时间：2023-05-29 18:23:56
一、“冷冲压模具设计技术”课程分析
1.培养学生具备冷冲压模具设计师基本素质据调研，模具企业职业岗位均设有冷冲压模具设计岗位，需要能掌握和运用新工艺和新技术的有可持续学习能力的冷冲压模具设计师[1]。冷冲压模具设计师是高职模具设计与制造专业的人才培养定位的主要方向之一。“冷冲压模具设计技术”课程是培养学生具有冷冲压模具设计基础理论和具备基本技能，担负着培养学生具备冷冲压模具设计师基本素质的重任。2.围绕职业能力目标精选教学内容，突出地域性通过对企业冷冲压模具设计师职业岗位职业能力分析，制定课程的能力目标，围绕能力目标确定知识目标，确定能够包含能力目标和知识目标的基础理论和基本技能作为教学内容，同时突出地域性。即在教学内容的组织上，以冷冲压模具设计的传统理论基础和基本技能为重点，以地区行业中应用广泛的冷冲压工艺和模具为典型案例展开教学，使学生对冷冲压模具技术在地区行业中的地位和作用有深入的了解，激发学生的学习兴趣；针对培养学生冷冲压模具设计师可持续学习能力的要求，选取以冷冲压模具设计的现代先进技术，如新工艺新方法，拓宽学生的专业视野和技能，更好地适应职业岗位对专业技能的需求等。
二、“冷冲压模具设计技术”课程教学改革设计
1.总体设计思路精选教学内容，合理设置教学时间和进程，加强实践性教学环节，选定具有区域特色的真实产品作为专业技能实训项目，让学生从分析产品出发，通过真实问题的解决，使学生潜移默化地学会运用专业理论知识，通过亲身实践，使得学生把所学转化为所用，并在所用中不断提高设计技能。针对制造企业技术岗位设置专业核心课程，加强课程内容建设，紧密结合温州区域产业特点，优化课程内部结构，从简到繁、从易到难、循序渐进；通过拉长教学时间，增设综合技能实训项目，增加学生理论和实践学习时间，实现提高职业岗位专业技能的目的。在教学实施中将原来的教学时间由一个学期改为两个学期，分四个阶段实施。2.分阶段循序渐进式的教学设计针对教学目标，将“冷冲压模具设计技术”课程教学过程划分为四个阶段：基础阶段教学——初级技能训练——提高阶段教学——高级技能训练[2]。基础阶段教学以专业基本理论和基本技能应用为教学内容，由浅入深，以讲清基础理论、注重理论应用为教学重点，使学生掌握冷压冲模具设计基本理论。初级技能训练以掌握设计基本方法为教学重点，以真实项目案例作为教学内容，按照和企业一样的工作流程开展教学，使学生初步掌握冷冲压模具设计的基本技能。提高阶段教学以培养具有可持续的学习能力为教学重点，教学内容的选取突出先进性和开放性，及时吸纳新工艺和新技术，传授先进的设计方法和技术。高级技能训练以提升专业技能为目标，围绕新工艺和新技术开展教学，突出区域性、实用性的技术传授，按照由简单到复杂的规律选取训练项目，增强学生分析问题和解决问题的能力，使学生专业技能由初级提升到高级的设计水平。3．深化实践教学内涵高职学生的学习特点是对实践性环节的学习兴趣明显高于理论课程的学习，通过实践学习获得所需的知识和技能也是人类目前为止一种最为高效的学习方法之一［3］。深化实践教学内涵要针对高职学生的学习特点，对理论教学环节和实践教学环节合理设置，改进教学方法，让学生通过参与实践学习活动掌握专业核心技能，培养学生的专业知识和专业技能的应用能力，进而提升学生的专业核心技能。通过增加实践教学环节，采取单元训练、系统训练、半工半读和企业参观等灵活多样的教学方法提高教学质量，选取真实产品进行综合技能系统训练，让学生体验、参与真实产品的生产过程，感受冷冲压模具设计职业岗位的工作性质，使学生领悟模具设计师角色内涵，掌握专业技能[4]。
三、“冷冲压模具设计技术”课程改革实践
1.针对温州行业对冷冲模的需求选取教学内容针对温州地区在低压电器及成套设备﹑泵阀﹑汽摩配﹑印刷包装机械﹑鞋机等行业[3]产品的冲压模具设计为基础阶段教学内容，并增加精密多工位自动级进模设计，同时介绍新工艺和新技术如液压成形、旋压成形、超塑成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形及冲压成型模拟仿真技术等，拓宽教学范围和深度，开拓学生设计思路，引导学生综合运用所学知识和先进技术解决生产实际问题，培养学生具备可持续的学习能力。“冷冲压模具设计技术”课程改革前后教学内容和教学时间的比较见表1。2.采取灵活多样的教学方法提高教学质量“冷冲压模具设计技术”课程采用集中授课、单元训练、集中指导、系统训练、半工半读等教学方法，围绕专业核心技能设计多种方式的能力训练项目，强化实践教学环节，如图1所示。基础阶段包括“集中授课+单元训练”。“集中授课”是基础理论知识传授的主要方法，使学生对冲压工艺和各类冲压模设计有正确的思路和理念。“单元训练”是将专业能力划分为单元进行单项训练，如冲压工艺方案的确定、排样设计、冲压力计算，排样图、装配图和零件图的绘制等，使学生掌握冲压模具设计的一般方法和步骤；通过穿插安排冲压生产认识实习、冲压模具模型的拆装测绘实训与冲压模具安装调试实验等现场实践教学环节，加强实践教学，让学生对冲压加工和冲压模具整体结构有一个完整的感性认识，使学生将所学的理论知识与实际联系起来。初级技能训练包括“集中指导+系统训练”选用冲压件作为工作任务，进行冷冲压模具设计一般步骤和方法的系统训练，使学生对冷冲压模具设计有一个完整的实践过程，对整个专业理论知识有更好更深的理解和掌握。提高阶段包括“集中授课+半工半读+单元训练”。“半工半读”是指学生上午上课，下午到实训基地上岗实习，将生产中遇到的问题及时带到课堂上解决，注重培养学生分析问题和解决问题能力的训练及冲压新技术新工艺的应用。高级技能训练包括“集中指导+系统培养学生训练”。选用复杂的冲压件作为课程设计工作任务，进行冷冲压模具设计技能强化提高的系统训练，要求每位学生完成2～3种不同类型的冲压件冲压工艺和冷冲压模具设计的强化训练，使学生的设计能力达到工作岗位的基本要求，为零距离就业打下坚实的基础。3.深化实践教学环节改革选取来自生产一线的真实产品或项目作为“冷冲压模具设计技术”课程实践性教学环节的教学内容。采用企业真实产品或项目作为学生的学习设计任务，将知识、理论、实践一体化，使学生体验产品生产完整的真实工作过程。真实产品或项目的选取至关重要，要求既满足包含专业核心技能训练，又使学生感兴趣，对学生具有吸引力，促使学生自主完成学习任务，最终达到掌握专业技能的目的。选取企业真实项目——球形锁具冲压件冲压模具设计作为初级技能训练阶段的设计任务。锁具是家庭必备产品，学生看得见摸得着，很容易掌握和了解产品功能和结构，能够引起学生的学习兴趣和共鸣，从而引发学生的求知欲望去深入研究其制造方法。真实项目实践教学环节采用复杂的冲压件代替以往结构简单的冲压件作为设计任务，分为单工序模、复合模和级进模分配设计任务，分层次教学，逐步加大设计难度，使每位学生都有独立的设计任务，增强学生的参与度。学院模具设计与制造专业模具1001班，完成了一个球形锁具中7个冲压件的40套冲压模具的设计，其中包含多种冲压基本工序和模具类型（见表2）。4.课程改革成效培养了学生综合应用能力和专业素养。通过分阶段循序渐进式的教学改革，将知识、理论、实践一体化，提升了学生冷冲压模具设计的能力，培养了学生综合应用能力和专业素养。通过多环节的强化实践训练，学生的学习过程伴随着专业知识转化为自己就业能力提高的过程，增强了学生的学习动力。如在毕业设计阶段，学生接受冷冲压模具设计任务后，能够综合运用所学理论知识和技能去分析和解决生产中的实际问题，在完成理论设计后还可以把自己设计成果拿到生产车间制造出实物，看到自己的理论设计图纸变成了可用于加工产品的工具，在品尝成功的喜悦的同时增强了学生的自信心，进而提升了学生的就业能力。实践证明，深化专业核心课程内涵建设，采取分阶段循序渐进式教学设计，通过多种教学形式，强化实践教学环节，创设多种真实环境，让学生在校内获得与就业岗位要求相同的实践锻炼机会，提高了学生的学习效果，提升了学生的专业技能，为学生今后就业打下坚实的专业基础。
作者：陈玉芳 单位：温州职业技术学院机械工程系副教授
关键词：片齿轮； 精冲； 工艺分析； 模具设计
1 冲制片齿轮的技术难点
用板、条、带、卷料一模成形，直接冲制出各种齿型、不同模数和带孔或不带孔、轮辐加厚或减薄的圆形、扇形与特定任意形状的片齿轮等，其冲压加工的技术难点如下：
(1)齿型冲切面即齿廓啮合面质量，往往因材质金相组织结构不良、不到位和模具刃口出现不均匀磨损等因素而使冲件冲切面塌角过大，塌角深度超过 25%T； 冲切面完好率不足 75%，低于Ⅳ级而影响使用； 冲切面局部毛刺过大，难以彻底清除； 冲切面的整体表面粗糙度值大于 RA1.6“m，无后续加工工序时小于 RA1.6”m，就无法使用。
(2) 料厚t
(3) 小模数片齿轮，如模数 m
(4)所有冲制片齿轮的冲模，寿命都很低。多数都置，凸模出现了裂纹。由于齿形模数小，节圆上的齿宽B 远小于零件料厚，冲裁时凸模齿形部位的压力峰值数倍于凸模的平均压应力，因而大幅度增加了齿形部位的摩擦力以及由此产生的成倍磨耗，必然导致冲模提前刃磨。
(5) 料厚t≥1mm-3mm 的薄板片齿轮，多采用各种精冲方法，直接从原材料冲制成品片齿轮零件。由于模数小，节圆齿宽 B 大多都小于t，多数仅为 B≤60%T，甚至 40%T 或更小。不仅凸模齿形承载压力大，而且冲出齿形齿顶部位减薄，塌角深达 20%T-25%T，软料更为严重。
(6) 片齿轮的齿形精度、整体的线性尺寸精度以及齿形外廓与孔，尤其是中心孔的同轴度、轮辐群孔的位置度等，受冲压工艺、冲模结构型式、冲模制造精度的制约； 冲件材料的力学性能对冲切面质量影响较大。采用连续冲裁工艺冲制的带孔或轮辐厚度与齿形不同需要减薄轮辐或齿形部位的工件，可采用多工位连续冲压工艺： 先在压形打扁减薄的工位内外两旁边切口，容纳多余材料及料厚减薄增大的面积，而后才能精冲孔或扩孔、精冲齿形，与只有冲裁工位的连续冲裁模一样，精准的定位系统是确保工件形位精度的关键。齿形与尺寸精度则主要靠提高制模精度保证。
2 超薄料片齿轮的冲制
料厚t≤0.5mm 的片齿轮，采用V形齿圈强力压板精冲，即 FB 精冲有难度，特别是t≤0.3mm 时，因标准齿圈的V形齿最小高度 hmIN 为 0.3mm，压入材料过深会将材料咔断，故不能实施精冲。其他精冲方法，如对向凹模精冲，也不能精冲t≤0.5mm 的零件。这些厚度不大的各种材料的片齿轮，特别是t≤0.5mm-1mm或更薄一些的片齿轮，仪表产品中使用较多。
下文笔者举例一种与安徽电影机械厂合作，在普通压力机上推广应用精冲技术而设计的精冲模结构之一。该模具为电影放映机输片齿零件在普通压力机上进行精冲的固定凸模式 FB 精冲模。该模具有推件滞后结构，能避免因滑块回程将工件推入废料腔内而刮坏断面的缺陷，确保精冲件的断面质量。
推件滞后机构由硬橡胶圈、球面接头、调节垫和碟形弹簧组成。当上模上行时，硬橡圈把模柄弹起，碟形弹簧放松，推件块不动。上模继续上行，通过杠杆的作用使推件块动作，推出工件。使用这种机构时需严格控制反推加压行程及对模深度，否则会损坏推件块或碟形弹簧。该模具采用通用模架，更换模芯，可冲制不同的工件。
对于t≤0.5mm 的片齿轮，使用高精度普通全钢冲模，冲制薄料、超薄料零件，只要制模精度高、冲裁间隙小、冲裁刃口锋利，也能获得高质量零件。
精冲件与普通冲裁件相比，冲切面光洁、平整，表面粗糙度值一般为 RA0.63!m-0.25∮m； 尺寸精度可达IT7-9 级。而普通冲裁件冲切面质量随料厚t 增加，波动很大：t=1mm 时，其表面粗糙度值为 RA3.0-3.2∮m；T≤0.5mm 时，可达 RA2.5m-2.0m，尺寸精度可达 IT9-10 级。因此，对于料厚t
3 薄板与中厚板片齿轮的冲制
料厚t>1mm-3mm 的薄板与t>3mm-4.75mm 中厚板片齿轮零件，当投产批量达到大批大量生产的水平，推荐采用 FB 精冲，即用V形齿圈强力压板精冲工艺加工。实施 FB 精冲，采用专用CNC精冲机组，不仅效率高、自动化
程度高、操作安全性高，更主要的是以人为本，劳动强度低，无噪声与污物对环境污染，精冲在封闭空间进行，外扩散噪声控制在 85dB(A) 以下。专用CNC精冲机或成套CNC精冲机组过去一直靠进口，价格高昂，维修技术要求高，配套水、电、空调、压缩空气等动力系统及设施投资巨大，专用精冲机与CNC 精冲机国内也有几家生产，售价仍觉偏高。建议外委协作加工。同时，对于尺寸不大的小型精冲件，也可用特殊结构的冲模，在普通压力机上实施 FB 精冲。
下图所示是齿弧板零件在专用CNC精冲机上精冲的冲孔――落料复合冲裁精冲模。该模具采用顺装-结构型式，齿圈压板件 6 亦是冲裁凸模件 13 的导板，虽采用滑动导向导柱模架，但有嵌装在模座沉孔中的V形齿圈压板为内嵌式凸模导向，两者原本同轴度极好，导向也可达到零偏差或接近零偏差导向，精度极高。
4 厚板齿轮、凸轮与类似零件的精冲、整修及后续加工
料厚超过t≥4.75mm 的片齿轮，如果产量达到成批和大量生产的水平，采用CNC专用精冲机组生产最合算，不仅仅是发展与深化了科学发展观的理念，坚持以人为本的宗旨，获得巨大经济技术效益和良好的社会与环保效益，而且确保冲压生产安全，消除了多项安全隐患。所以，推广厚板零件，包括片齿轮、凸轮、棘轮等，用精冲工艺生产，扩大无削加工范围，使冲压生产技术得到提升。
目前国内已有内江锻压机床厂、徐州特种锻压设备厂、武汉华夏精冲公司等企业制造多种规格的精冲机。其性能比世界一流的瑞FEINTOOL公司CNC精冲机有一些差距，但实际使用效果还不错，其售价也远低于进口机。用国产精冲机实际精冲，效益也会很好的。对普通冲裁的齿轮、凸轮、棘轮等零件，经过后续整修获得高的尺寸与形位精度、光洁平整的冲切面。实践证明，该工艺行之有效。对于厚板高精度片齿轮等零件，不仅可行，而且经济，特别适合小型零件的多品种生产。
诸如凸轮、多边形型板、标准孔板、基座等精冲件，厚度虽都较大，一般t≥4.75mm 属于厚板零件，但其外廓形状简单，有利于冲裁后整修加工。微间隙整修变形过程有些类似的负间隙整修工艺，用于形状简单、材料强度不大的低碳钢、有色金属零件加工，效果很好。例如有种模具是采用负间隙修整，凸模、凹模间负间隙为(0.1-0.2)T，凹模刃口带有小圆角，其圆角半径取R0.05-R0.1mm。卸料板既起卸料作用又起毛坯的定位作用，故下端面离凹模刃面应小于料厚(约取0.8T)，以保证毛坯定位，又能排屑。排屑需用压缩空气吹掉。由于凸模刃口大于凹模刃口，故用两限位柱，以防凹、凸模的刃口啃伤。整修完毕，工件没有全部挤入凹模，由下一个工件整修时将它全部推入并推出凹模。
参考文献
关键词：冲压模具；设计；分析
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：
冲压模具的设计在如今已经是一个十分重要的产业了。模具的设计水平与制造技术水平的高低也被看作一个十分重要的衡量标准，那就是衡量这个国家的产品制造水平的如何，因此在非常大的大程度上对产品的质量、效益以及新产品的开发和开发能力都起着决定性的作用。因此我国以及相关的各个产业、企业更应注重模具的设计技术以及它的发展，从而促进我国经济的发展。
1冲压及模具的概述
1.1模具的介绍
模具的类型：模具的型式是多种多样的，主要有单工序模、复合模还有级进模。确定模具的形式，一定要依据冲压工件的要求、所需生产的批量数，还有模具加工的条件。冲压模具的形式很多，根据工作的性质、模具的构造，还有模具所使用的材料这3个方面的因素，可以对冲压模具进行分类，主要有3类：
按照模具工艺的性质来划分，可以划分为冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模。冲裁模就是沿着半封闭的或是敞开的轮廓线是材料进行分开的一种模具；弯曲模就是使材料沿着直线而发生弯曲的一种模具；拉深模就是将冲压件制成开口空心的形状，或者使铸造成的空心更进一步的发生变形，从而改变其形状和尺寸的一种模具；成形模就是按照凹凸模直接复制半成品，然而材料仅仅发生部分的变形的一种模具。
按照工序的组合程度来划分，可以划分为单工序模、复合模、级进模还有传递模。单工序模就是在压力机的一次行程中仅仅完成一次冲压工序的模具；复合模就是在仅有一个工作位置的时候，压力机的一次行程可以完成两个或者及其以上的冲压工序的模具；级进模就是在拥有两个或者及其以上的工作位置的时候，在压力机的一次行程中可以完成两个或者更多的冲压工序的模具；传递模就是把单工序模和级进模综合起来了。 还可以按照产品的加工方法对模具进行划分，可以划分为冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具。
1.2冲压模具的介绍
冲压模具，可以称作冷冲压模具，也俗称为冷冲模。冲压模具是一种比较特殊的工艺设备，是在进行冷冲压加工的过程中，对材料进行加工，最后加工成零件或者是半成品的。其中材料可以是金属材料也可以是非金属材料。而冲压是一种压力加工的方法，就是在室温的情况下进行，压力机上安装模具对材料进行施加压力，使材料发生分离或者是发生塑性变形，进而得到所需要的零件。
冲压工艺的设计和模具结构的设计是冲压模具结构设计的两个方面。在冲压件的生产过程中，主要应用冲压工艺设计，它主要包含工艺的方案、如何安排，工序的尺寸，使用何样的设备及模具的类型，还有各项技术经济指标，对这些方面进行综合性的总体规划，这就是冲压工艺设计的过程。而冲压模具结构的设计就是根据以上冲压工艺设计的各项要求，设计出所需要的模具的具体结构、形状，也绘制出模具的装配图和模具的零件图。
2 冲压模具设计的材料选择
2.1冲压模具的材料
制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
2.2 冲压模具材料的选用原则
在冲压模具使用的材料中，可以是各种的金属材料也可以是各种的非金属材料，这两类材料中主要包括碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。
对用于制造模具的材料也是要求很严格的。不单单要求材料的硬度、强度和耐磨性要很高，也要有适当的韧性，还有淬透性也要很高以及热处理不变形及淬火时不易开裂等性能。
要想保证模具的使用寿命就要进行合理的选取模具材料以及对热处理工艺要进行正确的实施。选择正确的钢种以及热处理工艺要对应着模具的不同用途，除此之外还应该根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等综合因素，并且应该侧重以上叙述的各项要求的各项性能。
3 冲压模具的结构
3.1 冲压模具的结构组成
根据模具在组成结构起到的作用，模具的结构组成主要是工艺零件，还有结构零件。 工艺零件是直接参与工艺过程，并直到其完成。还直接与坯料接触。工艺零件主要包含定位零件、工作零件、卸料零件与压料零件。然而结构零件就与工艺零件截然不同，它不直接参与工艺过程，也不会和坯料有直接的接触，只是对工艺过程的完成有一个保证的作用，或者是完善模具的功能。结构零件主要包含紧固零件、导向零件、标准件以及其他的一些零件。但是应该说明的是，并不是所有的冲压模具都必须包含这六种零件的。
3.2 冲压模具设计结构的基本原则
3.2.1 安全原则
在设计冲压模具的结构的时候第一要考虑到的就是安全，绝对不能因为冲压模具的结构设计出现错误而引起事故。即使是冲压模具的实际操作人员也绝对不允许将自己置于危险境界中。在冲压模具结构的设计过程中，一定保证设计操作人员的安全感。在加工时，模具也应该具有一定承受强度。
3.2.2 基本要求
这个结构框架的要有均匀的厚度；模具工作的部分的厚度要保持均匀，不能太薄；冲压模具的设计要达到承受力的标准；所采用的冲压模具的结构的质量要保持平衡；冲压模具结构的框架的材质、工作部分的材质也要注意选择，因为这些东西都是容易磨损的，所以要算好成本；冲压模具结构的承受能力；零部件的结构最好用计算的方法来计量。
在确定冲压模具的结构之前一定要先确定冲压模具的送料方式，还有卸料方式，以及冲压模具的模架形式。
4 冲压模具的设计
4.1 冲压间隙的确定
冲压间隙就是指冲压模凹、凸模刃口部分尺寸之差。这个间隙的大小对冲压件的单面质量、冲压力的大小，以及模具使用的寿命都有非常大的影响。因此，冲压模具设计的重要工艺参数之一就是冲压间隙。所以在设计模具的时候一定要选用合适的冲压间隙，保证好冲压件的质量，保证较小的冲压力，也保证了模具的使用寿命。适当的间隙值是根据不同的数据有不同的标准的，只要选择的这个冲压间隙在生产中是在合适的范围之中的就可以。在这个合适的范围中，最小值就称作最小的合理间隙值，最大值就是最大的合理间隙值。在使用模具的过程中，也可能会是模具发生磨损，从而使间隙变大，因此在设计新模具的时候应该采用最小的合理间隙值。
4.2 确定凹凸模的外形尺寸
冲压模具的凹凸模的工作刃口尺寸的确定要经过仔细的计算才能得出。
4.2.1 凹模
冲压模具的凹模的结构形式要根据零件的需要去制作，制作方法要根据上面叙述的。凹模的固定一般会直接固定在凸模上。
例如在冲裁模具的制造工程中如何确定凹模的厚度。凹模的厚度指的就是凹模刃口距离外边缘的长度。因此确定凹模外形的尺寸一般采用凹模外形尺寸的经验公式，也就是H=Kb（H≥15mm）。K表示的是系数，书中是可以查到的；b代表的是凹模孔的最大宽度。在制造工程中，不仅仅要计算出凹模的厚度，还要计算出凹模周边的与之相关的数据。这样一来，与已经确定的模具主要的结构构成合适的模具结构组合。这样模具设计就大大简化了。
4.2.2 凸模
冲压模具的凸模的结构形式也是要根据冲压零件的需要而制作的，制作方法要根据计数按出来的数据。凸模的固定方式一般会采用铆钉固定，也可以采用低溶点的合金或者是低熔点的焊接剂来固定。
随后只要根据图纸，安装好凹模和凸模的位置，还有其他相关的零件。
5 结束语
模具的设计水平与制造技术水平的高低也被看作一个十分重要的衡量标准，那就是衡量这个国家的产品制造水平的如何，因此在非常大的大程度上对产品的质量、效益以及新产品的开发和开发能力都起着决定性的作用。如果在冲压进行生产的过程中，模具一旦出现了问题，那将会直接影响到产品的生产效率和成产成本的。所以冲压模具的设计是十分重要的，设计的好与不好更是直接影响了生产，影响了成本，甚至影响了利益。
参考文献：
关键词：模具结构；设计环节知识元；结构本体；关联型矩阵
冲压型模具的结构设计须顾及多方面的内容，比如冲击压力数值的核算、模具构架的选取、基准器件及非基准器件的选取、各个器件之间的彼此控制关系、器件的形状尺寸数据、刃口内部间隙大小等内容，属于一种极为繁杂的构置环节。倘若在设计环节中的广博经验及章法可以转换成表观知识，那么必然大幅度减小模具结构设计的困难程度及对工程设计者的技术标准需求，进而增强设计品质。模具结构的设计过程所用知识关联范围极为宽阔，在具体设计环节中应当深度关注相关工程设计技术理论、行业管理规范及有关设计过程的现有经验等诸多相内容。不但包含形体尺寸的运算等式，还包含对应的选型基准。针对模具结构的设计工作来说，不但要遵从相应的运作基准，还应机动巧妙地对已实现的设计程序实施恰当的修改过程。因此怎样更好的对模具结构设计实施恰当的表达且把相关知识完整地融入动态化程序设计环节中，构成了一个明显的操作瓶颈点。现阶段最惯用的知识表现手段包含着框架展示工艺、生成型基准法、语意讯息表达法、谓词展现法及针对目标展现法等。
1冲压型模具结构设计知识比照
1.1冲压型模具结构设计知识内涵
在冲压型模具结构的设计环节中，因为现行的模具形体繁杂、模具部件甚多，对于模具工件结构及模具工件的图样讯息实施系统性总结归纳。且紧密结合行业管理章程及实际设计数据，对与模具工件结构及模具工件的各类选型基准及形状尺寸衡算的机理及手段给予完整的归纳总结是相当迫切的，在此对冲压型模具结构的设计技术进行归纳总结。模具结构设计所用到的知识重点取之于理论概念知识、行业管理基准及具体实践经验汇总等。其具备来源广泛性、知识内容异体性及知识组成多样性的基本特征。由整体的视野去观察，应当把冲压型模具结构视为一个统一性的整体，冲压型模具的总体构架中内含丰富的知识类型，依照其中各类知识所具备的相异功能应当把冲压型模具的具体结构设计过程所需知识整体划分成模具工件结构图样方面知识、模具型结构的选取方面知识及模具行业讯息管理方面的知识。在这其中，其模具工件的结构性图样知识是包含着模具工件结构的空间形体讯息、对应结构性数据、公差配合技术要求等相关内容。模具工件本体结构形态的选取知识是代表着在选取模具工件结构特征时所应当遵从的章法[1]。
1.2技术领域的构建
文章在探讨冲压型模具结构设计技术的前提下，选取了相关的对其技术体系进行定义的手段。对于冲压型模具结构设计本身体系的概念定义为：冲压型模具结构设计技术体系本身是用来表达冲压型模具设计范畴知识内容的一类自用知识体系，其精准的展示了模具结构概念本身的特异属性以及其中各个概念内涵之间的必然联系。因为冲压型模具结构设计的体系知识形式繁杂，而且取之广阔，在纷繁多样的知识类型中归纳出概念集群、凝练和探求各类概念的基本属性以及各类概念之间的必然联系，即构成了一个知识探求过程中的关键瓶颈点。现阶段建立本身知识体系最为普遍性的应用手段重点包含知识体系构建方法、多伦多型虚拟式企业系统构建法及单纯的知识体系构建方法法等多个类型。此几类构建手段共同的实施基准是：一定要首先选取好知识构建体系所运用的范畴。知识体系的初衷、知识体系的表达模式，并且知识体系中的相关概念必须充分地小型化，从而防止概念的重叠和过盛。首先选取了构建知识体系运用的范畴，也就是冲压型模具结构设计知识体系界定了知识体系构建所包含专业术语的真正含义以及他们彼此之间的密切关联性，而且选取三元组合模式对知识构建体系展开表达过程，最后构建出冲压型模具结构设计知识体系[2]。
2结构部件的特殊关联性
依照模具知识体系中所含有的的概念集合，根据冲压型模具结构中各个组成单元组建结构型器件，在冲压型模具结构的设计环节中，须选取划块分治手段的思维。对于相异型的构成部件采取各自建模的方式，进而实现总体冲压型模具结构的设计任务。在组装相关部件的过程中，倘若所遇到的相关组成部件的粒度值偏大，那么极可能引发概念上的混淆过盛。而其粒度偏小时又必将增多额外的部件管控讯息因此在组件粒度数值的选配上须遵从在保证概念无交叉重复的基础上降低组件管理信息的原则[3]。
3结束语
文章对冲压模具设计进行研究，提出一种基于知识的冲压模具设计方法。该方法以领域本体和规则对冲压模具设计领域知识进行表示、分析和提取了模具结构组件的关联关系，建立了关联矩阵并对其进行管理，并对每个设计过程按照本体术语构建其过程知识元。
作者:张宇 单位:邵阳学院
参考文献：
[1]程建波.面向冲压模具设计的信息服务系统[D].广东工业大学,2015.
关键词：汽车零件 冲压模具设计 发展
1前言
在汽车制造中一个重要的制造技术即冲压成型技术，在汽车生产中所使用的汽车覆盖件大多是使用的冲压技术而形成的，冲压模具的制造周期影响到整个汽车制造所使用的成本和新产品开发使用的周期长短。当前，在国外的汽车生产中提出了新的技术战略，即能够合理的缩短整个市场化的周期、降低汽车产品生产的成本等优势，在这个战略中的一个很重要的环节就是能够减少生产的周期，并且能够降低车身覆盖模具的制造使用的费用，所以需要在汽车零件的冲压模具设计中投入大量的资金和技术。下文主要分析模具冲压的技术在整个制造行业中的具体应用，并简要的分析当前我国的汽车冲压模具的技术状况。
2汽车零件冲压模具的技术状况
2.1模具CAD/CAM/CAE技术
我国自20世纪90年代以来逐渐开始使用CAD/CAM技术，到了21世纪之后CAD/CAM技术逐渐普及，当前汽车生产中具有一定生产能力的冲压模具企业，都已经具有CAD/CAM技术，同时其中的很多企业中还具有CAE技术。冲压模具CAD/CAM技术能够缩短模具的制造周期，大大的降低了生产成本费用，逐渐的提高产品的质量，越来越多的得到应用。在我国进行“八五”“九五”期间，有很多企业逐渐的普及了计算机进行绘图的技术，数控加工的使用技术越来越受到关注，使得CAD/CAM技术被广泛的使用。到了“十五”之后，汽车模具的生产企业越来越多的开始使用CAD/CAM技术。当今，我国很多的企业中逐渐实现了三维CAD，更多的企业也开始由二维向三维过渡着，总图生产代替着零件图生产。
对于冲压成形的CAE软件技术，除了需要引进软件之外，一些研究机构逐渐的研发出了具有较高水平的技术软件，在汽车的生产应用方面取得了良好的效应。国内的很多汽车冲压模具的生产企业之中，成功的应用了CAE技术，通过实践的锻炼，逐渐具备了分析高级轿车的能力，需要根据汽车厂的要求，将产品数模分析和冲压工艺的分析同时进行。
2.2模具生产和管理技术
随着我国CAD/CAM技术的进步，国内的汽车冲压模具的生产不断的进行着创新进步，尤其是在设计和分析的环节上不断的进步。在加工过程中，随着近几年的数控机床的数量不断增多，高速加工机床的应用越来越多，机床使用的速率也很快的提高，一些模具生产企业中逐渐实现了“无人化”的生产。近几年来的模具生产制造业中数控加工技术不断得到普及，数字化加工技术的发展带动了企业实现了全数字化的无图生产。我国的模具生产企业的发展走向了信息化之路，在行业内以全面实行，虽然实现全面化的信息覆盖难度很大，但是在当前的信息化的时代之下，企业通过使用相关的软件技术，在信息化的工作方面取得了成效。
3汽车零件冲压模具设计在制造业中的应用
3.1冲压模具的现状及发展
近几年来，我国的汽车生产企业开始越来越多的和国际接轨，加快了市场上的竞争，人们逐渐的认识到了汽车产品的质量、成本和产品研发技术的重要性。对于冲压模具的发展，主要表现在以下几方面：①模具CAD/CAM技术是模具技术中的主要的发展趋势，随着网络技术的发展，使得CAD/CAM/CAE技术不断的实现跨企业、跨地区在整个行业中逐渐得到使用，最终实现整个行业间的技术资源的整合，将虚拟化为现实。②模具“逆向工程”的发展很迅速，模具的扫描系统使得从模型开始一直到加工出期望的模型所需要的很多方面的可能，很大程度上缩短了模具研发制造的时间。同时一些快速扫描的系统，能够迅速的安装在加工中心上，最终能够实现自动生成各种数控系统和快速的收集数据的加工系统，使模具的逆向工程广泛的应用于汽车等行业中。近几年来很多的模具生产企业加大了技术的投入，一些国内模具企业逐渐普及了二维CAD中，开始使用国际通用软件，成功的用于冲压模型的设计中。
3.2模具发展中的关键问题
在我国模具的自动加工生产系统是我国发展中的一项关键问题，模具的自动加工系统需要有多台的机床进行合理的组合，并且需要配备定位盘等装置，需要有完整的刀具数控库和完整的空柔性同步系统，还要有质量监测控制系统。尤其是因为模具行业发展比较成熟，给我国的模具冲压行业带来了很大的挑战，由于在环保方面又有了更高的要求，因此给冲压带来了很大的压力，同时产品集约化生产和个性化的发展，以及环保方面的要求，还有节能方面的控制，需要在冲压行业进行新一轮的技术改造和创新。同时仿真技术的应用是当前冲压技术发展的重要的技术，需要考虑自动化和灵活性方面的要求，使冲压成型更加的数字化、自动化和科学化，在整个行业中冲压模具的发展更加向着技术性的发展靠近。
4结束语
随着汽车行业的迅速发展，汽车覆盖件的技术要求逐渐增高，其中冲压技术作为汽车零件设计中的关键技术，冲压模具的设计能够有效地减少产品的成本，提高产品的质量，缩短工期等。因此在信息化高速发展的今天，经济全球化的发展越来越快，需要注重提高我国汽车零件冲压模具的生产水平，采取有效的措施，通过改革逐渐提高我国汽车零件冲压模具的设计能力，不断促进其发展，逐渐缩短和世界先进水平之间的差距。
参考文献：
[1]廖代辉，沈阳成.基于进化算法的冲压模具型面参数优化[J].汽车工程，2008（3）.
[2]王勇，乔源庆.小型汽车零件冲压模具设计及其发展[J].中国科技博览，2010（32）.
只有真正热爱本职工作的教师，才会高度重视课堂感受，同学们的听课反映好，自己也就会很享受教学过程。为此，教师就会促进自己去主动学习，加强自身对课程内容的理解，积极进行教学设计和教学资源的准备工作。
二、教师应了解授课对象
目前本校在读高职学生中，部分存在学习主动性不强的问题，部分存在学习方法不得当的现象，部分存在重技能、轻理论的思想，也存在一部分不愿动手、不愿动脑、浑浑噩噩过日子的同学。如何尽可能地激发他们的学习能动性，帮助他们端正学习态度，引导他们正确学习，这是教师首先要考虑的问题。因为高职授课对象存在以上特点，所以对教师的要求也更高，需要教师更有耐心、责任心，需要教师备课更充分，需要教师上课要更生动。
三、教师应努力提高专业素养
作为模具专业教师，岗位能力要求很高，首先要具备扎实的专业知识，包括冷冲压模具设计、材料、热处理、公差、机械制图、机械加工和特种加工等知识，还应有一定实际设计能力，最好具备一定的实际模具加工经验。除此之外，也要具备良好的表达能力、教学组织能力。能抓住重点问题，做深入浅出的讲解。不但能讲出应该怎么做，更应该讲出为什么这么做。这样学生才能举一反三，学以致用。教师还应该与时俱进，密切联系模具企业，时刻关注模具行业动态，注重新材料、新设备、新技术、新工艺的学习，及时把相关的知识和信息融入课程教学。
四、教师应因材施教
根据对授课对象的了解，选取合适的教学内容，准确把握教学内容的重点和难点，才能尽可能地提升授课效率，提高教学质量，随时捕捉学生的兴趣点，切入必须的知识点。“百闻不如一见”，要多准备教具，最好是企业的实际产品或者模具等。要根据教学内容的特点采用合适的教学手段，比如讲到曲柄压力机，可以借助于动画，让同学迅速了解其工作原理，然后通过图片播放，让同学了解各种种类、不同吨位的冲压设备，最好带学生到设备现场，以增强这部分内容的教学效果。
五、教师应进行符合思维习惯的教学内容设计
为了提高模具设计学习效果，掌握一些典型模具结构非常必要，那么如何才能尽快熟悉模具结构呢？可以尝试符合人们思维习惯的教学过程。比如一副单工序落料模，首先根据落料件形状和尺寸，确定凸模和凹模的刃口轮廓，提示由于要考虑凸模、凹模的强度、寿命和固定，需要做成具有一定长度或厚度的结构，然后就是如何固定凸模和凹模到模架上，这时基本可以工作，但操作者劳动强度大、安全性差，且不适合批量生产，由此引导学生进行卸料装置、导料装置设计，出件方式的确定等。
六、教师应选取适当的教学内容
选取适当的教学内容，才能获得良好的教学效果。针对教学对象学习情况，进行适当调整。比如，冲压变形理论要怎么讲，讲到什么深度，才能让学生愿意接受、容易接受，从而能够利用塑性变形理论分析冲压成形性能。冲裁模设计是本课程的重点，要讲清冲裁变形过程，断面各部分产生机理，刃口尺寸计算和公差确定方法，排样设计、冲压力计算、压力中心确定和压力机初步选择，落料模、冲孔模、复合模、级进模结构和动作原理，凹模、凸模、卸料装置等主要零部件设计，要求学生要具备中等复杂冲裁件的复合模设计能力；弯曲模设计，可以以U型和V型弯曲模具设计为重点进行教学，重点分析弯曲变形过程和特点、弯曲展开尺寸计算、弯曲凹模和凸模半径等尺寸确定，以及弯曲件定位问题。拉深模设计可以以筒形件为例，重点学习拉深次数确定、各次拉深直径调整、拉深高度和凸模、凹模圆角半径确定；另讲清盒形件拉深的特点。级进模设计的重点内容是排样、常用的定位零件的设计、导向零件设计，以及零件图尺寸标注。
七、教师应开发基于工作过程的课程设计
教学内容确定以后，可以根据实际工作过程设计教学过程。比如冲裁模设计模块，可以先讲解冲裁变形理论，再进行冲裁模总体结构介绍，然后讲解冲裁工艺计算，包括冲裁间隙确定、刃口尺寸计算和制造公差确定、排样设计及材料利用率计算、冲压力计算和压力中心确定，接下来进行模具主要零部件设计以及完成标准件的选用、压力机校核等，具体如上图所示，当然，具体设计时，这些内容往往都是交错进行的。
八、教师应高度重视学生的CAD能力
当前企业，冲压模设计都是采用CAD，有的仅要求二维模具装配图、模具零件图，有的既要有三维装配图、零件图，又要有二维图。但无论如何，对CAD能力的要求越来越高，所以在本课程教学中应注重学生CAD能力的培养，包括绘制三维和二维模具装配图、零件图的能力。在非标准模具零件实际设计过程中，结构设计固然重要，但如何正确合理地在二维零件图中标注尺寸与公差非常关键，只有在课程教学中重视尺寸和公差标注这一环节，才能让学生绘制出符合实际生产的模具图纸，才能便于相关人员读图和加工等，才能真正实现学校、企业零距离。
九、教师应始终灌输安全、文明的操作意识
作为模具设计人员，在设计过程中，不仅仅要考虑如何保证冲制件质量，也要考虑如何让模具零件加工人员容易看图、加工方便和修模方便，便于模具装配人员进行装配，更要注重冲压操作人员的安全，尽可能地降低操作人员的劳动强度。同时也要加强设计和加工管理，让学生养成良好的设计和加工理念。实践证明，一流的管理才能创造出一流的产品，真正提升模具的价值。
十、教师应培养学生查阅文献的能力
众所周知，冷冲压工艺与模具设计课程设计知识面广，众多的内容不可能用几十个学时就能完成讲授，可以布置一些查阅文献的任务给学生，通过不断的有意识的训练，让学生逐步养成主动查阅资料解决问题的能力。
十一、结论
CAE软件实现了计算机与设计人员相互作用，计算机技术发挥其高效率的特长，设计人员发挥其灵活性特点，这样就使模具的制作流程更加灵活，并且提高了模具的生产效率。CAE软件采用计算机技术把设计方案优化，使模具在制作过程中结构合理，工艺参数精确。CAE软件可以提高企业的生产率，节省时间。CAE软件实现了设计计算的自动化和图样绘制的精确化，这样就大大节省了设计人员的时间，而且使设计的精确度提高。CAE的使用使设计到制作的时间减少，从而降低了劳动力和材料的成本。计算机的运转提高了绘图的效率，计算机进行设计的优化时考虑到原材料的使用问题，确保原材料得到充分利用，节省了企业成本，提高了企业的经济效益。
2散热器罩的工艺分析
2．1覆盖件冲压工艺的主要特征
在进行覆盖件的冲压过程中，尽量运用一道工序就可以完成任务，使覆盖件的轮廓清晰，如果覆盖件在两次工艺才成形的话，会导致成形不完整的问题，使覆盖件的质量降低。当覆盖件的形状确定后，尽可能使覆盖件表面平滑均匀，使各个部位的变形程度能够达成统一，在不同的工序完成时，能够确保各个工序能够相互调整，使工序的状态良好。覆盖件上的孔是在各个工艺完成后再制作，以免在孔的形成过程中产生畸变问题。当覆盖件成型以后，就可以进行翻遍等工作，先确定好工料的形状和尺寸，然后对成形的工艺进行分析，对模具的结构进行分析，然后分析在模具成形过程中需要的零部件。
2．2散热器罩冲压工艺分析
2．2.1结构工艺介绍
散热器罩在形状设计的过程中是对称的，在覆盖件的制作中，在水平面上形成X和Y两个方向，这两个方向在制作的过程中设计的深度是不一样的，这就导致了在设计覆盖件的时候，确定形状会存在很多的问题，按照覆盖件制作的特点，为了能够提高制作的效率，就要减少相关的工序，可以将冲孔与两边的工艺在统一的模具中完成，运用水平修边的方法，使修边与侧壁的冲孔工艺同步进行。散热器罩是沿着Y方向对称的，而且其顶部形成一个较为平缓的面，在冲压的时候可以运用正装的方式，这样就不会出现凸模的死角，使模具的形状可以顺利地形成，X边的深度比较大，在制作的过程中需要进行压边操作。
2．2.2冲压方案的确定
在进行冲压的过程中，一般都会经过成形、修边这两个步骤，在成形的过程中，在X方向因为深度比较大，因此要采用拉伸的方式，在修边的过程中一般会采用单工序的方式，在拉伸成形的时候，在覆盖件的制作中一定要注意，一定要在一副磨具中完成，这样才能够确保拉伸的质量。
3散热器罩拉伸成形的CAE分析
3．1CAE仿真分析的功能
在对汽车的覆盖件进行设计时，运用CAE软件，实现了软件的制作的仿真，在运用CAE软件进行仿真的过程中，首先要运用三维建模的方法，建立一个曲面的模型，然后将零部件的模型放到仿真软件中，分析二者是否可以匹配。按照冲压设备在设计中拉伸的效果，从而对接触的方式进行确定。在模具冲压的过程中，可以在参考力学模型的基础上，运用有限元的相关知识，建立有限元的模型，加入零部件的曲面模型中没有确定补充面，这时，就要运用CAE软件进行模型表面的设计，从而能够运用软件自动生成补充面。在CAE软件中，由于网格的自动划分功能并不能很好地实现求解器的需求，当网格被划分完成后，就可以运用CAE对网格进行检测，将那些不合格的网格检查出来。通过对模具的类型进行分析，从而建立分析模型。通过对零部件的分析，从而能够计算出毛坯的尺寸，运用CAE软件对毛坯的尺寸进行进一步的计算，从而确定毛坯的形状，运用CAE软件分析毛坯的主要轮廓，从而能够制作出毛坯的主要模型。在对拉伸筋进行定义的过程中，可以分析出金属的流动状况，能够在制作模具的时候防止起皱问题的发生，从而能够制作出更加平整的模具，运用拉伸筋能够将成形的数据进行模拟和分析，运用拉伸筋建立几何模型，这种方法在计算数据时精确度比较高，但是，这种方法在建立拉伸筋模型时需要耗费很多时间，而且在建立拉伸筋模型的过程中容易出错。也可以运用建立等效的拉伸筋模型的方法，这种方法能够按照尺寸建立出等效的模型，比较灵活，能够对数据进行准确地分析，被广泛地应用。
3．2散热器罩的CAE仿真分析
在散热器罩的CAE仿真分析的过程中，在对单元进行划分的时候一定要格外注意，一般都是运用四边形单元，而且要根据模型，设计合理的划分方法，在对自动的网格进行划分后，其中四边形单元占单元总数的大部分。在分析冲压方向的时候，一般都会运用CAE来确定，确保没有死区的产生，而且尽量可以使拉伸的深度减小。为了能够使拉伸成形更加得成功，就必须要对模具的工艺进行完善，要对补充面进行设计，并且要分析压料面的问题，在对压料面进行设计的时候，不能出现凹凸不平的问题，要使压料面保持平整，而且要尽量简化压料面制作的流程。对压料面的工艺进行完善，要确定好压料面的拉伸方向和位置，从而能够使压料面的各个部位都能够均匀分布。在进行压边设计后，确定了拉伸筋的结构后，运用CAE的分析，对模具的起皱问题进行考量，模具的内部如果出现了起皱的问题，可以发现，模具出现起皱的部分几乎都在模具的中心部分，在模具的中间部分，在压边的过程中由于受力不足，而且，在拉伸筋设计的环节存在一定的问题，因此，在解决这种问题的时候，可以运用强化压边力度，或者是增加拉伸筋的数量，对拉伸筋的位置进行调整，将拉伸筋调整到模具的中间部位，也可以通过使用剂，从而能够减小摩擦系数。在对模具进行计算的过程中，一般来说，模具的厚度在0.8毫米的时候，能够形成一个较大的节点，这时不会发生模具起皱的问题，而且不会影响模具的美观度，也不会出现模具出现局部开裂，给汽车带来安全隐患的问题。
4结语
对压圈梯形齿加工工艺进行分析，提出了了采用冲齿加工压圈方孔，介绍了模具结构及模具的工作过程。冲齿加工不仅零件的尺寸精度高，表面粗糙度值低，而且提高了生产效率，降低了零件的生产成本
关键词：
压圈；冲齿工艺；模具设计
1引言
压圈是某产品的一个重要零件，如图1所示，零件材料为H68。该零件左端ϕ31.5mm外圆上分布有18个梯形齿，梯形齿的表面粗糙度值要求较低，Ra≤12.5μm，该零件生产批量为年产5万件。
2工艺性分析
对于该零件梯形齿的加工，有以下两种方法。
2.1插削加工
需要利用特殊形状的插齿刀，利用普通插床插削加工该零件的梯形齿。采用分度装置，使传动轴旋转360°/20后，再加工另一个梯形齿，每一个工件需要旋转18次、插削18次。此加工方法，不仅机床夹具结构复杂，加工不便，加工表面粗糙度值达不到零件图要求，而且生产效率低，生产成本高，不便于大批量生产。
2.2冲齿加工
利用安装在压力机上的冲齿模具，对柄ϕ31.5mm外圆上进行一次冲齿加工。该方法不仅生产效率高，能满足大批量生产的要求，而且加工出梯形齿的尺寸精度和表面粗糙度值能满足零件图要求，同时，零件卸料比较容易实现。通过以上分析，决定采用冲齿工艺加工压圈上的梯形齿。
3模具结构及工作过程
3.1模具结构
该模具具有以下特点:（1）为了提高模具的导向性，该模具采用对称分布的4根导柱导向，同时，为了保证导柱安装的稳定性，导柱固定在凸模固定板上，其固定部分长度应不小于导柱直径的1.5～2.0倍。（2）凸模固定板与导柱之间的配合精度采用H7/m6的过渡配合。（3）导套孔直接加工到支承板上，导柱与导套之间的配合精度采用H7/h6的间隙配合。（4）为了便于维护和清洁处理，油槽设置在导柱上。（6）模具结构简单，安装调整方便。
3.2模具工作过程
工作时，将机械加工后的齿圈毛坯放置于支承板7上。上模部分下行，斜楔4开始接触滑块4并推动滑块5向中心运动，随着上模部分继续下行，滑块5将压圈夹紧后，冲齿凸模开始对齿圈毛坯进行冲齿加工。当上模部分下行到一定位置，冲齿凸模完成对齿圈毛坯的冲齿加工。上模部分逐渐回程，齿圈毛坯在滑块加紧力的作用下，仍留在支承板上，当冲齿凸模退出齿圈毛坯后，滑块在弹簧（未画出）作用力下，远离中心，当上模部分运动到极限位置，将齿圈从支承板取出，完成对齿圈毛坯的冲齿加工，完成一个工作循环。
4结束语
采用冲齿工艺加工齿圈的梯形齿，不仅零件的尺寸精度高，表面粗糙度值低，而且提高了生产效率，降低了零件的生产成本，取得了较好的经济效益和社会效益.
作者：姜雪燕 聂兰启 单位：潍坊职业学院 山东红旗机电集团有限公司
参考文献
[1]聂兰启，汪发春.传动轴冲方工艺及模具设计[J].模具技术，2012，30（1）：30~33
关键词 冲压工艺；发展现状；冲压模具设计；基本思路
中图分类号 TG386 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0232-02
1 冲压工艺发展的优势及其种类
1.1 冲压工艺的发展优势
冲压工艺是一种成形加工方法，通常依靠外在压力和模具对相关的板料施加外力，使其板料发生分离或塑性变形，从而实现所需形状和尺寸的冲压件的有效获取。与其他的机械、塑性等加工方法比较而言，冲压加工工艺在其技术上和经济上具备了诸多的独特优势，具体表现在以下几个方面。
1）冲压加工工艺的操作便利，易于实现工艺的机械自动化。由于冲压加工工艺的实现是通过冲压模具、冲压设备而完成的，而普通压力机每分钟的行程量可达到几十次，若是高速的压力机每分钟的行程量则可为上百至千次，并且压力机的每次行程都有可能获取一个冲件，从而使其加工工艺的生产效率得到了大大的提高。
2）冲压工艺的质量稳定，具有良好的互换性。这是因为在进行冲压加工时，冲压模具使其冲压件的形状尺寸的精度得到了良好的保证，冲压件的表面质量通常都会受到较好的保护，再加之所使用的冲压模具的使用寿命较长，从而使得同一冲压模具制成的冲压件具有一模一样的特点。
3）小到秒表大到汽车覆盖，冲压加工工艺可加工出形状复杂、尺寸跨度大的零件，再加上板料在冲压加工工艺过程中的冷变形硬化效应，使其所得冲压件的刚强度较高。
4）冲压加工工艺是一种省料、节能的加工方法，在其冲压加工过程中几乎没有碎料的产生，使得材料的利用率较高，并且在此过程中无需外来其他的加热设备，因而所得冲压件的成本也
较低。
由于冲压加工工艺中所用的模具具有一定的专业性，冲压模具是一种制造精度、技术要求都较高的技术密集型产品，而加工成形一个复杂零件时所需要的模具也较多，因此，冲压工艺的优越性只有在冲压件大量生产的情况下也会得到充分的体现，其所获取的经济效益也会随之体现的更为突出。
1.2 冲压工艺的种类
在实际生产中，为了满足冲压件在其形状、精度、尺寸等各方面的相关要求，所采用的冲压加工工艺也各式多样，将其概括起来可将冲压工艺划分为分离工序和成形工序两大类。
其中，分离工序也被称为冲裁，其目的是将冲压件沿着相应的轮廓线从板料上实现有效的分离，与此同时还需满足其分离断面的质量要求（如表1所示）；而成型工序则是在不破坏坯的前提下，使其板料发生塑性变形，从而制成所需规格的冲压件（如表2所示）。
2 冲压工艺的发展现状
近年来，随着对先进制造技术发展的重要性共识的形成，将其特征与现代化高新技术相结合，冲压工艺在其深度和广度上都取得了突飞猛进的进展。本文以汽车车身覆盖件的加工为对象，阐述冲压工艺的发展现状。
1）就产品的冲压工艺性及经济性而言，冲压加工工艺的序数是用以衡量其工艺水平的重要标志，是决定冲压件加工制造成本、投资规模的关键因素。
当前我国汽车冲压件是根据其结构来确定冲压加工工艺的序数的，在其产品的开发设计中，由于过度注重汽车的性能和效果，致使在其相关的冲压工艺性和经济性方面欠缺有效的考虑，从而导致其冲压工序数较大（如表3所示）。
由上表可看出，我国的汽车制造在开发设计时，在注重其性能效果的同时，还需要考虑其冲压工艺性和经济性，应使得所采用的冲压工序数尽量的减少。
2）就冲压工艺的原材料而言，目前我国汽车冲压件所用的原材料以牌号为08A1、10、P1等冷轧钢板为主，其中，绝大部分的钢板为板料，只有较少冲压工艺产家使用卷料，而采用卷料的利用率可提高2%~6%，成本价格低，其相应的运输、存储也较方便。因此，对于大型汽车厂来说，可将其发展由生产批量转换为经济批量的发展。
当前国内大部分企业所采用冲压工艺较为传统，使我国冲压工艺水平得到有效提高，需要从行业人员素质的提高和信息化技术的应用两方面着手，在其信息技术的应用上则应将CAD/CAM/CAE一体化技术的推广作为发展的重点。
3 冲压模具设计的基本思路
作为一种技术密集型产品的冲压模具是冲压工艺中的关键要素，其结构和精度直接影响着冲压件的成形和精度，直接关系到冲压件质量的优劣，因此对于冲压模具的设计需要严格的专业控制要求。本文将冲压模具设计的基本思路简介如下。
1）转换图纸。所谓的转换图纸（或图纸转换工序）就是将任何所给定的零件图或产品测绘出来，进而转换成国内企业中所使用的国家标准零件图纸。
2）绘制零件图。对于所给定的零件图绘制，通常运用三维软件来实现，将所绘制的零件图转换为带有展开图的工程图，并将其存储为CAD制图的dwg格式作为相关的参考图进行调用。
3）设计工艺图。根据工程图中的展开图，将其排样图（或单工序图）绘制出来之后，再根据相关的展开排样图将其各步骤的产品零件图即工艺图进行有效的设计。
4）转换工程图。将CAD排样图导入三维软件中画出排样图的实体之后，再转换成相应的工程图并另存为CAD的dwg格式留作参考图进行调用。
5）绘制模具图。根据相关的参考图/工艺图将各零件工艺图的模具图进行有效的设计。
6）设计模具的零件图。根据相关的模具图对每个模具零件的模具零件图进行相应的设计。
4 小结
就冲压工艺的发展现状而言，虽然随着现代化技术的发展取得了较大的进步，但在实际的工艺加工中还是存在不少的问题，因此，在未来的发展中可从其存在的工艺性、经济性等具体问题中着手发展；对于作为冲压工艺关键设备的冲压模具，其相关的设计在遵循相关原则的同时，还需要注重实际的设计经验，其设计的基本思路需要具有一定的灵活性。
参考文献
关键词：汽车冲压模具；设计；成组技术；应用
1 前言
汽车的覆盖件中存在不同程度的问题，虽然汽车的型号不相同，但是对汽车的车门、车身等覆盖件而言，拥有几何拓扑结构类似或者相同的特征。冲压模具的设计人员经常因为不同曲面形状而进行重复的设计，导致设计效率较低且模具开发的周期较长。对汽车的冲压模具利用成组技术进行分类编码，达到汽车冲压模具系列化的目的，为了实现汽车冲压模具的全参量化设计，在UG平台上进行二次开发，缩短产品设计周期，提升设计效率以及设计水平。
2 汽车冲压模具设计中成组技术的应用
2.1 系统的开发平台
对汽车冲压模具进行生产，可以采用UG软件对汽车冲压模具进行分析、设计以及加工。UG软件可以使设计优化技术和基于过程与产品的组合得以实现，显著的提高汽车冲压模具生产率[1]。此外，UG还提供CAE/CAM /CAD等业界先进编程工具集UG /Open，使用户二次开发需要得到满足，将开放性架构面向不同软件平台，注意目的是提供灵活开发支持。因此， 本设计将UG软件作为开发平台。UG可以提供丰富建库工具，此设计综合的运用Access数据库、Visual C ++ 610、UG/Open API、UG /Open U IStyler、UG /Open M enuScript开发工具，通过程序设计法对汽车冲压模具参数化系统进行建立。
2.2 汽车冲压模具参数化的系统设计
2.2.1汽车冲压模具的零件分类
利用零件具有的相似性，把相似的问题归类为组，便于提出统一解决方案是成组技术的核心。利用汽车冲压模具设计中成组技术的这一原理，将其零件进行分类可以分为冲切装置、紧固元件、进出口料装置、定位装置、成翻装置、限制装置、起重装置、安装装置、导向装置与模座十大类。每一大类又可分为众多子类，每一子类又具有众多具体系列零件。此种分类组织的模式较适用于采用分类树组织零件并且建库。用户可以依据实际需要对分类树进行删除、修改等操作。
2.2.2汽车冲压模具的零件编码规则
为了方便计算机的检索，并且能够对零件的整体信息进行正确反映，因此可以把零件特征信息编码划分为3层[2]。第1层的代码为汽车模具的标准代号，总共7位，第7位是个别的标准代号，比如具有QM 150411标准代号的起重棒，QM 15041是其第1层代码，而具有QM 1101标准代号的下模座，QM 11010其第1层代码。第2层为零件编号， 总共4位。比如具有QM 1101标准代号的下模座第一个零件，0001是其第2层代码。 第3层为零件属性的编号，A是其实体模型，B为其参数化后模型，实体模型修改后模型是C。
2.2.3汽车冲压模具参数化的系统设计
模型管理、装配模型参数库、零件参数库3个部分是汽车冲压模具参数化系统的总体划分。模具设计的众多零件及其参数是零件参数库的重要组成部分，装配完成后整套模具及其参数是装配模型参数库的组成部分，主要采取自顶向下装配方式，而各零件及装配模型的资料是模型管理的组成部分。
对装配模型参数库进行设计，设计员可以直接调用已经设计好的冲压模具装配模型，也可以依据实际需要对其中的结构与参数进行修改使用，利用UG /WAVE技术参数关联可以使模型总体装配进行自动更新[3]。对该模块进行设计，首先要计算模具的空间尺寸。其次要依据总体产品参数设计子系统的参数，并且由继承参数生成压边圈子构件、凹模子构件以及凸模子构件，可以设计并行工程。然后通过继承子构件的参数模型进行产品设计，对于凹模与凸模可建立空刀槽、铸造孔、加强筋。最后， 要添加辅助的装置， 通过调用零件参数库中模型进行装配，完成整套模具设计。
模型管理库中零件以及装配模型存储路径、技术条件、热处理、材料、属性、名称、编号等详细资料，可以通过新建、删除、修改、查找等操作完成模型管理库管理，也可在模型管理库中直接调用所需的模型，并且进行修改。对零件参数库进行设计，可以依据之前的编码与分类，通过UG软件征造型技术，对每一种标准号零件手工建立模型，并且造型的过程中实现对模型的几何约束以及尺寸约束定义。对需要进行尺寸驱动特征尺寸定义相应变量，便于程序访问，实现尺寸的驱动。零件参数库对零件的各种参数进行存储是通过采用数据库实现，如果用户进行产品设计需要某一型号零件，可以通过模型管理系统或者用户界面零件库调用对应零件的模型，并且检索数据库，对零件模型进行尺寸驱动，生成所需零件模型。
3 结束语
依据成组技术具有的相似性原理，再结合汽车冲压模具依据汽车冲压模具结构特点进行的分类编码，建立分类编码的规则， 使汽车冲压模具分类实现标准化。将UG NX410作为开发的平台，对汽车冲压模具参数化的系统进行开发，将该系统分成模型管理、装配模型参数库与零件参数库三部分，可以对汽车冲压模具的零件以及装配模型进行快速调用。汽车冲压模具图形数据和成组技术相结合，可以实现汽车冲压模具快速检索以及集中管理、减少重复设计、 缩短设计时间，、提高工作效率。
参考文献
[1]龙海元.关于汽车冲压模具设计制造与维修[J].才智，2011，34（9）：58-59.
关键词：冲压工艺及模具设计；理论教学；实践教学
一、引言
《冲压工艺及模具设计》是材料成型及控制工程专业的专业主干课程以及相关专业的选修课。本课程主要培养学生掌握金属板料塑性成形工艺理论基础和一般工艺方法，从事工业生产第一线板料塑性加工领域内的设计制造、试验研究、生产管理等方面工作的能力。在传统的专业课教学中往往将冲压工艺的发展状况、技术特点、成型理论知识点以“灌输式”教学方法传授给学生，使学生感到枯燥乏味，从而产生厌学的情绪，严重影响学生对专业课程的掌握程度。笔者从事该课程教学多年，结合自身教学经验，改进了该课程传统教学方法，进行了理论与实践教学改革的探索和总结。
二、理论教学方面
1.以实践为目的，加强互动式教学作为材料成型及控制工程专业（塑性成型方向）系列课程中的主干课程，《冲压工艺及模具设计》课程具有较强的实践性和应用性。该课程涵盖的知识是理论与实践相结合的产物，要切忌标准答案化。因此，如何在实践的基础上，实现教师主导作用与学生积极性相结合是互动式教学的关键。例如，每一章节应创设提问情境。讲冲裁时，教师可提问学生常用的垫圈类零件的加工工艺。讲拉伸时，可提问学生常用旋转体零件的加工工艺。对于这些日常用品，学生耳濡目染，又没有生产经验，故产生好奇感，激发学生的学习兴趣。2.分组讨论式教学，提高学生理解能力针对学生在课堂上学习专业课程兴趣不高、主动性较差的现象，采用分组讨论式教学方法进行《冲压工艺及模具设计》课程讲解。分组讨论式教学方是将学生分成若干小组，采用师生、学生之间对于某一实际问题展开充分的讨论。该方法以学生为中心，关键在于每个学生能够充分地表达出个人的工艺和设计思想。分组讨论法为学生提供了广阔的讨论空间，使学生在互相讨论中提升冲压件工艺分析能力，同时可以培养学生独立画图能力，提高团队合作和沟通能力。例如，在讲解典型拉深件的工艺过程时，教师可公布每个小组的讨论结果，使学生能够了解更广泛的冷冲压工艺设计方案以及冲模具设计思想。3.项目案例教学提高学生实践能力为了提高学生生产实践能力和从事板料冲压方面工作和科研的能力，在课堂理论教学中穿插项目案例的教学方式进行《冲压工艺及模具设计》课程的讲解。项目案例教学方法是以实际的生产零件项目为研究对象，教师与学生通过共同完成项目工作达到教学目的的行为。由于项目教学是按照企业的实际工作过程对学生进行专项培训，重点在学生实践能力的培养，因此利用该方法达到理论教学效果具有一定的挑战性。项目案例教学方法通过教师与典型零件生产企业沟通获得实际生产项目，学生和教师共同收集相关资料，确定初步设计方案，撰写冲压工艺设计说明书，设计冲压模具，制造模具以及试模等一系列工作，使学生得到一次科学研究和工艺设计的实际锻炼，获得板料成形理论应用方面的实践知识，使之在宏观知识结构上更清晰，具体技术的应用上更过硬。为后续课程设计、毕业设计乃至为毕业后的社会实际工作打下一个良好的基础。4.引入计算机辅助授课（CAI）以往在讲解《冲压工艺及模具设计》课程时，教师要花费较多时间画图讲解，导致在有限的时间里只能介绍简单工艺和模具结构，不仅费时费力而且效果不佳。通过自行编制的CAI教学软件，利用丰富的图形、影像、动画等解说金属板料冲压变形机理、变形过程、工艺规程、模具结构和动作过程等专业技术内容，便于缺乏感性认识的学生学习理解，有利于提高教学效果。另外，可将CAI与冲压工艺与模具CAD结合，进行工艺设计计算和模具设计。
三、实践教学方面
认识实习是材料成型及控制工程专业学生进入专业课学习前进行的以熟悉冲压车间典型零件的生产工艺流程；熟悉冲压车间中现有生产设备；熟悉冲压模具制造的工艺流程；了解典型零件的模具设计流程为目的的实践环节。我们根据多年教学实践以及同行和学生的反馈意见，开展了综合调研和具体讨论，对《冲压工艺与模具设计》教学计划进行了调整。从2009年起，将专业认识实习安排在第六学期第10周，即将专业认识实习时间安排在了《冲压工艺与模具设计》理论教学过程中，这种让学生在专业主干课程的学习中参加生产实践的方式，能够使学生有针对性地了解冷冲压工艺，达到在实践中学习、在学习中实践的效果，实现了理论知识从实践中来再到实践中去的原则。
四、结束语
我们针对传统冲压工艺及模具设计课程教学方法进行了改进，通过对几年来学生学习和实践本课程效果的观察，上述理论与实践教学改革措施让学生在掌握了专业理论知识的同时，提高了本专业学生自主学习能力和解决实际问题的能力。
参考文献：
[1]陆元三.《冲压工艺与模具设计》课程教学方法实践与探索[J].模具制造，2010
[2]李浩君，邱飞岳.工科类专业课程的立体化教学方法研究[J].浙江工业大学学报，2008
[3]高玉新，戴晟.材料成型及控制工程专业建设探讨[J].教学园地，2009
关键词：冲压工艺；模具设计；课堂教学；实践能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）20-0045-02
素质教育培养的学生，要尽量使学生从会考向会学转变，要使学生能够发现问题、提出问题，再来思索解决问题的方法。教学中发现，学生的责任感、创新能力、实践能力的不足，其实际原因是专业能力不强。《冲压成形及模具设计》是材料成型及控制工程专业（模具方向）的主干专业课程，涉及的知识和内容是该专业毕业生就业后从事相关技术工作的重要基础，该课程要求学生在了解冲压变形基础与冲压工艺基础后，能正确地设计一般冲压模具结构和冲压模具几何参数，其知识内容的掌握程度和实际工程设计能力直接影响着学生就业后的职业技术能力。学生在学习过程中，往往觉得课程很难，拿着教材却不知如何进行模具结构设计，进而导致学习兴趣不高，实际设计能力弱化。如何在较少学时的情况下，有效提高教学效率，促进知识向能力的转化，是教学中面临的重要问题。针对这些问题，为调动教与学两方面的主动性、积极性和创造性，使学生的主体性得到充分发挥，在课堂教学方法方面，采取了一些改革措施。
一、主要措施及效果
1.收集、整理和制作三维模具结构及其动画，在课堂教学中和课后使用，更有利于学生理解和自学，同时使课堂教学效率有效提高。
2.建立了课堂教学方法改革的QQ群，课后与学生在QQ群中公开或单独讨论教学问题，所有教案和模具结构的三维动画均上传至群共享，学生可自由下载。
采用课后网络讨论的方式，有利于学生自主安排学习时间，对于学生提出的问题和教师的解答，都能对所有学生开放，并能促进学生之间的共同讨论和互相帮助。同时，在QQ群内也有相关专业教师的参与，能够尽可能地利用休息时间解答学生问题。这些措施促进了学生的学习自主性和积极性。
3.在教学中，引入了较多的实际生产案例，引导学生思考，找出问题并分析解决方法，避免由教师确定唯一答案（标准答案），学生被动接受知识的方式，而是在发挥教师的主导作用的同时，充分发挥学生的主体作用，让学生自己主动参与课堂教学活动，积极思考问题。例如在讲解冲压件弯曲时的偏移问题时，以汽车座椅的成形为例，讨论解决问题的各类方法的优劣；在讲解拉深工艺时的失效问题时，以本田汽车和东风标致汽车的覆盖件为例，这些均极大地提高了学生的学习和讨论积极性，学生的互动效果较好。
4.在课程的初期，采用实际工程项目给学生布置综合分析设计作业，按每组5～6人对授课班同学进行分组，每组布置1个综合设计作业，以小组为单位针对某一具体冲压产品完成冲压工艺分析制定和一副冲压模具的设计。
这种设计题，要求学生随着教学进程，逐步完成全部流程的分析和设计工作，并绘制相关的装配工程图、零件工程图和关键成形零件的加工工艺，学生最终全部按要求完成。通过这种方式，有利于学生形成对课程知识体系和要求的综合掌握，有效提高学生的综合设计能力。
5.在学生完成设计作业的过程中，制定了较为详细的评分标准，有利于学生对照检查。同时，根据设计进程，分阶段实施小组互相交叉评阅和公开答辩，其他小组提问的措施，进行讨论，由学生自己评分。在评分标准中，较为详细地注明了相关重点，包括文献资料收集、产品图质量、工艺分析、刃口尺寸计算、排样设计、压力中心、装配图等专业知识单元，同时也设计了时间控制、语言表达、非语言表现、问题回答等综合能力的评价单元，并在每一个评价单元中将评价指标细化，较详细地说明了每一个小知识点，以引导学生学习思考，培养其综合能力。图1为各设计小组第一阶段相互评阅时的评分标准表格截图，图2为设计小组第一阶段公开答辩时的评分标准表格截图。
通过交叉评阅学生完成的分阶段设计，学生可以互相纠错，对于一些技术细节问题加深印象，提高设计能力；而同时采用公开答辩，则更能锻炼学生的小组协作能力和综合能力。在评阅和公开答辩的基础上，选择出典型的设计方案和设计图在课堂上公开讨论，互相纠错，分析优点和不足。学生在公开答辩过程中，积极表现，充分表达本小组的设计意图，其他同学积极提问，指出问题，并与答辩方共同讨论问题。教师此时只是做引导工作，学生的学生热情大为提高。例如对于同一个冲裁产品，采用复合模和级进模生产时其压力中心是否相同、如何区别计算的问题，在两个设计小组互相提问和讨论，无需教师参与，即可自己发现问题和解决问题。对于一些普遍性的技术性问题和知识点，学生理解得更为深透，在答辩、提问和讨论中突出了对常见问题的分析和学习，深化对关键问题的理解，学生主动性大为提高。通过这种措施，学生的设计能力、制图能力、应用软件、字处理软件应用、表达能力等都得以综合培养和提高。
6.为检查课堂教学方法改革效果，提高教学质量，在教学进程中，与学生代表进行座谈，深入讨论了课堂教学中的相关问题，学生、教师共同讨论，共同努力搞好课堂教学的良好氛围。学生反映教学效果很好。
二、不足之处
1.课堂教师学生互动，使课堂教学时间减少，教学速度较改革前有所提高，部分同学不能或不愿（例如部分考研同学）课后花时间预习和复习。
2.在进行学生综合设计的评阅和答辩的过程中，如果授课班学生较多（超过40人），那么设计小组亦会较多，同时学生的发言积极性高，讨论氛围浓，会导致课堂上讨论和点评花费较多时间，如果教师不能有效引导和控制时间，会出现前期教学进度偏慢，教学后期赶进度的情况。
3.对于学生较多的授课班，限于课堂时间，难以将每名同学的积极性都发挥出来。即使采取了小组内部讨论和小组之间讨论的措施，也还有少部分学生认为发言机会太少。当然，这也从另一方面说明学生的主动参与性和学习积极性大为提高。如有可能，应尽量实施小班教学。
三、小结
总体而言，《冲压工艺及模具设计》的课堂教学方法改革取得了良好效果，学生的学习积极性和主动性明显增强，对关键知识点的理解掌握更为深入，对课程体系的总体把握进一步增强，实际的工艺分析能力和模具设计能力也进一步提高。主要的不足之处是，在超过40人的授课班级中，需对课堂时间进行比较有效的控制，才能发挥更好的效果。
