压铸模具设计与制造单元11压铸技术基础教案Word下载.docx
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布置作业
时间分配(分)
授课班次:
课程执行情况:
学习单元(行动任务)1:
项目任务:
撰写国内、外及本地区压铸技术发展现状调查报告。
任务要求:
通过网络、图书、期刊等调查国内、外及本地区压铸技术发展现状;
认识工作岗位群。
学习成果:
1.国内、外及本地区压铸技术发展现状调查报告;
2.认识专业工作岗位群,明确学习目的,提高学习的积极性。
压铸生产的主要工艺流程:
教学过程:
项目
学生工作内容
教学组织
资讯
查询相关资料,了解压铸技术的发展,分析压铸原理,学习压铸生产流程相关知识。
1.引导行动的知识:
指导学生制定压铸生产流程、确定压铸生产条件,并提出修改意见。
布置任务,提出压铸生产要求,安排学生分组,分配任务,进行资料准备,为学生讲解相关知识,为学生提供咨询服务。
决策
计划
分组讨论压铸工艺流程,确定压铸生产工艺方法,制定工作任务,及各阶段的检验手段及方法。
2.解释行动的知识:
指导学生的工作过程,帮助学生分析压铸生产工艺,确定正确的工艺流程。
实施
收集资料,自主学习
指导学生收集资料,指导学生自主学习
检查
评价
学生分组,制作PPT汇报调查报告
3.反思行动的知识:
对学生的压铸技术发展调研报告及PPT汇报进行点评。
知识点
教育属性
专业技术属性
媒体属性
名称
格式
教学文件
教学设计
doc
教案
教学课件
ppt
任务单、工作单
压铸生产
生产车间录像
avi
压铸件
典型压铸产品
实物jpg
压铸模具
典型压铸模具
压铸机
压铸机说明书
压铸机图片
jpg
安全生产
安全生产知识
手册
安全操作规程
jpgswf
压铸生产案例
冷室压铸机生产
热室压铸机生产
swf
教学内容
教学组织与教学方法
1.压铸及其发展简史
压铸至今仅有一百多年历史,最初用于制造枪弹、活字等。
据国外书籍介绍1838年由美国布鲁斯(Bruce)首先采用,经改良后,1849年斯特奇斯(StuIges)获得了专利,开始用于低熔点的铅、锡合金。
1869年英国查尔斯、巴贝奇(CharlesBabbage)成功地生产一小批计算机用的齿轮、凸轮、杠杆和齿条等零件。
2008年北京奥运会开幕式活字印刷表演
北宋平民发明家毕升发明了活字印刷术,1839年西式铅字印刷传入中国。
铅字压铸过程
1.1压铸的实质
压铸属于特种铸造的范畴。
它是一种生产效率和机械化程度都比较高的热加工成型工艺,也是现代机械制造中发展较快的一种少切屑、无切屑的工艺方法。
1.2压铸原理
熔融状态或半固态的金属在高压作用下,压入精密加工的金属压铸模的型腔内,使其完全填充型腔,以获得轮廊清晰、表面光洁、与压铸模型腔相符,可以互换的压铸件。
2.压铸过程(冷室、热室)
3.压铸成型的分类
根据压铸机器结构和压射室的位置及其工作条件加以分类:
4.压铸的特点
压铸生产具有高速、高压、充填时间极短,并在高压状态下凝固成形的特点,所以压铸工艺具有以下优点:
(1)铸件的尺寸精度和表面质量高。
铸件的尺寸精度一般为IT11~IT13,有时可以达到IT9。
表面粗糙度Ra一般为3.2~0.8um,有时达Ra0.4um。
因此,一般压铸件可以不经过机械加工或仅对局部进行加工即可使用。
(2)铸件的强度和表面硬度较高。
由于压铸模的激冷作用,又在压力下结晶,因此,压铸件表面层晶粒较细,组织致密。
所以表面层的硬度和强度都比较高。
压铸件的抗拉强度一般比砂型铸造高25%~30%。
(3)可以压铸形状复杂的薄壁铸件。
由于压铸零件形成过程始终是在压力作用下填充和凝固,对于轮廓峰谷,凸凹、窄槽等都能清晰的压铸出来,因而能获得其他工艺方法难以加工的薄壁复杂件。
例如,当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm;
铝合金压铸件可达0.5mm;
最小铸出孔直径为0.7mm;
可压铸出螺纹的最小螺距为0.75mm。
(4)生产率很高。
这是由压铸过程的特点决定的,且随生产工艺过程机械化、自动化程度进一步发展而提高。
一般冷压室压铸机平均每班可铸600~700次,热压室压铸机可压铸3000~7000次,每一次操作循环一般为10s~1min,可以实现一模多腔的工艺,其产量成倍增加,适合于大批量的生产。
(5)可以在压铸件中嵌铸其他材料的零件。
如可以嵌铸磁铁、铜套、衬垫、金属管和绝缘材料等。
这样既能满足特定部位的使用性能要求,节约贵重材料,同时又省略了装配工序,简化了制造工艺。
(6)金属材料利用率高。
由于压铸件具有尺寸精确、表面粗糙度值低等优点,一般不再进行机械加工而直接装配使用,或加工量很小,只需经过少量机械加工即可装配使用,所以既提高了金属利用率,又减少了大量的加工设备和工时。
其材料利用率为60%~80%,毛坯利用率达90%。
同样,压铸生产也存在以下缺点:
(1)压铸件常有气孔及氧化夹杂物存在。
由于液体合金充型速度极快,型腔中的气体很难完全排除,常以气孔形式存留在铸件中,当铸件有密闭性、承受较大载荷、热处理和高温下使用等要求时,需采取排除型腔内气体的工艺措施。
(2)压铸的合金种类有所限制。
受模具型腔材料的限制,压铸高熔点合金(如铜、黑色金属)时,模具寿命较低,故目前黑色金属的压铸应用还不普遍。
(3)不适合小批量生产。
因压铸机的成本高,压铸模加工同期长,成本也高,而且压铸机生产效率高,小批量生产时经济效益低。
(4)压铸件尺寸受到限制因受到压铸机锁模力及装模尺寸的限制而不能压铸大型压铸件。
对内凹复杂的铸件,压铸生产也较为困难。
5.压力铸造与砂型铸造的特点比较
表1压力铸造于其他铸造工艺的特点比较
工艺
压力铸造
金属型铸造
砂型铸造
材料
锡、锌、铝、镁、铜合金
铝、镁、铁、铜合金
主要是铁、铝、镁、铜合金
生产率
很高(一般铝合金60件/h)
比较低
低(除非机械化生产)
零件强度
强度较高
强度较高(热处理后更高)
比铸造件和金属型铸件强度低
复杂程度
从简单到复杂
一般不如压铸件复杂
外观和表面修饰
很好,可用机械加工、电镀、化学或有机涂料等各种方式修饰表面
一般用机械加工或打磨、但保留金属基体表层
比压铸件或金属型铸件差,可机械加工或打磨,保留金属基体表层
成本
设备、模具费用高,在大批量生产的情况下零件成本低
设备费用低,模具费用中等,零件成本介于压铸和砂型铸造之间
设备、工本费用低,零件成本高
6.金属压铸成型与塑料注射成型的特点比较
注塑成型(InjectionMolding):
受热融化的材料由高压射入模腔,经冷却固化后,得到成形品的方法。
该方法适用于形状复杂部件的批量生产,是重要的加工方法之一。
塑料是用螺杆将融化后的塑料挤入模具的,塑料直接在压室里融化。
最大区别就是一个要熔炉,一个不要熔炉和注射方式不一样。
压铸成型:
金属铸造分为低压铸造和高压铸造,通常所说的压铸是高压铸造,高压铸造主要有热室机和冷式机,这两种机器的区别就是压射方式不同,前者料室锓在熔炉里面,直接压射的(主要做些薄壁件及小件,如笔记本外壳,受机外壳,可以做镁合金,锌合金);
后者料室不在炉子里,所以需要取液装置将金属液送到料室里后在压射(主要做大件的如汽车发动机缸体,电梯,可以做铝合金,镁合金)。
7.压铸模具与塑料模具特点比较
模具是在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具,通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品,这种专用工具统称为模具。
模具特点:
模具是一种工具,模具生产产品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制作方法所不能比拟的。
压铸模具——是利用其本身特定密封腔体去成型具有一定形状和尺寸的合金制品的工具。
8.模具专业就业面向与职业规格
序号
就业面向的职业岗位
技能证书/职业资格证书
备注
1
模具设计员——从事模具设计
模具设计师(三级)
2
模具工艺员——从事模具制造工艺编制
模具制造工(中级)
3
生产计划调度员——从事模具生产管理与计划调度
4
数控机床操作工——从事模具加工中数控设备的操作与编程
数控铣(加工中心)/电加工/MOJ模具制造工中级及以上职业资格证书
5
模具装配调试工——从事模具装配调试操作工作
工具钳工中级及以上职业资格证书
6
项目经理——从事模具项目管理
7
产品成形工艺员——从事产品成形工艺编制和品质管理
9.特殊压铸技术
9.1.真空压铸技术
真空压铸是一种兴起于欧洲,被瑞士、德国、意大利、日本、中国大陆、中国台湾等国家和地区广泛运用于汽车、机电等工业领域的先进压铸工艺,其特点为气密度好、压铸无气孔、无沙眼、表面光洁无裂痕、承压强度高等等。
真空压铸的优点:
大大减少气孔,提高铸件致密性和强度,加速排气,缩短模腔充填时间,适合生产薄壁件和高要求电镀件,铸件热处理容易,降低二级速度及比压要求,可使用小一级的机器,模具寿命较长。
9.2.半固态压铸技术
工作原理:
根据铝合金在液相线及其附近会产生精细颗粒结构的基本原理,美国麻省理工学院DavidSpencer于1971年首次提出,2000年M.I.T实验了此原理,并优化了压铸流变技术,利用快速搅拌冷却,细化晶粒并提前开始凝固。
这种搅拌不会影响铝合金的显微结构。
工作流程:
操作程序:
铝合金定量注入SSR工作站——冷却和搅拌——铝液浇入压铸机压室——压射。
工作步骤:
冷却和搅拌铝液——清洗搅拌棒——冷却搅拌棒。
半固态压铸技术平面布置图
9.3.其它特殊压铸技术
⏹挤压铸造
在压铸充型之后通过增加挤压补缩工步,以解决传统压铸、真空压铸技术普遍存在的气密性(主要是缩孔与缩松)质量问题,消除各种收缩性缺陷。
⏹低速充填压铸发:
由于是低速充填因而气体缺陷少,铸件可以进行焊接或热处理。
不适合薄壁制品,有挤压压铸法和中压压铸法两种。
⏹PF压铸法
由于是在型腔内部以氧气进行置换之后再充填熔液,因此其瞬间的真空状态能使得气体缺陷变少,因而铸件可以进行焊接或热处理。
由于是高速充填,因此适合于薄壁铸件,但必须有解决缩孔的对策。
形成性内容检测:
专业能力:
了解压铸模具在工业生产中的应用及压铸模具的重要性,掌握压铸工艺流程。
自我能力:
能做出决策,收集整理国内外文献资料。
社会能力:
团队协作及交流能力。
方法能力:
能够采用多种途径,收集整理资料。
学习能力:
能够自主学习,互相学习,找出不足,持续改进。
小组工作法中培养学生的团结协作、与人沟通等能力。
检测内容:
了解压铸技术在工业生产中的应用、压铸模具与压铸技术的概念、压铸技术发展趋势。
调研报告的书写规范。
检测方式:
在批改每个学生完成的学习型工作任务基础上,开展小组讨论,相互交流,根据学生设计的撰写的调研报告,选代表在全班交流,教师进行针对性点评,与学生们一同梳理基于工作过程系统系统化的应用性知识体系。
教学反思、总结
项目
内容
学生
学生对知识点感兴趣的程度、理解的深难度;
学生有价值的提问和易错的题目;
记下学生的奇思妙想和灵感火花。
教师
备课过程中所思所想和所用的资料;
备课和上课中的困惑与不足之处;
教师在课堂上的灵感顿悟与处理技巧。
教材
教材或作业中的重难点或欠妥之处,提出修改意见。
媒体
应用各种媒体(模具、图片、电脑、实物等)辅助教学的做法、技巧与效果。
教学环节
导入新课的方法,记下过渡的技巧,记下时间的分配……..
反馈意见
同事和学生对本节课的看法、观点和评价;
别人对自己教学的看法和意见;
听评课中值得商榷、批驳或质疑的观点和做法。
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- 压铸 模具设计 制造 单元 11 技术 基础 教案
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