福娃冷冲模制作教案_中班教案制作圣诞树

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【课题编号】— 项目三 【课题名称】 福娃冷冲模制作 【教学目标与要求】

一、知识目标

1.了解简易冷冲模的基本结构。2.掌握冷冲模零件的线切割加工工艺。3.学习简易冷冲模的装配工艺。4.掌握自动生成线切割加工工艺的方法。

二、能力目标

1.能够应用线切割机床切割导套装配孔、凸模、卸料板和凸模固定板。

2能够根据图样要求，完成福娃冷冲模的装配。

3.能够按照图样的要求，完成图样的自动生成切割加工工序。

三、素质目标

1.了解简易冷冲模结构的基本特点，与注塑模之间的区别。2.熟悉自动生成线切割加工工序的过程。3.掌握线切割加工工艺。

4.熟悉简易冷冲模的装配工艺要求。

四、教学要求

1.读懂零件图和装配图样的技术要求。2.能根据零件图样的要求自动生成线切割加工工序。3.了解冷冲模的结构特点，根据装配图样的要求装配福娃冷冲模。【教学重点】

1.冷冲模结构特点，与注塑模的区别。2.冷冲模的装配。

3.导套装配孔、凸模、卸料板、凸模固定板的加工。【难点分析】

1.冷冲模的工作过程及模具的特点。

2.如何调整机床，确保线切割加工过程的稳定性，相关加工参数的确定，断丝的原因与预防。

3.冷冲模的装配。【分析学生】

1.在学习注塑模具之后，观看冷冲模的生产过程之前，学生会误以为冷冲模和注塑模结构相似，其实是完全不同的。冷冲模和注塑模工件的不同成型过程，决定了冷冲模的结构与注塑模有极大的不同，所以讲授本项目内容之前一定要先参观或录像给学生观看，了解不同的生产过程，才会有不同的模具结构。只有实践了才会有真知。

2.装配模具应当注重冷冲模的生产过程要求，也就是要严格控制凸模与凹模之间的间隙，才能保证冷冲模的正常使用。【教学思路设计】

实践参观或播放录像——讲课——实践模具加工——总结【教学安排】

理论教学3学时，实践教学10学时，共13学时。【教学过程】

一、凹模线切割加工

1.影响线切割加工稳定性的因素 1)电参数

峰值电流越大，脉冲宽度大，脉冲间隔大，电压提高，都会使切割速度快，表面粗糙度差；反之，都会使表面粗糙度好。

2）电极丝

常用0.18 mm的钼丝，电极丝直径大，走丝速度过高，会降低表面粗糙度和加工精度。电极丝过紧易断丝；过松造成较大的形状误差和尺寸误差。走丝速度一般应小于11m/s。

3）导轮

导轮的位置精度高，有利于提高各加工工艺指标。4）工作液

工作液的作用是保证线切割加工正常放电的介质，要求工作液的基础性能为：一定的绝缘性；良好的洗涤性；较强的冷却性；良好的防锈性；满足环保要求等。常用皂化油或线切割专用皂化油等。用皂化油与水配制而成，浓度取8％—15％时，用于切割速度高或厚度大的工件。流量大小以能包住电极丝，浇注到切削面上即可。

5）工件

工件过厚，排屑条件差，切削速度慢。铜、铝淬火钢切割速度高；不锈钢、高碳钢切割速度慢。

6）进给速度

进给速度太快，易出现短路，且加工精度及表面质量差。7）工作台与走丝机传动精度

工作台的机械传动精度差，走丝机构的传动精度差，使移动量不稳定，影响加工精度和表面粗糙度，甚至产生断丝。

2.锥度切割

切割前需空运行，找电极的垂直度，确定各锥度参数。3.凹模线切割加工 1）图样

如图3-1所示为凹模二维图，需要在厚度30mm的45钢上加工福娃的成形轮廓和二个Φ12的导套装配孔。

2）准备

毛坯——在122×60×30的坯料上钻3个Φ3的小孔，准备穿钼丝切割用。

程序——输入福娃图像，并生成加工轨迹，最后生成加工程序。3）加工过程 a.输入程序并效验。b.工件装夹。c.电极丝定位。d.自动加工。e.检测 见表3-1。

二、凸模线切割加工 1.电极丝调整

电极丝调整包括垂直度调整和电极丝张紧。垂直度调整可用方箱或基准块作基准，初调时用目测或碰火花方法，再用90°刀口角尺复检。

电极丝的张紧应达到正反向切割时，都不应当出现如图3-26所示的弯曲现象，保证加工工件不会造成较大的形状与尺寸误差。

2.电极丝位置找正方法

1）目测法——如图3-27所示。

2）火花法——如图3-28所示，用火花找到相应位置。3）电表法——如图3-29所示，通过电阻值变化判断电极丝与工件先对位置。

4）间接找正法——通过对夹具基准位置找正来间接保证。5）自动找正法——靠机床自动找中心的功能来找正，精度较高。3.加工参数调整 1）电参数调整

即脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲电压、使用功率的变化提高切削速度，但精度和表面粗糙度会变差。

2）进给速度调整

按电压、电流变化调节变频进给速度。4.凸模线切割加工

1）图样 如图3—16所示为福娃模具凸模零件图。要求用线切割完成外轮廓的切割。凸模与凹模在冲压之间必须留有工作配合间隙才能正常冲压。控制间隙尺寸是切割凸模的重要指标，也是切割中应当十分注意的地方。穿丝孔应安排在轮廓外。

2）准备

毛坯——50×55×36 mm3的45钢料，基准面的表面粗糙度达0.8 um。

程序准备——导入福娃图形，如图3—18所示；绘制穿丝孔，如图3—19所示；生成加工轨迹，如图3—23所示；生产加工程序，如图3—24所示。

3）加工过程 a．输入程序并校验。b．工件装夹 如图3—25。c．电极丝定位。d．自动加工。e．检测 如表3—2。

三、卸料板线切割加工 1.线切割加工相关参考选择 1）由参数选择

a．高精度切割——脉冲宽度选最小档，电压为75V，电池0.8～1.2A。

b．最大切削速度——电压为100V，电流为4～4.5A，可获得100 mm2/min。c．切割工件厚度>60 mm——电压取高档，脉冲取5档，电流调到2.3～3A。

d．切割薄工件——取低档电压，脉冲取2档，电流调到1A。2）机械参数选择 走丝速度——固定不变；

工件进给速度——调节变频进给，使加工电流为短路电流的0.85倍为最佳工作状态。如表3—4。

2.卸料板线切割加工

1）图样 如图3—30所示为卸料板零件图。卸料板套在福娃凸模上，单边配合间隙为0.02 mm，其作用是在冲裁后将套在凸模上的条料及时卸下。卸料板在凸模上应运动自如，且存在的间隙不能过大。

2）准备

毛坯 如图3—31所示。60×76×8 mm3。上下两面的粗糙度为0.8 um，需在中间钻出Ø3穿丝孔。

编制程序：导入图形如图3—32所示——轨迹生成如图3—36所示——生成加工程序。

3）加工过程 a．程序输入与校验

b．工件装夹 如图3—38所示。一边与X轴平行。c．电极丝定位 d．自动加工

e．结果检测 见表3—3所示。

四、凸模固定板线切割加工

1.图样 如图3—29所示为凸模定位板，要求加工出福娃外轮廓的内孔，以固定福娃的凸模，两侧有二个Ø16的孔。孔的尺寸精度和粗糙度表面均作出具体要求，公差为0.018mm和粗糙度值为3.2 um。

2.准备

1）毛坯——如图3—40所示，毛坯尺寸为122×60×20，表面粗糙度为1.6 um，并有几何精度要求。

2）程序——图形导入并绘制：【文件】——【打开文件】——弹出“打开文件”，选择福娃——【打开】——完成图形导入。

3）形成加工程序

a．主菜单【线切割】——【轨迹生成】——【线切割轨迹生成参数表】——【偏移量/补偿】，偏移量为0.1——【确定】。如图3—43所示。

b．选左侧Ø16孔为拾取轮廓，孔中心为穿丝孔和退出点，生成内轮廓切割加工轨迹。右侧孔的方法相同。如图3—44所示。

c．步骤同a，偏移量取0.15。如图3—45所示。

d．选择福娃轮廓为拾取轮廓，中心为穿孔点和退出点，生成福娃内轮廓切割加工轨迹。如图3—46所示。

e．【线切割】——【轨迹跳步】，拾取3个已生成的切割加工轨迹——回车。如图3—47所示。

4）生成线切割加工程序

【线切割】——【生成3B代码】——“生成3B加工代码对话框”——输入文件名：凸模固定板——【保存】——系统弹出【生成3B代码】

3.加工过程

和以前线切割方法步骤相同：

输入程序并检验——工件装夹——电极丝定位——自动加工——结果检验。

五、福娃冷冲模装配 1.装配工艺过程

装配的工艺过程都一样，即：

装配前准备——装配——调整——精度检验——试车——涂油、装箱。

2.螺纹联接

联接的方法和机械基础的要求相同。3.冷冲压成形工艺 1）冷冲压工艺基本概念

冷冲压是靠冲压设备（如曲柄压力机）及模具完成对工件的冲压加工。一般冲压设备每分钟可完成几个到几十个工件的冲压，如果采用数控冲床，其效率更高，达到每分钟几千件。

冷冲压加工不需要加热，工件表面质量较好，且成本较低，在工业生成中应用很广。

2）冲压工序分类

a．分离工序——冲压件从板料上分离出来。b．塑性成形工序——冲压件产生塑性变形，以得到所需要的尺寸和精度要求。如弯曲、拉深、冷挤压。

c．模具——分为一次行程只能完成一道工序的单工序模和一次行程在同一工位上完成两道以上冲压工序的级进模。级进模也称为复合模。

3）冲压常用材料

常用的金属材料有钢、铜、铝等非金属材料，有纸板、塑料板、胶合板等。

4.福娃冷冲模装配 1）图样

如图3—51所示为福娃冷冲模装配图。3—51为连接固定板零件图。装配图有16种共22个零件组成，其中有4种标准件。装配要求凹凸模之间单边间隙为0.02～0.04 mm，卸料板与凸模之间单边间隙为0.05～0.1 mm。

2）准备

a．导柱、导套 如图3—

52、35所示，可以市场上购买更好。b.准备工具及标准件，见表3—7。3）装配过程

a．将两个导套装入凸模固定板8，凸模装入凹模固定板，并攻M6螺纹固定，如图3—54所示。

b．用螺纹和弹簧连接卸料板，保证留出10±0.5 mm的距离，如图3—55所示。c.在凹模上装入导柱和弹簧，如图3—56所示。

d．组成凹凸模。缓慢装入凹凸模，对齐刃口形状和导套与导柱，防止两侧有高低差时，导套与导柱卡死。如图3—57所示。

e．冲压试验

用薄塑料片或硬纸板作试料，用手锤敲击凸模联接板，冲击试料，冲出福娃的轮廓形状，如图3—58所示。

5.检测结果，见表3—8所示。

六、小结

1.冷冲模与注塑料的模具不同，冷冲模的凸模与凹模之间留有0.02 mm的间隙，凸模在凹模中能自由滑动。卸料板与凸模之间有0.05～0.1 mm的间隙。

2.冷冲模装配工艺为：导套——凸模固定板——凸模——卸料板——凹模固定板——凹模——导柱——合模——试冲——检测。