模具專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)德、智、體、美等方面全面發(fā)展的,掌握常用模具設計軟件、常用模具設計與制造的基本理論、典型模具制造工藝和典型模具生產(chǎn)設備操作技能,面向生產(chǎn)、建設、管理第一線需要的,實踐能力強、具有良好職業(yè)道德、良好團隊合作精神和開拓創(chuàng)新精神的中、高技能人才。為了滿足模具制造業(yè)對技術(shù)工人的需求,很多職業(yè)技能培訓學校都開設了模具制造相關(guān)專業(yè)。而目前我國模具制造工還沒有統(tǒng)一的技能鑒定標準,各學校和企業(yè)只能在摸索中自行組織安排,這種狀況顯然不利于模具專業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)的規(guī)范性。因此開展校本課程——模具專業(yè)實訓課程的開發(fā),是非常有意義的。
一、模具專業(yè)實訓課程的設計
模具產(chǎn)品從設計到生產(chǎn)是一個十分復雜的過程,它包括模具產(chǎn)品設計、模具結(jié)構(gòu)設計、模具加工制造和塑件生產(chǎn)等方面,需要產(chǎn)品設計師、模具設計師、模具加工工人協(xié)同完成。筆者所在學校是中職技校,學生來源主要是初中生和少數(shù)高中生,培養(yǎng)的學生就是生產(chǎn)第一線的工人,就業(yè)崗位定位在模具制造熟練操作工或模具加工工藝師(極少數(shù))。因此,筆者覺得筆者所在學校應推行專業(yè)針對性和實用性強的模塊式教學方法(見圖1)。
1. 模塊一:模具拆裝測繪
作為直接生產(chǎn)操作工人,看懂讀懂機械工程圖是關(guān)鍵。因此,組織學生拆開各種模具教具實物進行測繪練習,讓學生把所有零件圖和裝配圖在紙上草繪,再用電腦軟件繪圖。此法有以下優(yōu)點:
(1)能結(jié)合以前所學模具基礎理論知識進一步熟悉模具典型結(jié)構(gòu),為模具裝配實訓做準備。
(2)制圖知識得以學以致用,并強化AutoCAD電腦繪圖。
(3)把原來逐件制作純消耗材料實訓變?yōu)橹饾u引導學生把圖紙繪制出來的零消耗實訓,
團隊合作精神的培養(yǎng)。
(4)為CAXA實訓做準備。
2. 模塊二:實訓教學結(jié)合理論知識學習CAXA(或Pro/E、UG)
實訓時,可分組發(fā)放產(chǎn)品圖紙,學生根據(jù)模具制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量,用模具設計軟件選擇相應的設計步驟、參數(shù)、計算公式以及標準模架等,最后給出全套模架結(jié)構(gòu)設計圖。要求學生利用軟件對此模具進行開模、合模、制品推出的全過程仿真練習,了解了模具制造全過程,從中找出設計的不合理處,為下一步加工實訓做準備。
3. 模塊三:普通機械,數(shù)控編程加工
對模具來說,一般標準零件是可以直接訂購的,如標準模架、導柱、導套、頂針等,但模具的凸凹模(或型腔)是要進行加工得到的。任何零件的加工基本上都是要經(jīng)過粗加工→半精加工→精加工的這一過程。模具一般是單件產(chǎn)品,因此加工一般是普通機械加工去除余量,再經(jīng)數(shù)控機床編程進行半精或精加工。所以,這就要求學生能編寫模具零件加工工藝規(guī)程,并能熟練地使用普通機床(如車、銑、刨、磨等)加工出合格的模具零件,且在下道工序能用手工方式和CAM方式編寫數(shù)控加工程序,操作數(shù)控機床(加工中心、數(shù)銑、線切割、電火花等)加工出合格模具零件。
4. 模塊四:模具裝配、修配、調(diào)整模塊
模具裝配、調(diào)整不可能直接進行,此模塊就要求學生具備鉗工的一般技能。鉗工一般內(nèi)容包括:劃線、工量具的使用、鏨削、鋸割、銼削、鉆孔、攻螺紋、套螺紋等,而這些基本技能的學習不能像學普通鉗工那樣照搬應用,要結(jié)合模具結(jié)構(gòu)進行研究、總結(jié),發(fā)現(xiàn)沖壓模具的凸凹模、塑料模具里的鑲件是鉗工技能訓練中的旁證,可將四方體、六方體、圓弧銼配、十字配作、角度配作、鉆孔、攻絲、套絲與裝配等綜合在一起制作一本可行性的實訓校本教材,既可減少實訓材料的消耗,又可提高學生的動手能力,同時可檢驗學生模具課程學習完成的情況。
在此模塊中,裝配最難點應屬配鉆、攻絲。因為孔的形位精度、尺寸精度關(guān)系到裝配的位置。教學中,我們要學生自己設計所需孔深,把在理論課學到的螺紋底孔直徑計算公式運用到實訓操作中,在廢料上按鉆通孔、鉆小孔、鉆斜孔、擴孔、锪孔、鉸孔、逐步過度到鉆盲孔、鉆多工件。盡管圖紙上不一定要求螺絲清根,但實際的工況是要清根的。這樣學生知道了在盲孔攻絲中為了滿足圖紙規(guī)定要求,必須準備好空間讓出絲攻到足夠深度。這就要把孔鉆深點,但若鉆的太深超過切口就會鉆到下一個零件上去,則會造成偏心問題。因此,應設計些簡單的配合組裝圖,讓學生進行加工并裝配,為下一步裝配模具做準備。
等掌握一定的技能技巧后,可把前面機加工合格的模具零件進行裝配、調(diào)整、試模實訓,試模合格后把此模具進行點評、展示,會讓學生有成就感。這樣,專業(yè)針對性明顯增強,學生對專業(yè)學習目的更為明確,學習的積極性大大提高。經(jīng)過該實訓,學生能夠?qū)⒓韧鶎W的相關(guān)專業(yè)知識進一步鞏固,達到融會貫通的目的。
以上模塊可打亂順序進行,以解決機床、電腦設備少,學生多的矛盾。有針對性的讓學生分批分模塊進行實訓,同時在實訓中以工廠的標準和要求對學生進行管理,使學生在掌握技術(shù)的同時,也通過了崗前培訓。畢業(yè)時能獨立操作,盡量做到“零距離”上崗。
二、實際案例
圖2手柄
工件名稱:手柄(見圖2)
生產(chǎn)批量:中批量
材料:Q235-A鋼
材料厚度:1.2mm
經(jīng)過模具設計軟件的學習之后,發(fā)放模具成品圖紙給學生,讓學生分組(5~10人/組)用Pro/E等模具設計軟件在專業(yè)教師的指導下,根據(jù)圖紙的技術(shù)要求等進行模具設計計算(見圖2)并轉(zhuǎn)化為二維的裝配圖(見圖3),零件圖。此階段是建立在模塊一、二的基礎上才可進行。
圖3二維裝配圖
經(jīng)專業(yè)指導教師檢查合格后,可根據(jù)零件圖和裝配圖編制工藝并進行加工,加工的方法很多,可以是機加工,數(shù)控特種加工,也可選用鉗工加工。工作量大的可選用機加工,如模架,可用加工中心數(shù)控編程或用MasterCAM軟件進行編程方法進行加工(機加工模塊實訓);精度高的可用特種加工,如落料凸模,直通式,采用線切割加工,2個M8螺釘固定在墊板上,與凸模固定板的配合按H6/m5。整體凹模,各沖裁的凹模孔均采用線切割加工(特種加工模塊實訓);而簡單的,可采用模具鉗工技能,如導料板、卸料板可先銼削、磨削后再鉆孔(模具鉗工技能實訓)。
最后等所有的零件都加工好以后,就可以進行裝配、調(diào)整、試模。根據(jù)級進模裝配要點,選凹模作為裝配基準件,先裝下模,再裝上模,其中要注意孔的配鉆并調(diào)整間隙、試沖、返修(模具鉗工技能實訓)。
三、結(jié)束語
由于每個學校的設備、條件、資源等不一,教學方式的不同,普通固定的教材不適于每個學校。因此,針對“實用、夠用”原則及模塊式教學,應開發(fā)相應的校本教材,如已開發(fā)的《鉗工技能實訓》和待開發(fā)的《模具測繪實訓》以及《機加工、數(shù)控實訓》。這樣針對性的進行模塊式教學,會使教學目的明確,技能的掌握更簡明快速,學生的適應會更好更快。模具專業(yè)實訓課程的開發(fā),是一個過程很長很遠的研究方向,模具實訓老師的專業(yè)進取也得不斷更新和提高,才能適應新技術(shù)的改革和創(chuàng)新。
(作者單位:廣西石化高級技工學校)
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文