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(jí)： 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(jí)：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(cè)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(dòng)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(cè)儀器進(jìn)行檢測(cè)教學(xué)回顧 說(shuō)明任課教師

2、簽名：蔡文華 審閱者簽名： 日期：教 學(xué) 過(guò) 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(zhǎng)為每組負(fù)責(zé)人。二、導(dǎo)入新課。（2分鐘）經(jīng)過(guò)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(guò)程中的塑性變形、機(jī)床的高頻振動(dòng)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(duì)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(lái)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(duì)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(cè)來(lái)了解表面粗糙度值選用和檢測(cè)。 2、表面粗糙度的選擇（重點(diǎn)講解）表面粗糙度評(píng)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(cè)量條件等情況適當(dāng)

4、選擇一個(gè)或幾個(gè)評(píng)定參數(shù)。1）如無(wú)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(cè)出 Ra 的實(shí)際值。 在 Ra 6.3 um和 Ra0.025 um范圍內(nèi)，即表面過(guò)于粗糙或太光滑時(shí)，用光切顯微鏡和干涉顯微鏡測(cè)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(guò)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(duì)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(duì)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(píng)定參數(shù)值的選擇 表面粗糙度評(píng)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(píng)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(píng)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(guò)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(guò)實(shí)驗(yàn)證明的表面粗糙度合理的數(shù)值，經(jīng)過(guò)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(lái)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(píng)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(dòng)摩擦表面比滑動(dòng)摩擦表面的表面粗糙度值小。 3）運(yùn)動(dòng)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(tái)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(duì)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?。煌还畹燃?jí)，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(cè)量（35分鐘）1、比較法比較法是將被測(cè)零件表面與粗糙度樣板直接進(jìn)行比較的一種測(cè)量方法。它可以通過(guò)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(píng)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(cè)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(cè)表面進(jìn)行比較，以判定被測(cè)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(cè)表面的材料，加工方法應(yīng)盡可能一致；樣塊比較簡(jiǎn)單易行，適合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。缺點(diǎn)是評(píng)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(cè)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(cè)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(lái)測(cè)量粗糙度參數(shù) Rz 的值，其測(cè)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(cè)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(cè)微裝置測(cè)定高度參數(shù)Rz值和Ry值，測(cè)量范圍一般為Rz0.8100um，必要時(shí)可通過(guò)測(cè)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(lái)，再近似評(píng)定Ra值。圖4-18（a）表示被測(cè)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(cè)表面以?shī)A角為45°的方向 A 與被測(cè)表面相截，被測(cè)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(guò)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(guò)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(cè)微裝置可讀出此值，按定義測(cè)出評(píng)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(cè)量表面粗糙度的方法。常用的儀器是干涉顯微鏡，適宜用來(lái)測(cè)量粗糙度參數(shù) Rz ，測(cè)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(cè)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(huì)合后形成一組干涉條紋。干涉條紋的相對(duì)彎曲程度反映被測(cè)表面微觀不平度的狀況，如圖4-20（b）所示。儀器的測(cè)微裝置可按定義測(cè)出相應(yīng)的評(píng)定參數(shù) Rz 值。干涉顯微鏡是利用光波干涉原理測(cè)量表面粗糙度的一種儀器。被測(cè)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(lái)評(píng)定。干涉法適用于精密加工的表面粗糙度測(cè)量。適合在計(jì)量室使用，測(cè)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(cè)表面上輕輕劃過(guò)，被測(cè)表面的微觀不平度將使觸針作垂直方向的位移，再通過(guò)傳感器將位移量轉(zhuǎn)換成電量，經(jīng)信號(hào)放大后送入

12、計(jì)算機(jī)，在顯示器上顯示出被測(cè)表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)值。也可由記錄器繪制出被測(cè)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(cè)量?jī)x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(cè) 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(cè)量，以防止劃傷零件表面。這種儀器通常直接顯示 Ra 值，其測(cè)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(duì)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：?jiǎn)喂ば蚰?、?jí)進(jìn)模、復(fù)合模3、按上、下模的導(dǎo)向方式分：無(wú)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(dòng)化程度分：手工操作模、半自動(dòng)模、自動(dòng)模（二）沖裁模的工作過(guò)程（20分鐘）提示：學(xué)生要注意簡(jiǎn)單沖裁模沖裁的沖壓步驟，各零件的動(dòng)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(guò)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(tái)上。上模與下模通過(guò)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(guò)程。再將條料送進(jìn)一個(gè)步距，進(jìn)行下一次沖裁落料過(guò)程,如此往復(fù)進(jìn)行。（三）采用師生互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)（165分鐘）1、簡(jiǎn)單沖裁模沖裁的演示過(guò)程：（師生互動(dòng)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(guò)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(jiǎn)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(dòng)，稱為沖模的活動(dòng)部分；下模固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)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(guò)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