高職模具專業(yè)案例教學(xué)實(shí)踐范文

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摘要通過(guò)對(duì)具有先進(jìn)技術(shù)和新工藝的《一次性綠色環(huán)保用品的制造方法》中餐具——碗的成型工藝和模具的分析、解剖和討論，讓學(xué)生更好、更快地了解和掌握生產(chǎn)實(shí)踐中的新知識(shí)、新技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生吸納新技術(shù)和開(kāi)拓創(chuàng)新能力，縮短學(xué)生與社會(huì)需要的差距。

關(guān)鍵詞高職模具設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐

高職教育現(xiàn)在我國(guó)越來(lái)越受到重視，他填補(bǔ)了高等教育和義務(wù)教育中間的實(shí)用技術(shù)人才教育斷層現(xiàn)象，是國(guó)民教育的梯隊(duì)建設(shè)的必要的補(bǔ)充。其中，高職模具專業(yè)更是得到了極大的發(fā)展，為社會(huì)輸送了大量的實(shí)用性模具技術(shù)人才，但是，我們?cè)趯?shí)用人才的培養(yǎng)過(guò)程中，過(guò)多地重視書本知識(shí)的教育，而忽視了實(shí)踐性教學(xué)和社會(huì)新知識(shí)的吸納，使得我們培養(yǎng)出的人才難以適應(yīng)社會(huì)的需要。

因此，我們?cè)谀＞邔I(yè)教學(xué)過(guò)程中，不僅要求學(xué)生具備和掌握模具專業(yè)應(yīng)具備的冷沖壓和塑料模塑工藝及其模具設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)知識(shí)，并盡量要求學(xué)生充分地運(yùn)用課堂上所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，吸納新知識(shí)、新技術(shù)，解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)能力和開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新能力。因此，在教學(xué)時(shí)，我將《一次性綠色環(huán)保用品的制造方法》的生產(chǎn)工藝和模具作為典型教案，帶進(jìn)課堂。由于該方法申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利和獲多項(xiàng)實(shí)用新型專利，其成果應(yīng)用獲省級(jí)鑒定，產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)、外有銷售，將它帶進(jìn)課堂與學(xué)生一起進(jìn)行工藝和模具設(shè)計(jì)的分析、解剖和討論，一起到企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生們從實(shí)踐中學(xué)習(xí)，吸納新知識(shí)、新技術(shù)，培養(yǎng)和提高老師、學(xué)生的能力。

一、現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品和材料分析

該產(chǎn)品為可完全降解的一次性綠色環(huán)保用品——稻谷殼制一次性環(huán)保碗。從產(chǎn)品圖1可知，該產(chǎn)品的厚度為1mm，厚度小，邊口平整無(wú)毛刺，外形圓滑無(wú)變形，美觀漂亮。顏色為金黃色即稻谷殼本色。

雖然產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但因?yàn)樗貌牧现饕獮榈竟葰さ戎参锢w維粉，即將粗粉經(jīng)過(guò)細(xì)磨成100目左右，按一定比例摻以粘結(jié)劑、輔助劑等材料后，通過(guò)專用設(shè)備加工成質(zhì)地均勻、結(jié)構(gòu)緊密、表面光滑、有一定柔軟度和韌性的片；該片經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得含水量為12~18％，拉抻率只有0.5~0.8％，在受擠壓的同時(shí)，材料有微量的流動(dòng)，可粘合，而干燥后收縮率為3.1~4.9％；因此成型時(shí)要采用特殊的冷沖壓縮工藝和創(chuàng)新的模具設(shè)計(jì)，從而可加工生產(chǎn)得該綠色環(huán)保產(chǎn)品。

圖1產(chǎn)品樣品圖

二、實(shí)例模具成型工藝分析和模具設(shè)計(jì)

通過(guò)以上分析我們不難看出，該產(chǎn)品的成型有別于傳統(tǒng)的冷沖壓成型以及塑料的壓縮模塑成型，因此，其成型技術(shù)和模具設(shè)計(jì)是該技術(shù)具有先進(jìn)性和創(chuàng)新性的關(guān)鍵之一。

（一）成型工藝分析。首先，該綠色環(huán)保碗由片材加工而成，很自然可以考慮采用沖壓成型工藝，但是，該材料具有一定的收縮率和流動(dòng)性，而拉伸率很小，因此僅單方面從沖壓考慮并不能解決所有問(wèn)題，材料的特性決定，還要結(jié)合其他成型工藝如塑料壓縮模塑工藝等來(lái)考慮，尋找一種新的解決問(wèn)題的方法，實(shí)踐證明也如此。

所以，保留了沖壓成型工藝中落料、沖壓、切邊等基本工序，同時(shí)還采用了預(yù)拉抻、壓縮、保壓等工序，因而很好地解決了材料的拉伸率小，有收縮性和流動(dòng)性的特點(diǎn)。

雖然材料中含有一定的水，但沒(méi)有采用加熱的方法除去，一是保持產(chǎn)品的金黃色，二是降低成本。

所以，該成型方法稱為冷沖壓縮模塑，其工藝為落料、預(yù)拉伸、成型、切邊、壓縮整形、脫模等。

（二）模具設(shè)計(jì)

1、模具結(jié)構(gòu)如圖2，其工作原理是：片料送至托料刀圈6上，凹模8上行，凸模芯5因重力作用下垂最先與料片接觸，將料片進(jìn)行預(yù)拉伸送進(jìn)型腔，凹模上行到一定的位置時(shí)，落料圈2與托料刀圈6偶合，實(shí)行落料；凹模繼續(xù)上升，碗坯料在凸模芯和托料刀圈的作用下均勻地進(jìn)入型腔，當(dāng)凸模4與凹模即將接觸偶合時(shí)，切刀圈3將與凹模偶合，進(jìn)行切邊，與此同時(shí)凸、凹模在高壓下對(duì)碗坯料進(jìn)行擠壓成型，坯料此時(shí)在凸模、凹模、切刀圈形成的一個(gè)密閉型腔內(nèi)，由于強(qiáng)大的外力作用，坯料有拉伸，有重疊，有流動(dòng)，在這一時(shí)間里要進(jìn)行保壓，從而獲得質(zhì)量好的碗。

圖2落料——預(yù)拉伸——切邊成型復(fù)合模

1、上模板2、落料圈3、切刀圈4、凸模5、凸模圈

6、托料刀圈7、支撐桿8、凹模9、下模板10、碗坯

2、模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

A、設(shè)計(jì)有凸模芯起預(yù)拉伸的作用，解決了材料沒(méi)有好的拉伸性能的缺陷；

B、設(shè)計(jì)有托料刀圈可以便于料片更好地、均勻地進(jìn)入型腔；

C、落料圈與托料刀圈、切刀圈與凹模的配合，一次復(fù)合了落料、切邊、整形工序；

D、落料圈與托料刀圈、切刀圈與凹模的配合同時(shí)起了定位導(dǎo)向的作用，簡(jiǎn)化了模具的結(jié)構(gòu)；

E、采用冷沖壓、壓縮一次成型，簡(jiǎn)化工序流程，減少能耗，降低了成本；

三、模具實(shí)例教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)

在模具實(shí)例中，由于使用新材料植物纖維——稻谷殼作為產(chǎn)品的原材料，加上產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和經(jīng)濟(jì)效益的需要，新產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)采用了不同于冷沖壓工藝和塑料成型工藝，而是結(jié)合它們的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)了一種新的冷沖壓縮模塑成型工藝方法：落料、預(yù)拉伸、成型、切邊、壓縮整形、脫模等，并根據(jù)其工藝特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種新型模具。這也是此教學(xué)案例的教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

在這個(gè)產(chǎn)品成型過(guò)程中，模具一個(gè)工作循環(huán)的工作壓力、行程和產(chǎn)品成型工序與工作時(shí)間變化圖如下：

t0——成型起始(合模)t1——落料t2——切邊

t3——保壓t4——保壓結(jié)束（開(kāi)模時(shí)間）

t5——成型結(jié)束（取件起始）Hmax為最大開(kāi)模高度

t0-t1模具進(jìn)行合模，壓力小，合模速度快；

t1落料，模具的落料圈與托料刀圈偶合；

t1-t2預(yù)拉伸，凸模芯先接觸并帶動(dòng)料片均勻送進(jìn)型腔；

t2切邊，切刀圈與凹模偶合；

t3成型保壓；t4開(kāi)模卸壓；

t2-t3料片冷擠壓，碗初步成型，這時(shí)模具的位移量小，s是t非線性函數(shù)；沖壓力迅速上升，升至最大值后進(jìn)入保壓時(shí)間；

t3-t4這段時(shí)間碗坯成型工藝最復(fù)雜，因材料有流動(dòng)、粘合性、塑性，碗坯在高壓下冷擠壓、修整、校平，進(jìn)行壓縮整形和定型；

t5成型結(jié)束時(shí)間；

由此看出，這套模具將碗成型工藝全部一次復(fù)合完成，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，新穎有創(chuàng)新，操作方便，在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)，很實(shí)用。

四、知識(shí)創(chuàng)新點(diǎn)

（一）工藝創(chuàng)新。由于開(kāi)發(fā)新材料，為了適應(yīng)材料的特性，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)一種新的冷沖壓縮模塑成型工藝方法：落料、預(yù)拉伸、成型、切邊、壓縮整形、脫模等工藝一次復(fù)合成型；

（二）模具創(chuàng)新

A、設(shè)計(jì)凸模芯起預(yù)拉伸的作用，解決了材料拉伸性能不好的特點(diǎn)；

B、設(shè)計(jì)有托料刀圈可以便于料片更好地、均勻地進(jìn)入型腔；

C、落料圈與托料刀圈、切刀圈與凹模的配合，一次復(fù)合了落料、切邊、整形工藝，減少工藝流程，縮短成型時(shí)間；

D、落料圈與托料刀圈、切刀圈與凹模的配合起定位導(dǎo)向的作用，減去定位、導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)和加工，簡(jiǎn)化了模具的結(jié)構(gòu)；

E、采用冷沖壓、壓縮一次成型，簡(jiǎn)化工藝流程，減少能耗，降低了成本；

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)一次性綠色環(huán)保用品的制造方法的生產(chǎn)工藝和模具設(shè)計(jì)的分析、解剖和討論，帶學(xué)生們下企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，增加感性認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中吸納新知識(shí)、新技術(shù)，提高了他們開(kāi)拓創(chuàng)新能力，從而逐步縮小他們與社會(huì)需要之間的差距，提高就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，以達(dá)高職教育之目的。

參考文獻(xiàn)

1.葛立,吳靜.綠色環(huán)保碗成型工藝的研究及模具設(shè)計(jì).模具技術(shù),2003；4

2.翁其金.冷沖壓與塑料成型.機(jī)械工業(yè)出版社,1997

3.李學(xué)鋒.塑料模設(shè)計(jì)及制造.機(jī)械工業(yè)出版社,2006