前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇粉末冶金模具設(shè)計范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

粉末冶金模具設(shè)計范文第1篇

關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)向管柱； 粉末冶金； 移動架； 模具設(shè)計； 工藝； 材料

中圖分類號： TF 124.32文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

The Development of Powder Metallurgy Movable Frame

of Automotive Steering Column

PENG Jingguang， CHEN Di

（Shanghai Automotive Powder Metallurgy Co.， Ltd.， Shanghai 200072， China）

Abstract： The movable frame is one of the critical parts of automotive steering column.This paper dealt with the structure，performance，material selection and production process of it.It was complicated in shape with high precision.It hence always failed if it was produced with traditional machining method.In order to achieve massive production，powder metallurgy was used to produce parts of automotive steering column，which could improve the production efficiency and reduce the costs.Therefore，powder metallurgy movable frame with high precision，high strength complicated shape and in accordance with actual conditions could be developed by working out rational technology.

Keywords： steering column； powder metallurgy； movable frame； mold design； technology； material

粉末冶金是一門制造金屬與非金屬粉末和以其為原料，經(jīng)過壓制、燒結(jié)及各種后續(xù)處理工藝制取金屬材料和制品的科學(xué)技術(shù)，是一項(xiàng)以較低的成本制造高性能鐵基粉末冶金制品的技術(shù)[1-2].近年來，隨著汽車行業(yè)飛速發(fā)展，為了降低汽車的生產(chǎn)成本，越來越多的零部件用粉末冶金方法來制備.

轉(zhuǎn)向管柱是車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的重要部件.其主要作用是通過接收駕駛員作用在方向盤上的扭矩，將其傳遞到轉(zhuǎn)向器，從而使方向盤的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成齒條的移動，控制車輪按照預(yù)期方向運(yùn)動[3].轉(zhuǎn)向管柱中的粉末冶金移動架（如圖1所示）是轉(zhuǎn)向管柱實(shí)現(xiàn)前后上下4個方向調(diào)整的核心零件，分別和另外2個粉末冶金齒條相配合，實(shí)現(xiàn)方向盤的調(diào)節(jié)功能.同時，轉(zhuǎn)向管柱的移動架是汽車中的安全件，對密度和性能有一定的要求，且需要熱處理.該產(chǎn)品若采用傳統(tǒng)機(jī)加工的方式，幾乎不能加工，形狀非常復(fù)雜，且精度要求較高.因此，為了實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，使用粉末冶金的方法來制造該零件，解決了目前生產(chǎn)效率低、制造成本高的問題.

1零件的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)

粉末冶金移動架，其形狀復(fù)雜，在整個轉(zhuǎn)向柱中起承上啟下的關(guān)聯(lián)作用，分別與軸向架、徑向架的齒部咬合，使轉(zhuǎn)向管柱具有多方向的調(diào)節(jié)作用（如圖2所示）.包括平齒面A、斜齒面B、限位凹面C、帶鍵槽的內(nèi)孔D，以及限位柱E.尺寸精度方面，其中齒形輪廓度要求0.05 mm，齒面高度差≤0.15 mm，限位柱和限位凹面輪廓度0.1 mm.

2材料和壓機(jī)的選擇

2.1材料的選擇

鑒于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能以及材料要求（材料牌號：Sint D11，w碳>0.75%，w銅為1%～5%），基礎(chǔ)鐵粉選擇霧化鐵粉，選用硬脂酸鋅為劑.硬脂酸鋅熔點(diǎn)低，稍加熱就能使其熔化成液相來減少粉末的內(nèi)外摩擦，使其容易成形.

2.2壓機(jī)的選擇

根據(jù)產(chǎn)品的截面積和密度要求，測算出產(chǎn)品大概需要50 t的壓制壓力來制備.壓制壓力F可按下式計算[4]：

F=kps（1）

式中：p為單位壓力；s為受壓橫截面積；k為安全系數(shù)，k=1.15～1.50，取1.20.

根據(jù)式（1）計算壓制壓力，則F=1.2×5×8.4=50.4 t.

同時需要上一下三的模具結(jié)構(gòu)，考慮形狀和結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，所以選擇使用160 t機(jī)械式壓力成形機(jī)和上二下三的標(biāo)準(zhǔn)模架.

3工藝流程設(shè)計

3.1工藝的制定

根據(jù)產(chǎn)品要求，工藝制定如下：混料、壓制、燒結(jié)、振動去毛刺、滲碳淬火、清洗和包裝.由于產(chǎn)品精度要求高，在試驗(yàn)過程中需嚴(yán)格控制磕碰傷.

3.2粉末的混合

采用雙錐型自動混料設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)在于無死角、效率高、易清理，非常適合大批量生產(chǎn)[4].混料后粉末泊松比為2.8～3.2，壓縮性大于7.0.由于產(chǎn)品具有很高的硬度要求，為保證成分的穩(wěn)定性，采用全自動秤料系統(tǒng).

3.3壓制工藝

圖3為轉(zhuǎn)向管柱粉末冶金移動架壓制成形過程，分為粉末充填、粉末傳輸、壓制和脫模4個階段.

由于采用上一下三的成形結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品每部分充填值都要非常精確，才能保證壓制時每段密度是均勻的.為保證產(chǎn)品上下段密度均勻，成形過程中采用陰模和芯棒同時浮動.脫模時，采用保壓拉下式脫模，并以內(nèi)下模為基準(zhǔn)點(diǎn)，把產(chǎn)品完全從模具中脫出.壓制壓力50 t，壓制效率6件/min，產(chǎn)品高度直接達(dá)到成品要求.

3.4燒結(jié)工藝

燒結(jié)是粉末冶金生產(chǎn)過程中最基本的工序之一.所謂燒結(jié)，就是將粉末壓坯在低于其主要成分熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行加熱，從而提高壓坯強(qiáng)度和各種力學(xué)性能的一種過程[2].FeCCu三元體系的燒結(jié)為有限多元系固相燒結(jié)類[2].采用連續(xù)式普通網(wǎng)帶燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1 120 ℃，燒結(jié)時間30 min，采用氨分解和氮?dú)獾倪€原性保護(hù)氣氛，露點(diǎn)為-40 ℃，防止產(chǎn)品氧化并去除表面氧化顆粒.冷卻段采用常規(guī)水冷.

3.5振動去毛刺

鑒于產(chǎn)品的使用工況，產(chǎn)品外觀不允許有毛刺和飛邊.移動架形狀又較為復(fù)雜，采用盤刷或者噴砂的方式都不可行，所以選用鋼球振動的方式去毛刺，其效率高、去毛刺效果好.去毛刺介質(zhì)選用鋼球，振動時間為10 min.

3.6熱處理工藝

熱處理采用鐵基粉末冶金通用的整體滲碳淬火[5]，即在分解氨氣氛下，將燒結(jié)的零件加熱到860 ℃，保溫30 min，然后在860 ℃下將零件淬于50 ℃溫油中.最后在150 ℃下回火5 min，達(dá)到硬度要求.

3.7清洗包裝

由于零件用于汽車轉(zhuǎn)向管柱系統(tǒng)，所以對產(chǎn)品清潔度有一定要求.采用高壓油清洗工藝可以符合要求，也具有一定的效率.產(chǎn)品清洗后，采用散裝的方式進(jìn)行包裝.

4模具的設(shè)計

4.1成形模具主要零件的尺寸計算

4.1.1陰模高度

陰模高度應(yīng)滿足粉末充填和定位的需要.因此，陰模高度一般包括粉末充填的高度、下模沖的定位高度和上模沖壓縮粉末前進(jìn)入陰模的深度[6]，即

H陰=H粉+h上+h下（2）

下模沖的定位高度h下是根據(jù)下模沖與陰模之間的裝配需要而選定的.總的來說，以能滿足下模沖在陰模的定位需要為原則，一般取10～30 mm，本文中取20 mm.上模沖的定位高度h上取0.綜上，陰模高度為：

H陰=65+20+0=85 mm

4.1.2陰模和模沖尺寸確定

由于移動架形狀特別復(fù)雜，所以每個模沖的尺寸需要同比例縮放，由材料試驗(yàn)結(jié)果得到，壓制彈性后效為0.15%，燒結(jié)變形量為0.25%.根據(jù)模具尺寸計算公式如下[6]：

D=D產(chǎn)（1-t-s）（3）

式中：D為模具尺寸；t為壓坯的徑向彈性后效；s為壓坯的徑向燒結(jié)收縮率；D產(chǎn)為產(chǎn)品外徑.通過該公式可計算出每個模沖的尺寸.

4.1.3模沖高度的計算

由于采用上一下三的成形結(jié)構(gòu)，上模高度只需采用閉合高度的最小值，通常取100 mm.

外下模計算如下[6-9]：

H外下模=H陰+H法蘭+H脫模（4）

式中：H外下模為外下模高度；H陰為陰模高度；H法蘭為安裝用法蘭高度，通常取15 mm；H脫模為脫模所需要高度，通常取10～20 mm.

根據(jù)式（4），H外下模=85+15+10=110 mm.

中下模計算如下[6-9]：

H中下模=H外下模+H法蘭+H脫模+H墊塊（5）

式中：H中下模為中下模高度；H墊塊為外下模墊塊高度.

根據(jù)式（5），H中下模=110+15+10+50=185 mm.

內(nèi)下模計算如下[6-9]：

H內(nèi)下模=H中下模+H法蘭+H脫模+H墊塊

式中：H內(nèi)下模為中下模高度.

根據(jù)式（5），H內(nèi)下模=185+15+10+40=250 mm.

4.2模具設(shè)計中的注意事項(xiàng)

移動架較為復(fù)雜，產(chǎn)品臺階數(shù)多，設(shè)計過程特別需要注意模具的分型區(qū)域.同時，單個模沖的成形面積特別小，模沖又特別長，熱處理硬度需要控制在特別緊的范圍內(nèi).在試驗(yàn)過程中，模具壽命是難點(diǎn)，需要在脫模、圓角過渡等方面特別注意.

通過大量的理論計算和實(shí)際生產(chǎn)的細(xì)節(jié)討論，制定了轉(zhuǎn)向管柱移動架生產(chǎn)的模具樣式和具體的試驗(yàn)工藝.通過混料、壓制、燒結(jié)和熱處理等一系列工序設(shè)計，對移動架的開發(fā)進(jìn)行了詳細(xì)的說明.在所有的工作中，模具設(shè)計是重點(diǎn).經(jīng)過對移動架的設(shè)計，可以制造該零件為生產(chǎn)所需.目前該產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，解決了機(jī)加工高成本和低效率的問題.

參考文獻(xiàn)：

[1]倪冠曹.汽車用粉末冶金件對鐵粉的需求[J].粉末冶金工業(yè)，2003，13（2）：26-28.

[2]黃培云.粉末冶金原理[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1997.

[3]劉海峰，張鵬.轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)動力矩不確定度評定[J].汽車零部件，2011（8）：33-34.

[4]韓風(fēng)麟.粉末冶金設(shè)備實(shí)用手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1997.

[5]美國金屬學(xué)會.金屬手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

[6]印紅羽，張華誠.粉末冶金模具設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[7]奏萬忠.粉末冶金異形齒輪的開發(fā)[J].粉末冶金工業(yè)，2007，17（4）：19-21.

粉末冶金模具設(shè)計范文第2篇

關(guān)鍵詞：凸輪軸信號盤；粉末冶金；尺寸精度

中圖分類號：U466 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1005-2550（2013）04-0058-06

發(fā)動機(jī)是汽車的動力源，而信號盤相當(dāng)于控制發(fā)動機(jī)的開關(guān)，其相位角度的設(shè)計及精確控制，對發(fā)動機(jī)各個氣缸的協(xié)調(diào)工作起著至關(guān)重要的作用，信號盤提供信號給轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器再把信號傳遞給ECU，ECU收到該信號就控制發(fā)動機(jī)噴油及點(diǎn)火。當(dāng)信號盤旋轉(zhuǎn)時，磁路中的氣隙就會周期性地發(fā)生變化，磁路的磁阻和穿過信號線圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，傳感線圈中就會感應(yīng)產(chǎn)生交變電動勢，而產(chǎn)生的交變電動勢控制著氣缸點(diǎn)火時間及順序，需要信號盤具有精確的相位角度；由于電磁感應(yīng)式傳感器輸出電壓的峰值隨轉(zhuǎn)速的大小而變化，在發(fā)動機(jī)啟動時的低速狀態(tài)下，感應(yīng)電壓很低，也需要信號盤的信號齒具有良好的磁感應(yīng)性能，以提高信號輸出靈敏度。

1 產(chǎn)品設(shè)計

1.1 產(chǎn)品性能設(shè)計

凸輪軸信號盤是傳感器的信號轉(zhuǎn)子，裝配在凸輪軸上，利用其外圓的4個凸齒，在磁場里旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生周期變電動勢，控制發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序，保證點(diǎn)火正時。主要利用其良好的磁感應(yīng)性能及精確的相位角度，保證發(fā)動機(jī)各個氣缸的協(xié)調(diào)工作，因其產(chǎn)生的信號是通過電流傳遞給ECU，為了削弱磁場對電流的影響，信號盤本身的磁場強(qiáng)度應(yīng)有嚴(yán)格的限制。

1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

凸輪軸信號盤產(chǎn)品見圖1。信號盤外圓有4個凸齒，2個68°大凸齒，2個18°小凸齒，2個72°大缺齒，2個22°小缺齒。信號盤每轉(zhuǎn)過一個凸齒，傳感器中就會產(chǎn)生一個周期變電動勢，并相應(yīng)地輸出一個交變電壓信號，故凸輪軸旋轉(zhuǎn)一周會有4個交變信號產(chǎn)生，ECU每接收4個信號，即可知道凸輪軸旋轉(zhuǎn)了一圈。

2 工藝方案設(shè)計

產(chǎn)品內(nèi)孔精度等級較高，達(dá)到了8級精度，銷孔精度達(dá)到7級；產(chǎn)品外圓信號齒角度的精確性關(guān)系到裝機(jī)后信號的準(zhǔn)確性，另外根據(jù)產(chǎn)品的使用工況，要求產(chǎn)品具有較低的剩磁強(qiáng)度，較高的齒部密度。產(chǎn)品主要技術(shù)要求如表1所示。

根據(jù)上述分析，結(jié)合供應(yīng)商實(shí)際生產(chǎn)情況，確定此零件的生產(chǎn)應(yīng)該包含以下主要工序：

（1）成形：保證產(chǎn)品的外形以及密度要求，如相位角度，內(nèi)孔尺寸；

（2）燒結(jié)：保證產(chǎn)品基本性能的要求，如強(qiáng)度、硬度、密度等；

（3）整形：對燒結(jié)變形的產(chǎn)品進(jìn)行外形的校正，同時提高內(nèi)孔以及信號齒角度的精度；

（4）鉆孔、鉸孔：保證產(chǎn)品銷孔達(dá)到要求。

（5）退磁：保證產(chǎn)品有較低的剩磁強(qiáng)度。

3 成形方案設(shè)計

3.1 方案設(shè)計以及壓機(jī)選擇

（1）考慮產(chǎn)品的工藝性能、形狀、精度以及表面的要求，除了定位銷孔處必須采用機(jī)械加工外，其余均可以不采用后續(xù)機(jī)械加工。

（2）通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，零件上端面1個臺階面，下端面2個臺階，整體上構(gòu)成一個典型的上二下三結(jié)構(gòu)的粉末冶金結(jié)構(gòu)件，在粉末冶金壓坯形狀上定義為Ⅳ型壓坯，Ⅳ型壓坯必須由陰模，一個上模沖、三個下模沖和芯棒組成的模具成形，由于沿壓制方向橫截面有變化的不等高壓坯，要保證其密度的均勻性，必須按相同的壓縮比來計算裝粉高度，同時為了保證外圓凹槽根部的圓角能夠光滑過渡，采用臺階陰模結(jié)構(gòu)取代了1個下模沖。

方案1：成型方案采用上一下二結(jié)構(gòu)，信號盤正面信號齒部（A區(qū)）、齒根（B區(qū)）、臺階（C區(qū)）為一整體模沖，造成ABC區(qū)密度分布極不均勻，從其硬度分布可以得到驗(yàn)證（A區(qū)平均硬度32HRB， B區(qū)平均硬度52HRB，C區(qū)平均硬度70 HRB）。因?yàn)锳BC區(qū)為一整體模沖，在成型時，A區(qū)松裝填充不夠，造成成型后密度低，而A區(qū)恰好是信號作用區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度和產(chǎn)品的密度值直接相關(guān)，密度越高，磁感應(yīng)強(qiáng)度越高，若密度低，對其磁感應(yīng)強(qiáng)度及傳遞信號準(zhǔn)確度還是不容忽視的。矯頑力和磁導(dǎo)率都對孔隙雜質(zhì)敏感，孔隙和雜質(zhì)含量越少，矯頑力場就越小，磁導(dǎo)率就越高，若密度越低，孔隙就越多，對其矯頑力和磁導(dǎo)率影響就越大。故對于粉末冶金信號盤，其信號作用區(qū)齒部密度不宜過低。

方案2：成型方案采用上一下二+臺階陰模結(jié)構(gòu)（上一下三結(jié)構(gòu)），信號盤正面信號齒部（A區(qū)）、齒根（B區(qū)）為一模沖，臺階（C區(qū)）為臺階陰模。因?yàn)锳BC區(qū)是分沖結(jié)構(gòu)，在成型時，AB區(qū)和C區(qū)的松裝填充可調(diào)，使得成型后ABC各區(qū)密度均勻，從其硬度分布及波動可以得到驗(yàn)證（A區(qū)平均硬度61 HRB， B區(qū)平均硬度66 HRB，C區(qū)平均硬度64 HRB）。A區(qū)的密度相對提高（方案2產(chǎn)品硬度61 HRB大于方案1產(chǎn)品硬度32 HRB），而A區(qū)恰好是信號作用區(qū)域，故方案2信號盤磁感應(yīng)強(qiáng)度比方案1產(chǎn)品要好。同時方案2產(chǎn)品整體密度均勻，在裝配過程中不會產(chǎn)生破裂，提高了產(chǎn)品各項(xiàng)性能要求。

（3）通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)計算此產(chǎn)品所需壓制壓力，需130 T的成形壓力。

（4）考慮到壓坯各部分的密度分布的均勻性，壓坯的精度、模沖的個數(shù)，以及成型過程中粉末的移動以及供應(yīng)商成型壓機(jī)的特點(diǎn)、模架結(jié)構(gòu)，為充分體現(xiàn)粉末冶金的特點(diǎn)，此次選擇帶用上三下三模架的機(jī)械式S-200T壓機(jī)。

3.2 模具參數(shù)設(shè)計

新開發(fā)凸輪軸信號盤模具設(shè)計主要參數(shù)如表2所示。

3.3 成型動作解析

成形動作：裝粉上沖下行陰模強(qiáng)制拉下下浮動沖落在擋塊上臺階陰模落在擋塊上成形終了上缸給保護(hù)壓力陰模止擋打開脫陰模下浮動沖擋塊打開脫浮動沖脫芯棒上缸回程機(jī)械手夾持脫出產(chǎn)品。

（1）裝粉：因?yàn)樵摿慵诤褫^薄，粉末之間會產(chǎn)生拱橋效應(yīng)，為了使裝粉均勻，必須采用裝粉效果較好的吸入法裝粉。

（3）壓制成形：上沖下行與陰模合縫后，強(qiáng)制拉下陰模，下浮動沖落在擋塊上，上沖與陰模繼續(xù)下行直至陰模落在擋塊上，調(diào)整陰模和外浮動沖的壓制速率，避免因非同時成形而產(chǎn)生裂紋。

（4）脫模：采用陰模拉下式脫模，即陰模向下運(yùn)動，逐漸脫出下外沖、下內(nèi)沖、芯棒。脫模時要注意采用保護(hù)脫模，即脫模過程中上模沖給予產(chǎn)品一定的壓力，待下外沖脫出陰模的同時撤去上外沖的保護(hù)壓力，上內(nèi)沖繼續(xù)保持壓力，直至下內(nèi)沖脫出陰模，最后中心缸將芯棒抽回。保護(hù)脫?？梢员苊猱a(chǎn)品出現(xiàn)掉塊、裂紋等外觀缺陷。

成形裝配示意圖如圖3所示。

4 材質(zhì)工藝設(shè)計

原材料選擇依據(jù)：根據(jù)凸輪軸信號盤的工作原理、粉末冶金件凸輪軸信號盤的綜合性能及尺寸要求，原材料應(yīng)該具備以下四個方面的性能：

（1）磁性能好。對于磁性材料，碳的存在降低一定的磁性能，故碳含量應(yīng)盡量低。同時，磁感應(yīng)強(qiáng)度和產(chǎn)品的密度值有直接相關(guān)，密度越高，磁感應(yīng)強(qiáng)度越高。矯頑力和磁導(dǎo)率都對燒結(jié)條件和間隙雜質(zhì)敏感，燒結(jié)溫度越高和雜質(zhì)含量越少，矯頑力場就越小，磁導(dǎo)率就越高。燒結(jié)溫度越高，時間越長，金相組織平均晶粒尺寸就越大，孔隙越圓滑，磁性能就越好[1]。

（2）壓制性和穩(wěn)定性好，磁性材料，傳遞信號部位密度越高，磁感應(yīng)強(qiáng)度越高，傳遞信號就越準(zhǔn)確。磁性粉末又必須同時具備穩(wěn)定的粒度分布與粒度組成且化學(xué)成分均勻、無偏析、穩(wěn)定的流速以及穩(wěn)定的松裝密度等重要特性。由于在混料中可能產(chǎn)生的不均勻，包括比重偏析在內(nèi)的混合料不均勻性，在燒結(jié)中因燒結(jié)溫度和保溫時間及壓坯密度不均勻等造成的擴(kuò)散不充分，則會引起組織不均勻，并使零件性能產(chǎn)生波動。而采用Fe-Cu-C粉末原料，因Fe和Cu的比重相差不大，不容易發(fā)生偏析[2]，且Cu相對較軟，能提高壓制性能。

（3）尺寸穩(wěn)定性，凸輪軸信號盤信號齒角度精度越高，傳遞信號的準(zhǔn)確度就越高，其金相組織平均晶粒尺寸越大，孔隙越圓滑，磁性能就越好。但對于粉末冶金件，要使其組織平均晶粒尺寸越大、孔隙越圓滑就需要較高的燒結(jié)溫度和較長的燒結(jié)時間。而燒結(jié)溫度越高，時間越長，尺寸變化又越大[3]，尺寸精度尤其是相位角度就難以保證。同時信號盤需裝配到凸輪軸上，其內(nèi)孔精度及材料的強(qiáng)度和韌性一定要保證。綜合以上各種因素，選擇添加少量的C及一定比例的銅，既能穩(wěn)定產(chǎn)品尺寸變化，提高強(qiáng)度、韌性，還能提高密度，降低孔隙率，后續(xù)再通過整形對零件的尺寸以及形位公差進(jìn)行校正。既保證了可靠磁性能，又保證了產(chǎn)品強(qiáng)度、韌性及尺寸要求。

（4）燒結(jié)后要滿足產(chǎn)品既定的性能要求：產(chǎn)品密度≥6.4 g/cm3 ，硬度≥40 HRB，抗拉強(qiáng)度≥300 MPa，延伸率≥1%。

根據(jù)以上提出的材料性能要求，經(jīng)過性能試驗(yàn)對比和燒結(jié)綜合參數(shù)測定，結(jié)合現(xiàn)有的材料標(biāo)準(zhǔn)提供的相關(guān)材質(zhì)達(dá)到的性能指標(biāo)，選取Fe-Cu-C材料。

綜上所述，選取供應(yīng)商牌號為F1407的鐵粉，其性能參數(shù)如表3所示。

5 燒結(jié)工藝設(shè)計

為保證凸輪軸信號盤在燒結(jié)過程中具有理想的金相組織，穩(wěn)定的尺寸，結(jié)合供應(yīng)商現(xiàn)有設(shè)備實(shí)際特點(diǎn)，選用德國進(jìn)口的步移梁式燒結(jié)爐，步進(jìn)梁式燒結(jié)爐具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)高溫?zé)Y(jié)，提高燒結(jié)溫度可以提高生產(chǎn)效率，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)提高55℃燒結(jié)溫度對致密化程度的影響效果相當(dāng)于延長燒結(jié)時間幾十倍或幾百倍[4]。

（2）在工作過程中可提供連續(xù)的、可重復(fù)的時間-溫度-氣氛曲線，這在粉末冶金生產(chǎn)中非常重要，當(dāng)爐子的舟速一定時，各個溫度可控帶設(shè)定的溫度以及氣氛組成、氣氛流量已經(jīng)確定時，則通過該燒結(jié)爐的所有壓坯都是在一組相同的工藝參數(shù)下燒結(jié)的，結(jié)果是建立了一條穩(wěn)定的加熱曲線，這就保證了燒結(jié)零件的質(zhì)量即零件尺寸、性能的均勻一致性[4]。

（3）操作簡單，自動化程度高；輔料消耗和熱損失小，零件受熱均勻；依據(jù)所選燒結(jié)爐制訂燒結(jié)爐工藝，即各區(qū)溫度、燒結(jié)速度，以及氣氛流量的大小，結(jié)合燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)、負(fù)荷的大小、加熱時間以及保溫時間并結(jié)合粉末具體參數(shù)變化，確定了以下擺放方式，即采用架燒模式，產(chǎn)品4x4均勻擺放在石墨墊板上，產(chǎn)品間隔10～20 mm，如圖4所示。

6 整形工藝設(shè)計

6.1 整形方式的選擇——全整形

為了保證信號盤的端面端跳、齒相位角度、平面度以及內(nèi)孔精度，必須對燒結(jié)后的毛坯進(jìn)行全整形，即內(nèi)外徑以及高度方向均產(chǎn)生塑性變形。全整形塑變充分，產(chǎn)品出模后彈性回彈小，制品的內(nèi)外徑尺寸精度可達(dá)到IT6-7級[5]，滿足本產(chǎn)品設(shè)計要求。

6.2 整形方案設(shè)計

（1）因?yàn)楫a(chǎn)品成形和燒結(jié)后，產(chǎn)品下部兩個臺階面的高度可能會和預(yù)想的會有差異，所以下沖最好做成分沖，這樣根據(jù)燒結(jié)后產(chǎn)品上下兩個臺階的高度，可以調(diào)節(jié)好分沖之間的段差。

（2）理論上整形時應(yīng)先讓下外模沖和上模沖接觸產(chǎn)品，再讓下內(nèi)沖接觸產(chǎn)品，這樣可以避免產(chǎn)品在臺階圓角處出現(xiàn)裂紋，實(shí)際上整形時壓下量只有0.1 mm左右，在壓機(jī)上不易測量，可根據(jù)產(chǎn)品出模后的狀態(tài)做進(jìn)一步的調(diào)整。

6.3 壓機(jī)的選擇

根據(jù)產(chǎn)品的形狀以及整形方式，決定了整形壓機(jī)必須選擇帶上二下二或上二下三模架的壓機(jī)，同時該產(chǎn)品的整形壓力經(jīng)過計算需要100 T左右，結(jié)合供應(yīng)商的實(shí)際情況，選擇帶有上二下三結(jié)構(gòu)模架的315 T液壓機(jī)。整形裝配圖如圖5所示。

7 后加工工藝設(shè)計

凸輪軸信號盤銷孔精度達(dá)到7級，其位置與產(chǎn)品外圓齒開口角度的位置關(guān)系精確度關(guān)系到裝機(jī)后信號的準(zhǔn)確性，故其孔徑及孔位置精度的尺寸尤為重要。

（1）在樣件階段采用的是鉆孔、鉸孔方式，鉆孔和絞孔是分開完成的，設(shè)計了專用夾具及檢具，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）量產(chǎn)后考慮使用專機(jī)加工，設(shè)計一套專用夾具，保證在一次裝夾的情況下完成鉆孔、絞孔、檢測、壓裝，提高效率。

8 產(chǎn)品的性能及尺寸測試結(jié)果

對于不熱處理的粉末冶金零件，燒結(jié)后產(chǎn)品的性能已確定，故產(chǎn)品關(guān)鍵尺寸檢測如表6所示。

產(chǎn)品所有關(guān)鍵尺寸PPK>1.67，過程能力充分。

9 結(jié)論

（1）合理的成形模具分沖設(shè)計，使得凸輪軸信號盤各區(qū)密度均勻，提高了信號輸出靈敏度。

（2）合理的燒結(jié)及全整形工藝設(shè)計，有效地提高了信號盤的相位角度、內(nèi)孔IT8級精度等要求，保證了對發(fā)動機(jī)各個氣缸工況的精確控制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃培云.粉末冶金原理[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1997.

[2] 韓鳳麟.粉末冶金零件設(shè)計與應(yīng)用必備[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[3] 劉傳習(xí)，周作平.粉末冶金工藝學(xué)[M]. 北京：科學(xué)普及出版社，1985.

粉末冶金模具設(shè)計范文第3篇

Abstract： Through the investigation of mold design and manufacturing enterprises in China and the mold design and manufacturing specialty in higher vocational colleges， this paper concludes an enterprises mold manufacturing process and responsibility diagram and a mold specialty teaching execution diagram in higher vocational colleges. This paper aims to analyse the common features of mold manufacturing and specialty teaching， combine production with learning and build a sharing-type repository of higher vocational education mold specialty based on the production process.

關(guān)鍵詞： 生產(chǎn)流程；模具專業(yè)；高職教育；資源庫

Key words： production process；mold specialty；higher vocational education；repository

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）21-0281-03

0 引言

教學(xué)資源庫是利用信息化科技手段，對教育教學(xué)資源進(jìn)行整合，最終建成互動化、多媒體化的共享式資源倉庫。教學(xué)資源庫為學(xué)校教學(xué)提供了強(qiáng)有力的支撐，為教師備課、學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了平臺[1]。本文調(diào)研我國模具設(shè)計與制造企業(yè)工廠，總結(jié)出企業(yè)模具生產(chǎn)線流程和生產(chǎn)崗位職責(zé)圖；對高職高專院校模具設(shè)計與制造專業(yè)調(diào)研，總結(jié)出高校模具專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課程和教學(xué)執(zhí)行現(xiàn)狀教學(xué)知識結(jié)構(gòu)框架圖，據(jù)此構(gòu)建以模具生產(chǎn)流程為基礎(chǔ)的高職教育特色模具專業(yè)的共享型資源庫?；谀＞咂髽I(yè)生產(chǎn)流程的模具設(shè)計與制造專業(yè)建設(shè)的研究國內(nèi)尚屬空白，它以工廠中模具實(shí)際的生產(chǎn)流程為主線，將企業(yè)生產(chǎn)模具流程各工作部門作為資源庫的一級目錄，分別設(shè)置：項(xiàng)目部資源庫、業(yè)務(wù)部資源庫、設(shè)計部資源庫、仿真部資源庫、生產(chǎn)部資源庫、質(zhì)檢部資源庫；根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)模具工作內(nèi)容：接受定制模具任務(wù)書、企業(yè)合同簽訂、模具設(shè)計與制圖、設(shè)計方案仿真模擬、成型零件加工、模具裝配、安裝設(shè)備并試模、出運(yùn)后處理等相關(guān)資料過程添加到各工作部門資源庫；用沖壓模、塑料模、壓鑄模、鍛模、粉末冶金等類別典型模具為項(xiàng)目載體，完整展示企業(yè)模具設(shè)計與制造全過程，加入精品課程、實(shí)訓(xùn)和課程設(shè)計等專業(yè)知識豐富完善上述資源庫模塊；同時引入模具行業(yè)協(xié)會、模具企業(yè)參與資源庫建設(shè)；突出行業(yè)指導(dǎo)和企業(yè)參與；加入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以此規(guī)范學(xué)生設(shè)計和生產(chǎn)，拓展行業(yè)知識，隨時了解模具行業(yè)前沿動態(tài)，基于企業(yè)生產(chǎn)流程模具專業(yè)教學(xué)資源庫構(gòu)建對整個模具專業(yè)教學(xué)設(shè)計、現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育、企業(yè)生產(chǎn)具有較高的實(shí)用性和指導(dǎo)意義。

1 模具行業(yè)生產(chǎn)流程

依據(jù)模具行業(yè)企業(yè)特點(diǎn)，系統(tǒng)搜集模具行業(yè)領(lǐng)域動態(tài)、行業(yè)政策信息、行業(yè)發(fā)展概況、行業(yè)專家信息；行業(yè)企業(yè)的人力資源基本情況及需求情況分析；知名企業(yè)信息、著名企業(yè)家信息；典型職業(yè)崗位、典型工作任務(wù)；新產(chǎn)品、新技術(shù)信息；職業(yè)資格、行業(yè)資格、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范等。對全國模具設(shè)計與制造企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研，總結(jié)了企業(yè)模具設(shè)計與制造的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)部、各部門工作內(nèi)容、各部門專業(yè)人員、崗位職責(zé)能力與知識要求、工作內(nèi)容及最終所提交成交客戶模具和各生產(chǎn)部門的儲存過程資料，現(xiàn)階段我國企業(yè)模具生產(chǎn)流程圖如圖1所示。

2 高職院校模具專業(yè)教學(xué)執(zhí)行流程

通過對全國高職院校開設(shè)模具設(shè)計與制造專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)設(shè)計整體方案、說課視頻和課件、數(shù)字化教材、課程中每個單元教學(xué)設(shè)計方案、教學(xué)課件、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、課程的考核辦法；對實(shí)訓(xùn)、內(nèi)容及學(xué)時和開設(shè)的順序進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)研，并標(biāo)示課程、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計占總調(diào)研院校開設(shè)比例，總結(jié)模具設(shè)計與制造專業(yè)教學(xué)執(zhí)行流程圖如圖2所示。

3 基于生產(chǎn)流程模具專業(yè)資源庫構(gòu)建過程及特點(diǎn)

通過對我國模具設(shè)計與制造企業(yè)的生產(chǎn)線流程和全國高職高專院校模具設(shè)計與制造專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課程和教學(xué)執(zhí)行計劃調(diào)研，總結(jié)出模具企業(yè)生產(chǎn)流程和高校模具專業(yè)教學(xué)進(jìn)程。分析企業(yè)模具生產(chǎn)流程和高職專業(yè)模具教學(xué)進(jìn)程的共同點(diǎn)，以企業(yè)各部門生產(chǎn)模具的知識能力要求穿插模具專業(yè)項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容，在相對應(yīng)部門的資源庫下鏈接精品課程和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。本文據(jù)此構(gòu)建模具行業(yè)生產(chǎn)流程為基礎(chǔ)的高職教育特色模具專業(yè)的共享型資源庫，模具專業(yè)資源庫結(jié)構(gòu)框架圖如圖3所示，此次模具專業(yè)資源庫建設(shè)，以企業(yè)真實(shí)模具的設(shè)計、生產(chǎn)流程為主線，企業(yè)生產(chǎn)部門作為資源庫目錄，如（業(yè)務(wù)部）接受模具任務(wù)簽訂合同（設(shè)計部）設(shè)計模具繪制圖紙（仿真部）模擬方案出具報告（生產(chǎn)部）加工裝配試模（質(zhì)檢部）模具質(zhì)量檢測（業(yè)務(wù)部）模具后處理；同時將《模具價格估算》、《逆向工程》、《塑料模具設(shè)計》、《沖壓模具設(shè)計》、《壓鑄模具設(shè)計》、《模具CAD/CAM/CAE》、《模具零件的普通加工》、《模具零件的數(shù)控加工》、《材料成型設(shè)備》等專業(yè)精品課程；和塑料模具拆裝實(shí)訓(xùn)、沖壓模具拆裝實(shí)訓(xùn)、模具鉗工與裝配、拆裝（模擬）、電加工實(shí)訓(xùn)等教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)作為資源庫的支撐材料，讓高職高專院校模具專業(yè)開設(shè)課程設(shè)計題目、內(nèi)容、方法與企業(yè)模具設(shè)計生產(chǎn)流程一致，最終構(gòu)建符合企業(yè)和院校實(shí)際需要，工學(xué)結(jié)合，職教統(tǒng)一，企業(yè)工作內(nèi)容與模具專業(yè)教學(xué)專業(yè)課程對應(yīng)雙體制資源庫。且在主頁面中即時更新模具協(xié)會、就業(yè)趨勢、模具行業(yè)前沿動態(tài)、知識論壇、共享資源、崗前培訓(xùn)、資訊交流、技術(shù)資格證書查詢等資訊服務(wù)內(nèi)容?？赏ㄟ^資源庫隨時查詢模具企業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)崗位人員的能力與知識要求和相關(guān)項(xiàng)目資源庫資料；教師、學(xué)生、企業(yè)員工和即將從事模具行業(yè)的人員可根據(jù)自己在模具企業(yè)的所在崗位查詢相關(guān)的教學(xué)課程資料，也可以在查詢專業(yè)課程知識同時找到企業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)案例，隨著市場運(yùn)行模具行業(yè)的發(fā)展，各部門資源庫中隨時添加新的典型案例帶動高職院校模具專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的項(xiàng)目更新，提升模具資源庫的前沿性并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離的開放式教育。

4 結(jié)束語

論文從企業(yè)模具生產(chǎn)流程出發(fā)，對模具設(shè)計與制造專業(yè)教學(xué)資源庫進(jìn)行系統(tǒng)研究，構(gòu)建了基于企業(yè)生產(chǎn)流程模具專業(yè)教學(xué)資源庫的建設(shè)，目標(biāo)是通過校企合作、院校之間的合作，充分整合模具企業(yè)和院校之間的優(yōu)勢資源，把資源庫建成具企業(yè)模具生產(chǎn)實(shí)操特色、滿足不同用戶需求的開放型共享型模具設(shè)計與制造專業(yè)教學(xué)資源庫，提高我國高等職業(yè)教育專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量和社會服務(wù)能力，且為全國高職院校專業(yè)教學(xué)模式教學(xué)方法和職教改革的基本走勢提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜大源.世界職教課程改革的基本走勢及啟示[J].職業(yè)技術(shù)，2008.

粉末冶金模具設(shè)計范文第4篇

關(guān)鍵詞:成形技術(shù);制模技術(shù);銑削技術(shù)

一、精密成形技術(shù)

精密成形技術(shù)對于提高產(chǎn)品精度、縮短產(chǎn)品交貨期、減少切削加工和降低生產(chǎn)成本均有著重要意義。近10年來,精密鑄造技術(shù)、精密壓力加工技術(shù)與精密焊接技術(shù)突飛猛進(jìn)。

在精密鑄造方面,熔模精密鑄造、陶瓷型精密鑄造、金屬型鑄造和消失模鑄造等技術(shù)得到了重點(diǎn)發(fā)展,鑄件質(zhì)量大大提高。例如采用消失模的鑄件,壁厚公差可達(dá)±0.15mm,表面粗糙度可達(dá)Ra25μm。在精密壓力加工方面,精沖技術(shù)、超塑成形技術(shù)、冷擠壓技術(shù)、成形軋制、無飛邊熱模鍛技術(shù)、溫鍛技術(shù)、多向模鍛技術(shù)發(fā)展很快。例如700mm汽輪機(jī)葉片精密輥鍛和精整復(fù)合工藝已成功應(yīng)用于生產(chǎn),楔橫軋技術(shù)在汽車、拖拉機(jī)精密軸類鍛件的生產(chǎn)中顯示出極佳的經(jīng)濟(jì)性。除傳統(tǒng)的鍛造工藝外,近年來半固態(tài)金屬成形技術(shù)也日趨成熟,引起工業(yè)界的普遍關(guān)注。

此外,在粉末冶金和塑料加工方面,金屬粉末超塑性成形、粉末注射成形、粉末噴射和噴涂成形以及塑料注射成形中氣體輔助技術(shù)和熱流道技術(shù)的成功應(yīng)用,大大擴(kuò)充了現(xiàn)代精密塑性加工的應(yīng)用范圍。

精密成形技術(shù)發(fā)展速度之快、應(yīng)用之廣,使國際機(jī)械加工技術(shù)協(xié)會有充足的理由認(rèn)為,在21世紀(jì)之初,精密成形與磨削加工相結(jié)合的加工方式,將取代大部分中、小零件的切削加工,在2010年左右,精密成形的精度將會進(jìn)一步提高,成形公差可望達(dá)到當(dāng)今的磨削精度,實(shí)現(xiàn)工業(yè)界夢寐以求的"凈成形"(無余量的完全零件形狀)的奮斗目標(biāo)。

二、快速成型與快速制模技術(shù)

快速成型技術(shù)(RP)是快速原型與制造技術(shù)的簡稱,其成型原理為:先由幾何造型軟件生成產(chǎn)品的三維模型,然后按一定厚度分層,獲得各個截面的平面信息,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后,數(shù)控系統(tǒng)有序地連續(xù)加工出每個薄層并使它們粘接成型。快速成型主要有激光立體光刻(SLA)、分層實(shí)體制造(LOM)、選擇性激光燒結(jié) (SLS)和熔融沉積制造(FDM)等方法。

快速成型技術(shù)對于模具的快速制造產(chǎn)生了重要的影響和推動作用。用于小批量生產(chǎn)的塑料模具和冷沖壓模具可以依照由快速成型方法所獲得的產(chǎn)品實(shí)體直接用硅橡膠、環(huán)氧樹脂或金屬材料制造。用于大批量生產(chǎn)的各種模具也可由快速成型和鑄造技術(shù)相結(jié)合的方法制造?？焖僦颇＜夹g(shù)由于具有制造周期短、成本低、綜合經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn),十分適合新產(chǎn)品開發(fā)和小批量多品種的生產(chǎn)方式,近10年來發(fā)展非常迅速。除了快速成型在快速制模中應(yīng)用外,電弧噴涂成形技術(shù)、實(shí)型鑄造制模技術(shù)、氮?dú)鈴椈稍跊_壓模具中的應(yīng)用、鋅基合金制模技術(shù)、低熔點(diǎn)合金制模技術(shù)、銅基合金制模技術(shù)、電鑄技術(shù)在注塑模具中的應(yīng)用、環(huán)氧樹脂制模技術(shù)、無模多點(diǎn)成形技術(shù)、疊層鋼板制模技術(shù)等快速制模的新工藝、新方法和新設(shè)備層出不窮,顯示出強(qiáng)大的生命力和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

三、高速銑削和電火花銑削技術(shù)

電火花銑削加工技術(shù)(又稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù))是電火花加工技術(shù)的重大發(fā)展,這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工模具型腔的新技術(shù)。

伴隨著高速切削電火花加工技術(shù)的進(jìn)步,模具加工過程的檢測手段和模具表面處理技術(shù)也取得了很大進(jìn)展。現(xiàn)代三坐標(biāo)測量機(jī)除了能高精度地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施以及簡便的操作步驟使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。

在模具表面處理方面,拋光技術(shù)的進(jìn)步也十分突出?，F(xiàn)代超聲拋光設(shè)備能使模具表面拋光至Ra0.05～0.025μm,達(dá)到鏡面拋光的要求。模具表面耐磨、耐腐蝕和花紋處理技術(shù)也有長足的進(jìn)步。

四、CAD/CAM技術(shù)

在CAD/CAM技術(shù)日新月異的今天,工業(yè)部門已不滿足于僅僅將計算機(jī)作為繪圖和數(shù)控編程的工具,工程技術(shù)人員迫切地希望在同一軟件環(huán)境下,既能自動繪圖,又能有設(shè)計、計算、分析和加工的能力,于是模具CAD/CAE/CAM集成化系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。在各類塑性加工工藝中,塑料注射成形工藝計算機(jī)集成系統(tǒng)的應(yīng)用最為突出。世界著名的CAD/CAM系統(tǒng),如CADDS5,Pro和UGⅡ等,均實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM系統(tǒng)與塑料注射過程模擬、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計和模具型腔數(shù)控加工的初步集成并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。為了適應(yīng)國際發(fā)展潮流,華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)新一代塑料注射模軟件。所謂新一代注塑模軟件,是指利用計算機(jī)集成制造技術(shù)(CIM)開發(fā)的注塑模集成制造系統(tǒng)(CIMS),這種高度集成的系統(tǒng)能支持模具設(shè)計與制造的全過程,具有智能化、集成化、面向裝配和模具可制造性評價等特點(diǎn)。

應(yīng)該指出的是,在CIMS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的虛擬技術(shù)將在21世紀(jì)的塑性加工領(lǐng)域發(fā)揮作用。所謂虛擬技術(shù),是指以CAD/CAM支持的仿真技術(shù)為前提,對設(shè)計、加工、裝配、試模等工序建立相關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)模型,配置必要的硬件(如頭盔、手套或者信號反饋裝置等)和軟件(如圖形加速軟件、虛擬現(xiàn)實(shí)模型語言等),形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過程、虛擬的產(chǎn)品和虛擬的企業(yè)。

在虛擬技術(shù)的支持下,從用戶訂貨,產(chǎn)品創(chuàng)意、設(shè)計到零部件生產(chǎn)、裝配、銷售以及售后服務(wù)等全過程的各個環(huán)節(jié)都可以分別由處在不同地域的企業(yè)進(jìn)行互利合作。通過國際互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)實(shí)現(xiàn)模具的異地設(shè)計和異地制造,提高企業(yè)快速響應(yīng)市場的能力。

五、結(jié)束語

粉末冶金模具設(shè)計范文第5篇

關(guān)鍵詞：高職教育； 模具專業(yè)；改革

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2012）11-0030-02

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，模具行業(yè)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的支柱。據(jù)統(tǒng)計，75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件由模具成型；家用電器行業(yè)的80%零件、機(jī)電行業(yè)的70%以上零件也都要靠模具加工，因此，模具又稱為“工業(yè)之母”。模具職業(yè)教育主要培養(yǎng)高科技人才和高素質(zhì)的勞動者，承擔(dān)著為社會培養(yǎng)有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和熟練操作技能型人才的任務(wù)，然而我國現(xiàn)在的模具職業(yè)教育中面臨著很多問題和矛盾：一方面是企業(yè)非常需要人才，另一方面是模具專業(yè)學(xué)生找不到自己的位置，就業(yè)不理想，這就需要教育機(jī)構(gòu)和用人單位共同思考，聯(lián)合解決。

一、模具專業(yè)教育存在的問題

（一）模具專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)明確

教育機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)模具發(fā)展動態(tài)和企業(yè)用人要求來確定模具專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，但是由于模具行業(yè)對新技術(shù)的過度保密，使得教育機(jī)構(gòu)不能及時掌握這些信息，因此培養(yǎng)出來的人才觀念不新，技術(shù)落后，需要經(jīng)過一定階段的工作實(shí)踐和培訓(xùn)后才能適應(yīng)工作。一般的模具設(shè)計學(xué)習(xí)需要2―3年，而一名可以獨(dú)立設(shè)計模具的優(yōu)秀設(shè)計師要有10年左右的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對于剛?cè)胄械某鯇W(xué)者是枯燥和艱苦的，常常半途而廢，導(dǎo)致技術(shù)人才嚴(yán)重不足。

（二）模具的種類多，教育難度大

模具行業(yè)設(shè)計的產(chǎn)品種類較多，工藝特點(diǎn)又不盡相同。如熱鍛模、塑料成型模、冷沖模、壓鑄模以及其他如粉末冶金模、橡膠、玻璃等模具，所涉及的行業(yè)有汽車制造業(yè)、電子與通信業(yè)、橡膠行業(yè)、鑄造行業(yè)、塑料行業(yè)等。因此，在制定教學(xué)培養(yǎng)方案時，應(yīng)根據(jù)模具行業(yè)人才規(guī)格需求的變化動態(tài)，設(shè)置專門化教育和動態(tài)設(shè)置模塊式課程。

（三）缺少適合院校模具專業(yè)建設(shè)與發(fā)展的場地

有些高職院校沒有適合模具專業(yè)建設(shè)與發(fā)展的場地，沒有制定出一個切實(shí)可行的模具實(shí)習(xí)教學(xué)大綱。大部分教學(xué)方案難以進(jìn)行試驗(yàn)。即使是試驗(yàn)也只是淺嘗輒止，不能深入。學(xué)生難以理解，這樣難以激發(fā)學(xué)生的興趣愛好，限制學(xué)生的動手能力和處理問題的能力。一個學(xué)校一個專業(yè)要辦出精品、辦出特色，才能在激烈的市場競爭中處于不敗之地。

（四）缺少一支適應(yīng)院校模具專業(yè)高速發(fā)展的師資隊(duì)伍

有些院校模具專業(yè)課的教師水平較低，不能勝任模具設(shè)計和制造的教學(xué)。有些院校機(jī)械制圖裝配圖的知識還沒有學(xué)就已開設(shè)模具設(shè)計課程，而看懂裝配圖是理解模具結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)，這就造成學(xué)生學(xué)習(xí)困難；有些院?？勺鳛槟＞邔I(yè)主干課程的冷沖模設(shè)計和塑料模設(shè)計安排的課時偏少，模具技術(shù)難以掌握。模具設(shè)計能力差，模具圖出不來，模具工藝不熟悉，導(dǎo)致模具制造不出來，教學(xué)質(zhì)量難以保證。

（五）模具專業(yè)的學(xué)生在模具崗位上就業(yè)低

從學(xué)生的就業(yè)情況看，專業(yè)對口就業(yè)屈指可數(shù)。就業(yè)的方向主要是國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部地區(qū)，這些地方工資水平高，勞保待遇好。例如上海：現(xiàn)有模具企業(yè)1500多家，從業(yè)人員7萬多人，年產(chǎn)值105億元[1]。我們的就業(yè)目標(biāo)是上海、江蘇、浙江、福建、廣東、山東的廠家。要正確處理好招生、教學(xué)質(zhì)量與就業(yè)的關(guān)系，沒有好的教學(xué)質(zhì)量，將不會得到企業(yè)的認(rèn)可，就不會有好的就業(yè)質(zhì)量。沒有好的就業(yè)質(zhì)量反過來對招生數(shù)量和生源質(zhì)量將產(chǎn)生巨大的反作用。

（六）產(chǎn)教結(jié)合的力度不夠

模具實(shí)習(xí)教學(xué)成本太高（如慢走絲線切割教學(xué)），必須要產(chǎn)教結(jié)合，這是模具專業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展的必由之路，也是讓學(xué)校走進(jìn)企業(yè)、讓企業(yè)進(jìn)入校園的一條捷徑。如實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)教結(jié)合，我們的加工速度，加工水平還達(dá)不到企業(yè)的要求，模具加工水平有待提高。

二、改革模具專業(yè)教育的新方案

（一）合理確定模具專業(yè)培養(yǎng)方案

深入企業(yè)調(diào)研，摸清企業(yè)對人才的要求，在教學(xué)目標(biāo)上有一個合理定位。能夠培養(yǎng)出全能型的模具人才，企業(yè)是歡迎的，但這又是不切實(shí)際的，一是三年時間太短，二是全能往往是什么都不能。每一種機(jī)床都是一個工種，都有專人負(fù)責(zé)，而模具的核心技能就是設(shè)計、裝配、調(diào)試、維修。2005年東部地區(qū)模具制造大賽要求全能型的人才參加競賽，江蘇、上海除學(xué)校外所有的大中型企業(yè)選不出一個人參加比賽，從這一側(cè)面說明企業(yè)在人才規(guī)格上的要求的差別[3]。

（二）加強(qiáng)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)

由于傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響和辦學(xué)條件的限制，高職教育培養(yǎng)出來的人才普遍存在著動手能力差、進(jìn)入工作角色慢的現(xiàn)象，要改變這種狀況，就要加強(qiáng)學(xué)生能力的培養(yǎng)，這要從教學(xué)計劃改革、教學(xué)方式改革、教學(xué)設(shè)施質(zhì)量提高等方面入手，改變只注重理論教學(xué)、忽視實(shí)踐教學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)方式，在教學(xué)計劃和課程教學(xué)大綱中適當(dāng)提高實(shí)踐教學(xué)的比例，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)的考核力度。創(chuàng)建一個適合模具專業(yè)建設(shè)與發(fā)展的場地，加大模具設(shè)備的投入。要滿足現(xiàn)有模具人數(shù)的實(shí)習(xí)，必須配套實(shí)訓(xùn)設(shè)備。在課程理論教學(xué)后，要組織學(xué)生進(jìn)行“真刀真槍”的實(shí)訓(xùn)，對學(xué)生嚴(yán)格要求，改變過去走馬觀花式的實(shí)驗(yàn)，鼓勵學(xué)生動手實(shí)踐，培養(yǎng)他們自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

（三）加強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)，全面提高學(xué)生的職業(yè)能力與創(chuàng)新能力

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，加大實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)設(shè)施及校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)資金的投入，或租用企業(yè)的閑置設(shè)備、場地，為實(shí)習(xí)教學(xué)提供一個良好的先決條件。模具專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)分兩個階段進(jìn)行：一是針對學(xué)生基本功的培養(yǎng)，要求學(xué)生完成一副沖裁模工作零件的設(shè)計，經(jīng)教師審核后，全部采用鉗工加工方法完成制作；二是綜合能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生必須完成三大典型零件（沖裁、彎曲、拉深）模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計，同時完成模具拆裝加工、安裝調(diào)試。通過這一過程的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的動手、分析問題的能力。畢業(yè)生要掌握模具CAD/CAM等先進(jìn)技術(shù)、熟練的模具加工工藝編制技能、數(shù)控編程及操作技能等，繪出模具總裝圖及各非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖，并制定出合理的零件制造工藝及模具裝配工藝。對于非工作零件，要求學(xué)生用普通的車、銑、刨、磨等機(jī)床加工；對于要求較高的工作零件，則要求學(xué)生能夠通過Mastercam軟件預(yù)先造型并編制出數(shù)控加工程序或線切割加工程序，在數(shù)控加工中心進(jìn)行加工[2]。只有經(jīng)過系統(tǒng)、規(guī)范的實(shí)習(xí)訓(xùn)練，才能確保學(xué)生的職業(yè)能力、應(yīng)變能力及創(chuàng)新能力的提高，使畢業(yè)生順利地完成從學(xué)校到企業(yè)的過渡。

（四）教學(xué)方法革新，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念

使用多媒體教室及各類仿真軟件，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容、方法及目標(biāo)與現(xiàn)代化教育技術(shù)的有效結(jié)合，將素質(zhì)教育融入知識傳授與技能培養(yǎng)的全過程，逐步從以教師為主的灌輸式教育，轉(zhuǎn)向以學(xué)生為主體的能力培養(yǎng)式教育，因而在現(xiàn)代教學(xué)當(dāng)中得到廣泛的采用[3]。這就要求各專業(yè)課教師綜合考慮各種因素和所具備的條件，對于不同的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求，采取靈活多樣的教學(xué)方式，合理地將各種成分進(jìn)行優(yōu)化組合，才有可能收到良好的教學(xué)效果。比如，在上沖壓模具設(shè)計這門課程時，對基本理論及模具工作零件的有關(guān)設(shè)計計算內(nèi)容采用的是借助實(shí)物教具，進(jìn)行由淺入深的教學(xué)；對模具結(jié)構(gòu)、工作原理等內(nèi)容采用的是多媒體課件教學(xué)；而對模具裝配、安裝調(diào)整，則采用的是讓學(xué)生觀看企業(yè)現(xiàn)場錄像的教學(xué)方式，并增加模具拆裝、測繪部分內(nèi)容。最后通過布置作業(yè)的形式，讓學(xué)生利用泡沫板制作一些典型模具，不僅使課堂變得生動有趣，又充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，學(xué)習(xí)效果有了顯著提高。

（五）加強(qiáng)校企合作

長期以來，學(xué)校與企業(yè)各行其是，不相往來。這就導(dǎo)致學(xué)校不知道企業(yè)的需要、企業(yè)不關(guān)心學(xué)校，培養(yǎng)不出企業(yè)需要的人才。要改變這種現(xiàn)狀，就要加強(qiáng)企業(yè)與學(xué)校的聯(lián)系?！爱a(chǎn)學(xué)合作教育”是產(chǎn)業(yè)部門為學(xué)校擔(dān)供現(xiàn)場教學(xué)和學(xué)生實(shí)習(xí)的基地，學(xué)校為產(chǎn)業(yè)優(yōu)先培養(yǎng)學(xué)生，共同研究和攻克專業(yè)技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)、互惠互利、共同發(fā)展[4]。這一形式有效打破了教育的自我封閉，強(qiáng)化了對學(xué)生崗位適應(yīng)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，加快了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的步伐。這對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和學(xué)校的傳統(tǒng)教育既是一個機(jī)遇，又是一種挑戰(zhàn)，企業(yè)和學(xué)校在分享經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，應(yīng)該改變傳統(tǒng)觀念，相互合作。學(xué)校應(yīng)該注重學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、動手能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，而企業(yè)應(yīng)大膽起用新人，給新員工一個良好的發(fā)展空間，只有這樣，學(xué)校的優(yōu)質(zhì)教育和企業(yè)的快速發(fā)展才能有效地結(jié)合起來。

通過理論教學(xué)和模具陳列室直觀教學(xué)， 學(xué)生具有一定的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識。然而， 只有經(jīng)過真正的設(shè)計環(huán)節(jié)的鍛煉， 才會使學(xué)生具有模具設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。尤其是畢業(yè)設(shè)計， 在企業(yè)這個新的環(huán)境中， 學(xué)生受到良好的現(xiàn)場指導(dǎo)， 必定會提高其知識的綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力、CAD 三維設(shè)計能力， 切實(shí)提高學(xué)生的素質(zhì)和能力， 使他們在社會大市場的風(fēng)云中更具競爭力。

參考文獻(xiàn)：

[1]賴華清.高職模具專業(yè)的教學(xué)改革[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2006，（4）.

[2]李靜.模具CAD/CAM一體化教學(xué)改革[J].企業(yè)家天地下半月刊：理論版，2009，（8）.