时间：2022-08-30 05:00:19
制件基本工序有冲孔、落料、弯曲，按组合程度不同，有单工序、复合模、级进模3种方案。3种方案比较如下:方案1单工序冲压，由于工件小，工序多，定位难以达到精度，质量难以保证，生产率较低，故不宜采用。方案2复合模冲压，由于制件小料薄，结构复杂，导致模具装配较困难，且强度受模具最小壁厚限制，寿命不高，也不宜采用。方案3级进模冲压，特别适合加工宽度极小的异形件，能够保证制件精度，工序间自动送料，连续冲压，生产效率高，操作方便安全。综上所述，确定采用级进模冲压具有较高的技术经济性。对该级进模，设计时应注意以下几个方面:①工位数的确定。该制件结构复杂，有许多转角且不对称，尺寸小，又要保证其形位精度，故宜采用分区冲裁，把外形成型分解在多个工位完成，以减小模具复杂程度，提高整体精度。②空工位的设计原则。级进模中增设空工位是为了保证模具强度，提高使用寿命。该制件最宽处2.1mm，最窄处0.7mm，步距很小，故需在两工位间设置一个或多个空工位，以防凸模干涉和凹模壁厚强度不够。③对此类复杂非对称弯曲件，为提高尺寸精度，不可一次弯曲所有部位，其45°、90°和95°弯曲应分开成型。④冲裁和弯曲的先后顺序。如先加工完所有冲裁部分，再加工弯曲部分，则制件有一段狭长部分处于悬臂状态，在进行弯曲加工时不易保证精度，且凹模容易损坏。所以将冲裁、弯曲加工交叉进行，既保证了制件质量，又延长了模具寿命。
2排样设计
排样的合理与否，会影响到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项重要工作。本模具采用自动送料器送料，冲裁件的排样图如图3所示。由于件小料薄，形状复杂，精度要求高，在冲裁和弯曲制件外形时，如将凸模做成整体式，则模具制造困难，加工精度不能保证。所以从保证制件精度和模具制造方便的角度考虑，将冲压区分为10个区域。其中A、D、E、H、J阴影区域为5个冲裁加工区，B、C、F、G、I为5个弯曲加工区。本排样图共设45个工位，主要工位排列如下:第1工位:冲小缺口;冲上、下深度为0.05mm的小缺口，作用是在使用制件时容易将制件从载体上折下来;第3工位:侧刃切边;第5工位:冲Ф1.2mm导正销孔;第10工位:冲A区外形;第14工位:弯曲B部分，r=0.3mm;第19工位:弯曲C部分，r=0.2mm;第23工位:冲裁D区外形。第28工位:冲裁E区外形。第31工位:弯曲F部分，r=0.1mm;第34工位:弯曲G部分，r=0.15mm;第37工位:冲裁H区外形;第41工位:冲裁J区外形;第45工位:弯曲I部分，r=0.1mm;此弯曲部分为卷料时的支撑。其余工位是空工位。
3级进模结构与设计要点
设计的级进模总装结构如图4所示，设计要点如下:①利用侧搭边载体卷料，制件始终和侧搭边载体相连，使用时折下即可。②采用弹性卸料装置，坯料在压紧状态冲压，保证了制件的平直度。③利用小导柱与小导套导向，使凸模与凹模正确配合，确保冲压精度。④下模设有局部导料板可避免较薄条料送进过程中产生过大阻力。⑤考虑到弯曲回弹，各部位弯曲设计时均考虑了相应的补偿角，通过试模修正来保证角度精度。⑥为节约材料，便于装配调整和更换，部分凸、凹模采用镶拼结构。⑦采用侧刃粗定位+导正销精定位达到精确控制每次送料步距的目的。
4主要零部件的结构设计
4.1A区凸、凹模刃口设计A区轮廓结构复杂，凸、凹模采用配合加工法。先加工好凸模作为基准件，然后配做凹模，使它们保持最小双面间隙Zmin。其公差不再受凸、凹模间隙大小限制，制造容易，并容易保证凸、凹模间的间隙。A区冲裁凸模刃口计算如图5所示。图示尺寸中，第1～4、6段模具磨损后尺寸不变，采用公式(1)。第5段模具磨损后尺寸变小，采用公式(2)。第7段非刃口尺寸，直接取其基本尺寸。
4.2凹模固定板设计凹模固定板用于固定相关凹模及镶件。由于该级进模工位数较多，若模具累积误差过大，会造成凸、凹模间隙不均，影响冲压质量和模具寿命，故应将其制造精度提高。考虑到该固定板上孔位尺寸较多，结合加工经济性，确定如下:在送料方向的刃口孔位尺寸按IT7级制造;其他位置刃口孔位尺寸按IT8～9级制造，各紧固螺孔、销孔位置尺寸按IT14级制造。各型孔位置关系见图6。
4.3导料装置的设计在级进模开始的几个工位上放置4个导向槽浮顶器，两边非对称放置。导向槽浮顶器结构如图7所示。其作用是在导向的同时具有向上浮料的作用，使条料运行过程中从凹模上浮起3.5mm，以利于条料运行。
4.4弯曲凸模镶件的设计本模具中的弯曲凸模均属细长杆件，容易折断或产生压杆失稳影响弯曲精度，并且磨损较快，所以为了延长弯曲凸模寿命，便于拆卸、更换和维修，采用弯曲凸模镶件结构，其装配关系如图8所示。由于经第4工位冲裁后条料的一侧被切除，该侧无法再用导向槽浮顶器，所以在弯曲凸模镶件上安装局部导料板，以保证条料的顺利运行。而经过弯曲变形后，在条料厚度方向上会有一定高度的弯曲凸起，为了顺利送进条料，必须将已被成形的带料托起，使弯曲凸起部位离开凹模洞壁并略高于凹模工作表面，因此，图8中镶件底部需装托料弹簧做弹顶装置。
5结语
关键词：有限元分析；冲压模具设计；DYNAFORM；板料成形
冲压模具设计课程是我校材料成型及控制工程(模具方向)本科专业的一门主干专业课程。通过该课程的学习要求学生掌握冲压变形的基本理论；掌握冲裁模、弯曲模和拉深模的结构特点及其设计方法；掌握冲压工艺的制定方法；能够正确地设计一般冲压模具结构和冲压模具几何参数；了解冲压新工艺、新型模具及冲压技术的发展方向，为毕业后从事模具设计与制造等相关技术工作奠定必要的基础。
由于冲压模具设计是一门知识涵盖面宽、实践性强、综合性强的课程，涉及模具从设计、制造、安装、调试、维护到操作整个工艺流程的各个环节，无工程背景的大学生大多不了解什么是模具，什么是冲压模具。如果在教学过程中仍然沿袭传统的以灌输知识为主的教学模式，必然会使学生产生厌学情绪，学生学得累，有枯燥难懂的感觉，加上学时有限，教师感觉时间紧，往往不能在重要知识点上进行深化，严重影响教学效果，使该课程难以达到其应有的培养目标。因此，在冲压模具设计课程的教学过程中，教师应当不断地探索一些先进的教学方法，使一些抽象的理论和工艺方法能够达到深入浅出的目的，加强学生的感性认识，提高学生的学习积极性，以获得良好的教学效果。我们结合教学和科研工作经历，简述有限元分析方法在冲压模具设计课程教学中的应用。
一、有限元分析软件简介
目前国内外广泛用于冲压模具有限元分析的软件主要有AUTOFORM，LS-DYNA3D，FORMSYS，PAM-STAMP，ROBUST以及ETA/DYNAFORM等。在本文中，将采用ETA/DYNAFORM作为冲压模具设计课程的辅助教学软件。ETA/DYNAFORM是由美国工程技术联合公司(Engineering Technology Associates，简称ETA公司)和Livemore软件技术公司(简称LSTC公司)联合开发的基于LS-DYNA求解器和ETA/FEMB前、后置处理器完美组合并用于板料冲压成形CAE分析的专业软件包，它综合了LS-DYNA960、970强大的板料冲压成形分析功能以及自身强大的前、后处理功能，应用于板料冲压成形工业中模具的设计和开发。
二、ETA/DYNAFORM分析的一般步骤
ETA/DYNAFORM软件系统包括：前置处理模块、提交求解器进行求解计算的分析模块以及后处理模块。前置处理模块主要完成典型冲压成形CAE分析FEM模型的生成与输入文件的准备工作，求解器进行相应的有限元分析计算，求解器计算出的结果由后置处理模块进行处理，用于模具设计及工艺控制研究。运用ETA/DYNAFORM软件进行板料冲压成形CAE分析的一般步骤如图1所示。
三、有限元分析软件的教学应用实例
在冲压模具设计课程教学中，拉深工艺是一种重要的板料成形工艺(如图2所示)，在凸模1的作用下，置于凹模4和压边圈2之间的毛坯3的环形部分产生塑性变形，并不断被凸模拉入凸模与凹模之间的间隙内而形成零件。毛坯在变形区III的切向(变形圆周方向)为压缩变形，径向为伸长变形。切向的压缩变形使得变形区III在拉深过程中易出现褶皱。径向的伸长变形使得变形区II在拉深过程中易出现破裂。以上内容在授课过程中对于缺乏感性认识的学生来说，抽象的文字描述和简单的图片很难使学生印象深刻。为此，本文以厚度为1.0mm，材料为ST16的带凸缘圆筒形制件为例，运用ETA/DYNAFORM软件模拟拉深成形过程。通过模拟结果及动画演示帮助学生亲身感受和直观理解概念，理论联系实际，提高了授课效果。
带凸缘圆筒形制件简图如图3所示，根据拉深工艺计算制件的毛坯尺寸D≈201mm，并判断需要加压边圈且拉深次数为一次。
利用三维CAD软件建立凸模和毛坯的实体模型，并导入ETA/DYNAFORM软件中，划分网格，定义毛坯、工具，设置工艺参数，定义工具运动曲线与力曲线，建立的有限元模型如图4所示，设置分析参数并提交求解计算。
得到制件的FLD图如图5所示，制件的壁厚分布如图6所示，制件的应力分布如图7所示。从模拟结果可以直观地看出，拉深的变形区较大，金属流动性大，拉深过程中位于凸缘部分的材料受到拉应力和压应力作用而有起皱趋势；凸模底部的材料变形很小，拉深不充分；处于凸模圆角区的材料因受到径向拉深而减薄较大，但未发生破裂。说明制定的制件冲压工艺是合理的。模拟结果和冲压模具设计教学中拉深工艺的相关内容十分吻合，由此可以使学生生动地理解板料拉深变形时各个区域的应力应变情况，壁厚和硬度的变化情况，破裂和起皱的形成原因等，避免了传统教学中的不足，不仅使学生容易接受，而且印象非常深刻。
四、结束语
将有限元分析方法与冲压模具设计课程教学有机结合，利用ETA/DYNAFORM的模拟分析和直观的动图显示功能，把拉深工艺中抽象的理论和概念用十分直观的形式表达出来，使学生更易于理解和掌握，培养了学生的学习兴趣，有效地解决了教学中的一些疑难问题。并在一定程度上使学生理论联系实际，不仅学到了先进的模具设计技术，还提高了计算机运用能力，增强了分析问题、解决问题的能力，为以后的工作打下了坚实的基础。
参考文献
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[2]龚红英.板料冲压成形CAE实用教程[M].北京：化学工业出版社，2010
关键词：《冲压工艺与模具设计》 课程教学 实践 探讨
1.引言
依据《冲压工艺及模具设计》的特点与要求，笔者在课程中推行“模块化与项目教学法”结合的教学改革工作。在教学中笔者将原来课程教学过程中的“由理论到实践，由浅入深” 的传统教学模式， 改成以 “冲压件模具设计工艺过程”为导向，以“模块化与项目教学法”结合，以典型模具结构为主要教学内容，坚持以模具设计工作过程引领教学，启发开阔学生的学习视野，突出实践教学环节，培养学生冲压模具设计能力与创新工作能力。将冲压模具设计课程分成：冲裁模具设计、弯曲模具设计、拉深模具设计、复合模模具设计和级进模模具设计五个模块。在每个模块中运用项目教学法，在教学过程中要求掌握模具的结构特点、组成模具的零件在模具中的作用、模具零件的设计、零件材料的选择和热处理要求、模具工艺参数的计算等四个方面的知识。学生能运用所学的知识，依据课题制件的加工要求完成：模具结构的选择，模具设计中工艺参数的计算，模具零件设计，模具零件材料的选择及热处理要求，模具各种零件精度的选择，用AUTOCAD完成模具零件图与装配图的绘制、用三维软件（por/E）进行模具的模拟装配和运动。
2.项目教学课程内容
本课程以冲压制件的工艺分析和模具设计的实际工作过程为依据设计教学过程，从冲压工艺制定、模具结构设计、设备选择应用和模具制造的实际工作流程，对学生进行模具专业核心知识和职业能力的培养。
同时，通过项目教学的学习方式，依托技术先进、环境真实的实习实训平台，理论教学与实践教学有机结合，教学做一体化，使学生熟练掌握冲压工艺分析和冲模设计的技能、设备操作技能，并培养了学生的综合职业能力和关键能力。项目教学分为冲裁模具设计、弯曲模具设计、拉深模具设计、复合模模具设计和级进模模具设计五个模块。
3.项目教学大纲
现行的模具专业的基础课、专业基础课教学大纲基本采用的是机械专业通用的教学大纲，并没有针对模具专业的特点对教学大纲进行修改。在三年多的冲压模具设计课程改革中发现许多基础课、专业基础课的教学内容与教学要求与模具专业的要求存在一定的差距，具体表现在有些内容在基础课上只强调知识的内容，并未指出知识的用途，造成学生在学习时感到内容空洞，学习时缺乏热情，制约了学生自学能力的提高，对知识的研究能力。例如，在公差配合课程中，在形位公差部分的教学中，教学的重点放在了形位公差的定义、公差带的形状、公差的标注上，没有讲解怎样通过对形位公差的标注来实现零件、装配部件的技术要求，学生在进行模具设计时感到对形位公差标注的知识了解的非常少，无法正确地对模具零件和模具进行公差标注。可以通过对公差配合课程中引入项目教学法，通过对具体零件的标注来提高学生对形位公差知识的掌握。
在进行模块教学时，结合现进行选修课与必修课程、学分制的改革，模具专业在对教学大纲的修改中，承认学生的心、智、体存在着差异。对必修课程冲压模具设计课程开设了基本内容和难度不同的课程模块，在这种课程模块下，学生可以根据自身学习情况自由选择。这样的最大优点，在于学生自我需要得到了充分的尊重和满足。学生在选择了与自身能力、特长并感兴趣、适合自己的课程后，学生在学习中表现出了浓厚的学习热情和主动性。
4.项目教学课程目标
通过本课冲裁模具设计、弯曲模具设计、拉深模具设计、复合模模具设计和级进模模具设计五个模块的学习，使学生在下列能力培养方面得到锻炼与提高：能够分析中等复杂冲压件变形特点，制定合理冲压工艺规程的能力；具有选择冲压设备的能力；具备中等复杂冲模结构选择和设计的能力；具备制定中等复杂冲模制造工艺和装配工艺的能力；初步具备进行多工位级进模设计和制造的能力；初步具备进行分析和处理试模过程中产生的有关技术问题的能力；初步具备运用冲压模三维设计软件UGNXPDW，进行冲压模数字化设计的能力。
5.项目教学的实践
5.1冲压工厂实习
为例让学生能够进一步了解冲压的特点、生产环境与工人的要求，需要其花一定的时间对工程或者车间进行参观实习。完成实习学习任务后，学生需根据实习的实际情况写出实习报告。如果有的高职院校不具备去冲压工厂实习的条件，可换为录像教学。
5.2冲压模具拆装实训室
初学模具设计的人员往往对模具结构和工作原理的理解有一定的难度，拆装实训室应与教学过程紧密联系，布置于教学场景下，学生在学习和设计过程中遇到问题，可以自己随时动手，拆装模具，观察结构，联系理论，解决实际问题。
5.3CAD/CAM 实训室
以提供学生进行模具设计为主，加强模具专业学生 CAD 绘图软件的应用及模具设计过程中相关文件的撰写；加强学生计算机应用能力，进行相关模具的 3D 演示及加工程序的编制和模拟，是模具专业学生提高能力，完成学习任务的必备工具。
参考文献：
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[3]王仙萌，王波.项目教学法在《冲压工艺与模具设计》课程教学中的应用[J].科技信息，2012，（6）：484.
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关键词：DC06冷轧板；深冲开裂；应力集中；退火板；金相组织 文献标识码：A
中图分类号：TG142 文章编号：1009-2374（2016）30-0071-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.30.034
新钢冷轧连退1550mm连续退火线在投产后开发深冲板初期，用户用DC06冷轧板冲压件加工时，部分产品存在应力集中区局部开裂现象，开裂件比例～0.1%，如图1所示：
冲压开裂位置在冲压件的应力集中位置，裂纹角度与轧向～45°方向，冲压件其他位置未出现冲压裂纹。由于开裂样件带回不便，回厂后重点对本厂生产的DC06退火卷进行三个方向性能对比分析，关注退火卷纵向、横向、45°方向性能的均匀性，改善45°方向、纵向r值和延伸率指标。对此，我们对DC06冶炼材质成分、热轧、冷轧的退火工艺进行了分析，与国内品牌DC06样板进行检测比较分析，本文侧重于退火板的金相和性能分析，找出热轧、冷轧工艺的改进措施，改善退火卷性能均匀性。
1 DC06退火板横向、45°、纵向三个方向测试的r、A80、Rp0.2性能对比
1.1 r值
图中数据横向r值最高，纵向r值波动偏大，45°方向r值偏低。
附：r值的定义：塑性应变比，在单轴拉伸应力作用下，试样厚度方向真实塑性应变和宽度方向真实塑性应变比：
r=εb/εa
式中：
εb――厚度方向真实塑性应变
εa――宽度方向真实塑性应变
1.2 延伸率A80值
1.3 屈服强度 Rp0.2值
1.4 金相
1.4.1 DC06样板相图。
1.4.2 金相组织及晶粒度
2 国内某冷轧品牌产品DC06的样板分析
2.1 DC06的样板力学测试
2.2 某冷轧品牌产品DC06金相分析
3 分析与讨论
3.1 金相组织及晶粒度
相图比较，我厂DC06的金相组织与国内某品牌DC06均为铁素体+析出物，DC06晶粒度以7.0～8.5级合适，我厂DC06晶粒度不均匀，且钢卷的带头、带尾晶粒偏细。
晶粒度不均匀主要与热轧的工艺制度相关，加热、终轧、卷取温度。
带头、带尾晶粒与卷中间比偏细，与热轧终轧至卷取之间钢带的的冷却有关，使用“U”冷却可避免这一问题。
3.2 力学性能
我厂的DC06性能判定标准如表3，力学性能按横向性能判定，检测样板的性能均在判定标准范围内（见图2～图4），但在使用时其冲压性能与国内的品牌产品有差距。横向、45°方向、纵向力学性能（见图2～图4），相差较大，对深冲性能产生影响。
45°方向塑性应变比r值和延伸率A80比横向、纵向低，屈服强度偏高，在冲压件加工时，45°方向的应力集中区域首先产生开裂。
其中r值是衡量冷板深冲性能的重要指标，{1 1 1}晶面平行于板轧面的比例较高，方向为主滑移方向，则r值高、Δr低，板材的抗厚度减薄能力强，深冲性能好，各向异性小。
4 改进措施及效果
从改善DC06退火卷的金相组织，晶粒均匀化，提高性能稳定性，以减少性能各向异性等实施改进。
4.1 改进措施
4.1.1 热轧：热轧精轧F7的压下率：13%～17%，避开临界变形区，采用较低的钢坯加热温度，开轧温度：1000℃～1050℃，热轧终轧温度：900℃～930℃，在略高于Ar的单相区轧制，终轧后快冷，卷取温度：730℃～750℃，以利热轧得到细小弥散均匀的铁素体晶粒和析出物、Ti化合物等粗大的组织，有利于r值提高和塑性的改善，形成{1 1 1}织构。
带头、带中、带尾的晶粒度差，热轧终轧至卷取采用“U”形冷却工艺。
适当了提高卷取温度，使再结晶温度下降，r值提高，但卷取温度高于770℃，由于热卷堆放保温，容易产生表层晶粒长大（如图7）和较厚氧化铁皮。
4.1.2 酸轧：DC06冷轧压下率的提高，形变能提高，有利于提高r值，受酸轧允许热卷最大厚度的限制，酸轧压下率≥70%～85%，条件允许，压下率最好控制在77%～80%。
4.1.3 连退：采用较高的退火温度，加热段/均热段板温：840℃，有利于提高r、n值，稳定工艺速度，以保证性能的稳定性；采用大辊径平整工作辊，降低平整延伸率至0.4%以下，有利于提高r、n值；选择合适的酸轧、平整工作辊的粗糙度，深冲板板面粗糙度目标值：1.2±0.2μm，提高冲压变形时板表面油层的吸附力。
4.2 效果
措施实施后，提高了DC06退火卷的性能稳定性，性能各向异性减小，金相组织如图8，晶粒均匀度提高。
冲压加工图1产品未出现角部开裂，DC06深冲板由最初的试用，转为批量订单，随着用户的拓展，深冲冷轧板成为冷轧厂目前的主导产品。
参考文献
[1] 康永林.现代汽车板工艺及成形理论与技术[M].北京：冶金工业出版社，2009.
《冲压成型工艺及模具设计》是一门来自于实践同时理论性很强的课程。传统的教学方法重理论轻实践，已经很难适应社会发展要求。深化该门课程体系和教学模式改革势在必行，强化理论与实践结合，教学过程中应重点加强实践环节。
关键词：
理论；实践；教学模式；教学改革
0引言
《冲压成型工艺及模具设计》是一门来自于实践同时理论性很强的课程，传统的教学方法已经很难适应现代社会对学生的要求，从创新的高度来看待传统的教育教学理论和方法，及时研究和吸收新的教育教学理论和方法，寻找解决问题的新思路、新方法。大胆开展教育教学创新研究，把冲压成型工艺及模具设计研究的新成果及时运用到教育教学实践中来，并及时更新和完善自己的教学内容。通过“课堂”这所“实验室”，能及时把冲压成型工艺和模具设计的前沿技术引入教学过程中，并能对自己的教育教学实践活动不断反思和探究，不断创新自己的教育教学方法，逐步形成自己的教育教学风格和教育教学理论；最后，及时总结教学中的得失，归纳出符合规律性的东西，并把它推广运用。
1《冲压成型工艺及模具设计》课程传统教学模式存在的弊端
由于受到各种主观条件和客观条件的限制，传统教学模式存在许多弊端，集中体现在以下几个方面：（1）教学内容陈旧，理论与实践脱节。现代模具设计与制造技术发展很快，新材料、新工艺、新设备、新技术不断涌现，但是现有的教材内容普遍陈旧落后，远远不能适应教学需要。学生在校学到的却是工厂早已淘汰的技术，理论与实践脱节的矛盾十分突出。（2）教学方法和手段落后，不适应教学需要。传统的教学方法为填鸭式、满堂灌，教学手段为一块黑板和一支粉笔，直接导致教师教学枯燥、教学不直观、有些问题不宜表达，学生学习兴趣不高、学习难度较大，教学效果较差等问题，已经不能不适应教学需要。
2《冲压成型工艺及模具设计》课程特点及教学改进措施
《冲压成型工艺及模具设计》是一门实践性、综合性、实用性、针对性和先进性很强的课程，理论与实践、传统技术与现代技术结合十分紧密。该课程是模具专业的一门专业主课，学生是在先学习了机械基础、机械制造基础、金属材料、机械制图等专业基础课后，才开始学习的，专业性很强，要求学生通过学习这门课程，能够对冷冲压模具有一个系统全面的了解，能够设计和制造常规的冷冲压模具。本课程学习应理论联系实际，?运用并行工 程的思想，有系统、动态的观点。要多看、多想、多练、多记；要善于总结归纳，融会贯通，掌握规律和方法；要灵活应用方法、手段和标准。为了克服《冲压成型工艺及模具设计》课程传统教学模式存在的不足，必须深化该门课程体系和教学模式改革。把《冲压成型工艺及模具设计》课程建设和教学模式改革向应用型转变。优化课程结构，推动课程内容与职业标准对接。强化实践环节，形成突出实践能力培养的应用型课程。实施以解决实际问题为导向和以学生为中心的启发式、合作式、项目式教学模式，增加案例教学时间，改革实践教学内容、方法和手段。
（1）培养《冲压成型工艺及模具设计》“双师双能型”教师。如果能够将生产实践引进课堂将大大地提高学生的学习兴趣。如何将实践引入教室，成为解决这个问题的重要问题。学校应该组织相关课程的老师去冲压模具厂进行学习；增加老师的实践能力，能够去企业学习一些社会真正需要的冲压模具技术，解决冲压模具设计与制造中的实际生产问题。通过走访调研企业，充分了解企业职业岗位需求状况，明确该课程的教学计划和任务，使课程内容更加接近实际生产，让学生掌握更多实用性的技能和实践经验。同时，生产实践可以让教师在教学过程中更加突出重点，学生在学习过程中更加主动，更加有目的性。
（2）加强《冲压成型工艺及模具设计》实践教学资源建设。把实践教学资源建设作为这门课程改革的重点。引进冲压模具企业研发、生产、培训等资源，努力让企业工程师和技术人员进入学校参与教学，企业人员和教师共同培养学生。建立《冲压成型工艺及模具设计》课程校企合作单位、产学研一体的实验实习实训中心。推动该门课程专业教育与技能教育有机结合，积极组织学生参加“大学生技能竞赛”等实践活动。完善学生校内实验实训、企业实训实习和假期实习制度，让更多的学生加入冲压模具设计生产性实训，逐步加大生产性实训项目的技术难度，完善实习的硬件和场地设施。实践性教学课时比例达到30%以上。这门课程主要还是要学生们去动手，所以，讲完理论课程的教学后，可以让教师带领学生下模具车间，让他们自己亲手去设计和加工一副模具，从而有效的将知识转化成了“生产力”。学生对于本门课程的了解进一步加深。
（3）教师在教学过程中应充分利用网络资源，从网上搜集很多加工视频和教学视频。教学过程中可以让学生观看实践加工视频，然后结合具体实践讲授理论知识，这样学生不会感到枯燥，教学效果也会比较好。同时，教师应该重点讲授该门课程相关软件的使用情况。常用的软件有DYNAFORM、PARA、STAMP、FASTBLANK、FASTAMP、KMAS。
3结束语
《冲压成型工艺及模具设计》是一门实践性很强的课程，在教学过程中应增加实践教学学时，创新实践教学方法，提高教师的实践能力等方面来提高该门课程的教学效果。
作者：彭清和 周著学 何其明 单位：闽南理工学院
【论文摘要】:针对汽车覆盖件冲压的有限元模拟方面的具体问题进行了研究,采用弹塑性有限元的数值模拟及试验研究的方法,对汽车覆盖件拉延过程中的成形进行了研究。针对拉延模拟结果进行应力应变分析,寻找工艺参数的优化方案,改进的工艺方案使破裂情况明显改善。
由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状等一系列优点,在机械行业的应用非常广泛,占有十分重要的地位[1]。但是冲压模具的设计主要依据工程师长期积累的经验。对于复杂的成形工艺和模具,设计质量难以得到保证;一些关键性的设计参数要在模具制造出来之后,通过反复的调试、修改才能确定。这样就浪费了大量的人力、物力和时问[2-3]。随着有限元技术和计算机技术的发展,数值模拟已逐渐成为工艺分析及优化设计的有效工具。
1. 有限元模型的建立和参数设定
一般汽车覆盖件工艺设计流程具体分析如下: (1) 根据产品图及产品冲压工艺设计,进行详细的车身产品工艺性分析。为了实现拉延或创造良好的拉延条件,必须合理考虑冲压方向、工艺补充部分形状以及压料面形式、拉延筋布置等重要工艺因素。其中包括利用计算机进行的工艺补充面三维设计。(2) 在满足产品使用的前提下,将过剩的质量要求及时反馈给产品设计部门,进行研讨,力争把产品完善到最简单、最合理的工艺要求,以克服产品的过剩质量,减少不必要的工装投入。(3) 利用计算机进行车身产品的冲压工艺性分析,进行图面形状的分析探讨和尺寸公差的分析研究,在充分理解、把握产品使用性能要求的前提下,考虑用户使用和维修,利用塑性加工原理、冲压工艺知识和模具设计结构的有关知识,设计冲压工艺过程图。在设计过程中,同时要分析冲压工艺方案,发现不足之处,进行必要的修正。(4) 模具设计人员按照冲压工艺过程图的基本要求进行模具设计,模具CAD设计包括上、下模座,工作部分零件,导向部件,定位零件和进出料装置等设计。数控编程和模型人员按照冲压工艺过程图和模具图进行数控编程和模型制造,最后按照冲压工艺过程模具图要求进行机械加工和模具装配调试,最终调试出合格的产品。
选用某轿车内部地板零件产品图,此零件是一个比较复杂的中小型车身结构件。由于零件拉延深度深,并且具有局部反拉延,因此成形过程估计会出现问题,为了验证问题所在我们利用CAE软件进行模拟成形计算。对于复杂冲压零件的成形过程,不但同一时刻不同位置的板坯所承受的变形方式和变形程度不同,而且不同时刻同一位置的板坯所承受的变形方式和变形程度也不同;另外,冲压工艺边界条件的设定对变形路径和各部分的变形程度的影响也非常明显。
一般划分网格时,首先建立一个拓扑结构模型。这一步骤是连接分离的型面,使你可以在网格划分的时候得到连续的网格(两个相连的元素在分界线之问共同享用相同的节点)。系统能通过你所定义的公差自动辨认普通表面之问的分界线,以建立我们所说的拓扑模型。建立好拓扑结构以后,应定义网格划分的参数,并进行网格的自动划分。一般情况下要求用户最少确定四个参数,包括最小元素大小,最大元素大小,两个相连的元素之问的法向夹角,网格的弦高。最小元素的大小影响着网格划分中最小元素的尺寸。当模型的型面比较平坦时它最大元素的大小则受最大元素参数的影响。两个相连的元素之问的法向夹角所起的作用是规定了两个相连元素之问的最大法向夹角,即当两个元素的夹角大于用户给定的值时,这两个元素会分裂为更多的元素,故它影响着倒角和小圆角部分的网格密度,它的值越小网格则越密。例如:一般我们在划分模具网格时,它的拉延圆角最好有五行元素,这时调整法向夹角的参数就可以达到目的。弦高的大小则影响着大网格半径表面上的网格密度,它的值越大,则网格越少。在汽车覆盖件模拟中,板料数据一般都是曲线,因此板料的网格划分与模具的划分不一样。
根据实际需要确定板料特性,应力应变关系=537(0.0102+)0.23MPa,法向各项异性系数为1.8。其他参数如下:扬氏模量2.07E+5 MPa;屈服极限210 MPa;泊松比0.28;板材厚度0.8mm;板料质量密度7.83E-9;r0=1.87, r45=1.27,r90=2.17。由于摩擦系数必须有实验得出,特别是几种常用材料在工业生产中的实际摩擦系数。考虑到汽车覆盖件生产厂家和模具生产厂家的实际,一般不考虑使用油,在拉延前要使用清洁防锈油清理兼。因此我们必须通过试验来得出在几种不同条件下的摩擦系数,例如干摩擦和加清洁防锈油后的摩擦。还有就是拉延筋的拉延阻力在不同形状拉延筋情况下的取值。测定为此我们设计了覆盖件模具的摩擦系数和实际拉延筋拉延阻力的测定的试验,详细试验结果在第六章中。摩擦系数根据测量结果给定0.175 ,拉延筋选取单圆筋,拉延阻力为0.178KN/mm。
2. 汽车覆盖件冲压的有限元模拟结果分析
经过计算后,板料的FLD如图2所示。在FLD图中,红色表示破裂,粉红色表示起皱,而在应变云图中红色表示正应变,深蓝表示副应变。从FLD图中我们可以看出四处破裂,分别是大鼓包处,凹坑底部,最下方的小鼓包处,右上方的直壁处。通过主应变和次应变云图可以看出在突起的鼓包顶端处为双向拉应变发生破裂,并目_从板料轮廓的变化发现在有拉延筋的地方板料儿乎没有流动,形成过度胀形,凹坑底部破裂处也同样出现胀形过度问题。而模具拉延直壁处的破裂却是不同形式的,该处的主应变为拉应变,次应变为压应变,为明显的拉深破裂状态。之所以只有这个直壁角破裂是因为这个角离大鼓包最近,并且通过成形过程的模拟我们发现这个直角壁首先成形,从而在凹坑成形前破裂。其它四个角由于拉延高度低并且没有复杂的凸凹变形,都有足够的板料流动量,板料的流动情况良好,所以没有破裂。
3. 汽车覆盖件冲压工艺改进方案
在去掉拉延筋,变化压边力后还是无法缓解,于是决定改变模型,我们把拉延直壁消除降低了模具拉延高度;把型面中那一个接近大直角型面过渡改为一个小缓坡,减缓了陡峭程度;由于模具进料困难,所以去掉拉延筋,然后设定压边力为400KN,摩擦系数为0.12,进行模拟后如图4所示。可以看出与未改前的情况有很大的不同,破裂情况明显改善,尤其是右上角直壁处的破裂变得很小,这是由于降低了它的拉延高度。
4. 结论
世界上每年的钢材有半数以上被轧制成板料和管料。金属板、管的成形和加工在航空、航天、汽车、船舶及许多民用工业中都占有相当重的比例。因此,提高相应的成形技术和制造水平是一个具有普遍意义的大课题。因此,文章在汽车覆盖件数值模拟和试验研究的基础上,采用有限元的数值模拟及试验研究的方法,对汽车覆盖件拉延过程中的成形进行了数值模拟和试验研究。
参考文献
[1] 李东升, 黄小明, 胡世光. 汽车覆盖件拉延筋的单元模拟试验研究[D]. 北京航空航天大学学报,1995.21(2):67-71.
关键词：翻转课堂 冲压工艺与模具设计 solidworks软件
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0195-01
《冲压模具设计》是材料成型与控制专业的一门核心专业课程，课程既具有很强的理论性，又具有较强的实践性和应用性，是一门综合性很强的课程。根据这一情况结合学院的实际情况我们确定课程的教学目标是：1.使学生能够掌握冲压工艺与冲模设计的基本知识，熟悉冲压模具设计的过程和步骤；2.能够对来自生产实际的冲压零件图进行工艺分析；3.使学生能够熟悉冲压模具的典型结构，并能够熟练的识图；4.能够进行零部件的工艺计算、设计并利用三维软件（Solidworks，Pro-E等）绘制相关的图纸。从而使学生们在进入企业之后能够快速的适应企业生产环境。如何实现以上的教学目标已经成为我们教授冲压工艺及模具设计课程的一个关键课题。而近年来翻转课堂的教学模式在国内外都受到了广泛的关注，且在国外的一些课程中的实施结果也相当不错。因此，对于翻转课堂教学模式在高校冲压工艺与模具设计课程中进行教学应用的可行性进行分析研究以及探索是非常有必要的。
1 当前冲压工艺与模具设计课程的教学现状分析
当前，在冲压模具设计的课程教学中，主要采用多媒体教学加实验教学相结合的教学模式。多媒体教学虽然可以为学生展示冲压模具的二维及三维图形所以学生直观的了解课程内容，有助于学生更好的学习。但是多媒体教学还存在着很多的不足之处，因为在使用多媒体教学时，学生每次只能看到当前的一页，而且教学改革后课时缩减，课堂时间紧张所以老师们在播放时往往是一页一闪而过，学生们思维稍慢便跟不上老师讲课的节奏，一旦学生跟不上教学的节奏落下了部分课程以后便会对该课程失去信心，从而进入恶性循环，最终导致教学效果不佳。最关键的还是采用多媒体教学时，主要是老师灌输而不是学生自己去积极地学习，这不利于学生将知识消化吸收。
实验教学是在实验老师的指导下，学生动手拆装模具，并进行冲裁、弯曲、拉伸等实验从而实现将课堂知识消化吸收的作用。但是在实验课时有限，学生较多的情况下，只能进行分组实验，这样的情况下就很难保证每个学生都能认真地去做实验，同时在有限的实验时间内老师们也很难做到及时处理每一位学生在实验中遇到的问题。所以实验教学的效果也不是很理想。
在这样情况下，有必要探索其他的教学模式来改变目前的教学状态，解决教学中存在的问题。
2 翻转课堂教学模式的特征与现状
翻转教学是一种新的教学模式，它与传统的教学模式不同，这种新的教学模式以学生课下自主学习为主和以课堂上老师与学生、学生之间的协作学习为辅。翻转教学的具体实施方法是，学习者在课前观看老师指定的教学视频（可以是老师自制的视频也可以是网络环境中的教学视频），学习者根据视频内容提出学习中遇到的问题，老师在上课前要收集学生的问题，总结出有概括性且有意义的问题，依据学生提出问题的差异进行分组，把不同问题的同学分到同一组，然后进行分组讨论，达到协作学习的目的，如果学生在分组讨论中不能够解决提出的问题，那么再由老师进行剖析讲解。通过这样的一种学习、讨论、再学习的过程达到知识的内化。
3 冲压工艺与模具设计课程翻转课堂教学模式的可行性
虽然翻转课堂在国外的教学中取得了一定的成效，但是并不是所有的学科和课程都进行过实践，也有可能有些课程不适合采用翻转课堂的教学模式，另外，在国内翻转教学这一教学模式无论对于老师还是学生都是一个全新的事物。所以我们对于翻转课堂的教学模式是否能够适用于大学中冲压工艺与模具设计的教学进行一次论证。
首先从教师层面出发来看，近年来我国教育界一直提倡对于大学教育要因材施教，老师不仅要传授学生知识，更要教会学生如何去学习，正如韩愈所说：师者传道授业解惑者也，所谓传道应该就是教会学生怎样去学习，授业是向学生传授知识，解惑是解决学生所不能解决的问题。这正好与翻转课堂教学的模式相类似。因此，翻转教学中老师的角色依然和以前没有很大的区别，是完全可以适应的。
其次从学生层面来看，要学好冲压模具设计这门课程，学生必须要有一定的设计经验，那么在传统的教学中学生都是通过实验或者去参观学习来实现这一目的，但是效果不佳，而在翻转课堂教学中可以让学生去观看冲压模具设计的视频，然后自己根据老师提供的题目去设计一个模具，在模具设计的过程中记录下所遇到的问题，然后在上课时向老师求助，从而达到真正的知识内化。一方面随着科技的发展和人民生活水平的提高，现在的大学生特别是高年级学生90%以上都拥有电脑，而几乎所有的学校都为学生提供了校园网络。因此学生可以利用网络随时可以观看老师提供的视频进行自主学习并利用电脑上的三维软件进行模具设计。另一方面，大学生中95%以上的人都达到了18岁，因此具有较好的自控能力和学习能力，同时大学生思维活跃，具有很强的创新能力和发现问题的能力，这些特点都与翻转课堂的教学模式相符合。因此可以看出，冲压模具设计课程应该可以采用翻转课堂的教学模式。
4 结语
翻转课堂的教学模式能够更好的利用学生的主观能动性，培养学生自主学习的习惯，能够更好的帮助学生实现知识的内化，而教师则能够更好的为学生传道授业解惑。因此将翻转课堂教学引入冲压模具设计课程教学是可行的，并将培养出既具备冲压模具设计理论知识，又具有一定设计经验的模具行业人才。
参考文献
[1] 钟晓流，宋术强，焦力珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J]. 开放教育研究，2013（1）：58-64.
[2] 张金磊，王颍，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012（4）：46-51.
【关键词】冷冲压工艺与模具设计 课程教学 教学体会
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）15-0081-02
冷冲压工艺与模具设计是模具设计与制造专业的专业特色课，在整个课程群中占有极其重要的地位。因为课程既有冲压理论内容，又有很多经验的公式、数据。在此过程中，需要借助于冲压变形理论进行工艺性分析，需要结合具体的冲制件尺寸和精度等要求、客户设计要求和设备条件等，确定合理的工艺方案和模具总体结构。在具体零部件设计时，要合理地选用经验数据，树立标准化概念，也要充分考虑加工工艺性，最后以装配图、零件图以及设计说明书的形式把设计结果表现出来。该课程综合性、实践性强，涉及的知识点多，具有较高的教学难度。本文作者长期从事冷冲压工艺与模具设计相关教学和科研工作，以下是几点教学体会。
一 教师自身热爱本职工作
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
本文结合冷冲压工艺与模具设计课程特点和多年的教学经历，总结了在课程教学中的一些教学体会，借此希望能对兄弟院校本课程教学起到一定的借鉴作用，不断增强该课程的教学效果，提升该课程的学习质量，为我国冲压行业的发展添砖加瓦。
参考文献
[1]于位灵等编著.实用冷冲模设计[M].北京：机械工业出版社，2011
[2]刘文.《冲压工艺与冲模设计》课程教学改革探索[J].模具制造，2008（9）
[3]于位灵、李厚佳、杜继涛等.基于工作过程的课程设计研究[J].科技创新导报，2010（28）
关键词：模具设计 冲压工艺 项目化教学 课程改革
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（c）-0132-02
随着我国经济的发展，模具工业在已经成为装备制造类的主要支撑产业之一，占据很大的市场份额。随着模具企业规模的不断扩大、技术的不断更新，企业对具有模具设备操作能力、维修能力、模具设计能力的专业高级技术人才的需求越来越大。高职模具设计与制造专业是培养人才的主要基地，专业技术人才的培养需要专业课程的支撑，合理的课程实施能助推专业的发展。传统的课堂教学模式已不能满足企业员工职业岗位能力培养的需求，专业课程的教学模式改革势在必行。
冲压工艺与模具设计是模具设计与制造技术专业的一门专业核心课程。学生通过冲裁、弯曲、拉深、成形等具体模具设计项目的学习，掌握冲压成形基本原理，板料冲压工艺性能，冲裁、弯曲、拉深、成形等冲压基本工序和模具设计。掌握冲压工艺规程编制方法及冲压成形设备类型、特点、技术参数与选用。熟悉中等复杂冲模结构选择和设计的过程。具备简单冲压件变形原因分析能力，冲压设备及冲压模具的选择能力，简单冷冲压模具设计能力。
1 校企联合，搭建课程教学团队
聘请具有多年经验的行业企业专家参与到课程建设中，使其与校内专业教师一起组建强强联合的专业课程开发团队。要求校内教师教学经验多，具有较高的专业水平，校外兼职教师具有丰富的实践经验及相关工作经历，能为课程教学提供相应的先进的教学案例。通过校企合作，老中青结合的方式，打造一支知识储备充足，具有学习能力的阶梯式课程教学开发团队，保证教学质量的稳定性和持续性。
2 制定符合职业岗位技能标准的课程标准
根据模具设计与制造专业人才培养方案的要求，本课程主要培养具有冲压模具设计能力、冲压模具操作与调试能力的企业一线技术人才服务。需深入到企业进行调研，明确本岗位涉及的工作内容以及具体要求，引入模具设计与制造行业企业岗位技能标准，将职业技能考核内容融入教学内容，为学生获得职业资格证书服务，完成课程标准的制定。
3 结合企业工作任务，确定课程教学项目
教学项目中包含多个教学任务，教学任务源于企业员工的实际工作过程。任课教师需通过企业调研，整合企业典型的工作任务，确定课程教学所需的必要的理论知识和实践项目。企业调研必须务实，课程团队需到企业生产一线，跟踪或参与企业的实际生产过程，了解从业人员承担的实际工作任务，为课程标准及教学内容的确定做好铺垫。通过反复论证推敲，在在众多的实际工作任务中抽取典型的工作任务作为教学的载体，形成学习型的工作任务。选取的典型工作任务具有代表性，能反映从业人员的职业发展历程，具有一定的挑战性和先进性。表1为典型工作任务。
4 教学模式创新
该课程着眼于学生就业岗位，立足于学生职业岗位能力培养，形成 “备专能+求创新+重应用”的课程特色，确立以岗位任务为引领的“教、学、做”一体化的行动导向教学模式。开展工学结合实践，以项目教学、顶岗实习的学习方式，使学生能够较快地适应生产实际的要求，突出对学生综合职业能力的培养；依托实习实训平台，使理论教学与实践教学有机结合，达到培养学生具备冲压工艺分析和精密冲模设计、制造及设备应用操作的能力，强化了学生对职业技术能力、创新工作能力及关键性的知识和技能的学习。项目教学分为课程教学、项目实训、冲模拆装与测绘、精密冲模设计制造下厂顶岗实训、毕业实践五大部分。每一部分配备不同的教师实施教学，采用多种教学方法，着重培养学生的职业能力，与企业工作过程密切结合，使学生尽快进入到企业员工的角色。采用教室、实训室、企业工作现场相结合的教学模式，符合职业院校学生的特点，符合职业教育规律，成效较高，毕业生得到用人单位的好评。
5 改革考核评价标准
针对高职学生基础知识薄弱，理论学习能力差，实践操作能力相对较强的特点，本课程采用多元评量的考核方式。过程评价占主要部分，使学生注重平时课堂中的知识积累与技能提高。学生可以选择自己擅长的相关专业技能在课堂中展示，也可以通过和同学共享新知识等多种方法取得加分，在课堂教学中充分调动学生的主动性，突出学生的主体作用，正把“评价考核”变为指导学生学习和改进教学模式的方法和手段有效提高了人才培养质量。
6 课程网络平台建设
课程团队将相关教学资料（教案、电子课件、题库、冲压件素材库），技术规范，教学视频教学资源上传至课程网络平台，并及时的补充修订，增加新的技术资料，具有在线测试答疑功能，为教师备课、学生自主学习提供了便利的平台，有效提高课程建设的质量。
校企合作，共同完成冲压工艺与模具设计课程项目化教学改革，着重培养学生的职业能力，学习效果明显提高。毕业生素质高、专业技能过硬、能很快适应新的工作岗位，得到了企业的高度认可。在项目化课程开发过程中，专业教师技能水平也得到显著提升，教科研能力大大加强，成为专业建设中的中坚力量。
论文摘 要：为了能够提高工学结合模式下高职教育课程建设的力度，以《冲模设计与案例分析》课程为例，就相关问题进行了深入的分析。通过实践，验证了工学结合模式下高职教育的课程建设具有明显的效果，提高了高职生的就业竞争力。
近年来，对工学结合模式下高职教育课程体系建设的研究已经得到了广大学者的关注，并且取得了较好的成就。卢龙飞研究了工学结合模型下职业教育公共英语课程建设的相关问题，探索了职业教育中的英语和专业相结合的新方法，提出了课程目标调整、课程内容转换以及教学方法改革等途径，从而使职业教育中的公共英语教学更加具有职业性和实用性的特点。杨润丰等人对工学结合模式下高职《冲模设计与案例分析》课程的改革模式进行了深入地探索，提出了加强实践教学比例的人才培养模式，通过和企业生产以及实际应用的紧密联系提高学生的实践操作能力，从而有利于应用型人才的培养。卢菊洪等人研究了工学结合模式下高职模具专业课程体系的构建和实践问题，提出了构建模具专业课程体系的方法和有效的教学模式，从而使高职模具专业人才培养更加适应时展的要求。胡茵等人研究了工学结合模式下高职体育课程改革的相关问题，从工学结合模式的内涵出发，提出了工学结合模式下高职体育课程内容资源创新和拓展的应对策略。王婷提出了工学结合模式下高职课程评价体系建立的方法，分析了工学结合模式下高职课程评价的含义，并且提出评价体系的构建方法。从已有研究成果可以看出，工学结合模式下高职教育课程体系建设的研究是目前的热点，将工学结合的基本思想融入到《冲模设计与案例分析》课程体系的构建中具有非常重要的意义。
一、《冲模设计与案例分析》课程在模具设计和制造专业人才培养中的地位
通过广泛的社会需求调研，与江铃集团模具分厂、香港惠迪股份有限公司华高电子五金厂等行业企业技术专家座谈、研讨，明确了模具设计与制造专业的主要技术岗位，从而确定出模具设计与制造专业的人才培养目标。模具设计与制造专业的主要技术岗位为：在机电领域内从事产品开发、模具设计、模具制造与维修、设备维护、机床操作与加工等工作。模具设计与制造专业的人才培养目标为：培养德、智、体全面发展，掌握必须的基础知识和专业知识，具有良好的职业素质和综合职业能力，具有较强的创新精神和实践能力，能够独立完成机电领域的产品开发、模具设计、制造、管理、应用研究、机床操作等工作的高级应用型人才。根据模具设计和制造专业的人才培养目标确定《冲模设计与案例分析》为模具设计和制造专业的专业核心主干课程，通过《冲模设计与案例分析》课程教学可以使学生掌握冲压工艺的编制方法、冲压模具的设计、制造和维修理论和实践知识，同时能够掌握冲压件的质量检验和分析方法。
二、《冲模设计与案例分析》课程体系构建的基本原则
（一）在课程目标和课程内容的设置过程中应该坚持以就业为导向的理念，根据模具设计和制造专业人才培养的基本要求，确定出人才必须具备的职业技能，并且设置相应的职业技能实训课。在课程建设过程中应该积极地和企业进行协作，提出课程开发、课程设计、课程执行和课程评价的相关措施。并且关注《冲模设计与案例分析》课程的综合化、模块化以及项目化的建设。
（二）设置和课程对应的“体验课”，给学生提供实践操作的环境，通过实际的操作过程，使学生得到技能上的训练，并且逐步地掌握未来工作所必备的技能。在教学过程的真正主体是学生，学生带着问题进行学习，并在学习的过程中，回答问题，完成设计，从而达到“做中学，学中做”的教学效果。
（三）加大“双师型”师资队伍的建设力度，专业师资是制定和实施科学课程体系的保证。双师型师资的确定，不仅仅是指参加教育部门组织的一些相关培训，而是高职院校能够为教师争取到一些可以参与企业实际生产的机会。通过在企业的实际训练，能够使高职院校的教师发现自身在课程教学中的缺陷，从而能够使以后的教学可以和企业的实际需求更加紧密，从而能够有利于课程目标的实现。
三、工学结合模式下《冲模设计与案例分析》课程建设的策略
（一）加强《冲模设计与案例分析》课程的理论教学和实践教学的结合。在教学过程中，可以将理论教学和实践教学比例设置为1：1，或者使实践教学的比重更大一些。通过开展项目化的课程教学，提高学生的参与教学的主动性，并且逐步地把实际项目中相关的知识点进行讲解，突出课程的重点和难点。在理论教学中，加强模具设计基本理论的深入研究，加强模具设计相关工作过程的介绍；在实践教学中，加强学生的实际操作能力，根据工作的实际过程，对职业技能的教学进行精心的指导，通过理论教学和实践教学的相结合，提高学生的冲压工艺的编制、冲压模具设计、模具的装配和维护以及冲压件质量检测与分析等专业能力，同时，提高学生的学习新知识和技能、分析和解决问题以及查找资料和文献的方法能力。
（二）完善《冲模设计与案例分析》课程的教学内容
通过和企业专家以及课程专家进行沟通和交流，总结出具有普遍适应性的、和《冲模设计与案例分析》课程有关的教学内容。
1.主要包括冲压生产和冲压模具，前者可以通过生产情景录像来进行教学；后者可以通过典型模具的工作过程录像来进行教学。
2.主要包括冲裁件质量问题分析、弯曲件质量问题分析、拉深件质量问题分析和成形件质量问题分析，可以通过一些实际生产中的次品件进行演示教学。
3.主要包括工艺性分析、生产方案的制订、冲裁模总体结构设计、工艺计算和冲裁模零部件结构设计。可以通过冲载件（托板）进行教学。
4.主要包括工艺性分析、生产方案的制定、弯曲模总体结构设计、工艺计算、弯曲模零部件结构设计。可以通过弯曲件（支架）进行教学。
5.主要包括工艺性分析及拉深次数的确定、罩壳的生产方案的制、拉深模总体结构设计、罩壳的工艺计算、拉深模零部件结构设计。主要通过拉深件（罩壳）来进行教学。
6.主要包括气瓶的成形工艺分析和气瓶的缩口模设计。主要通过成形件（气瓶）来进行教学。
（三）开发出适合“工学结合”模式的课程教材。通过和行业、企业技术专家及一线员工开展研讨，对模具设计与制造职业岗位的工作内容及工作过程进行了深入细致的分析和整理，在此基础上，与江铃集团模具分厂、香港惠迪股份有限公司合作开发了“以工作过程为导向” 、突出学生职业能力培养的新型《冲压工艺与模具设计》教材，教材内容的制订以冲压件的工艺性分析、工艺规程的制定、冲压模具的设计、制造过程中的工作任务为主线，将典型零件的冲压加工方法归类为冲裁模设计、弯曲模设计、拉深模设计及成形模具设计，新教材结构清晰，教学目标明确，内容选择恰当，教材难度适中，选取的工作任务真实，具有代表性且实践性强，满足学生专业能力，方法能力和社会能力的培养。
（四）不断完善教学方法。在完成教学设计后，我们按照“工学结合”的精神，遵循“基于工作过程的课程体系”，采用“项目导向，任务驱动，教师引导，学生主体”教学模式进行教学。项目导向是指依托来源于企业真实的冲压件模具设计项目为载体；任务驱动是指以分配任务的形式，使学生按照实际工作流程进行设计，并在设计过程中自主学习；教师引导是指在教学过程中，教师的角色由知识的灌输者转换成解决问题的引导者，提出问题，并给学生相应的引导文件；引导学生学习与掌握与职业岗位所要求的基本理论、基本知识和操作规则。学生主体是指在教学过程的真正主体是学生，学生带着问题进行学习，并在学习的过程中，回答问题，完成设计，从而达到“做中学，学中做”的教学效果。
针对不同的教学内容，采用不同的教学方法，并注重培养学生的群体化协作学习能力。学生群体化协作精神的培养是一个漫长的过程，可通过一些相关的实例（如实验实训、综合实训、学科技能竞赛、体育比赛和辩论赛等）来引导学生群体化协作学习和工作，从而使学生能够树立团队协作意识，提高学生群体化合作能力。利用bbs、微博和qq群等网络的形式，进行充分地沟通和交流，并且形成一致意见，从而能极大地提高学生的团队精神。
（五）完善课程考核方式。将以前片面对理论知识的考核改革为对学生的综合能力的考核，可以利用过程性的评价方式，将学生在理论教学和实践教学过程中体现出的学习态度、平时作业情况、实践操作情况、以及工学结合模式下下厂实习等都在考核的范围内，从而能够提高评价的全面性，进而提高学生的自主学习能力，培养学生的创新意识，最终达到提高高职学生综合素质的目的。
四、结论
经过工学结合和校企合作的实施，构建了模具设计与制造专业的基于工作过程的课程体系，精心选择并组织以真实冲压件模具设计和制造为载体的教学内容，采取现代先进的教学方法和手段，使学生对冲压生产及其规律有生动、直观、全面的认知。尤其是在教学过程中采用“项目导向、任务驱动、教师引导、学生主体”的教学模式，使学生在自主学习的过程中完成设计，达到“学中做、做中学”的效果，不仅培养了学生的综合能力，实现了与企业的零距离对接；而且还节省了企业的二次培训，因此使得模具设计与制造专业的毕业生深受用人单位的好评。
参考文献：
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关键词：汽车保险杠 高强度钢板 冲压工艺 数值模拟 研究
Abstract：automobile bumper is absorbing external impact, easing the body forward protection safety device.Production of high strength steel bumper can greatly enhance the occupant safety．However，it is very hard to form high strength steel plate. This paper based on the the research and development progress of high strength steel are summarized, the research status and main direction of stamping technology are analyzed. The key points of stamping of high strength steel are discussed.the solution is combining advanced numerical simulation technology with current adjusting stamping process．It provides references for manufacturing similar
high strength steel parts of automobile.
Key words: automobile bumper；high strength steel；stamping；numerical simulation ；study
1，前言
20年前，汽车前后保险杠是以一般钢材为主，用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件。随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路上。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能并提高其安全性外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前一些汽车的前后保险杠采用了高强度钢板。有资料表明，使用高强度钢板，原厚度为1．0～1．2mm 的车身板可减薄至0．7～0．8mm，车身整体质量减少15％～20％，节油8％～15％。
但是高强度钢板变形抗力大，对模具要求高，同时普遍存在较大回弹。某进口车型高强度钢后保险杠采用的高强度钢板屈服强度达到550MPa，采用常规冲压工艺很难达到产品要求，主要问题是破裂和回弹［6－10］，而国内可供参考的成功经验也很少，如果采用国外热成形技术又会显著增加成本［7－12］，而且效率低下。由于没有攻克这个技术难题，国内很多汽车企业放弃高强度钢板制造保险杠而采用中强度钢板再增加料厚的办法，不仅增加成本而且造成车身重量加大，耗油量增加，环保性差；即使有汽车企业采用高强度钢保险杠，也是直接交由国外企业采用热成形制造，所以一直受限于国外企业的技术垄断［13－15］。为了打破这一技术垄断，在国内现有工艺水平下采用先进的数值模拟技术与调整冲压工艺相结合最终成功攻克这一技术难关。
本文主要分析冲压用高强度钢板、模具材料和设计的要求，归纳汽车高强度钢后保险杠的开发及其冲压成形技术，力求为该技术进一步的研究及其在汽车工业上的应用提供参考。
2研究汽车高强度钢后保险杠冲压成形的背景和意义
2．1板料冲压成形技术概述
冷冲压是塑性加工的基本方法之一,它是利用安装在压力机上的模具,在室温下对板料施加压力使其变形和分离,从而获得具有一定形状、尺寸的零件的压力加工方法。因为它主要用于加工板料零件,所以也称板料冲压。金属板料在冲压力的作用下,其应力超过其强度极限而沿一定的轮廓线断裂,称为分离工序。分离工序又可分为落料、冲孔、切断、切边、剖切、切口和剪切等;金属板料在冲压力的作用下,其应力超过其屈服强度极限但低于强度极限而产生塑性变形,从而获得一定形状和尺寸要求的制件,称为变形工序,变形工序又可分为弯曲、拉延、翻边、翻孔、胀形、扩孔、缩口和旋压等。与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面冲压加工都具有许多独特的优点：（1）能冲压出其他加工工艺难以加工或无法加工的形状复杂的制件；（2）由于冲压加工是靠模具成形,模具制作精度高,使用寿命长,故冲压件质量稳定,制件互换性好；（3）材料利用率高。一般为75%～85%,因此冲压加工能实现少废料,甚至无废料生产。在某些情况下,边角余料也可充分利用；（4）生产效率高且易于实现机械化与自动化生产。对于高强度钢，若配以合适的后继热处理方式，还可以使板料发挥其最佳的性能，为汽车提供高质量的零部件，从而不但降低了汽车保险杠的重量，还提高了其抗冲击性能及疲劳性能，提高了汽车的安全性。
2.2研究高强度钢保险杠冲压工艺的意义
还未走远的经济危机和严重的环境危机导致当前汽车制造企业面临惨烈的市场竞争，如何回应日益高涨的环保和安全呼声将是汽车制造企业能否生存、发展的关键。采用高强度钢板制造车身则是解决这些问题的有效手段。某进口车型高强度钢保险杠采用的高强度钢板强度达到800MPa，为普通钢板强度的2-3倍，并且降低了车身重量，还提高了汽车的安全性，以及相关联的降低油耗，节约能源、减少汽车排放等。此外，高强度钢板废物可以充分回收利用，有利于降低环境污染。车身重量的减轻，还有助于改善汽车的行驶、转向、加速、制动等运动性能和排气性能，同时，还为降低噪声、振动、实现大功率创造条件。
我国汽车工业己进入高速增长的发展阶段，2003年汽车产量超过400万辆，已成为世界汽车生产大国，2010年前，年均增长率为10%-15%。汽车轻量化和原料国产化、高性能化是中国汽车工业及相关工业努力的方向。而汽车保险杠结构较为复杂，作为一个独立的总成安装在汽车上，它对车辆的安全防护、造型效果、空气动力性等有着较大的影响。保险杆作为汽车车身的一个重要部件，其作用有两方面：一是当汽车与其他车辆或障碍物发生碰撞时，起保护翼子板、散热器和灯具的作用；二是起装饰作用。由于保险杆具有这些功能，国内外=须加快促进汽车高强度钢保险杠冷冲压工艺的研究和发展。
3 汽车高强度钢保险杠成形工艺研究现状
在汽车工业中，基于减重和环保的目的，高强度钢板冲压成形技术逐渐受到关注与重视，各大钢铁公司、汽车制造厂商以及国内外的部分大学纷纷开始了高强度钢板的冲压成形技术的研究。然而，基于技术保密的原因，各高强度冲压部件供应商对于冲压技术的研究文献很少见，现仅对国内外开展高强度钢板及其保险杠冲压研究的现状进行阐述。
为减重和提高抗冲击性能，法国USINOR公司开发出了系列高强度钢板，其主要性能见下表；
物理含义
σb/MP
σs/ MP
δ(%)
δ平均(%)
r
n
BH值
HSLA360
421
502
24.8
14.3
1.01
0.136
——
HSLA460
471
667
23.6
14.5
0.99
0.138
——
DP450
266
494
29.6
20.1
1.06
0.211
55
DP600
321
627
25.7
19.4
0.96
0.182
47
TRIP800
503
831
27.6
21.5
0.93
0.236
97
研究表明TRIP800（冷轧）具有良好的成形性能，实际成形性能接近DDQ的水平，但当TRIP钢的强度超过800MP时，成形性能显著下降。TRIP钢能更多地吸收冲击能，特别适用于碰撞罩，保险杠等抗冲击类零件。
国际上已研制出超轻钢车身，在满足2004 年美国碰撞法规前提下，应用先进高强度可在不增加成本的条件下使车身质量减少20%。高强度钢板等先进材料的广泛应用使得回弹控制更加困难，而回弹量的预测精度是回弹控制的基础。热冲压成形技术是解决高强度钢板难成形问题和减少回弹的有效途径。德国纽伦堡大学亦在进行德国研究基金DFG项目-淬火钢板的热冲压成形原理研究。2005年进行了热冲压成形的基础研究，通过实验确定了22MnB5的奥氏体化温度和保温时间。2006年采用Gleeble1500热模拟试验机，起简图如图1所示，对板料进行等温拉伸以获得热冲压工艺的时间-温度参数所决定的22MnB5的流动性能，获得了奥氏体状态下材料轧制方向、温度和应变速率对流动性能的影响。在此基础上研究了拉伸钱冷却速率对材料性能的影响。结果表明，材料的轧制方向对奥氏体状态下的流动性能没有影响，而温度对流动应力的影响很大，增加温度可减小流动应力和材料的加工硬化。此外，应变速率亦是影响材料流动应力的重要因素，增加应变速率会增加材料流动应力水平。拉伸前冷却速率在一定程度上影响材料的力学性能。
重庆大学某课题组2010年采用先进的数值模拟技术与调整冲压工艺相结合的方法对汽车高强度钢保险杠冷冲压成形进行了优化设计。其采用板料成形数值模拟软件Dynaform对该型轿车的保险杠成形过程进行了模拟仿真，并通过实验及实际生产与仿真结果的对比研究了工艺补充部分形状变化及回弹补偿对保险杠成形性能的影响，最终得到优化的型面设计，顺利生产出制件，为同类相关高强度钢零件的生产起到了指导作用。试验表明钢板的成形性能优于级的
钢板, 成
综上所述，由于高强度钢板冲压成形具有成形难，回弹大等特点，故高强度钢保险杠的成型工艺研究集中在以下几个方面：
①强度级别不同的高强度钢板的成形性能区别显著。选择合适的高强度钢种对高强度钢保险杠的成形至关重要。如适于制造保险杠等抗冲击类零件的TRIP800（冷轧）具有良好的成形性能，但当TRIP钢的强度超过800MP时，成形性能显著下降。
②热成型技术可以克服高强度钢成形困难，回弹大的缺陷。和普通钢板相比，高强度钢板在冲压过程中不仅会造成较大的弯曲回弹和扭曲回弹，而且还会产生严重的侧壁卷曲，这将严重影响冲压件的形状尺寸精度和整车装配。热冲压成形技术是解决高强度钢板难成形问题和减少回弹的有效途径。热冲压是将冲压板材在奥氏体温度区加热，在高温下冲压成形并使其在模具内进行马氏体相变后，在保证高强度的前提下获得需要的形状。但热成型技术会显著增加成本
③采用数值模拟技术研究热冲压成形过程。分析各参数对部件性能的影响规律。随着计算技术尤其是有限元理论和方法的不断发展，描述宏观尺度的塑性变形物理模型、数值计算方法日臻完善，数值模拟成为研究塑性变形过程的有力手段。借助数值模拟技术可以对汽车高强度刚保险杠的成形过程进行模拟．如果工艺补充面设计不合理，将会导致回弹较大，进而影响后工序的产品质量和尺寸精度。通过实验及实际生产与仿真结果的对比研究了工艺补充部分形状变化及回弹补偿对保险杠成形性能的影响，最终得到优化的型面设计
4、高强度钢保险杠成形工艺关键问题及解决方法
国内可供参考的成功案例非常有限，如果采用国外热成形技术又会显著增加成本且效率低。只能在现有水平下采用先进的数值模拟技术与调整冲压工艺相结合才能解决该问题。通过有限元分析软件Dynaform对汽车高强度钢保险杠冷冲压成形过程进行模拟，，发现回弹和破裂是其主要缺陷。可从以下几个方面改善高强度钢冲压件的成形质量：
(1)增大塑性变形量可以有效降低零件的破裂倾向和回弹。汽车后保险杠形状如图2所示，从侧视图中可见其曲率较大，且纵向截面呈U 形，如果工艺补充面设计不合理，将会导致回弹较大，进而影响后工序的产品质量和尺寸精度。为保证制件质量，需在工艺设计时尽量增加零件的塑性变形，故先将工艺补充面设计成盒形。弯曲件产生破裂是因为A处和C 处的产品型面
图2 保险杠零件三维模型
上分别有加强支耳，工艺补充面为盒形时，这两处圆角过小，加上DP800材料的流动性较差，所以造成破裂。故只能根据零件型面将工艺补充面设计成类似U形件。但U形工艺补
图3 保险杠成形有限元模型
充面的回弹较大，通过对比盒形和类似U 形工艺补充面的模拟结果就可看出塑性变形量较小的U 形工艺补充面其回弹较大。
(2)模面补偿法。根据回弹大小采用模面补偿，增大压边力对对回弹角的影响法，将中间B处型面提升并重新构建模面，使其曲率半径减小，从而减小实际生产零件与目标型面的距离。采用模面补偿法虽然不能有效降低回弹数值但是可以使零件型面接近目标型面。但是当B处升高超过6mm时把实际生产的样件安放在检具上发现靠近A 处的安装面影响到模面补偿法的效果。除了采取模面补偿法外，还需在工艺补充时尽量增加其塑性变形，如减小凸模圆角，适当增加压边力，设置局部凸顶等。
(3)在凸模局部型面上设置凸顶。其原理是不改变模具闭合高度的情况下，减小凸顶部分的模具间隙，使凸模强制挤压材料，增加塑性变形。通过模拟发现设置凸顶后材料的塑性变形增加，回弹减小。
通过改进上述方面，升高B处并重构型面，凸模型面上设置适当凸顶，合理设置压边力，板料外形根据型面展开落料而成的，工序采用“落料、冲定位孔—拉延—修边、整形、冲孔”，经过实验可得出满意的结果。
5 结束语
作为汽车轻量化的重要途径高强度钢板冲压成形技术正倍受世界各国学者的普遍关注。而高强度刚保险杠不仅减轻了车身重量，降低成本，还提高了碰撞安全性和抗疲劳性，其发展潜力巨大。但由于国外技术垄断和国内制造水平的限制，因此以快速准确的计算机仿真技术和具有工程实用水平的优化技术为手段的系统地发展高强度钢保险杠的成形工艺研究，对同类相关高强度钢零件的生产以及我国汽车业的发展具有十分重要的现实意义。
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关键词：冲压模具 智能化 冲裁工艺性分析 间隙的选择 生产效率
中图分类号：TG385.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-067-02
目前，我国在冲压模具的设计制造的能力与国际先进水准的比较，还存在一定的差距，但是我国是一个制造业的大国，对冲压模具产品有着比较大的市场需求。由于在国家产业政策大力支持下，我国的冲压模具的发展水平已有比较高的水平，在吸收信息化技术后，现代的冲压模具技术已经有比较高的质量水准近些年来，我国汽车制造业与精密仪器飞速发展，带动冲模技术水平呈现多位化、多功能化，同时发展中的新技术，例如，激光切割和激光焊接技术被应用于零件制造中，这也缩短了模具在使用过程中的制造周期。
1 冲压模具的发展重点以及展望
冲压模具是制造业的重点，它承载着一个国家制造业的兴衰，对于其发展重点，一般选取的标准是其市场上的需求、发展的趋势以及现在的发展状况来进行确定的。可以将这些产品划分为产品上的重点与技术上的重点这两个方面进行有效地研究。
目前，市场流通的冲压模具大约有七小类，一般是按照其具体服务的对象，对其进行分类的，尤其汽车行业中，所需要的模具具有多功能、多位阶，这些模具显然在生产过程中，需求量依然巨大，并且有着非常好的发展前景。
从市场对模具需求分析，我国的模具技术的发展水平呈现多位化、多功能化，并且随着计算机信息技术的引进，模具技术发展越来越依靠精度化、信息化，并以此为基础，吸引大量的市场投资者与消费者。对于模具设计的技术来言，现今个科研机构、学校实验室正在大力的应用CAD/CAE/CAM技术，它能够极大地提高操作效率，尤其是一些板材成型过程中所应用的计算机模拟的具体的分析技术。
模具CAD、CAM技术也正朝向智能化、信息化与集成化的方向的发展，这样就能够极大地提升模具中的CAD、CAM的专业程度。合理的冲裁件的工艺性将会影响一般性冲裁件的质量、生产效率及模具的使用寿命。
为了能够提高CAD、CAE、CAM技术在实际应用中的操作水准，就必须建立、完善相关的模具资料库，同时对专家的操作系统与软件的实用性进行有效的分析。从模具的加工技术方面看，其重点关注模具在加工过程中的高速加工与高精度中的加工。由于高速加工往往依赖于的制模技术有高速的铣削和快速制模。目前，高精度的加工所关注的发展重点就是零件的精度在1 m以下以及其表面的粗糙度Ra0.1 m，是对这些模具零件进行精密性的加工与制造。制造模具的标准化的程度越高，其制造的零件精确度就会越高，这也是模具发展的重点。为了能够有效地提升这些冲压模具操作上的寿命，就必须加大对模具表面上超硬处理的技术将是这些发展的重点。
2 冲裁工艺性分析及间隙的选择
冲裁件的工艺性分析是指冲裁件对冲裁的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸的大小及偏差等是否符合加工的工艺要求。冲裁件的工艺性是否合理对冲裁件的质量、模具的寿命和生产率有很大影响。
2.1 冲裁间隙的选择
冲裁间隙指凸、凹模刃口间隙的距离。冲裁间隙是冲压工艺和模具设计中的重要参数，它直接影响冲裁件的质量、模具寿命和力能的消耗，应根据实际情况和需要合理的选用。冲裁间隙有单面间隙和双面间隙之分。根据冲裁件尺寸精度、剪切质量、模具寿命和力能消耗等主要因素，将金属材料冲裁间隙分成三种类型：Ⅰ类（小间隙），Ⅱ类（中等间隙），Ⅲ类（大间隙）。
2.2 冲裁间隙对冲裁件的影响
（1）间隙过小时，由凹模刃口处产生的裂纹在继续加压的情况下将产生二次剪切，继而被挤入凹模。这样，制件端面中部留下撕裂面，而两头出现光亮带，在端面出现挤长的毛刺。毛刺虽长单易去除，只要中间撕裂不是很深，仍可用。
（2）间隙过大的时候，它的材料在弯曲与拉伸上就会极大的增大，其拉伸的应力也会增大，这些材料就会被彻底性的撕裂，其制造的零件也会让它的光亮极大的减小，圆角与断裂都增大，毛刺大而厚，难去除。所以随着间隙的增大，制件的断裂面的倾斜度的增大，毛刺增高。
2.3 间隙对尺寸精度的影响
冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与公差尺寸的差值。这个差值包含两个方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；一是模具本身的制造偏差。其中凸、凹模间隙是影响凸模或凹模尺寸的偏差的主要因素。
当凸、凹模的间隙较大时，材料所受拉伸作用增大。冲裁完后，材料的弹性恢复使落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径。此时穹弯的弹性恢复方向与其相反，鼓薄板冲裁时制件尺寸偏差减小。
2.4 间隙对冲裁力的影响
随着间隙的增大，材料所受的拉力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。但是继续增大间隙时，会因从凸、凹模刃口处产生的裂纹不重合，冲裁力减小。
由于间隙的增大，使冲裁件的光亮面变小，落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或顶件力也随之减小。但是，间隙继续增大时，因为毛刺增大，引起卸料力、顶件力也迅速增大。
2.5 间隙对模具寿命的影响
间隙增大时可使冲裁力、卸料力等减小，因而模具的磨损也减小；但当间隙继续增大时，卸料力增加，又影响模具磨损，一般间隙为（10%-15%）t时磨损最小模具寿命较高。间隙小时，落料件梗塞在凹模洞口的涨裂力也大。
2.6 确定合理间隙的理论依据
由以上分析可见，凸、凹模对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。生产中常选用一个适当的范围作为合理间隙。这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。设计与制造新模具时采用最小合理间隙值。
由于理论计算在生产中不便使用，故目前广泛使用的是经验数据。现今的模具的发展正朝向一个智能化、高效化、信息化、高精度化的发展方向，在设计技术上来说，大力推广CAD/CAE/CAM技术在实际生产中的应用，能够提高其效率。同时在设计过程中，还充分的对模具制造中的冲裁工艺性分析，对确定合理间隙的理论的构建，在此基础上，减少间隙的差距，进而可以提高零件的精确度。
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