运用实物进行反挤压教学初探

摘要:生产实际带动理论分析,理论分析进一步指导生产实际过程,是实现高素质技术工人培养的有效途径。中等职业技术学校担负着培养懂理论、会操作的实践型劳动人才的任务。突出地方经济特点,结合实物生产工艺,从企业生产实际问题入手,能充分调动学生学习积极性,收到良好课堂教学效果。

关键词:实例、冷挤压模具、教学、初探

这是一则在模具班的冲压模教学中课堂反响热烈的铝套生产实例分析。

相关知识点复习:冷挤压是在常温下,由压力机对模具里的金属毛坯以一定的速度施加强大的压力,迫使金属塑性变形而从模腔中挤出,获得所须形状、尺寸并具有一定机械性能的挤压件。冷挤压有轴向挤压和径向挤压两大类,轴向挤压又可分为正挤压和反挤压两类。冷挤压具有节约材料、生产率高、提高零件机械性能、精度高、表面质量好、成本低等一系列优点,在机械、轻工等行业有广泛的应用。

教学引入:我市是全国太阳伞生产基地,铝套(也称伞骨套)是太阳伞中大量应用的一个零件,如图(1)所示实物。

工艺上的问题:

1:铝套反挤压时毛坯变形所需的单位压力很大,能达到材料强度的4~6倍,甚至超过模具材料的抗压强度,如何解决模具的强度、刚度和寿命

2:铝套属于高的挤压件,如何改善和提高材料的塑性。

3:模具结构设计上如何控制材料的流动,实现材料均匀变形。

三个问题的理论分析:

一:模具的强度、刚度和寿命问题的解决

1、凹凸模材料的选择及热处理

凹模材料选用YG20;凸模材料选用Cr12MoV,经过淬火处理。

2、凹模的结构

凹模采用预应力圈的组合结构,如图(2),即利用过盈配合的方法,用一个(也可以用多个)套圈把凹模箍紧,形成径向外应力,以抵消挤压时形成的切向拉应力的影响。为了防止凹模底部R处下沉开裂,把凹模做成分体结构,如图(3),底部镶块可以用Cr12MoV代替YG20。

3、凸模的形状

为了减少材料流动时与凸模表面的摩擦,将凸模做成图(4)形状, 即Do

4、模具工作部分的表面粗糙度

为了减少材料流动时与模具工作部分的摩擦,提高模具的使用寿命,应尽量提高模具表面光洁度,使表面粗糙度小于Ra0.1um以下。

二、 如何改善和提高材料的塑性

为了提高毛坯的塑性,延长模具寿命和改善挤压件质量,反挤压前应对毛坯进行软化热处理,硬度达到HB24以下;毛坯应做表面化学处理,先用硝酸去氧化皮,再用片碱洗白,使表面形成很薄的多孔状结晶膜,能随毛坯一起变形而不剥离、脱落。然后用硬脂酸锌滚桶,使孔内吸附剂,达到连续有效的。

三、如何控制材料的流动,实现材料均匀变形。

为了使挤出方向材料变形均匀,流速一致,挤压力降低,毛坯的形状和表面状况也有很重要的作用。应使毛坯的形状接近挤压件形状,以减少金属流动量;毛坯表面要光滑,无裂纹皱折,表面粗糙度控制在Ra6.3um以下;毛坯的尺寸根据体积不变原则计算,再加上挤压后加工(切削、修边)余量,外形尺寸d=D-(0.1~0.2)mm,如图(5)以便于放入凹模。

三个问题的实践指导:

通过上面三个课堂问题探讨,学生对冲压工艺有了一个基本认识,而进一步的理解,必须下厂参观,让理论和实际相结合。为使参观收到更好效果,给出学生二个作业:

1:写出铝套生产的整个工艺过程;2:市场调研,铝套模具的生产成本、该铝套的生产成本。

因为此案例取材带有地方经济特色,零件结构简单,学生少畏难情绪多兴趣;涉及相关知识点较多,可以点带面综合复习制图、材料、热处理、机械基础、加工工艺学科知识。学生有兴趣作指引,教师循循善导,摆出理论依据,结合实际情况,带着问题,解决问题,既动手又动脑,成效显著。

教学是教师的生命,教学过程、教学方法的探讨和教学中的总结是促使教师进步的有效手段。我们把日常教学中的一些体会拿出来与大家共同切磋,寻求共同进步。希望也能为地方经济的发展尽到一分力。

参考文献:

1.王孝培主编 实用冲压技术手册 北京机械工业出版社 2001.3

2.卢险峰 冲压工艺模具学 北京机械工业出版社1999

3.张毅主编 现代冲压技术 北京国防工业出版社1994