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模具设计论文摘要

论文栏目:模具设计来源:互联网时间:2017-08-28 16:22

  压铸工艺及模具设计的教学改革浅析

  摘要:在提出当前教学中存在问题后,详细介绍基于工作过程《压铸工艺及模具设计》课程项目教学的改革,重点介绍了课程改革过程中项目教学内容的选择和具体实施过程。

  关键词:模具设计论文

  一、 前言

  在机械类专业中,模具设计与制造是一个重要的专业方向,其中《压铸工艺与模具设计》是模具的专业课之一。国内的压铸行业虽然属于新兴的行业,但是起点低,基础差,直到上世纪八十年代,全国也只有几家单位有1000吨以下的压铸机,国内只能制造最大630吨压铸机,并且大部分压铸机合模机构还是全液压的,非常落后。但是随着八十年代末起,摩托车生产的快速发展,尤其是二十一世纪汽车工业的大发展,压铸行业得到了高速发展,压铸模具也向高精度、高可靠性方向发展。作为参与压铸行业的未来生力军,高校培养的模具方面的人才,必须与企业的技术岗位要求相适应,除了掌握压铸生产的基础知识之外,还应该紧跟压铸技术的发展潮流。因此,在此课程的教学上也应该做出相应的调整,使学生尽快掌握压铸生产的必要技能,具备快速上岗的技术能力。本文主要探讨压铸模设计教改的几点思路。

  由于与注塑模具同为型腔类模具,模具结构方面与注塑模有很多相似的地方,因此都参照注塑模的教学形式进行授课,在课程设计时,很容易按照注塑模的方法照搬照套,显然会出现与实际生产要求相脱节的情况。在设计模具结构时,经常不考虑压铸工艺的特点,对模具的要求主要集中在模具精度方面,对其他的技术要求往往考虑不多。

  二、 教学改革几个主要途径

  1、 重视压铸生产工艺的教学

  要获得高质量、高水平的压铸件,特别是使薄壁而形状复杂的压铸件达到光洁、轮廓清晰、组织致密、强度高的要求、压铸过程中各影响因素的协调统一,压铸工艺参数的控制是关键。压铸生产的最终目的是得到合格的压铸件,虽然压铸件的外形尺寸主要是靠压铸模具的型芯和型腔尺寸来保证,但是压铸件的质量问题更多体现在工件是否存在内部缺陷或者缺陷的严重程度。

  常见的压铸件内部缺陷,如气孔、缩孔、疏松等,与压铸工艺参数的关系很大。脱离工艺参数设计的模具结构及模具各个系统的形状尺寸,都很容易造成各种缺陷。相对于注塑生产来说,压铸生产的工艺更加复杂,对模具的影响更大。比如对模具使用寿命的影响因素来说,从合金材料的成分到压铸工艺参数都有很大的影响。因此在满足成形情形下,尽量使用比较低的低速压射速度和高速压射速度。充填速度过高会造成粘模、冲蚀、龟裂;当低速压射速度较高使金属液包裹较多的气体时,气体在高速压射进入型腔中的低压区会膨胀,气体膨胀产生爆破,气体带动铝液以很高的速度冲击、侵蚀型腔表面,造成型腔表面气蚀缺损被气蚀的表面也会有裂纹产生。

  因此,应该重视压铸工艺的合理设计,只有正确选择和调整这些因素,使之协调一致,才能获得预期的效果。学生应该充分认识压铸生产的主要参数如压射压力、充填速度、压铸温度、压铸时间、充填特性等概念的含义,了解这些参数对合金液充填型腔并压铸成形的影响规律,才能更合理的设计模具结构,正确选取模具工作尺寸。

  2、 使用压铸模拟提高教学效果

  采用传统教学中的方法讲授压铸模设计这类的课程,很难让学生理解模具设计的要求,只能靠想象去猜想模具结构零件的的形状及位置。结合实验课,拆装真实的模具去理解课程中的模具图无疑是必须的环节。而对于压铸模具课程设计,参考设计资料上的图例及设计参数是必不可少的,但是要合理地设计模具,可以参照企业的设计步骤。为了减少设计的周期,提高设计的可靠性,采用模拟仿真来辅助设计模具是有效的方法。

  目前有很多适合压铸模流分析软件,比如PROCAST、MAGMA、FLOW-3D及华铸CAE等。压铸生产中合金氧化物的产生是不可避免的,这些氧化物杂渣缺陷会在填充过程中无法排出模具型腔外部而留在铸件内部,Flow-3D可以追踪氧化物的形成和运动轨迹。此外,填充过程的卷气最终会形成内在气孔,Flow-3D也可以显示气孔的形成和运动轨迹。压铸件在填充时的温差会产生冷流,在冷却过程中会产生缩孔,Flow-3D的热场仿真可以找出冷隔或缩孔形成的位置,是模具设计人员决定合适的冷却系统。

  在教学实践中,压铸模拟还可以增强学生对压铸过程的理解,通过模拟,可以让学生明白各种不同的浇注系统对充填质量的影响。对学生来说,分清不通不同形状的压铸件、内浇口的位置和形状的合金溶液流向,仅仅凭书本上的叙述是很难理解的。模拟可以让学生看到压铸时模具内部的真实流动和凝固情况,从而优化模具设计和工艺看到内浇口位置和形状改变后合金溶液的流动充填状况,以及产生压铸缺陷的大小和位置。经过改动工艺参数及模具结构,看到不同的充填效果,优化设计后,能设计出更合理的模具。

  3、 教学内容要与生产发展相适应

  压铸模设计教学中,讲得对多的往往是最基本的概念及最简单的模具结构,一般要求学生更多的是保证产品形状及精度等。但是现在的压铸生产已经不仅仅满足于是把产品做出来即可。因此教学中应该让学生的思维跟上行业生产的形势需要,要与生产发展相一致。

  由于近几年压铸模具企业的装备水平、检测设备的引进以及加工软件的应用,模具加工精度普遍有所提高,对于浇排系统对压铸产品的质量影响也有所认识。对于压铸厂来说,设计制造大型复杂压铸模是技术高低的体现,因此对于模具结构、模具强度计算、模具冷却水路的布置等影响模具压铸生产成品率、模具可靠性、生产效率、模具寿命的因素,都必要同时考虑率,以免模具在使用时经常出现质量问题,模具的可靠性也影响到生产效率,直接影响了压铸企业的生产、质量和效益。

  比如说模具材料的选用,国内的教科书基本上都是介绍国产模具钢,而实际上国内很多压铸厂都广泛使用各国生产的模具用钢,学生设计时都按照书本上介绍的国产模具钢牌号选模具零件材料,对国际牌号却不甚了解,这直接导致了不能学以致用。再比如对传统教学都把重点放在模具结构的设计上面,对模具温度的控制及冷却水道的设计,教材上多讲述水道的布置形式等最基本的知识,而现代压铸模已经重点关注模具温度场的变化,对模具冷却水的控制要求作为压铸工艺上的重点关注对象,要求冷却水必须到位,并且在试模过程中并加以调整,以满足全自动生产为验收标准。

  4、 抓好课程设计的质量

  课程设计是学好压铸模设计这门课的必要实践环节,目的是训练学生综合运用学过的专业知识设计压铸模具的能力。课程设计可以使学生进一步了解压铸工艺各项技术参数对压铸成型的影响,工艺参数应该与模具设计相结合,从最基本的保证压铸件的形状成型及消除或减少压铸缺陷,灵活运用所学的压铸模设计的基本知识,到更高层次的从压铸生产的方面考虑,提高设计、制造水平,关注模具细节,提高模具使用的可靠性,提高模具使用、维护的方便性,提高压铸生产效率,从客户的要求着想,提高模具的档次。

  课程设计的内容应该尽量取自生产实例,设计步骤按企业实际规范进行,不宜太拘泥于教科书的形式。设计中考虑的问题要根据实际生产分清主次,制图规范在应用国家标准的前提下,结合企业的实际情况做适当修改。对于一些术语的名称,应该把教科书上的术语与企业实际通用的术语有机联系在一起,既要掌握教材上的概念,也应该了解企业里约定俗成的叫法,这样才能更加快捷适应以后的工作岗位。

  三、 教改总结

  作为模具专业的一门专业课,虽然压铸模设计比冲压模设计和塑料模设计的课时要少,不能像塑料模设计那样详细的讲解,不过可以通过与注塑模结构上的异同比较,简单参照与注塑模的结构,对成型系统、顶出系统、侧抽芯机构等做简单介绍,重点掌握浇注系统等区别较大的内容,并充分讲解压铸工艺方面的知识,提高压铸模的学习效率。充分利用多媒体手段,利用模拟流体分析,通过动画、图片、数据等,使学生对书本上描述的原理、充填的结果、压铸缺陷的产生原因有更加直观、清晰的感官认知,变抽象的知识为可以清楚看到的压铸生产过程演示,对掌握压铸生产的工艺规律,设计合理的压铸模具,慢慢掌握与现代压铸生产所需具备的技术能力,为以后从事压铸行业做好技术准备。

  模具设计论文资源参考:http://www.topqikan.com/tecpaper/mjsj/

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