迷你仿真冲床

迷你仿真冲床⁽¹¹⁾

一、问题提出

在日常模具专业教学中，我们发现存在以下问题：

一是教学成本大。模具一般都与压力机（俗称冲床）配作。而当前市场上一台小型冲床动辄上千，甚至几万、几十万。因此，要想使每个学生都能拆装甚至制作模具，其教学成本很大。

二是教学效率低。为了提高学生的感性认识，教师只能将学生分组，带到实训车间，借用真实冲床演示给学生看，教学效率低下。

三是安全系数低。一般常规冲床额定电压为380V，冲击力少于1吨，并且行程次数多，冲击速度快，存在安全隐患。

这就引发一个亟待解决的问题，模具专业是否可以将教学与实训统一，实行教实一体化教学。

二、问题剖析

模具专业是否可以实现教实一体化，提升专业教学效果，最终归结为是否拥有“既可用于理论教学，又可用于实验实训”的冲床。一句话，就是如何缩小冲床，即缩小体积，缩小重量，缩小功率，降低转速，将常规冲床小型化、教具化。于是，我们紧紧围绕“减小功率，减小体积，放慢进程”的要求开始设计。经过几番论证、几易其稿，完成了设计（见图1）。

制作设备时，由于学校没有相应的材料，就走访企业，跑旧货市场，逛五金店，想方设法备齐备足材料。设备的制作不是简单的功率缩小，体积缩小，它涉及各项参数的全面变化，还要考虑其安全性、可靠性。比如，在开关的设计上，冲压的速度调控上，不得不根据教学的实际进行调整。因此，在制作时，像曲轴、壳体、小带轮，导轨、滑块、连杆、机架等很多零件材料都要自行设计加工。作品的制作也不是简单的零配件组装，还要考虑相互间的配套结合的精密度等情况。

图1　迷你仿真冲床理论设计方案

三、问题解决

插上电源，开动电机，曲轴慢慢往下冲，“啪！”随着一声清脆的声音，车床上的一块白铁皮就冲出了一个圆洞，完成了一次真实的冲床过程。这就是我们设计制作的仿真迷你冲床（见图2）。

图2　迷你仿真冲床实物

该冲床是一款小型的曲柄压力机，制作成本低廉，并具有小巧轻便、功率小、转速低、进程慢、仿真加工具体形象等特点。其相关参数如表1所示。

表1　迷你仿真冲床相关参数

四、推广应用

该迷你仿真冲床只有体积0.3m³，重量20kg，功率50W，17次/分钟的行程次数，轻巧方便，工作过程缓慢，完全可以当做教具使用，轻松实现在普通教室近距离观察冲床工作原理。同时，它还具有很强的模拟仿真效果，特别是对于冲孔、落料及剪切等类型模具更是明显，也完全可以用作学生的模拟实训。从该设备的特点、作用和制作成本看，非常适合中职模具专业大批量配备，值得全面推广。

浙江永力达数控机床有限公司陈胜总经理看到该迷你仿真冲床，非常感兴趣，并希望成为该冲床的生产商，作为教具将该冲床投入市场。

该作品荣获第八届衢州市青少年科技创新大赛教师作品一等奖、第四届浙江省中职学校创新创业大赛教师作品比赛二等奖。

五、专家点评

从教学实际问题着手，根据常规冲床的构造原理，紧紧抓住“减小功率，减小体积，放慢进程”的目标，大胆进行技术革新改造，设计并制作了小巧轻便、成本低廉、仿真加工具体形象的迷你仿真冲床。该作品在减小功率、降低转速、减缓进程等方面颇具创意。