導語：如何才能寫好一篇模具設計國家標準，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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機械設計：根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。

機械加工：是指通過一種機械設備對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。

CAD機械制圖：以機械制圖為主線，結合國家標準，介紹了以投影法為基礎的投影理論和機械制圖，同時以AutoCAD為平臺，介紹了通過AutoCAD軟件實現機械制圖的操作方法和技巧。

機械制圖Pro：PRO是PSP的一種自制系統目前已經更新到PRO-C。

篇2

在第1～2學期，依托校內各種教學資源，學習基本知識、訓練基本技能、培養基本素質。在第一學年暑期，進行企業認知實習，讓學生熟悉企業、了解市場，認識技術、技能的重要性，激發學習熱情，找準自己將來定位。第3～4學期，依托校內各實訓中心，學習專業知識、訓練專業技能、培養專業素質。第5學期，依托校內生產性實訓基地，進行生產實習，讓學生基本具備職業崗位綜合能力。第6學期，依托校外深度合作企業，學生進行頂崗實習，使學生綜合職業能力得到進一步訓練和培養。　“職業活動導向技能三段式”人才培養模式培養過程如圖1所示。

圖1“職業活動導向技能三段式”人才培養模式培養過程

卞平：模具設計與制造專業人才培養模式技能等級標準研究十堰職業技術學院學報2012年第6期第25卷第6期二、三種技能內涵、培養手段及觀測點

模具設計與制造專業的整個培養過程以學生職業能力形成為主線，能力培養以職業活動為導向，校企合作，工學結合，實現與就業崗位的無縫對接。

基本技能階段是指通過學習公共必修課和專業基礎課后，獲得公共必修人文科學知識、企業文化知識、專業基礎知識；獲得計算機、外語應用能力、模具制圖、識圖能力、機械設計與加工基本能力、應用寫作能力等；獲得作為高職學生應具備世界觀、人生觀、道德觀、健康的體魄和心理等。培養時段約需2個學期，技能的獲得體現在獲得各種基礎證書上。

專業技能是指通過本專業核心課程的學習后獲得模具設計、加工、裝配與調整、生產管理與質量控制等知識和能力；獲得空間想象、專業語言表達、嚴格執行規范、團隊協作精神等。本專業各分項技能之間雖有一定聯系，但都能獨立進行，教學時采用分項教學；培養時段約需2個學期，技能的獲得體現在獲得各種分項的技能證書上。

綜合技能是指通過校內綜合實訓和校內外頂崗實習，獲得現代企業管理知識、國家方針、產業政策、先進技術、設備知識；模具設計與制造綜合能力；質量成本效率意識、市場意識、創新意識等。即各種技能和社會能力的綜合應用。培養時段約需2個學期，技能的獲得體現在綜合能力證書和高質量就業上。模具設計與制造專業三種規格要求、培養手段（課程安排）、觀測點（考核要求）如表1所示。表1模具設計與制造專業三種技能內涵、培養手段及觀測點培養

時段技能

層次規格要求培養手段

（課程安排）觀測點

（考核要求）第一段基本技能基本知識（公共必修人文科學知識、企業文化知識、專業基礎知識）

基本技能（計算機、外語應用能力、模具制圖、識圖能力、機械設計與加工基本能力、應用寫作能力等）

基本素質（世界觀、人生觀、道德觀、健康的體魄和心理）公共必修課學習

校內機械加工基本技能實訓

模具制圖、機械設計、公差與配合、模具材料與熱處理等專業基礎課學習

企業認知實習達到：

外語三級

計算機一級

普通車、銑、鉗工中級工

中級繪圖員

第二段專業技能專業知識（模具設計、加工、裝配與調整、生產管理與質量控制知識）

專業能力（模具設計、加工、裝配與調整、生產管理與質量控制能力）

專業素質（空間想象、專業語言表達、嚴格執行規范、團隊協作精神等）

模具修配

模具零件機械加工學習與訓練

模具零件特種加工與訓練

模具零件數控加工學習與訓練

模具零件數控編程學習與訓練

模具制造工藝編制學習與訓練

沖壓模具設計訓練、塑料模具設計訓練達到：

模具鉗工中級

模具設計師三級

電切削中級

數控銑中級工、高級工

第三段綜合技能綜合知識（現代企業管理知識、國家方針、產業政策、先進技術、設備知識）

綜合技能（模具設計與制造綜合能力）

綜合素質（質量成本效率意識、市場意識、創新意識、自學能力等）

專業拓展課程學習

校內模具設計與制造綜合實訓

校內生產性實訓

校外頂崗實習達到模具制造工三級能力要求

高質量就業三、專業技能等級標準

等級標準是指培養的學生應該達到的質量標準，其標準由其具備的知識、能力、素質共同構成，知識包括專業知識和文化知識；能力指解決某種問題的個性心理特征、勝任某項工作，是實現目標的主觀條件；素質指一個人思想態度方面的綜合修養。知識是能力和素質形成的基礎，能力是在掌握知識過程中培養形成的，素質由知識和能力升華而成。

高等職業教育培養的人才知識、能力和素質結構應具有以下特征。

1.知識特征

應用性特征，基礎理論知識注重對實踐活動的指導和引導，不注重知識的全面性和深刻性；針對性特征，知識能解決在崗位工作中的實際問題，理論和實踐是結合的；先進性特征，知識反映了先進的工藝、設備、技術、服務和管理水平，能很快適應工作。

2.能力特征

經驗性特征，實踐活動中積累的經驗稱為隱性知識，對人能力的形成有著潛移默化的作用；職業性特征，專業就是未來的職業，在具有職業氛圍的職業活動中做到理實一體、手腦并用，是能力形成的必需條件；技能性特征，高技能人才應該不只具備一種技術能力，有可能需要多種工作技能或者綜合技能才能解決生產中的實際問題。

3.素質特征

全面發展的性格，穩定的心態、職業道德、思想意志、價值觀念和進取精神；學習行為的指向性，是指崗位群所需要的態度、理解力、消息、行為等方面的長進；知識和技能的互用性，兩者是辨證統一的關系，知識和技能是相輔相成，共同促進素質的提高。

每一層次的技能等級按規格要求都可分為知識要求、技能要求和素質要求。這里以第二段專業技能為例，專業技能的知識、能力、素質標準要求如下。

知識要求：

（1）了解沖壓、塑料模具設計、加工、裝調的國家標準和行業標準；

（2）了解沖壓、塑料材料的類型和性能；

（3）了解模具行業及目前的發展；

（4）熟知沖壓、塑料模具的類型、成形特點及應用；

（5）熟知機床的日常保養、安全文明生產知識和車間管理規章制度；

（6）掌握模具成型工藝設計、模具設計的方法；

（7）掌握加工工藝制定、編程、后處理、機床操作、工藝裝備設計使用的相關知識；

（8）掌握各類工具使用及模具裝配、調試和維修的方法；

（9）掌握生產管理和質量管理的相關知識。

技能要求：

（1）會查閱相關國家標準等技術資料；

（2）會進行模具各個環節的生產協調和最終的質量檢驗；

（3）能完成典型模具的裝配調試和判斷沖壓模和注塑模常見的失效形式，制定維修方案并進行簡單修復；

（4）能進行加工工藝分析、編制加工工藝規程、編制數控程序、操作各類機床、加工中等復雜的模具零件和進行零件的質量檢驗；

（5）能對中等復雜沖壓件與塑料件進行成形工藝分析和工藝方案設計、編制沖壓與塑料成型工藝規程、應用三維設計軟件進行模具整體結構設計、零件設計和應用辦公軟件編寫模具設計說明書等技術文件。

素質要求：

（1）愛崗敬業，工作態度認真，具有高度責任心，自覺遵守操作規范，具有一定的觀察能力和分析解決問題的能力；

（2）具有較強的動手能力，空間想象能力，表達能力和團體合作能力；

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關鍵詞 塑件注射設計；通用型盆型型腔注塑模；注塑機

中圖分類號TQ320 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）65-0095-01

據行業數據統計：我國應用最多為塑料橡膠模具，其次才是沖壓模具。從行業調研得出我國模具外貿行業進出口逆差在不斷縮減，塑料模具在市場中提升迅速，發展速度遠高于模具行業總體水平。但由于國內模具生產業參差不齊，造成模具行業混亂，需要亟待解決模具行業的標準化規范、標準件設計及標準化生產和需要加大模具設計和生產的創新能力，實現數控加工設備、模具制造全自動加工，積極應用先進制模技術和先進加工設備，積極向海外學習。綜上所訴顯示模具行業前景看好、特別是塑件注射模具設計行業發展迅速提高。

塑件注射模具是用來成型具有一定形狀和尺寸的各種塑件制品的重要工藝設備，優點：生產率超高、質量好、無切削、節能減排、成本低，通用型盆型塑件模具設計應用更為廣泛。塑料以合成高分子聚合物為主要成分，在一定溫度壓力下具有流動可塑性，能夠變形流動，塑造成為制成品后，在一定條件下保持形狀尺寸不變，滿足使用性。塑料制成品需滿足四條件：塑料原料、成型機械、成型工藝、模具。模具結構要求為環形冷料，倒錐脫模時禁止側向移動。根據通用型盆型腔注塑模設計任務目標收集整理有關制件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工資料，備于設計制造過程中使用。首先，需要分析通用型盆型模具的工藝性、尺寸精度。即制件外形、色澤、透明程度、使用性能四方面的具體要求，塑件內部結構、有無嵌件，成型缺陷的最大限度，有無鉆孔、膠接、電鍍、涂裝需加工。審核成型公差低于制件公差要求，決定是否可生產出合格塑料制件，選擇最高精度尺寸精確分析。最后還需要分析塑化和成型參數。其次，審核模具結構類型、材料類型、成型方法、加工設備是否合乎實際制造流程，塑件成型材料應有良好的強度、良好的流動性、均勻性與導向統一性，可電鍍金屬外涂層、滿足涂裝需求，具有良好的塑性與彈性、透明性，可以膠接或焊接。注射成型設備需要規范注射容量、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、鎖模壓力、注射噴嘴孔徑、注射噴嘴球面徑、澆口套定位圈尺寸、注射模具max厚度、注射模具min厚度、注射模具模板具體行程，預估注射模具外形數據，判定模具是否配套注射機安裝于注射。最后制定具體方案，確定為注射模具的精確數據。

影響模具制造具體因素比較復雜。根據塑料制件結構要求、尺寸要求、批量數目、模具制造難易程度先確定型腔的數目和位置排列，確定好型腔布置；分型面確定的位置要便于模具加工、排氣、脫模和具體操作與最后出模的塑件表面光滑程度；設計高速高效的主澆道、分澆道、及澆口位置形狀大小與排氣系統；選擇快速的頂出方式，側凹處理和抽芯方式；精確定位冷卻、加熱位置和冷卻、加熱器件的安裝；根據模具材料及需求強度確定模具壁厚及尺寸和全部連接、定位、導向件，決定結構件結構和成型件，根據各位置需求強度計算出成型件的工作尺寸。按國家標準進行模具圖繪制，設計工藝流程，完善模注射模具總裝圖。

模具總裝圖組成：模具成型部分結構、澆注排氣系統結構、分型面分模取件方式、模具外部結構及所有連接件定位與導向件的位置、型腔高度尺寸和模具外表總體數據、取模及校正工具、零件工藝流程編號、標注技術要求和使用說明。技術要求：對頂出系統、滑塊抽芯結構給出具體性能要求；對模具裝配后分型面的貼合面貼合間隙小雨0.05mm的上下平行面的精度要求；對裝配決定的尺寸要求；模具安裝拆卸的方法；模具防氧化油封處理要求；模具實驗要求。依托總裝圖順序先內后外、先繁后簡、先成型后結構進行繪制，繪制過程按比例放大縮小，合理選擇視圖；標注統一規格，順序按先標注零件尺寸和出模斜度，然后標注配合和全部尺寸，最后標注非主要零件的配合尺寸和全部尺寸。表面粗糙度標注于圖紙右上角，其它粗糙度在對應各自零件表面按具置標注。最后對上述工藝進行校對送曬。

進行注射模具工藝成型。通用型盆型型腔注射模，試進行塑件成型工藝和模具設計，選擇加工方法與工藝。塑件材質為熱塑性增強型PE，該材料具有高剛度、耐高熱、絕緣和防水性，成型率高、吸水率低、熔融后流體性好、成型極佳，但收縮率高，易產生形變縮孔與凹痕，成型方向明顯、凝固度迅速易產生內部應力。所以過程中需高度控制溫度，而且澆注與冷卻速度均不宜過快。通用盆型零件為圓錐型，需設置側向分型抽芯機構，上口高度為18mm凸耳，凸耳內部為凹形，外部為圓環，帶15mm×9mm凸臺。該零件尺寸主要尺寸精度為3級，次要尺寸精度為4、5級，該零件尺寸精度為中上級精度，模具加工零件尺寸得到有效保證。模具壁厚max2.4mm、min0.95mm，加工制件表面沒有凹痕、毛刺和導電介質，由上述工藝過程可得注射時符合上述規程可獲得良好的成型零件。

選用注射劑確定型腔數目，首先計算塑料制件體積V，然后計算其質量，根據設計手冊可查熱塑性增強型PE密度，既得塑料制件質量W=VG,進而確定注射劑型號。選擇好熱塑性增強型PE成型溫度和注射壓力，在試模過程中根據實際情況進行調試。選擇好分型面、模具型腔數目和確定型腔的排列方式與冷卻水道布局及澆口具置、模具工作結構、側向分型設計、抽芯機構設計、推出機構設計。

注射成型工藝過程需要進行對熱塑性增強型PE外面檢驗、預熱干燥、注射劑料筒清洗、嵌入件預熱和脫模劑的挑選及對模具預熱。注射過程包括加PE料、塑化制劑、充模、保壓、倒流及冷卻與脫模步驟。塑料件后處理需進行退火及調濕。

參考文獻

[1]趙偉閣模具設計[M].西安電子科技大學出版社.

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[關鍵詞]模具 設計能力 培養方法

[中圖分類號] TG76；G712 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）14-0039-02

高職院校模具設計與制造專業學生模具設計能力的培養除相關課程中專業理論知識基礎學習外，還必須經過設計應用訓練內化與升華的過程。一般分為四個部分，一是通過模具課程設計培養學生模具設計的基本應用能力；二是通過模具制作實訓提升模具設計的理性分析能力；三是學習計算機應用軟件，應用計算機軟件進行模具設計，進一步提高模具的計算機輔助設計能力；四是通過畢業設計，強化模具設計的綜合應用能力。模具設計能力的培養是一個從簡到繁、由易到難，循序漸進的系統化進程，需經過由理論基礎到應用訓練對知識和技能的綜合職業能力培養的過程。

一、模具設計能力的培養方法

注射模與沖壓模是當前高職模具專業中兩大主要模具設計與制造相關知識與技能培養的方向，其模具設計能力的培養在方法和過程上有一定的相似性，這里主要針對注射模課程設計與課程教學相融合進行模具設計能力的培養與大家探討。

為了適應高職模具專業對模具設計能力注重工學結合、理實一體、與企業無縫對接的培養特色，我們將注射模課程設計訓練和與之對應的專業核心課程《塑料成型工藝與模具設計》糅合在一起，以集中專周的形式展開教學，它們是在進行了相關的基礎課程學習、并在校內企業或校外企業進行了模具認識實習和專業實習的基礎上開設的。

在學習過程中，將塑料成型設備、成型工藝、模具結構與模具設計融合在一起，先進行注射模具的拆裝、測繪，在學生了解注射模具的基本結構、特點的前提下，按照設計順序進行講授、討論，同期開始設計訓練，在完成課程基本內容學習的同時完成注射模課程設計工作。

二、模具設計能力的培養過程

模具設計采用分組進行，原則上按優化組合，每小組3～5人，指定組長。在教學之初，向每個小組分發課程設計題目，并提供可以借閱的模具結構圖冊和模具國家標準作為自主學習的參考。

（一）開展模具拆繪，認知模具結構組成

在課程設計前期介紹基本模具結構組成后，即開展模具拆繪的訓練活動。通過對典型模具結構的拆裝和測繪，了解模具結構組成及其各部件間的工作關系，從而建立起對模具總體結構及其工作原理等的綜合認知。

（二）了解學習計劃，理清設計脈絡

課程基本內容的學習和設計訓練是按照設計順序進行的，教師講授內容和學生自主訓練內容計劃如下表。據此，可讓學生了解模具設計總體過程，理清設計脈絡，把握學習重點。

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在教學與訓練的過程中，強調各自的模具設計方案不能像模具成型產品那樣是一模一樣的，每個人的設計方案應該有自己的特點，有別于其他同學的設計方案。同時指出，任何一個塑料零件的模具結構并不是只有唯一的一種方案，只要所設計的模具結構合理、工作可靠，根據設計方案，能夠制造出模具，最終能夠成型合格的零件就行。所以，在教學過程中，特別要注意引導學生集思廣益，發散思維，分析不同的結構，做出不同的方案，逐步培養和提高學生的設計能力。

（三）探討優選設計方案，培養設計分析能力

在學習過程中，學生應自主完成訓練內容，對設計方案進行充分準備，在此基礎上，各小組在組長的組織下，指導教師參與，全組成員一起分析、討論各種不同的設計方案，總結各種設計方案的優缺點，優化出幾種可行的方案。在討論過程中，指導教師可適時進行講評。應根據學習內容分階段地多次進行討論。

例如，對于如圖1所示多用工作燈前蓋為方形塑件，所用材料為ABS，要求編制該塑件的成型工藝并設計模具結構。

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圖1 塑件

對于這個塑件，首先要分析所用材料ABS的使用性能和成型性能，然后分析塑件的結構特點、尺寸精度和表面質量要求，確定型腔數目、型腔布局和模具結構。

對于這個塑件，其內側凸臺的成型是難點，可能的成型方案有很多，如斜導柱內側抽芯、斜滑塊內側抽芯、斜導桿內側抽芯、活動鑲件等結構形式。同時，型腔數目可設計成一模一件或一模多件。還有澆口形式，可選擇側澆口、潛伏式澆口、點澆口或輪輻澆口。塑件的推出方式，可設計成推桿推出、推件板推出或活動鑲件推出等形式。基于這樣的分析，組合起來就有很多種不同的設計方案，因此要進一步討論分析并從這些方案中選擇可行的、易于制造模具、易于成型塑件、易于保證塑件質量、易于控制模具制造成本的最佳方案。

由于每個人考慮問題的側重點不一樣，選擇的方案就會不一樣。例如，在討論內側凸臺的成型方案時，有同學建議采用活動鑲件的結構形式，其他同學提出如何脫模、如何取出活動鑲件的問題。有同學考慮斜導柱內側抽芯的結構形式，其他同學又提出內側抽芯時側型芯滑塊是否有足夠的運動空間的疑問。有同學提出斜滑塊內側抽芯時，其他同學則提出，斜滑塊推出行程和斜滑塊傾斜角度相互協調的問題，還有兩個斜滑塊在推出時是否會發生干涉以及如何解決的問題。另外塑件的推出方式和模具的復位方式也是需要考慮的問題。由此，可逐步推演出各類具體實施的設計方案，讓學生拓展思維去探求分析和解決問題的方案，最后小組成員每人選擇一種可行的方案進行計算和設計。

（四）結合模具制作，評價模具設計方案

在完成塑料模課程基本內容學習和注射模課程設計工作后，我們安排6周的時間分組進行模具制作實訓，各小組成員與模具設計小組相同。所要制作的模具圖樣是從各小組成員的課程設計中選取、并經指導老師審定的。根據模具制作過程中出現的問題，對原先的設計方案進行分析、評價，總結經驗教訓，以進一步提高模具設計能力。

幾年來，我們對模具專業學生按照以上過程展開教學實踐，最后每個同學都完成了課程設計任務，從平常的學習過程和最后交上來的課程設計分析，盡管仍有個別學生并不是自己獨立完成的，但總體來講，絕大部分學生所完成的設計方案是各不相同的，都有自己的特點、思想和解決方法。這充分說明，這種模具設計能力培養方法切實可行并且取得了較好的效果。

三、結束語

以上課程學習中對模具設計能力的培養，從認知模具結構、收集模具信息，到了解學習訓練計劃以熟悉模具設計的流程，再通過各種形式的討論活動對模具部件結構展開各種實現方式的分析，以逐步推演出優化的設計方案，在此基礎上自主進行模具的計算和設計，最后結合模具制作過程中出現的問題，對設計方案的合理性和可行性進行評價，并由此改進自己的設計方案。這一過程充分體現了工學結合、學做一體的高職課程教學特色，既參照了企業進行模具設計的實施進程，讓學生對模具設計能力要求有全方位的理解，同時通過對多種方案討論的優選分析及制作結果的驗證評價，拓寬了設計思路，找到了解決問題的辦法，極大地提升了學生自主設計能力。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張信群.高職院校模具設計與制造專業課程體系研究[J].模具工業，2012，（4）：61-65.

[2] 韓森和等.基于工作過程的高職模具專業課程體系[J].職教論壇，2012，（2）：48-49.

[3] 蔣繼宏等.注塑模具典型結構100例[M].北京：中國輕工業出版社，2000：100-101.

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關鍵詞：沖壓模具；設計；應用

中圖分類號：B819文獻標識碼： A

引言

沖壓工藝對整個鋼材加工制作有著重要的影響。盡管隨著技術研究的深入和經驗的總結，沖壓工藝取得了較快發展，但在實際加工和運用中仍然存在著一些值得進一步研究和改進的地方，未來應該進一步加強研究工作，注重經驗的總結，提高工藝水平，節約沖壓工藝成本，提高其工藝性和經濟性。

一、沖壓工藝的種類及優勢

1、沖壓工藝的種類

在對沖壓進行分類的時候，主要是按照工藝的不同進行，主要將其分為分離工序和成形工序，這兩類不同的工藝各有著自己的特點。分離工序又被稱為沖裁，通過該道工序，能夠使沖壓件沿著一定的輪廓線從板料上分離，還能夠確保分離斷面的質量要求。成形工序與此有著不同的特點，其主要目的是使板料在不破坯的條件下發生塑性變形，然后根據所需要的工件形狀和尺寸完成加工，滿足工件制作的尺寸和形狀要求。事實上，在實際制作工作中，通常是多種工序綜合運用于一個工件，每道工序發揮不同的作用，從而完成工件的加工制造，滿足設計和制造的要求。沖裁、彎曲、剪切、拉伸、矯正是最為重要的幾種工藝，必須做好每道工序的加工制作，以確保整個模具制造質量。同時為了提高制作質量，還要確保沖壓用板料的表面和內在性能良好，沖壓材料厚度應該精確、均勻，材料表面光潔，沒有斑痕，沒有擦傷與表面裂紋，以確保加工制作工件的質量和美觀。另外，用板料的屈服強度應該均勻，沒有明顯的方向性，均勻延伸率高，屈服強度比低，加工硬化性低。只有所用的板料達到上述質量要求，才能更好的進行加工制造，提高工件質量。

2、沖壓工藝的優勢

沖壓工藝適應了鋼材加工制造的需要，在實際運用中有著顯著的優勢，具體來說，這些優勢主要體現在以下幾個方面。第一、操作簡單。沖壓工藝通過沖壓模具、沖壓設備來完成各項工序，操作簡單方便，并且容易實現機械自動化。普通壓力機每分鐘行程量只有幾十次，而高速壓力機每分鐘行程量能夠達到幾百甚至上千，同時壓力機的每次行程都可能獲取一個沖件，從而實現了加工的順利進行，并且大大提高了加工工藝的生產效率。第二、質量穩定。沖壓工藝具有良好的穩定性，在進行加工的時候利用沖壓模具，從而有利于保證沖壓件的形狀尺寸和精度。一般來說，沖壓件表面的質量會得到較好的保護，同時利用沖壓模具制造的工件質量較好，使用壽命長。并且利用同一沖壓模具制造的沖壓件形狀和尺寸能夠一模一樣，有利于確保沖壓件的標準化，滿足加工制造的需要。第三、性能良好。沖壓工藝能夠加工出形狀復雜，尺度跨度大的零件，同時板料在加工過程中有冷變形硬化效應，從而提高了沖壓件的硬度和剛度，確保沖壓件的質量。第四、省料節能。沖壓工藝既能夠節能，又能夠省料，在整個加工過程中幾乎沒有碎料產生，大大提高了材料的利用效率。另外加工中不需要其他設備，也降低了加工的成本，提高了加工效益。

二、沖壓模具設計

1、沖壓模具設計結構的基本原則

（1）安全原則

在設計沖壓模具的結構的時候第一要考慮到的就是安全，絕對不能因為沖壓模具的結構設計出現錯誤而引起事故。即使是沖壓模具的實際操作人員也絕對不允許將自己置于危險境界中。在沖壓模具結構的設計過程中，一定保證設計操作人員的安全感。在加工時，模具也應該具有一定承受強度。

（2）基本要求

這個結構框架的要有均勻的厚度；模具工作的部分的厚度要保持均勻，不能太薄；沖壓模具的設計要達到承受力的標準；所采用的沖壓模具的結構的質量要保持平衡；沖壓模具結構的框架的材質、工作部分的材質也要注意選擇，因為這些東西都是容易磨損的，所以要算好成本；沖壓模具結構的承受能力；零部件的結構最好用計算的方法來計量。

在確定沖壓模具的結構之前一定要先確定沖壓模具的送料方式，還有卸料方式，以及沖壓模具的模架形式。

2、沖壓模具設計的基本思路

作為一種技術密集型產品的沖壓模具是沖壓工藝中的關鍵要素，其結構和精度直接影響著沖壓件的成形和精度，直接關系到沖壓件質量的優劣，因此對于沖壓模具的設計需要嚴格的專業控制要求。本文將沖壓模具設計的基本思路簡介如下。

（1）轉換圖紙。所謂的轉換圖紙（或圖紙轉換工序）就是將任何所給定的零件圖或產品測繪出來，進而轉換成國內企業中所使用的國家標準零件圖紙。

（2）繪制零件圖。對于所給定的零件圖繪制，通常運用三維軟件來實現，將所繪制的零件圖轉換為帶有展開圖的工程圖，并將其存儲為CAD制圖的dwg格式作為相關的參考圖進行調用。

（3）設計工藝圖。根據工程圖中的展開圖，將其排樣圖（或單工序圖）繪制出來之后，再根據相關的展開排樣圖將其各步驟的產品零件圖即工藝圖進行有效的設計。

（4）轉換工程圖。將CAD排樣圖導入三維軟件中畫出排樣圖的實體之后，再轉換成相應的工程圖并另存為CAD的dwg格式留作參考圖進行調用。

（5）繪制模具圖。根據相關的參考圖/工藝圖將各零件工藝圖的模具圖進行有效的設計。

（6）設計模具的零件圖。根據相關的模具圖對每個模具零件的模具零件圖進行相應的設計。

三、汽車零件沖壓模具設計在制造業中的應用

1、沖壓模具的現狀及發展

近幾年來，我國的汽車生產企業開始越來越多的和國際接軌，加快了市場上的競爭，人們逐漸的認識到了汽車產品的質量、成本和產品研發技術的重要性。對于沖壓模具的發展，主要表現在以下幾方面：（1）模具CAD/CAM技術是模具技術中的主要的發展趨勢，隨著網絡技術的發展，使得CAD/CAM/CAE技術不斷的實現跨企業、跨地區在整個行業中逐漸得到使用，最終實現整個行業間的技術資源的整合，將虛擬化為現實。（2）模具“逆向工程”的發展很迅速，模具的掃描系統使得從模型開始一直到加工出期望的模型所需要的很多方面的可能，很大程度上縮短了模具研發制造的時間。同時一些快速掃描的系統，能夠迅速的安裝在加工中心上，最終能夠實現自動生成各種數控系統和快速的收集數據的加工系統，使模具的逆向工程廣泛的應用于汽車等行業中。近幾年來很多的模具生產企業加大了技術的投入，一些國內模具企業逐漸普及了二維CAD中，開始使用國際通用軟件，成功的用于沖壓模型的設計中。

2、模具發展中的關鍵問題

在我國模具的自動加工生產系統是我國發展中的一項關鍵問題，模具的自動加工系統需要有多臺的機床進行合理的組合，并且需要配備定位盤等裝置，需要有完整的刀具數控庫和完整的空柔性同步系統，還要有質量監測控制系統。尤其是因為模具行業發展比較成熟，給我國的模具沖壓行業帶來了很大的挑戰，由于在環保方面又有了更高的要求，因此給沖壓帶來了很大的壓力，同時產品集約化生產和個性化的發展，以及環保方面的要求，還有節能方面的控制，需要在沖壓行業進行新一輪的技術改造和創新。同時仿真技術的應用是當前沖壓技術發展的重要的技術，需要考慮自動化和靈活性方面的要求，使沖壓成型更加的數字化、自動化和科學化，在整個行業中沖壓模具的發展更加向著技術性的發展靠近。

結束語

總之，沖壓工藝對整個鋼材加工制作有著重要的影響。盡管隨著技術研究的深入和經驗的總結，沖壓工藝取得了較快發展，但在實際加工和運用中仍然存在著一些值得進一步研究和改進的地方，未來應該進一步加強研究工作，注重經驗的總結，提高工藝水平，節約沖壓工藝成本，提高其工藝性和經濟性。

參考文獻

[1]徐政坤.沖壓模具設計與制造[J].化學工業出版社，2009，（06）.

篇6

關鍵詞：高職高專；機械制圖；課程設計

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2011）35－0033－03

經過幾年的高職模具設計與制造專業《機械制圖》課程教學，粗淺地形成了以下課程設計。

一、課程定位

1.課程定位的依據

（1）崗位需求。模具設計與制造專業的崗位分為：模具設計和模具制造。這兩個崗位都需要學生熟悉國家相關標準，繪制樣圖，看懂圖樣。

（2）后續課程。如果把整個的模具設計與制造專業課程體系比喻成一棵大樹，模具CAD/CAM、模具設計與制造、塑料模具設計、數控加工編程與操作等課程是枝葉，那么機械制圖課程就是整個課程體系的樹干，支撐后續課程，為后續課程打下良好的基礎。

（3）職業資格。車工、鉗工、銑工、數控工藝員、制圖員等職業資格考試都要以機械制圖課程為依托。如果沒有機械制圖的基礎，無法看懂圖紙，既談不上加工，也無法考證。

（4）素質拓展。學習了機械制圖課程，不僅僅能夠讀圖看圖，還要練習實際生活。例如，根據節流閥的裝配圖，能夠了解其工作原理，如果那個部分需要維修，能夠根據裝配圖進行拆卸維修。

根據上述四個依據，把《機械制圖》課程定位為專業基礎課。

2.教學目標

（1）知識目標。掌握國家標準的有關規定，具有查閱有關標準的能力；掌握正投影法的基本理論及對三維立體及其相互位置的分析方法，并據此閱讀機械圖樣；能熟練地應用繪圖儀器、徒手及計算機繪制機械圖樣。

（2）能力目標。專業能力：識讀、繪制機械圖樣的能力，空間思維能力和形象思維能力；方法能力：質疑探索、自主學習、自我管理、自我提高的方法；社會能力：知人、自知、認識社會、適應社會的能力，創造能力和審美能力。

（3）素質目標。養成認真負責的態度和嚴謹細致的工作作風；增強學生的自信心，建立競爭、效率意識；具有團隊合作精神；勤奮、敬業、重操守。

二、教學理念、思路與內容

1.教學理念

重新審視以往的“教師說，學生做”，“教師灌，學生記”，“教師管，學生服從”的教學方式，探索形成新的教學理念：

（1）“教”為主導。教師是教學活動的組織者，教師用行動去感染學生，用語言打動學生，把對人的真情實感流露出來，師生產生心靈的共鳴，用身邊的事例，以淺顯化、通俗化的方式講授，激發學生學習興趣。

（2）“學”為主體。引入案例、情景、分組討論等教學方法，讓學生主動參與教與學。變“一言堂”為“群言堂”。教師不僅要使學生會學，還要使學生樂學，要培養學生積極的學習態度。

（3）“練”為主線。打破了以往課程結束后統一練習的教學模式，避免只學不練，只聽不練，組織學生適當的課堂及課外練習，運用、消化和鞏固知識。

（4）“用”為根本。強調實際操作能力訓練，每一個項目結束后，組織學生實訓，組織學生到車間觀摩。

總的來說，筆者的教學理念就是引出學生的興趣，增強學生的信心，把教學過程轉變為學生渴望探求知識、帶有情感色彩的意向活動。

2.教學思路

結合培養目標設計教學情景，根據專業知識習得的要求，讓學生能夠獨立地繪制和閱讀樣圖，最終達到教學目標。

3.教學內容

《機械制圖》課時設計，具體為大一兩個學期的課程，第一個學期6學時/周，第二個學期4學時/周。具體課時設計如下表：

把以前零散的章節整合為五個項目。國家相關標準及工具的應用等歸結為基礎知識和技能項目部分；點線面的投影關系歸納到投影基礎項目里；三視圖、軸測圖等歸到制圖應用技術項目里。五個項目環環相扣，前一個環節為后一個環節打基礎。實踐課時＞理論課時的課時設計，更加符合高職學生的特點。加強學生的實際操作能力，練中學，學中練。

三、教學方法與手段

《機械制圖》課程教學，可選擇采用以下教學方法：①實物教學法。利用教具模型或者是實物模型，讓學生更直觀地了解各位置的關系，更有興趣去探索更深層次的知識。②講述法。傳統的板書講述，也能讓學生加深理論理解。③多媒體教學法。用語言無法表達的內容，利用多媒體教學，可更加直觀。多媒體課件鮮明的色彩更能吸引學生的眼球。④圖示對比法。通過對比的方式，好與壞一目了然，加深知識在學生腦海里的印象，不易忘記，以后自己繪圖時也能避免犯同樣的錯誤。⑤小組討論法。提高學生的學習主動性和自主分析的能力，加強學生的團隊合作精神。⑥提問引導法。有助于學生注意力的集中，同時增強學生的語言表達能力，也有利于提高學生的自信心。綜合以上多種方法，兼蓄并用，有利于提高教學效果。

1.教學手段――“四化式”

（1）現代化的教學手段。隨著科學技術的日益進步，現代化教學設備已不斷地運用到高職院校教學過程中。模型、揭示板、掛圖等傳統的教學方式，因為受到各種客觀條件限制，講授不同內容時，同一內容需要多次演示。然而，采用現代化方法進行教學，如多媒體課件、虛擬仿真動畫等，與教具模型、板書等傳統的方式相結合，則能夠調節課堂氣氛，激發學生興趣，使得學生視覺、聽覺、觸覺多種知覺共同參與學習，有助于提高知識獲得的準確性，發展學生的抽象想象能力。

（2）實踐化的教學課堂。知識是能力的根基，掌握了基本知識并不等于有了能力，能力只有在不斷的實踐過程中才能逐步形成。實踐化的教學課堂就是將畫圖作為課堂教學的一個環節。讓學生面對實物進行實踐畫圖。教師只是提出要求，充分體現“導”的作用，學生可分組討論，充分發揮想象力和創造力，獨立完成繪圖。

（3）幽默化的教學語言。語言教師傳授知識的主要形式是語言，教師語言的質量直接影響課堂的氣氛和教學的效果。吐字清楚、準確生動、簡明扼要、通俗易懂，是教師的基本能力。同時，教師語言的幽默化，則更能吸引學生，激發學生的求知欲望，讓他們積極地探索。

（4）多樣化的教學氣氛。以往的教學方式往往只是教師講，在這種單調的教學課堂里，每一個學生都會覺得乏味。所以，教師在教學過程中要讓學生感覺到端莊、平易近人、和藹可親，使師生在活躍的氣氛中展開教學活動，讓學生帶著更加飽滿的熱情投入學習。

2.教學過程設計――“五步式”

第一步，實物導入，直觀演示，引入新課。舉生活實例，拋問題，激發學習興趣。讓學生在視覺和感覺上獲得初步印象，再聯系生活實際，培養學生的思維能力。學生有了大體的印象后，教師進行適當的啟發，喚起學生的學習情趣，讓他們主動參與教學。

第二步，重點講授，細講，引導設問，將感性認識上升到理性認識，是學生掌握知識結構的關鍵步驟，有利于培養學生的各種能力。

第三步，小結練習，簡單總結本節課所學的重點要點。布置針對于本節課設計專項的小練習，讓學生在課堂上得到鍛煉，理解本節課程的精華。

第四步，作業布置，鞏固所學內容，為后續學習打基礎。在教學理念中以“練”為主線，正是通過本步驟為學生留下部分作業，讓他們在課后也能得到練習，運用、消化和鞏固所學的知識。

第五步，拓展延伸，預習階段，布置任務，為新內容打基礎。教師針對下一節課的難點，設計幾個題目讓學生主動思考，帶著問題預習，準備下一節課。

以上五個步驟銜接緊湊，一步接一步，預習是掌握知識的前提，直觀演示和重點講授是傳授知識的主要渠道，小結練習是知識濃縮和能力提高的體現，布置作業是對課程的鞏固，充分體現了教師“導”與學生“學”的相互作用，以教促學。

3.考核辦法

總評成績分為：項目考核20%，過程考核30%，期中考核20%，期末考核30%。其中過程考核又分為：創新30%，態度40%，作業20%，提問10%。成績不是目的，重要的是學生要學會，通過這樣的考核辦法，刺激學生發揮主動性。

四、教學資源

參與出版了多部高職高專規劃教材及十二五規劃教材，并配有習題集和光盤，如2010中文版《AutoCAD基礎教程》。在各大雜志上發表了多篇相關論文，如“從cad競賽談《機械制圖》課程的教學改革”。本著啟發、誘導、創設學生思考情境的原則，引發學生空間形體的想象力，激發學生正確認識已有形體創設新形體的思維，引導其進行創造性學習。筆者自制了圖文并茂的多媒體課件及虛擬仿真動畫，所利用的教學資源包括教學模型、實體模型、教學量具、計算機室、實訓室，等等。取得的教學效果為：積累了很多學生作品，學生的考證率逐年得到較大提高，通過率都在90%以上，多次在國家、省、部級大賽獲獎。通過大賽，全面加強了學生的綜合能力，推動了指導教師能力的提高，也促進了學生間的團隊協作及教師間的合作進步。通過幾年的《機械制圖》課程教學形成的課程設計還有不足，應該在今后的工作中不斷地更新和改進。

參考文獻：

篇7

關鍵詞：畢業實習；畢業設計；設計質量

中圖分類號：G646 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）40-0238-02

畢業實習和畢業設計是大學本科教學的最后一個綜合性實踐教學環節。畢業設計是系統化、綜合化運用基礎知識、專業知識的過程和總結；畢業實習是理論聯系實際、學習與應用相結合的升華過程，是畢業設計資料收集的主要途徑。因此，要提高畢業設計質量，首先就要重視畢業實習，組織好畢業實習，對畢業實習的意義有充分的認識。

一、設計的正確構思來自于實習

進行畢業設計，常規的步驟是下達設計任務書，學生查找資料，完成開題報告，進行設計、編寫設計說明書，最后答辯等。曾有一位這樣的學生，所做畢業設計的課題是“噴淋器工藝分析及注射模具設計”，眼看時間過去了兩個星期，幾經反復，設計方案和相關參數總是確定不下來，進展很緩慢。于是他帶著問題到簽約公司實習，在公司里與員工一道正常上班下班，先后經歷了塑件注射成型和模具維修實習。在工作崗位上，不怕苦不怕臟，總是不放過每個特殊的細節，認真觀察各種塑料模具的構造及工作原理，特別對側抽芯機構、澆注系統、推出機構等部件的構造和工作過程總是要弄個水落石出，遇到不解之處纏著技術人員和工人師傅請教，把聽到的、看到的、想到的寫了厚厚一本實習日記。實習結束時，噴淋器的模具方案也出來了，原來只字未動的設計提前了兩個星期完成，設計總評獲得優秀成績。這個學生在畢業設計研討會上談了自己的體會：實習前，腦子一團亂麻，總是理不出設計展開的頭緒；實習時通過一觀察二動手三總結，靈感來了，方案的構思也出來了；特別是通過產品質量分析，對模具設計的要點更加清晰，實習結束后就能輕松、獨立、全面地進入設計了。

二、設計方案的正確性來自于實習

課堂教學是學生系統學習學科知識，掌握專業知識的重要途徑，但許多實際知識和經驗還需要實踐來豐富。比如關于沖壓模具或塑料模具的結構組成，學生可以把課本概念倒背如流，至于“為什么這樣設計”，可能就被難住了；因為書本里沒有現成的答案，所學到的東西還是從理論到理論，缺乏實踐經驗，所以深層次的東西就不能回答出來了。曾遇到過這樣一位學生，《塑性成形工藝及設備》課程考試取得了92分，班級里排序第二，進行畢業設計時所設計的某電器沖壓模具方案卻經歷了再的過程，設計組的同學都為他的方案遲遲沒有落實著急。原來第一次的方案選擇單工序模完成，包括落料、沖孔、拉深三道工序，模具結構雖然簡單，但面對大批量生產的前提時是不可取的，生產率低，質量難保證，另外由于工件尺寸較小，存在送料取料操作上的安全隱患；第二次的方案從效率上考慮采用復合工序完成：落料-沖孔-拉深，但拉深時會把前工序的沖孔拉伸變形，工件質量難以保證，且模具結構較復雜。第三次的方案決定采用級進模完成。那么，該產品的級進模的結構該是怎么樣的呢？特別是卸料、推件等結構是采用剛性還是彈性，排料方式是單排、雙排還是斜排、直排，至于定位是采用導正銷定位還是側刃定位或者是側刃與導正銷同時定位等，心中無底，一時拿不定主意。他把課題帶到了實習基地邊實習邊研究，從不同的角度去分析考慮，筆記本上畫滿了各種符號和草圖，畢業實習回來后，他的開題報告第一個得到了指導老師的贊揚。原來他在實習過程細心觀察了工廠同類型結構的模具，然后進行比較分析，詳細對每套模具的工作原理進行了研究。為何這樣設計？那樣設計行嗎？這個零件的作用是什么等這些問題他都虛心請教工程技術人員，并記下了許多在課堂上無法理解的筆記，把自己的設計與現場的模具類比，并讓工程技術人員找問題、提建議，最后把模具方案定了下來：沖切口-拉深-沖孔-落料，排樣采用有利于提高材料利用率的雙排排樣方式；定位采用側刃與導正銷相結合的定位方式，定位準確，保證了孔與工件外緣的位置精度要求，推件結構采用剛性裝置，卸料結構采用彈簧裝置，且卸料板也采用導柱進行導向，防止小凸模和側刃在沖壓過程受到側向力作用折斷。

三、設計工藝的合理性來自于實習

模具設計工藝包括沖壓工藝方案制定和凸模、凹模的結構設計。工藝方案正確，才能保證工件的質量；凸模、凹模的結構設計合理，有利于方便制造，簡化程序，提高模具壽命。如墊圈零件若采用級進工序沖裁方式，其順序必須先沖孔再落料，否則無法得到產品。若采用復合工序方式，還必須考慮符合邊緣的最小尺寸要求，以滿足凹凸模的強度問題。對于有細槽、尖角的結構，必須考慮鑲拼結構。盡管現在電火花線切割加工可以實現細槽、尖角的加工，達到很高的精度；但一旦磨損、開裂，維修困難，成本提高。課堂上闡述到這些問題時，多半學生都是似懂非懂。實習時，學生對這類問題觀察得很細致，許多學生的畢業設計就是在實習中得到了啟發，對易損部位、難加工的地方都恰當地設計成鑲拼結構使其工藝性趨于合理，與生產實際一致，點評時老師給予了充分的肯定。有一位學生設計的拉深切邊凸模，也采用鑲拼結構，把用于定位的凸臺和切邊凸模分開設計成兩個零件，工藝性變好了，凸模可以通過磨削得到鋒利的刃口；如果設計成為一體，因受中間用于定位凸臺的影響，無法對凸模刃口進行磨削，自然得不到鋒利的刃口。畢業答辯時學生感慨地說：“平時學習雖然記住了概念，但并沒有真正理解和融會貫通，在現實面前還是工藝盲。通過實習，有條件與模具生產零距離接觸，特別是有工人師傅們的現場指導，知識變活了，現在不管遇到多復雜的沖壓件都基本能把握好各零件的加工工藝性。畢業實習使我們提前認識了制造業的奧秘。”

四、設計圖紙的高質量來自于實習

在設計的全過程里，正確標注尺寸、正確標注公差等對學生而言屬于最棘手的問題了。基準怎么取？哪些地方該標注尺寸公差？哪些地方該標注形位公差？公差值又是多少合適？粗糙度又是多少合適？等等。沒有一定的實踐經驗是很難正確標注的。在實習時，學生通過對照圖紙和實物，特別是有機會參與了設計部門的方案討論，在現場得到模具工程師的指導幫助，進一步理解了關鍵部位和非關鍵部位、關鍵尺寸與非關鍵尺寸、重要面與非重要面的含義，對尺寸及其公差標注、形位公差標注、粗糙度大小的確定有了深層次的了解，給畢業設計提供了有益的幫助。如對上、下模座兩平面間的平行度要求，導柱與導套的尺寸公差、粗糙度要求以及圓柱凸模的固定部分與刃口部分同軸度的要求等，都能正確地進行標注，保證了合模時導柱與導套間的正確配合以及凸、凹模的正確工作等。近幾屆學生畢業設計的圖紙在尺寸標注上都比較完整、規范，基本符合國家標準要求。

五、結束語

篇8

關鍵詞：H13鋼；鋁合金；擠壓模具；失效分析

中圖分類號：TG385 文獻標識碼：A

一、鋁合金擠壓模具的主要失效形式

隨著鋁及鋁合金制品在民用建筑、汽車工業等許多方面的應用越來越廣泛，鋁合金擠壓工業得到了空前的發展。在2007年鋁材加工產量達到了1176萬噸，超過美國居世界第一。鋁合金擠壓模的工作條件十分惡劣，加上模具設計的好壞，模具材料選擇的差異，以及熱處理和表面強化處理的合理性等諸多因素，都可能直接影響模具的使用壽命。擠壓模具的失效形式主要有：磨損失效、塑性變形、疲勞損傷和斷裂。

其中斷裂的形式有脆性斷裂、韌性斷裂、疲勞斷裂等。通常斷裂發生在模具型腔尖角處、凸臺懸臂處等。脆斷主要是材質問題或內部有缺陷，熱處理硬度過高，型腔形狀、工作帶厚度以及模具結構產生的應力集中等原因引起的。疲勞斷裂表象為模具表面龜裂，然后聚集擴展形成斷裂，內在原因是反復變化的拉、壓應力和熱應力引起的。韌性斷裂是由于材料太軟或工作溫度過高外界壓力過大造成的。所以，選擇模具制造材料非常嚴格，一般應具備高強度、高硬度、高耐熱性和良好的抗氧化穩定性、高沖擊韌性和斷裂韌性和良好的淬透性等。

模具的使用壽命跟很多因素相關，但其中模具材料是占主要的，模具失效原因經統計大致為：設計不合理占13%，材料存在問題占10%，熱處理產生的問題占60%，表面處理產生的問題占9%，其他原因占8%。由此可見模具材料的選用與處理方法最為重要。

二、H13鋼

目前常用鋼材是H13鋼。H13鋼是美國牌號的一種空冷硬化的熱作模具鋼，成分性能等同于中國鋼材4Cr5MoSiV1。H13鋼主要化學成可參見中國的GB標準來：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。

正確熱處理時，H13鋼材由于增加了V元素，淬火時只有少量VC碳化物溶于奧氏體中，大部分VC碳化物并未溶于奧氏體中，這對細化奧氏體晶粒起到顯著作用，大大的提高了鋼的強韌性和熱穩定性，也有助于改善熱疲勞性能。而固溶于奧氏體中的V元素在淬火時又固溶于基體組織中，固溶強化基體組織。高溫回火時，V元素又以VC碳化物的形式從基體組織中析出，彌散分布于基體組織中，增加鋼的強度、硬度與耐磨性，產生二次硬化效應。但也削弱了基體組織的強度性能。正因為H13鋼具有較高的熱強性、耐磨性、韌性和耐熱疲勞性能，同時又具備較高的淬透性，尤其是空冷即可淬硬，淬火變形又小，所以H13鋼廣泛地用于擠壓模等。

三、案例

下面以一套鋁合金擠壓模具為例說明熱處理對模具壽命的影響。

通過檢查模具的整體外觀形貌，如圖1-（a）所示，模具開裂部位均發生在模芯與分流橋過渡的部位，如（a）圖箭頭所指；（b）圖為模具分流橋處開裂部位的局部放大圖像，裂紋如（b）圖箭頭所指。現對其進行金相組織分析。

在圖1-（b）中箭頭所指開裂部位切取縱向試樣，并制成金相分析試樣，按照中國國家標準“GB/T13298-1991金屬顯微組織檢驗方法”，對其進行冶金缺陷和金相組織評定。

1冶金缺陷分析

試樣金相觀察磨面未經浸蝕的微觀形貌可發現（b）圖為（a）圖的局部放大圖像。由圖可見，材料中基本上為點粒狀非金屬夾雜物，尺寸與數量尚可。參照“GB/T10561-2005鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法”，按標準評級圖評級，評定材料的非金屬夾雜物為D類細系2.0級。

2材料金相組織分析

試樣金相觀察磨面經4%硝酸乙醇溶液浸蝕后的金相組織如圖2、3所示。其中（a）圖為模具的心部金相組織圖像，（b）圖為（a）圖的局部放大圖像；（c）圖為模芯與分流橋過渡處開裂部位的金相組織，（d）圖為（c）圖的局部放大圖像。模具材料的金相組織分析如下：

（1）鋼中金相組織為“回火馬氏體+少量殘余奧氏體+二次碳化物+少量液析碳化物”。

（2）鋼中馬氏體組織粗大。根據中國機械行業標準“JB/T8420-96熱作模具鋼顯微組織評級”，評定馬氏體等級為6級。表明材料存在過熱的組織缺陷。該組織缺陷與材料在熱加工過程（熱處理或鍛造）中存在超溫現象有關。材料組織粗大導致材料脆性增大，當模具表面形成裂紋，將迅速擴展而使模具開裂。

（3）模具表面存在明顯的脫碳現象。圖3-（c）箭頭所指方向從模具表面往心部垂直方向的硬度分布曲線。由圖可見，模具表面脫碳層深度達到0.8mm以上。模具表面脫碳導致模具表層強度下降。模具表面的脫碳組織缺陷是由于熱處理過程中未進行有效的保護而造成的。

（4）模具裂紋起源于模芯與分流橋過渡的R位處，裂紋沿晶界擴展，擴展方向如圖3-（d）箭頭所指。由于模具服役時該部位存在較大的應力集中，加上模具表面存在脫碳，強度較低，當工作應力超過材料強度時，模具即發生開裂。

綜上所述，模具材料組織粗大和表面存在嚴重脫碳是導致模具開裂的主要原因。

3改進措施

（1）降低淬火溫度。淬火溫度應控制在1020℃～1050℃。

（2）熱處理時采用保護氣氛爐或真空爐。常用的保護氣氛有氫氣、氮氣、氨氣、丙烷、丁烷、甲醇、一氧化碳、丙烯等。

結語

由此可知，熱處理不當是模具失效的主要原因。作為從事模具行業的人員要想把模具做好、做精，那么僅僅懂得如何設計和制造模具是不夠的，還應當具備足夠的金屬知識和熱處理技術。

參考文獻

篇9

關鍵詞:高職;UG;學科

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軟件是當今先進的、高度集成的面向制造業的CAD/CAE/CAM高端軟件之一。UG提供了一個基于過程的產品設計環境,可以快速解決產品從初始的概念設計,到產品設計、動態模擬與仿真、數字化制造等一系列問題,實現了數據的無縫集成。由于UG軟件強大的功能,使其廣泛應用于汽車、機械、飛機、造船等行業。

UG軟件主要由CAD、CAE、CAM等模塊組成。CAD模塊主要有建模子模塊、裝配子模塊、制圖子模塊等;CAE模塊主要有有限元分析子模塊、運動分析子模塊等,具有強大的工程分析能力;CAM模塊可以進行切削仿真、綜合仿真與檢查功能等。使用UG軟件可以提高設計效率,縮短設計周期,提高設計質量,將設計人員從繁瑣的工作解放出來,把精力投入到產品技術創新上。

CAD/CAM應用軟件(UG)課程是機械類專業教學中一門重要的實踐類課程,雖然單獨作為一門課程開設出來,但它和其他課程有著密切的關聯。在教學中應將UG的有關模塊與相關課程的教學和課程設計結合起來,起到輔助教學的作用,幫助學生理解和掌握專業知識。

1 與機械制圖課程的關聯

機械制圖課程是高職機械類專業的專業基礎課,學習目標是培養學生運用正投影法繪制和閱讀機械圖樣的能力。UG課程與機械制圖課程有著密切的關聯,如果學生不具備一定的讀圖能力,讀不懂零件圖,建模時就無從下手;反之,UG課程的學習有助于學生提高讀圖能力。

高職學生缺乏工程實際經驗,空間想象能力差,在學習機械制圖課程時感到比較困難。運用UG軟件的建模模塊,使學生通過不同的視角動態地、直觀地觀察實體模型的內外結構,幫助學生理解形體與三視圖之間的對應關系。運用裝配模塊可以對裝配件進行虛擬裝配,通過添加約束條件,將零部件裝配在一起,有助于學生理解裝配件的工作原理、裝配結構和各零部件之間的裝配關系,幫助學生讀懂裝配圖。通過制圖模塊可以生成符合國家標準的機械圖樣,學生可以通過制圖預設置、注釋預設置等工具進行制圖環境設置,從而了解國家標準關于機械制圖的規定,并付儲于實踐,對機械制圖課程的學習起到促進作用。

借助于UG軟件的三維可視化建模環境,建立基于三維設計的機械制圖教學體系,為機械制圖這門傳統的課程注入了新的活力,也降低了學生學習機械制圖課程的難度,提高了學生的學習興趣,發揮UG軟件輔助教學的作用。

2 與機械設計基礎課程的關聯

機械設計基礎是機械類專業的一門重要的專業基礎課,要求學生掌握基本的設計理論。傳統的教學體系以尺規繪圖為主,如課程設計環節,要求學生尺規繪制減速箱的零件圖和裝配圖,學生要花費很大的精力在繪圖上,一旦結構尺寸變動,圖樣修改的工作量是很大的。如果學生運用UG軟件把減速箱的各個零件做成實體模型,再通過制圖模塊生成機械圖樣,就大大減輕了設計的工作量。而且UG軟件的基于特征的參數化建模功能,使零件結構尺寸的修改非常便捷,將學生從大量繁瑣的工作中解放出來,把主要精力放在設計方案的優化、設計能力的提升、設計結構的創新上。

機械設計基礎課程在研究常用機構的運動分析和設計時,主要是利用計算公式計算,對于稍復雜的機構,計算的工作量很大。如果利用UG的運動分析功能,可以方便地對機構進行運動仿真,得出構件的位移、速度、加速度等運動特性,觀察機構的運動規律,分析機構的自由度等,直觀易學,提高了學生的學習積極性[1]。培養的學生具有較強的實踐動手能力、科技創新能力和分析問題的能力。

將UG課程與機械設計基礎課程相融合,改變了傳統的機械設計方式,變二維設計為三維可視化設計,更符合現代制造業的需求,也使機械設計基礎課程變得易學、易懂、有趣。

3 與數控加工技術課程的關聯

數控加工技術課程是機械制造專業的專業課程,要求學生掌握數控機床結構、數控系統與原理、數控編程、數控機床操作、數控刀具、數控加工工藝等內容。要將抽象、枯燥的理論知識以直觀、動態的畫面展現給學生,并指導學生進行實際項目數控模擬仿真,就必須借助于CAD/CAM應用軟件這個平臺,使學生學用結合,滿足教學需求。CAD/CAM應用軟件能仿真數控加工的過程,包括設定機床、選擇刀具、定義毛坯等,可以通過邊演示邊教學的方式,使抽象內容形象化,幫助學生理解加工過程,調動了學生的積極性,從而提高了教學質量。

對于較復雜的機械零件,學生根據二維零件圖難以想象三維形體,越復雜的零件編程的難度越大,出錯率越高。在UG軟件中,可以通過產品建模,進行加工工藝分析,生成數控加工指令代碼,模擬加工狀態,顯示刀具路徑和模擬加工軌跡,便于及時發現加工中的問題進行修改,避免了手工編程的出錯率,提高了編程的可靠性[2]。學生自己動手將零件圖生成三維形體,再生成加工程序,進行動態仿真模擬,體驗創新的樂趣和艱辛,其成就感可想而知了。當然,虛擬加工仿真僅僅作為輔助教學手段,不能代替實際的數控加工實訓,學生還需要通過一定的實際數控加工編程的實訓來練習實際操作能力,如零件的裝夾、測量、加工參數的設定等。

4 與模具制造技術課程的關聯

隨著CAD/CAM軟件功能的日益強大,模具行業完全和CAD/CAM軟件融合起來。模具制造技術課程是一門理論與實際應用緊密結合的課程,必須借助于CAD/CAM軟件作為教學平臺,來完成一系列的教學活動。例如應用UG軟件的Mold Wizard模塊可以進行注塑模設計,優化塑料制品的結構,降低材料的成本;優化模具結構,得到最佳的澆口數量與位置,合理的流道系統與冷卻系統,并對型腔尺寸、澆口尺寸、流道尺寸和冷動系統進行優化;還可以確定最佳的注射壓力、模具溫度、注射時間、保壓時間和冷卻時間,以注塑出最佳的塑料制品[3]。

借助于CAD/CAM軟件可以方便地設計出沖壓模、沖裁模、注塑模等,通過模具標準件庫還可以調入標準件,進行模具裝配,大大提高了設計的準確性,節省了設計時間和產品制造周期。通過CAM直接模擬加工過程,生成數控程序代碼,進行數控制加工,實現了無紙化制造。

將UG軟件引入到模具制造技術課程教學中,改善了教學環境,將理論教學和實踐教學有機地結合起來,把知識的傳授和能力的培養緊密地聯系起來,使其更貼近模具制造業現狀,使學生就業后很快就能勝任工作崗位的需求。

5 結束語

隨著CAD/CAM軟件的功能日益增強,在制造業應用越來越廣,相信它不僅為傳統的機械設計、機械制造領域,也為高職教育提出了新的挑戰。通過CAD/CAM軟件平臺輔助課堂教學,幫助學生理解和掌握機械各專業課程的內容,鍛煉學生解決實際問題的能力,調動學生學習的積極性,促進學生更好地掌握各專業知識,提高學生的認知能力、綜合運用知識的能力,為就業奠定扎實的基礎,提高了學生就業的競爭能力。

參考文獻:

[1] 焦麗麗.UG軟件用于機械專業課程的教學改革[J]. 裝備制造技術,2008(12):198-199.

篇10

關鍵詞：高摩擦　閘瓦　工藝　改進

中圖分類號：TG162

文獻標識碼：A

文章編號：1007-3973（2012）003-044-02

背景概述

閘瓦是鐵道車輛制動配件的最末端配件，安裝在車輛轉向架上的制動梁上，在車輛需要制動的時候，在列車制動機作用下，由制動梁將壓力傳遞給閘瓦，閘瓦摩擦面與車輛輪對踏面相接觸，進而對車輪的運動加以阻滯，以達到降低列車速度或者停車的目的。是鐵道車輛的重要制動配件。高摩擦系數合成閘瓦是目前新型的制動閘瓦，主要用于貨車車輛。貨車車輛閘瓦最初是鑄鐵材料，先后經歷了中磷時期和高磷時期。以鑄鐵材料中磷的含量作為區分。中磷閘瓦中磷的含量一般為0.4～2%，高磷閘瓦一般為2～2.5%。鑄鐵閘瓦的主要特點是原材料成本低廉，工藝過程相對簡單。1980年代以來，隨著國民經濟的快速發展，鋼鐵材料價格上漲，鑄鐵摩擦材料成本不再低廉，加上鑄鐵生產耗費能源、污染環境、摩擦系數偏低，不能適應鐵道車輛的高速運行條件。進入21世紀，鐵路多次提速，制動摩擦材料逐步向合成材料改進。目前主要應用的合成閘瓦也由原來的低摩擦系數向更高摩擦系數發展。本文涉及的高摩擦系數合成閘瓦生產工藝既是符合《TB/T 2403-1993貨車用高摩擦系數合成閘瓦》和《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》標準的作業系統。

按照最新的《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》標準的要求，高摩擦系數合成閘瓦在列車時速130km/h的摩擦系數應在0.326?.05的范圍內，低摩擦系數閘瓦在車速100km/h時為0.128?.03范圍內。

高摩擦系數合成閘瓦生產的的基本流程是以鋼制瓦背為基底，粉狀合成材料在充分均勻混合后，在模具內經壓力機加溫壓制為固體，最后經固化熱處理，達到《TB/T 2403-1993貨車用高摩擦系數合成閘瓦》標準。生產過程比較復雜，影響質量的因素比較多，任何環節都有可能造成產品質量問題。

2 高摩閘瓦生產工藝基本流程

高摩擦系數合成閘瓦生產的基本工藝流程為五大部分：鋼制瓦背制作、摩擦材料準備、壓制成型、固化熱處理和檢驗。

(1)鋼制瓦背制作工序有：下料、沖孔、瓦鼻成型、梅花孔沖壓、梅花孔翻邊、整體成型、瓦背拋丸除銹和粘接劑涂刷，共八道工序；

(2)摩擦材料的準備工序：進料、按配方指定的比例稱重、煉膠、混料；

3)壓制成型：涂刷脫模劑、將混合后的材料稱重后裝入壓力機模腔，按自動設定的程序壓制、出料脫模、清理毛刺；

(4)固化熱處理：將清理后外觀檢驗合格的成品放入自動烘箱，按設定的程序進行熱處理；

(5)檢驗：將熱處理后的成品按規定的標準進行物理、化學性能的試驗。主要項目有密度、壓縮強度、壓縮模量、硬度、抗彎、粘接、剪切、沖擊強度和固化水平等。

3 各環節存在的主要問題及原因分析

3.1 鋼制瓦背制作過程

首先有材料問題，板材的厚度，《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》規定不得小于4mm，材質必須符合GB/T700 Q235國家標準。現場實際監控中發現有材質脆硬，造成沖壓過后裂紋。

然后是模具問題，模具設計和調整不當造成成型瓦背不能通過量規檢測。

3.2 摩擦材料準備

外購的原材料雖然一直采用固定的供貨商，由于季節、氣候以及生產批次的不同，性能會有明顯差異。稱重配料時，一些比例較小的原料計量誤差也是很重要的影響因素。

3.3 壓制成型

壓制程序人工設定以后，壓力機可以按固定的程序完成壓制過程。但是模腔加熱溫度的控制不夠穩定，時常造成成品閘瓦性能上的較大差異。

3.4 固化熱處理

烘箱的加熱程序是可以人工設定的，按照工藝要求設定后，烘箱按照固定的程序進行熱處理，盡管如此，實際上每次的過程曲線卻不盡相同。

3.5 檢驗

試樣的制作精度不高，對試驗結果影響較大。

4 改進的建議措施

4.1 鋼制瓦背制作

嚴格原材料入廠檢驗制度，對瓦背板材進行強度試驗，每批板材都要取樣檢驗；

沖壓模具定期校驗，做好調整記錄，以供比對。

4.2 摩擦材料準備

目前不具備對所有摩擦材料進行化學性能檢驗的條件，但是可以設置樣品，進行比對目測，可以直接排除明顯差異的材料進入流程；

對于季節、氣候的影響，增加材料預先烘干工藝，保證原材料原始性能；

嚴格微量配料稱重，專人監督，落實制度。

4.3 壓制成型

落實計量檢定制度，確保壓力表和溫度表精度誤差可控。

4.4 固化熱處理

改造烘箱過程記錄方式，由過去的墨水+記錄紙改為電腦記錄儀，定期抽查過程記錄。

4.5 檢驗

《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》對檢驗項目做了較大修改，更新現有的電腦檢測設備，按新鐵標進行項目檢測，嚴格按新標準制作試樣，保證試驗結果的可靠性。

試樣要求如表1。

5 效果

在工藝質量控制方面，主要還是要考慮人員、設備、原材料、工藝方式和環境等方面持續改進與優化組合，按ISO 9000標準整合各項資源，使產品質量得到最大程度的保證。

2008年以來，公司生產的高摩擦系數合成閘瓦進行過多次的裝車追蹤試驗，產品質量保持穩定。表2是收集的相關數據。

6 結束語

與《TB/T 2403-1993貨車用高摩擦系數合成閘瓦》相比， 新的《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》主要在檢驗標準上做了較大修改，工藝過程基本未變。由于一些指標的變化，化驗方法方面刪減了生產實踐中不影響質量本質的吸水吸油性能實驗，增加了丙酮可溶物的測定以及橫向、縱向的粘接拉脫實驗。還增加了紅外光譜分析和熱重分析項目。這些新的檢驗項目都是以前不曾接觸過的，我們還要在推廣新標準的過程中不斷實驗和探索，達到生產的閘瓦質量在物化指標和裝車試驗指標上面完全符合部頒標準，確保最終實現鐵路行車安全的大目標。

參考文獻：

[1]　TB/T 2403-1993貨車用高摩擦系數合成閘瓦[S].

[2]　TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦[S].

[3]　GBT 1041-2008 塑料壓縮性能的測定[S].

[4]　GBT 700-2006 碳素結構鋼[S].