模具制作工教案5

1、廣州南華工貿(mào)技工學(xué)校模具制作工教案2015 2016 學(xué)年第二學(xué)期授 課 類 型： 理論實(shí)訓(xùn)一體化 授 課 班 級： 數(shù)模14 授 課 教 師： 蔡文華 2016年 3 月 14 日一體化課程教案課程：模具制作工 班級：數(shù)模14 專業(yè)：數(shù)控、模具課題名稱極限與配合-選用和檢測表面粗糙度授課課時(shí)4課題目標(biāo)1、掌握類比法選用表面粗糙度參數(shù)值；2、掌握比較樣塊及光切顯微鏡。3、熟悉干涉顯微鏡及電動輪廓儀；4、掌握手持式粗糙度儀。實(shí)訓(xùn)課時(shí)6合計(jì)課時(shí)10授課日期2016.3.28-4.1教 具多媒體、實(shí)物、掛圖教學(xué)重點(diǎn)合理選用表面粗糙度參數(shù)值教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)用表面粗糙度的檢測儀器進(jìn)行檢測教學(xué)回顧 說明任課教師

2、簽名：蔡文華 審閱者簽名： 日期：教 學(xué) 過 程一、組織教學(xué)。（3分鐘）1、點(diǎn)名并登記好出勤情況。2、講解注意事項(xiàng)、檢查學(xué)生自身安全隱患并排除。3、讓學(xué)生合編成幾個(gè)小組、以小組組長為每組負(fù)責(zé)人。二、導(dǎo)入新課。（2分鐘）經(jīng)過機(jī)械加工或用其他加工方法獲得的零件表面，由于加工過程中的塑性變形、機(jī)床的高頻振動以及刀具在加工表面留下的切削痕跡等原因，零件的表面不可能是絕對光潔的。在零件加工表面存在幾何形狀誤差，其中一種是由較小間距和微小峰谷形成的微觀幾何形狀誤差，即表面粗糙度。表面粗糙度值越小，零件表面越光潔。三、理論新授。（一）任務(wù)描述及分析（35分鐘）1、表面粗糙度和零件的功能 在實(shí)際工作中，由于表

3、面粗糙度和零件的功能關(guān)系十分復(fù)雜，很難全面而精細(xì)地按零件表面功能要求來準(zhǔn)確地確定粗糙度的參數(shù)值。在選用時(shí)，要綜合考慮使用性能和經(jīng)濟(jì)性能兩方面的因素?？偟倪x用原則是：在滿足使用功能要求的前提條件下，參數(shù)值的允許值應(yīng)盡可能大。本任務(wù)將針對減速器輸出軸表面粗糙度值的選用以及連桿軸頸表面粗糙度的檢測來了解表面粗糙度值選用和檢測。 2、表面粗糙度的選擇（重點(diǎn)講解）表面粗糙度評定參數(shù)中，Ra、Rz 兩個(gè)幅度參數(shù)為基本參數(shù)，RSm、 Rmr（c）為兩個(gè)附加參數(shù)。這些參數(shù)分別從不同角度反映了零件的表面特征，但都存在著不同程度的不完整性。因此，在選用時(shí)要根據(jù)零件的功能要求、材料性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測量條件等情況適當(dāng)

4、選擇一個(gè)或幾個(gè)評定參數(shù)。1）如無特殊要求，一般僅選用幅度參數(shù)。 在 Ra = 0.0256.3 um范圍內(nèi)，優(yōu)先選用 Ra， 因?yàn)樵谠摲秶鷥?nèi)用輪廓儀能很方便地測出 Ra 的實(shí)際值。 在 Ra 6.3 um和 Ra0.025 um范圍內(nèi)，即表面過于粗糙或太光滑時(shí)，用光切顯微鏡和干涉顯微鏡測很方便，多采用 Rz 。 當(dāng)表面不允許出現(xiàn)較深加工痕跡，防止應(yīng)力過于集中，要求保證零件的抗疲勞強(qiáng)度和密封性時(shí)，需選 Rz 。2）附加參數(shù)一般不單獨(dú)使用，對有特殊要求的少數(shù)零件的重要表面（如要求噴涂均勻、涂層有較好的附著性和光澤表面），需要控制 Rsm 數(shù)值；對于有較高支撐剛度和耐磨性的表面， 應(yīng)規(guī)定Rmr（c）

5、參數(shù)。3、表面粗糙度評定參數(shù)值的選擇 表面粗糙度評定參數(shù)值的選擇，不但與零件的使用性能有關(guān)，還與零件的制造及經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。其選用的原則為：在滿足零件表面功能的前提下，評定參數(shù)的允許值盡可能大（除Rmr（c）外），以減小加工難度，降低生產(chǎn)成本。（二）選擇方法（80分鐘）1、計(jì)算法 根據(jù)零件的功能要求，計(jì)算所評定參數(shù)的要求值，然后按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選擇適當(dāng)?shù)睦碚撝怠?、試驗(yàn)法（難點(diǎn)，通過觀看多媒體方法講解）根據(jù)零件的功能要求及工作環(huán)境條件，選用某些表面粗糙度參數(shù)的允許值進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，得到合理的表面粗糙度參數(shù)值。3、類比法 選擇一些經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明的表面粗糙度合理的數(shù)值，經(jīng)過分析，確定所設(shè)計(jì)零件表面粗糙

6、度有關(guān)參數(shù)的允許值。 目前用計(jì)算法精確計(jì)算零件表面的參數(shù)值還比較困難，而一般零件用試驗(yàn)法來確定表面粗糙度參數(shù)值成本昂貴，所以，具體設(shè)計(jì)時(shí)，多采用類比法確定零件表面的評定參數(shù)值。類比法選擇的一般原則：1）在同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度值小。 2）摩擦表面比非摩擦表面、滾動摩擦表面比滑動摩擦表面的表面粗糙度值小。 3）運(yùn)動速度高、單位面積壓力大、受交變載荷的零件表面，以及最易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位（如溝槽、圓角、 臺肩等），表面粗糙度值均應(yīng)小些。 4）配合要求高的表面，表面粗糙度值應(yīng)小些。具體選擇可參看表5-5。5）對防腐性能、密封性能要求高的表面，表面粗糙度值應(yīng)小些。 6）配合零件表面的粗糙

7、度與尺寸公差、形位公差應(yīng)協(xié)調(diào)。一般應(yīng)符合：尺寸公差>形位公差表面粗糙度。一般情況下，尺寸公差值越小，表面粗糙度值應(yīng)越??；同一公差等級，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值應(yīng)小些。 7）還需考慮其它一些因素和要求，表5-6為應(yīng)用舉例，可供參考。（三）表面粗糙度的測量（35分鐘）1、比較法比較法是將被測零件表面與粗糙度樣板直接進(jìn)行比較的一種測量方法。它可以通過視覺、觸覺或借助放大鏡、比較顯微鏡，估計(jì)出表面粗糙度的值。這種方法多用于車間，評定一些表面粗糙度參數(shù)值較大的表面。精度較差，只能做定性分析比較。用于比較法檢測零件的表面粗糙度。以已知高度參數(shù)值的表面粗糙度比較樣塊工作面上的粗糙度為標(biāo)準(zhǔn)，

8、用視覺法或觸覺法與被測表面進(jìn)行比較，以判定被測表面是否符合規(guī)定；用樣塊進(jìn)行比較檢驗(yàn)時(shí)，樣塊和被測表面的材料，加工方法應(yīng)盡可能一致；樣塊比較簡單易行，適合生產(chǎn)現(xiàn)場使用。缺點(diǎn)是評定的可靠性很大程度上取決于檢驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)，所以僅使用于表面粗糙度要求不高的工件。圖4-16 粗糙度比較樣塊2、光切法光切法是利用光切原理，即光的反射原理測量表面粗糙度的一種方法。常用的儀器是光切顯微鏡（雙管顯微鏡），該儀器適宜測量車、銑、刨或其他類似加工方法所加工的零件平面或外圓表面。光切法主要用來測量粗糙度參數(shù) Rz 的值，其測量范圍為0.850 um。光切顯微鏡（雙管顯微鏡）是利用光切原理測量表面粗糙度的一種儀器。從目

9、鏡觀察表面粗糙度輪廓圖像，用測微裝置測定高度參數(shù)Rz值和Ry值，測量范圍一般為Rz0.8100um，必要時(shí)可通過測量描繪出輪廓圖像，或使用其照相裝置，將粗糙度輪廓圖像拍照下來，再近似評定Ra值。圖4-18（a）表示被測表面為階梯面，其階梯高度為 h 。由光源發(fā)出的光線經(jīng)狹縫后形成一個(gè)光帶，此光帶與被測表面以夾角為45°的方向 A 與被測表面相截，被測表面的輪廓影像沿 B 向反射后可由顯微鏡中觀察得到圖4-18（b）。其光路系統(tǒng)如圖4-18（c）所示，光源 1通過聚光鏡 2、狹縫 3和物鏡 5，以45°角的方向投射到工件表面 4 上，形成一窄細(xì)光帶。光帶邊緣的形狀，即光束與工

10、件表面的交線，也就是工件在45°截面上的輪廓形狀，此輪廓曲線的波峰在 S1 點(diǎn)反射， 波谷在 S2 點(diǎn)反射，通過物鏡 5，分別成像在分劃板 6 上的和點(diǎn)，其峰、谷影像高度差為 h。 由儀器的測微裝置可讀出此值，按定義測出評定參數(shù)Rz 的數(shù)值。3、光波干涉法光波干涉法是利用光波的干涉原理測量表面粗糙度的方法。常用的儀器是干涉顯微鏡，適宜用來測量粗糙度參數(shù) Rz ，測量范圍為0.050.8 um。 干涉顯微鏡基本光路系統(tǒng)如圖4-20（a）所示。由光源1發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡 5 反射向上，至分光鏡 9 后分成兩束。一束向上射至被測表面 18 返回，另一束向左射至參考鏡 13 返回。此兩束光線

11、會合后形成一組干涉條紋。干涉條紋的相對彎曲程度反映被測表面微觀不平度的狀況，如圖4-20（b）所示。儀器的測微裝置可按定義測出相應(yīng)的評定參數(shù) Rz 值。干涉顯微鏡是利用光波干涉原理測量表面粗糙度的一種儀器。被測表面有一定的粗糙度就呈現(xiàn)出凹凸不平的峰谷狀干涉條紋的數(shù)目和峰谷的彎曲程度，即可計(jì)算出表面粗糙度的Ra值。必要時(shí)還可將干涉條紋的峰谷拍照下來評定。干涉法適用于精密加工的表面粗糙度測量。適合在計(jì)量室使用，測量范圍一般為Rz0.0320.8um 。4、針描法針描法是利用儀器的觸針在被測表面上輕輕劃過，被測表面的微觀不平度將使觸針作垂直方向的位移，再通過傳感器將位移量轉(zhuǎn)換成電量，經(jīng)信號放大后送入

12、計(jì)算機(jī)，在顯示器上顯示出被測表面粗糙度的評定參數(shù)值。也可由記錄器繪制出被測表面輪廓的誤差圖形。按針描法原理設(shè)計(jì)制造的表面粗糙度測量儀器通常稱為輪廓儀。根據(jù)轉(zhuǎn)換原理的不同，可以有電感式輪廓儀、電容式輪廓儀、電壓式輪廓儀等。輪廓儀可測 Ra、Rz、RSm 及 Rmr(c) 等多個(gè)參數(shù)。 除上述輪廓儀外，還有光學(xué)觸針輪廓儀，它適用于非接觸測量，以防止劃傷零件表面。這種儀器通常直接顯示 Ra 值，其測量范圍為0.0256.3 。四、小結(jié)（5分鐘）1、了解表面粗糙度屬于什么幾何形狀誤差。2、對零件使用性能有哪些影響。五、實(shí)操（一）沖裁模的分類（20分鐘）1、按工序性質(zhì)分： 落料模、沖孔模、切斷模、切口模

13、、切邊模、剖切模等2、按工序組合分：單工序模、級進(jìn)模、復(fù)合模3、按上、下模的導(dǎo)向方式分：無導(dǎo)向的開式模、有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)筒模等4、按凸、凹模的材料分：硬質(zhì)合金沖模、鋼皮沖模、鋅基合金沖模、聚氨酯沖模等5、按凸、凹模的結(jié)構(gòu)和布置方法分：整體模、鑲拼模、正裝模、倒裝模6、按自動化程度分：手工操作模、半自動模、自動模（二）沖裁模的工作過程（20分鐘）提示：學(xué)生要注意簡單沖裁模沖裁的沖壓步驟，各零件的動作及作用；落料沖裁模，其工作原理如下：直接或間接固定在上模上的組成模具的上模,它通過模柄與沖床滑塊相聯(lián)結(jié)。固定在下模上的零件組成了模具的下模, 并利用壓板固定在沖床的工作臺上。上模與下模通過導(dǎo)

14、向零件導(dǎo)向。工作時(shí),條料靠著擋料送進(jìn)定位, 當(dāng)上模隨滑塊下降時(shí)，卸料板先壓住板料,接著凸模沖落凹模上面的材料獲得。這時(shí)工件卡在凹模與頂塊之間,廢料也緊緊箍在凸模上。在上?；厣龝r(shí)，工件由頂塊靠頂板借彈簧的彈；力從凹模洞口中頂出；同時(shí)箍在凸模上的廢料,由卸料板靠彈簧的彈力卸掉，再取走工件：至此完成整個(gè)落料過程。再將條料送進(jìn)一個(gè)步距，進(jìn)行下一次沖裁落料過程,如此往復(fù)進(jìn)行。（三）采用師生互動啟發(fā)式教學(xué)（165分鐘）1、簡單沖裁模沖裁的演示過程：（師生互動環(huán)節(jié)）提示：學(xué)生一定要注意觀察板料送進(jìn)、沖裁、卸料、頂件的工作過程，并留意哪些零件完成板料送進(jìn)、哪些零件完成沖 裁、哪些零件完成卸料。提問：圖示哪個(gè)零

15、件完成卸料？哪些零件完成沖裁？（四）沖裁模零件的類型及功用（10分鐘）1、盡管沖裁模有簡單的,也有復(fù)雜的,但總是分為上模與下模。上模固定在壓力機(jī)滑塊上，并隨滑塊一起運(yùn)動，稱為沖模的活動部分；下模固定在壓力機(jī)的工作臺上，稱為沖模的固定部分。沖裁模的組成零件，一般有以下幾類：按模具零件的作用不同，分為：工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩大類。（五）各零件的作用（10分鐘）1、工作零件-直接進(jìn)行沖裁或成形制件2、定位零件-使坯料或制件在沖模中正確定位3、壓料、卸料和頂出零件-起壓料、卸料和頂料作用，并保證把卡在凸模上和凹?？變?nèi)的制件或廢料推出、頂出4、導(dǎo)向零件-保證在沖裁過程中凸模和凹模之間間隙均勻5、固定零件-連接及固定工作零件，使之成為完整的模具結(jié)構(gòu)6、緊固件及其他零件-將上述各類零件固定于一定的位置或?qū)_模與沖床連接六、實(shí)操小結(jié)。（10分鐘）本課題我們主要學(xué)習(xí)了