数字显示手动压力机的制作与模具实训教学相结合的尝试
2022-06-09
教具是高职院校实践教学课程中不可缺少的教学器材。《机加工实训》和《钳工实训》是高职院校模具专业学生必不可少的实训课程。装配钳工的拆装实训课程需要一些实用的教具。机加工实训的过程通常是用车床、铣床等机械加工零件。在安排教学内容时，可把两个实训课程的教学内容适当结合，即《机加工实训》课程中加工的零件用来制作教具，用于装配《钳工实训》课程中拆装项目的零件测绘和装配调试等教学内容，也可用于冲压模具设计课程中冲裁力的检验。这样实现了在真实生产环境进行实训教学，同时，实训课程中材料也得到更多的有效利用。为此，我们在这方面尝试制作了数字显示手动压力机，希望在《机加工实训》课程中加工的零件制作成数字显示手动压力机，该压力机又可用于钳工实训教学和冲压模具设计的课程教学中。
一、数字显示手动压力机的制作
在《机加工实训》课程中，学生了解并掌握了车床、铣床、钻床等机床的结构和基本操作方法，能够根据零件图纸的加工要求编制加工工艺。为了达到实操的技能，实现《机加工实训》课程的教学目标，我们要求学生在机加工实训期间制作了数字显示手动压力机。因为实训课程的重点在于机加工，所以数字显示手动压力机的结构设计部分由任课教师在备课阶段完成，数字显示装置也是由教师提前准备制作好，机械加工需要的钢材材料和加工工具也提前准备充分。实训期间学生在教师的指导下完成机械加工部分，并按设计要求将加工的零件安装完整，并调试合格即可成功制作数字显示手动压力机。学生制作的数字显示手动压力机的结构如图1所示。
在制作数字显示手动压力机过程中，学生主要加工了机架、工作台、垫板、手轮等部件，这些都是在校内的现代制造中心机加工实训室加工的。指导教师主要采取边讲边练、现场教学、任务驱动等授课方式，学生在真实的生产环境中学习理论知识和实训操作，掌握了不同机械设备的工作原理和操作方法，熟悉了零件加工工艺，学会使用多种不同量具，能够较熟练选择夹具和刀具。这样学生加工的零件不仅仅是单个的零件，而是可以用各个零件装配成的一个完整的机械，学生在整个实训学习中有很强的学习兴趣和高度的责任心。他们很清楚自己加工的零件有特定的用途，所以在整个加工制作过程中非常细心和认真。学生制作的数字显示手动压力机实物如图2所示。
二、数字显示手动压力机在模具专业《钳工实训》课程中的应用
把模具安装到压力机上是一项非常重要的装配工作，教师应指导学生正确安装模具。模具安装是否正确，会直接影响产品质量、生产安全、模具寿命和劳动效率。学生在学习安装模具时要注意以下几点基本要求：①凸模和凹模应该互相对准，间隙要均匀；②凸模和凹模的压力中心要重合；③有适当的闭合高度；④安装要紧固可靠，模具在冲压过程中无任何松动；⑤冲裁结束后能够顺利卸料、顶出制件。冲压模的调整工作是模具制造中不可缺少的重要环节。模具装配好以后，需要通过试生产对制品的质量和模具的性能进行检测。我们在实训过程中，应分析试生产中出现的问题，找出问题产生的原因，并针对原因对冲压模进行适当的调整和维修，以期望获得合格的制品。我们制作的数字显示手动压力机就可以用来试生产以及检验模具的装配质量、检验模具的维修效果。模具装配好以后就要进行试生产，教师需引导学生检测制品的质量和模具制造与安装的性能。首先检查冲裁件的外观质量，包括冲裁件的断面质量、表面毛刺、翘曲等情况。根据上述外观质量检查的结果，一是查看凸、凹模之间的间隙值及模具刃口，再根据间隙值分析冲裁件断面质量、表面毛刺、翘曲对冲裁件外观质量的影响；二是检查凸、凹模的表面加工质量，主要是凹模刃口的侧表面加工质量，因为它直接影响冲裁件的外观质量；三是检测冲裁件的尺寸是否符合图纸规定的要求。如果冲裁件的检测尺寸与图纸规定的要求不相符，分析如下几种可能：①模具刃口尺寸在制造时就已经超出误差；②由于模具的定位装置不可靠，在冲裁过程中，毛坯发生了窜动，引起冲裁件尺寸的变化；③冲裁后产生回弹，造成冲裁件尺寸超出误差；④压边力过小。究竟是什么原因造成的冲裁件尺寸不符，就要引导学生结合模具的结构、定位装置的可靠性、压边力大小以及凸、凹模刃口尺寸等来分析判断。
三、数字显示手动压力机在《冲压模具设计》课程中的应用
在《冲压模具设计》课程中，冲裁力的计算是一个重点内容。冲裁力是指冲裁过程中的最大剪切抗力，计算冲裁力是为了合理选择压力机和设计模具，避免因超载而损坏压力机。在讲授"压力中心确定"及"冲裁力计算"这节内容时，应该让学生掌握冲裁模压力中心的确定方法和降低冲裁力的方法。如果压力中心不在模柄直线上，压力机滑块和上模将发生歪斜；凸凹模之间的间隙不均匀，滑块就要承受偏心载荷。这将导致滑块导轨和模具不正常的磨损，模具刃口就会迅速变钝，模具寿命降低甚至损坏，严重时会因为凸凹模间隙不均导致产品产生很大毛刺。几何形状对称的冲裁件，压力中心位于其图形轮廓的几何中心；几何形状不对称的冲裁件，其压力中心的确定采用解析法和图解法。授课时我们以《机加工实训》课中自制冲裁模的冲裁力计算为工作任务，同时还要计算卸料力、推件力和顶件力，并通过我们前面自己制作的数字显示手动压力机进行检验。教师指导学生自己将计算结果与测试结果进行对照分析。
一、数字显示手动压力机的制作
在《机加工实训》课程中，学生了解并掌握了车床、铣床、钻床等机床的结构和基本操作方法，能够根据零件图纸的加工要求编制加工工艺。为了达到实操的技能，实现《机加工实训》课程的教学目标，我们要求学生在机加工实训期间制作了数字显示手动压力机。因为实训课程的重点在于机加工，所以数字显示手动压力机的结构设计部分由任课教师在备课阶段完成，数字显示装置也是由教师提前准备制作好，机械加工需要的钢材材料和加工工具也提前准备充分。实训期间学生在教师的指导下完成机械加工部分，并按设计要求将加工的零件安装完整，并调试合格即可成功制作数字显示手动压力机。学生制作的数字显示手动压力机的结构如图1所示。
在制作数字显示手动压力机过程中，学生主要加工了机架、工作台、垫板、手轮等部件，这些都是在校内的现代制造中心机加工实训室加工的。指导教师主要采取边讲边练、现场教学、任务驱动等授课方式，学生在真实的生产环境中学习理论知识和实训操作，掌握了不同机械设备的工作原理和操作方法，熟悉了零件加工工艺，学会使用多种不同量具，能够较熟练选择夹具和刀具。这样学生加工的零件不仅仅是单个的零件，而是可以用各个零件装配成的一个完整的机械，学生在整个实训学习中有很强的学习兴趣和高度的责任心。他们很清楚自己加工的零件有特定的用途，所以在整个加工制作过程中非常细心和认真。学生制作的数字显示手动压力机实物如图2所示。
二、数字显示手动压力机在模具专业《钳工实训》课程中的应用
把模具安装到压力机上是一项非常重要的装配工作，教师应指导学生正确安装模具。模具安装是否正确，会直接影响产品质量、生产安全、模具寿命和劳动效率。学生在学习安装模具时要注意以下几点基本要求：①凸模和凹模应该互相对准，间隙要均匀；②凸模和凹模的压力中心要重合；③有适当的闭合高度；④安装要紧固可靠，模具在冲压过程中无任何松动；⑤冲裁结束后能够顺利卸料、顶出制件。冲压模的调整工作是模具制造中不可缺少的重要环节。模具装配好以后，需要通过试生产对制品的质量和模具的性能进行检测。我们在实训过程中，应分析试生产中出现的问题，找出问题产生的原因，并针对原因对冲压模进行适当的调整和维修，以期望获得合格的制品。我们制作的数字显示手动压力机就可以用来试生产以及检验模具的装配质量、检验模具的维修效果。模具装配好以后就要进行试生产，教师需引导学生检测制品的质量和模具制造与安装的性能。首先检查冲裁件的外观质量，包括冲裁件的断面质量、表面毛刺、翘曲等情况。根据上述外观质量检查的结果，一是查看凸、凹模之间的间隙值及模具刃口，再根据间隙值分析冲裁件断面质量、表面毛刺、翘曲对冲裁件外观质量的影响；二是检查凸、凹模的表面加工质量，主要是凹模刃口的侧表面加工质量，因为它直接影响冲裁件的外观质量；三是检测冲裁件的尺寸是否符合图纸规定的要求。如果冲裁件的检测尺寸与图纸规定的要求不相符，分析如下几种可能：①模具刃口尺寸在制造时就已经超出误差；②由于模具的定位装置不可靠，在冲裁过程中，毛坯发生了窜动，引起冲裁件尺寸的变化；③冲裁后产生回弹，造成冲裁件尺寸超出误差；④压边力过小。究竟是什么原因造成的冲裁件尺寸不符，就要引导学生结合模具的结构、定位装置的可靠性、压边力大小以及凸、凹模刃口尺寸等来分析判断。
三、数字显示手动压力机在《冲压模具设计》课程中的应用
在《冲压模具设计》课程中，冲裁力的计算是一个重点内容。冲裁力是指冲裁过程中的最大剪切抗力，计算冲裁力是为了合理选择压力机和设计模具，避免因超载而损坏压力机。在讲授"压力中心确定"及"冲裁力计算"这节内容时，应该让学生掌握冲裁模压力中心的确定方法和降低冲裁力的方法。如果压力中心不在模柄直线上，压力机滑块和上模将发生歪斜；凸凹模之间的间隙不均匀，滑块就要承受偏心载荷。这将导致滑块导轨和模具不正常的磨损，模具刃口就会迅速变钝，模具寿命降低甚至损坏，严重时会因为凸凹模间隙不均导致产品产生很大毛刺。几何形状对称的冲裁件，压力中心位于其图形轮廓的几何中心；几何形状不对称的冲裁件，其压力中心的确定采用解析法和图解法。授课时我们以《机加工实训》课中自制冲裁模的冲裁力计算为工作任务，同时还要计算卸料力、推件力和顶件力，并通过我们前面自己制作的数字显示手动压力机进行检验。教师指导学生自己将计算结果与测试结果进行对照分析。