2016模具工程技术基础（高教版 任建伟主编）教案：针对模具的设计、制造和使用的安全措施.docVIP

《模具工程技术基础》电子教案[25] [课题编号] 3-3 [课题名称] 针对模具的设计、制造和使用的安全措施 [教材版本] 任建伟主编、中等职业教育国家规划教材—模具工程技术基础，北京：高等教育出版社，2002。 [教学目标与要求] 知识目标 1、了解针对模具的设计安全措施； 2、掌握针对模具的制造安全措施； 3、掌握针对模具的使用安全措施。 二、能力目标 1、能分析保证模具安全性的措施及其特点； 2、能运用模具安全性的知识预防及分析模具的安全问题。 [教学重点] 1、针对模具的制造安全措施； 2、针对模具的使用安全措施。 [分析学生] 根据中职学生培养目标要求，突出模具的制造和使用。但学生对本次课所涉及的结论性知识可能重视不够。 [教学思路设计] 联系模具安全性的实际问题，运用设问、讲解、分析、讨论等教学法，提高学生对模具安全性的认识。 [教学资源] 失效模具零件实物、图片等。 [教学安排] 3课时。 教学策略：联系材料力学、金属材料与热处理等课程的有关知识并利用ppt课件，创设教学情景，启发学生思考与讨论，讲、演、提问、讨论交叉进行，及时归纳总结。 [教学过程] ※复习： 1、材料力学中的强度、刚度、应力集中等概念。 2、冲模零部件的分类。 3、注射模零部件的分类。 ※导入新课：模具的安全性是模具最重要的属性，如何保证模具的安全，需要从模具的设计、制造、使用等环节采取措施。 新课内容： 一、针对模具的设计安全措施 1、结构设计 （1）保证零件的强度和刚度 足够的强度和刚度是保证模具的承载能力，防止早期失效的基本要求。在设计模具零件结构时，应根据零件所受载荷的性质和大小，合理确定零件的结构和尺寸，保证零件有足够的强度和刚度。 （2）避免应力集中 模具受力零件的结构设计应尽量避免出现容易产生应力集中的部位，以防止零件因应力集中而产生断裂和疲劳、热疲劳失效。 ①在模具结构允许时，零件各表面的转角应尽可能设计成圆角，避免出现清角尤其是尖锐的清角。 ②凸模、型芯、顶杆等零件的工作端和固定端具有不同的尺寸时，应避免采用图3－1的突变式结构，否则极易在尺寸突变处产生严重的应力集中，导致零件早期断裂，或降低零件的疲劳寿命。良好的结构如图3－2所示： 图3－2a为圆弧过渡式结构，常用于尺寸相差较小时； 图3－2b为渐变过渡式结构，常用于尺寸相差较大时； 图3－2c为组合式结构，常用于尺寸相差很大时，或者不宜采用图3－2a、b两种结构的场合。 ③对于凹模或型腔及部分凸模或型芯，采用组合或镶拼式结构是消除应力集中的有效途径。 组合和镶拼式结构的实例如图3－3a、b所示。 有时凹模或型腔上存在有局部易于损坏的部位，也应采用镶拼式结构（图3－3c），该结构可避免零件局部损坏，也便于模具修理。 （3）细长凸模或型芯的保护 在结构上采取适当的保护措施，是避免细长凸模或型芯因刚度、强度不足而产生变形、断裂失效的有效途径。 ※讨论：细长凸模的保护方法： ①使用凸模护套，如图3－4a、b、c所示； ②排样时注意避免小凸模承受偏载； ③用导向卸料板对凸模导向； ④提高模具导向精度，避免设备导向误差对小凸模的影响； ⑤适当增加凸、凹模间隙以降低冲压力，等等。 ※讨论：细长型芯的保护方法： 一般通过合理选择浇口位置，防止熔融塑料或合金液直接冲击型芯的方法进行保护，有时也可采用图3－4d的方法加以保护。 （4）镶套和预应力组合凹模 ①某些模具为了获得很高的抗压强度和耐磨性，凹模常采用高速钢、硬质合金等材料。然而，由于这些材料的韧性较差，凹模在冲击载荷的作用下，经常发生断裂失效。此时，采用图3－5的镶套结构，即在用韧性较好的材料制作的套圈内镶入上述材料制作的工作部分，就可兼顾模具对材料强度、耐磨性、韧性的要求，防止凹模断裂失效。 ②对于承受载荷极大的冷挤压模，采用图3－6a、b的整体式、组合式凹模都难以避免凹模产生纵向破裂。此时，应将凹模设计成预应力组合凹模，如图3一6c、d所示。 （5）防止制件或废料堵塞、回升 ※分析：在冲裁成形时，制件或废料由于各种原因可能堵塞在凹模型孔内，或者随凸模向上回升。当制件或废料堵塞在凹模型孔内时，容易使凹模胀裂及凸模受力过大而折断；随凸模回升时，会影响模具的正常工作，甚至损坏模具。 凹模刃口采用斜刃壁式结构是防止制件或废料堵塞的有效措施，但是这种结构在凹模修磨后会引起成形尺寸的变化，在制件尺寸精度要求较高时不宜采用。 凹模刃口采用直刃壁式结构时，为了防止制件或废料堵塞，应适当减小凹模刃口长度。此外，适当增大凸、凹模间隙也能防止制件或废料堵塞。 ※讨论：防止制件或废料回升的其它方法： 图3－7a、b是利用装在凸模中的弹顶销防止制件或废料回升的，常用于凸模尺寸较大的场合； 图3－7c是利用压缩空气防止制件或废料回升的，常用于凸模尺寸较