实践。在企业这个新的环境中,学生有强烈的求知欲。在企业进行毕业设计,不但有利于培养学生在实际工作中分析问题、解决问题的能力,而且使学生提早熟悉工作岗位、进入工作状态,顺利地完成由学生到模具从业人员的过渡。

总之,加强课程实验、课程设计和毕业设计等重要的实践性教学环节,理论教学和实践教学环节要相互配合、互相促进,是培养企业急需的应用型工程技术人才的保证。

五、结语

经过这几年的对教学目标、课程内容、教学手段和方法、实践教学等方面的改革与实践,极大地调动了学生的学习兴趣,提高了学生的实践能力、创新能力和工程设计能力。然而要将改革的理念全面付诸实施,还有很多困难,改革仍在继续摸索和推进,需要在实践中不断完善实践教学,提高教学质量。

参考文献:

[1]贾铁钢.提高“模具设计”课程的教学效果[J].机械职业教育,

2011,(7).

篇10

冲压工艺与模具设计是我院模具设计与制造专业的一门主干核心课程,其主要任务是培养学生掌握冲压工艺编制和模具设计等相关知识。通过该课程的学习,学生会具有一般复杂程度的冷冲压工艺编制与模具设计的基本能力,掌握冲压模具设计的程序、规范、方法和技巧等。冲压工艺与模具设计课程的教学重点主要有两方面:一是冲压工艺规程编制及现场工艺的施工;二是能进行一般冲模,如冲裁模、弯曲模、拉深模等的设计。因而教师要围绕这两个主题组织教学工作。

一、现有教材概况

现有的冲压工艺与模具设计教材虽然基本内容来自实践,也符合先基础后专业、先理论后实践的常规教学顺序,但这些教材内容基本是沿用本科的学科体系来编写,理论偏多,案例偏少,对基础相对较差的高职学生来说,学习上有一定难度。目前也有许多所谓项目化教材、任务引领式教材,大多数只是在学科体系的教材的基础上改变一下章节的叫法,将章节改为项目,换汤不换药,不是真正意义上的任务驱动教材。课程学完后,在学生进行课程设计和毕业设计时,教材不能起示范指导作用。所以校本教材、教参的开发建设是当务之急[1]。

按照专业改革试点方案[2],冲压工艺与模具设计课程属于学校控制课程(校本课程)。在开发教材之前,要进行市场调研,了解社会需求,仔细记录该专业毕业生的就业岗位,每个岗位需要的知识、技术、能力与素质。在此基础上,以学校教师为主,结合企业的工程师、技师等的意见,从而确定教学目标,围绕这个目标编写校本教材。教材的内容要体现冲压件工艺性分析、冷冲模结构认识、冷冲模设计方法等内容,删除纯理论的塑性成形原理部分。在教材的最后,安排常用的一些相关的国家标准,以便学生在课程设计、毕业设计时参考。

二、校本教材内容选取

根据走访企业情况,结合学习领域的认知规律,选择四大模块作为教材的主要内容。

1.成形设备

冲压生产所使用的设备主要是各种机械压力机,其中以曲柄压力机为主。因而,该模块安排曲柄压力机为主要内容,主要包括曲柄压力机的组成、工作原理、各组成部分的作用,曲柄压力机类型和应用场合,曲柄压力机的参数和选择原则,等等。

2.冲裁模设计

冲裁是冲压生产中应用最广的工序,它既可以直接生产成品零件,又可以为弯曲、拉深、成形等工序提供工序件。企业中大部分零件是由冲裁加工而得,因而学习冲裁模具的设计是学习其他冲压模具设计的前提。为了学习好冲裁模具设计,需将冲裁模设计作为几大模块的重点内容,安排落料、冲孔等工序为主要内容。在这些工序中还要将单工序模设计、连续模设计、复合模设计作为核心内容来安排,让学生通过该模块的学习,能掌握一般复杂程度冲裁模的设计方法。

3.弯曲模设计

弯曲模设计是冲压模具设计的重要内容。许多产品中的零件,比如汽车上的各类梁都是用弯曲工序完成的。弯曲模设计不同于冲裁模设计,准确的工艺计算难,模具动作复杂、结构设计规律性不强。为了学好该模块的知识和技能,需选用典型的弯曲件做案例来编排教学内容,这样可使学生通过案例掌握弯曲模的设计方法。

4.拉深模设计

拉深是成形工序中的主要工序,许多开口空心件是用拉深的方法来完成的,是成形生产的基础。该工序结合弯曲、成形等工序,可以完成极为复杂的成形件,比如汽车的覆盖件等。拉深工序中的工艺计算比较复杂,为了让学生学习好拉深模具的设计,必须学习好拉深工艺计算。为此,需安排典型需多次拉深才能成形的筒形件作为案例来组织课程内容,让学生学习该模块后能熟练计算工序件的尺寸和模具尺寸,为拉伸模具设计打下基础。

三、教材内容组织

本教材按照模具设计的顺序,用典型零件作为各模块的媒介,以任务驱动的形式,将该典型零件模具设计贯穿每个模块的始终。把所有模具设计涉及的理论和知识都渗透到模具的设计过程中。具体个模块的任务为:

模块一:选择曲柄压力机的型号;

模块二:托板冲裁模设计;

模块三:支架弯曲模设计;

模块四:杯盖拉深模设计。

现以模块二为案例,介绍托板冲裁模设计。

首先介绍工作任务:针对如图1所示托板零件,其概况为,材料:Q235;板料厚度:1.5mm;生产批量:大批量。试编制冲压工艺与模具设计。

冲裁模设计的步骤为:

冲裁件的工艺性分析;冲裁工艺方案的确定;选择模具的结构形式;进行必要的工艺计算;模具的主要零部件设计;校核模具闭合高度及压力机有关参数;绘制模具总装图和零件图。

教材编写按照冲裁模设计步骤展开。为了对托板零件进行冲裁件的工艺性分析,就要安排冲压工序的相关知识,此时需链接到基本知识的学习,包括冲压的基本工序;冲裁、落料、冲孔等概念;介绍冲裁件的工艺性分析知识,根据知识分析托板的冲裁工艺性,得出结论:托板零件的冲压工序为冲孔、落料。

冲裁工艺方案的确定,链接单工序、多工序(包括连续冲裁、复合冲裁)等相关知识的学习。根据所学知识对托板拟定工艺方案,并分析该方案,选择最适合的方案,最后得出结论:采用冲孔、落料连续生产。

选择托板模具的结构形式,就要链接到模具结构的学习上,安排单工序模具、连续模具和复合模具等结构的学习。根据所学知识,选择托板需要选择的模具结构形式为:用始用挡料销初定位,固定挡料销粗定位,导正销精定位的导板式冲孔、落料连续模结构。

工艺计算包括:排样设计与计算;冲压力的计算;模具压力中心的计算;凸、凹模工作部分尺寸及其制造公差的计算;弹性元件计算与选用等内容;根据该内容需要链接以上相关知识,根据所学知识完成托板冲裁工艺和模具设计的相关工作任务。

模具的主要零部件设计,需链接到模具零件的分类,各零件的作用和设计方法,从而安排相关内容。根据所学知识设计、计算各零件的结构和尺寸。

当模具零件设计完成后,绘制出模具的总装配图,校核模具闭合高度及压力机有关参数,确认选择的压力机是否符合要求,最后绘制出全部非标零件图。到此,本工作任务完成。其他几个模块的内容组织与此类同。

四、结语

本教材以任务驱动的方式编写,经过企业工程技术人员的精心审核和润饰,已经完成了样稿。我院本届有模具设计专业两个平行班级,一个班采用一般教材,另一个班使用本教材。从使用的效果和学生的反应看,使用校本教材的学生普遍反映该教材更适合他们的学习习惯,效果非常好。而另一个班在知识的学习和模具设计的技能上都不及采用前者,这一点从课程设计、期末考试的成绩中得到了有力的证明。

总之,为了培养高等职业院校学生的综合素质,适应各类企业对模具设计专业学生的要求,开发适合高职学生学习特点的以任务驱动式的校本教材,既很及时,又很必要。

参考文献:

[1]朱正才.高等院校教学改革思考.教师教育研究,2008.6.

篇11

1 对冲压模具设计的要求与原则

1.1 出于安全性的要求

(1) 首先由于模具在实际中用途不同,很多部件在日常生活中关乎人们的安全问题,所以其本身的质量与性能是非常关键的一个属性。那么我们在设计与生产的过程中,要将安全性放在第一位,坚决的按照最为安全合理的标准来进行模具的设计与生产,将实际生活中发生危险的概率降到最低。

(2) 在生产过程中,不允许出现因为设计原理上的缺陷而导致的部分部件再生产中会对操作员发生危险的情况,而且模具内部结构一定要足够稳定,这样在其使用过程中不会因为自身结构的缺陷而造成事故。

(3) 在模具的生产过程中,因为部分模具要经过冲压或者转向的处理,所以这就要求生产者在操作过程中不允许将身体的任意部位深入到可能有危险的区域内,这样就要求在设计时要充分地考虑这个问题。

(4) 模具在外形与其质量的要求上,不能对使用者或生产者产生其具有不稳定性的感觉。

1.2 模具设计安全的理念要求

(1) 框架内受力部分的厚度不应过薄,同时受力面的直接接触面积不易过小,要充分的考虑各部位受力情况与具体施力的大小范围,并对其受力是否具有反转性进行验证。

(2) 在模具的材料选择上不要过分的追求低成本,而质量较差的材料,这会在使用过程中对材料的寿命有着直接的影响,进而减少使用时间和用户体验。

(3) 在连接部位的紧固螺钉尺寸应该合理,否则在安装过程中会导致整体结构的不稳定性,同样用于吊挂等部分的构件也要保持一定的强度,否则在使用过程中容易造成危险与不稳定。

(4) 在设计上,原则上要求模具的整体都在要在加工设备的工作范围内,不要将部分模具露出设备,如果露出后模具稍微有所振动会对加工人员的人身安全造成较大的危害,同时对有危险的部分要进行警示标记处理。

(5) 在模具的生产过程中,要尽量的设计成让操作员可以清晰的看清模具内部的工作状态形式,这样才能让其在一个充分安全的环境下进行操作。同时,在制造过程中,应该架设防护板以防止过程中有零碎的废物料飞出的情况。

(6) 在模具的大小与加工平台的选取上也要有一定的原则,充分考虑到操作员的可操作性与安全性,同时在平台上架设多个安全操控台,这样可以有效的保护操作员的安全与易操作性。

2 对模具结构的几点设计要求

2.1 双层模具的排布要点

(1) 现今一般情况的双层模具连接方式有添加导向柱、导向板与导腿三种方式,在上下层的模具进行组合之前,应该在连接处进行压边、注心以及充分接入以保证稳定性的处理过程,之后大型模具的导入量最小极限为90毫米,中型模具的导入极限为50毫米,而小模具的为30毫米,其整个结构如下图所示。

(2)同时,由于很多情况下,上下两层的模具较为相似,所以有装反的危险,那么我们就要在导体接入面上设置方向导向标。通过导柱进行连接的分体,我们一般在安装孔中心线上的Y轴方向错开15毫米进行安装,这样能够有效的防止装反,同时也可以通过配加不同尺寸的导轨套来进行上下层的分辨。对于大型的模具我们一般要求安装板与错位孔之间相隔10毫米以上进行安装。

2.2 模具导向与压板槽的作用

(1) 在加工大中小型冲裁类模具的时候,我们往往需要用到导板导向,其主要作用是通过对各种不同类型的模具进行边沿拉伸与翻板的作用,而导板导向在其加工过程中也有着保证加工精度与准确性的重要功效,其示意图如下所示。

图2.3 导板导向示意图

(2) 在模具的冲压过程中也需要配备相应的压板槽,其数量与作用方式主要是根据客户的基本要求设计的,其安防的主要依据是让整个模具在加工过程中尽量的保持稳定,同时其位置的选择也应该尽量的避开压板槽的接口,避免落下的废料对后续的操作过程有影响。

2.3 作用部件的尺寸标准与要求

(1) 对于一般的镶嵌块,其主要类别分为锻件与铸造件,通常情况下我们要求锻件的质量要小于16公斤,同时因为其形状的特殊性,长度一般在160毫米到320毫米之间,高度在50到90毫米之间,宽度在1至1.5倍的高度范围内即可,特殊情况下铸件的质量上限可以小于25公斤。对于铸造镶嵌块的要求与前者类似,但是其用途较为单一,主要适用于薄板类的冲压件。

(2) 其他种类的非标准件的组织机构滑动组成与模具尺寸的也有着较为复杂的关系,这类标准件主要是为了对造型较为独特的模具所设计,其一般构型为轮廓较长,冲裁部分加多,而工作组成结构较为单一。

2.3 压料芯组成与其固定结构适用条件

(1) 通常情况下,我们常用的压料芯材料为铸铁焊件,因为这可以让焊件在最小的空间占有度下具备足够的强度与刚性的需求,同时也可以满足在冲压过程中的受力,同时具备可调整与操控性,这个部件主要适用于大中型的模具结构。

(2)同时我们一般在压料芯的表面冲钻上小孔以为冲压过程中压料板的安装与调试加工做好准备,在实际的模具加工过程中,这两个小孔一方面可以做安装定位来使用,同时可以减少安装振动过程中模具的抖动情况,因此在实际操作中,要充分的发挥这些小孔的作用。

(3) 在压料板的设计中,我们通常要考虑大、中型模具结构的限制性,在其翻转过程中其他部位的状态分析,因为在整个模具的翻转过程中,部分的安装限位块的位置与强度可以影响到整个部件的性能与强度,同时也可以根据其加工与调试的性能,将滑块设计与模具内表面的底部平面上,这样一方面可以利于冲压过程的进行,同时也更方便于冲后部件的平整度与水平性校准。

参考文献

[1]史茂华.冲压模具设计过程中的关键要素[J].汽车工艺与材料,2011,03:44-58.