时间：2022-03-24 02:26:04
关键词：冲压工艺； 模具； 机械；
中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：
前言
在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些虽然达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，要提高我国的冲压工艺技术水平，首先要在两方面有所突破，一是提高行业人员素质，这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。二是用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广CAD/CAM/CAE一体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术（CAE）。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率，只有这样才能满足当前广阔的市场需求。
一、冲压工艺分析
1、冲压工艺介绍。冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工（或称压力加工），合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有60%～70%是板材，其中大部分是经过冲压制成的成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。
2、冲压工艺的种类。冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序 2 大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。
二、冲裁模具中机械运动的控制和运用问题分析
冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则中裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料；中孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的2～4 批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和较高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具（供小批量生产）、复合模、多工位级进模（供大量生产），以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。
三、冲压模具设计的基本思路分析
1、转换图纸。如果给一个零件图（如果给你的是一个产品，你就把它测绘出来变成你公司使用的我们国家的标准零件图纸），如果是其他单位拿来或传来的图纸（包括香港、台湾、美国、日本等），也要转换成你公司使用的国家标准图纸。这就是工厂通常所说的转换图纸或图纸转换工序。
2、用三维软件画出零件图，然后转换成工程图（带有展开图的），再另存为CAD的 dwg 格式画出来作为自己参考图调用。
3、根据展开图把排样图或单工序图画出来，再根据展开料图设计出每个步骤之产品零件图（这就叫工艺图）。
4、把 CAD 排样图调入三维软件画出排样图实体，然后转换成工程图，再另存为 CAD 的 dwg 格式画出来作为自己参考图调用。
5、根据以上参考图 / 工艺图设计出每个零件工艺图的模具图。
6、根据模具图设计出每个模具零件的模具零件图来。（把工艺图和全套模具图及 ISO9000 文件交办文控中心受控就可以了。）以上几个方面就是如何着手设计模具之主要内容，用文字是不可能完全说明的，一定要有丰富的实践经验，并加以灵活应用。
四、结语
在冲压过程中，机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理，这种运动是和模具密切相关的，各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动，直接影响到冲压件的品质，所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求，不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中，而应不断发展和创新，在模具设计中对机械运动灵活运用。
在教育事业不断发展的过程中，我国高职院校有可能升为本科院校，而且每年都有很多院校升为本科院校，这就是我国高校教育不断下降的原因之一，所以教育部门提出了高职教育精益求精的教育模式，在很大程度上促进了高校发展。高职院校中，《冷冲压工艺与模具设计》这门学科占有比较重要的位置。本文将重点讲解《冷冲压工艺与模具设计》一体化教学模式。
关键词：
《冷冲压工艺与模具设计》；一体化教学模式；存在问题
高职教育过程中，国家的教育部门比较重视重点学科教学，重点学科的标准是有较强的实践性，有较高的就业率等。教育部门和高职院校内部对待重点学科还是比较重视的。其中《冷冲压工艺与模具设计》这门学科就是重点学科，其最大特点就是比较抽象，最主要教学模式应该是实践，但是大部分高职院校并没有足够重视实践实验，而是一味让学生学习理论知识，结业考核也是通过试卷考核，学生虽然可以考一个很高的分数，但是他们的实际动手实践能力非常弱，这样的情况直接导致学生在工作岗位上不能出色地完成相应的工作任务。基于这样的现状，教育部门和高职院校联合进行课程改革，实行一体化教学模式。教学模式在学生学习过程中是一个比较重要的因素，具体教学模式直接决定了学生的学习，选取教学模式的时候要考虑学生综合能力的培养，通过选取的教学模式对学生进行教学，最终达到学生拥有较强的理论知识、实践创新能力等，这样培养出来的人才是综合性人才。笔者重点讲解《冷冲压工艺与模具设计》一体化教学模式。
一、《冷冲压工艺与模具设计》一体化
《冷冲压工艺与模具设计》是高职院校中机械模具研究专业的一门专业课程，现如今，国家教育部门与高职院校联合进行教学一体化教学模式的探索，在对它进行一体化教学的过程当中，首先应该改编课本。在最初的教学模式中，理论知识与实践是各自分开的，但是这样的教学模式在不断发展过程中逐露端倪，存在的最主要问题是没有好的教学效果。在对课本进行改编的时候应该把理论知识与具体实验相结合，在一个模块知识后，可以穿插相应实验的讲解，既然书这样编排的，那么课程教学就应该按照这样的顺序上，所以要求教师的理论实践一体化，也就是说一个老师可以同时对理论知识和实践实验进行教授。
二、《冷冲压工艺与模具设计》教学中存在的问题
（一）学生对抽象的理论知识难以理解
在模具设计专业学习中，《冷冲压工艺与模具设计》这门课程还是比较重要的，但是这门课程学习比较困难，因为这门学科最主要特点是理论性知识较多，而且这些知识都很抽象，离实际生活比较远，学习起来具有很大的困难。对这门学科教学进行普查之后，得到了一些数据，包括课堂的出勤率、课堂效果、课堂互动情况等情况。在这一课堂上，学生的出勤率平均只有68%，不管教师采用什么办法，出勤率一直处在这样的位置。讲课过程中学生大多都不听讲，主要因为他们听不懂，在课堂上只有寥寥几个人与教师互动。总之就是课堂现状非常糟糕。
（二）实践实验课程效果不理想
高职院校中，我安排了这门学科的实践实验课程，但是因为学生的理论知识很差，这样的现状直接导致实践实验课堂的教学效果非常不好，甚至有的课程根本进行不下去。实践实验课程中都有一定的理论知识，这样才能在实验过程中都有着手的地方。大部分高职院校当中，实践实验课程的安排一般都在理论课程学习之后很长时间内，学生本身理论知识听不懂、学不好，进行实践实验的时候，仅学的一点理论知识都忘记，这样的实际情况导致实践实验课程并没有很好地进行，而且情况很糟糕。其实在这样的情况下，实践实验课程没有存在的必要。因为实践实验课程就是为了让学生更好地学习理论知识，培养他们的动手能力，培养一定的创新能力，但是目前情况是实践实验课程进行得非常不好，建设实验课的目的一个也没有达到，所以这门课程没有存在的必要性是非常正确的说法。为了让实践实验课程有存在的意义，一定要对这门课程进行新的教学模式探索。
（三）学校没有足够重视教学的效果
在大部分高职院校的发展过程中，出现本末倒置的现象。高职院校本就是为社会培养优秀的实践性人才，就是为带动高职院校经济的发展。但是现如今，很多高职院校都把经济发展作为主要任务。在这几年发展过程中，高职院校的招生分数线一再降低，以至于任何一个参加高考的学生都能上一个所谓的大学。招收的学生数量越多，高职院校的经济收入越高，所以招生过程中采用“宁滥勿缺”的政策，这样的招生政策对高职院校发展有很大阻碍，形成恶性循环，使高职院校在人才培养上出现很大问题。这种情况的发生最主要原因是高职院校不重视教学效果。
三、《冷冲压工艺与模具设计》一体化教学模式的探索
（一）进行课本的重新编排
进行一体化教学模式的时候，首先应该对课本进行重新编排。在以往课程教学所用的课本中，理论知识课本与实践实验课本是分开的，而且在具体课程安排上有很大的时间间隔，这样的安排直接导致理论课程与实践课程都没有很高的效率。所以要对课本重新编排，编排过程中把理论知识与相应的实验编排在一块，在一个模块完成之后就把相应的实验编排在后边，并且教学过程中按照这样的顺序进行课程教学。这样的课程安排能帮助学生巩固理论知识，同时培养学生的创新能力。
（二）培养一体化的教师
进行课本一体化编排之后，最好培养相应的一体化教师，也就是说在理论知识与实践课程的教学上对相应的班级安排同一个老师，这样老师能充分了解学生的问题所在，并且在实践实验过程中进行重点教育。培养一体化教师的主要方法是对教师进行相应的培训，毕竟老师们的教学内容大体相同，知识教学方式不同，所以可以培养教师的教学方式，相信很快教师们就能把理论知识和实验教学很好地结合。
（三）采用一体化的教学基地
在完成一体化课本的编排和一体化教师的培养之后，还需要一个一体化的教学基地。一体化的教学基地就是在实训室进行理论知识的教学和实践实验的教学。因为理论知识和实践实验之间的联系极强，理论课上的必要之处可以马上转化为实践实验；在实践实验课上，如果教师发现学生的理论知识太差不足以完成实践实验课程的时候，可以马上转化为理论课程的学习，这样的安排可以最大限度地提高课堂教学效率。
四、《冷冲压工艺与模具设计》一体化教学模式的重要意义
在《冷冲压工艺与模具设计》教学中实行一体化的教学模式能最大限度地提高教学效率，培养学生的实践能力，巩固学生的理论知识，最重要的是在一体化教学过程中能够培养学生的创新能力。总之，一体化教学模式能够培养学生的综合能力，给社会输送优秀的人才。
五、结语
笔者通过介绍《冷冲压工艺与模具设计》教学过程中存在的问题，根据这些问题为一体化教学模式的探索提出具体可行的有建设性的建议，并提出一体化教学模式应用的重要意义。通过实行一体化教学模式的探索，我国的高职院校一定能更好地发展。
作者：闫金星 单位：阜阳技师学院
参考文献：
［1］严冬青，卢秀明.高职院校《冷冲压工艺与模具设计》任务式教学的思考与改革.科技信息，2014（06）.
［2］孟普，甘瑞霞.基于应用型冷冲压工艺与模具设计教学探讨.中国教育技术装备，2015（20）.
［3］黄悦驯，郑平平.《冷冲压工艺与模具设计》课教学改革初探.职业教育研究，2012（06）.
【关键词】冲压模具 课程改革 教学模式 教学方法
《冲压工艺与模具设计》是模具设计与制造专业的核心课程之一，要求学生在学完冲压变形和冲压工艺的知识后，能够正确设计比较简单的冲压模具，并对冲压生产中经常出现的问题和缺陷做出正确地判断。
这是一门实践性和理论性很强的课程，传统的教学均以教师课堂讲授为主，仅局限于书本的知识和内容，在教学学时有限的情况下，自然就采用了填鸭式的教学方式。这种教学方式不但让老师感觉到教学时间紧，教学任务重，重点知识不能充分讲解，难点也不能取得突破，而且让学生感觉到学习很累，很被动，学习内容很空洞，无法产生学习兴趣，导致学生不想参与到学习中去，实践能力得不到提高。而该教学效果的好坏直接影响到后续各教学环节质量的高低，如何激发学生学习的积极性和主动性，提高模具设计能力，是教学改革的关键。在学校全面开展2+1学制的背景下，为了让学生在顶岗实习中能利用他们所学的专业知识解决生产问题，我们对冲压工艺与模具设计课程进行了多方面的教学改革，总结了一些教改心得，以供探讨。
一、冲压工艺与模具设计课程教学难点
冲压工艺与模具设计课程的主要教学内容是冲压加工及冲压工艺、冲裁、弯曲、拉深、成形等冲压工序的工艺设计、模具设计；多工位级进模结构；冲压工艺规程的编制等内容。该课程的教学难点有以下几个方面：
1.典型模具结构复杂，种类繁多，教师须讲解清楚其结构、原理、各个零部件的功用，特别是模具的运动过程，仅靠教科书的二维图形、辅以有限的模型和挂图是相当困难的，加上中职学生的空间想象能力不足，机械制图专业知识容易遗忘，造成学生在学习的过程中比较生疏、无从下手、难以理解。
2.教学内容较多，知识点比较分散，学生在学完基本概念和基本理论后，仍不能形成系统的知识，不能解决实际的问题，实践能力不强，学习效果不佳。
3.冲压工艺与模具设计课程涵盖面广，涉及工程力学、机械制图、工程材料及热处理、公差配合、冲压设备等课程，为能在有限的时间内达到理想的教学效果而增加了学习和讲授的难度。鉴于此，我们采用多种教学方法，引导学生积极参与到教与学的活动中来，让老师在“做中教、教中做”，让学生在“做中学、学中做”，经过教学实践，取得了良好的教学效果。
二、巧用多种教学手段，提高教学效果
教学手段是师生教学相互交流信息的工具、媒体或设备，教学手段包含传统教学手段和现代教学手段，像幻灯片、收录机、小黑板、多媒体、实物展示台等。随着现代教育科技的发展，越来越多学校的教室都安装了多媒体设备，教师也越来越依靠多媒体来进行授课，但效果并不是很好。现代教学手段与传统教学手段融为一体，以多媒体的形式出现，才能提高教学质量，加强教学效率。
（一）展示现实生活中的实物模型，提高学生认知度
该课程的每一章节的第一堂课程都是概述类的知识，学生每当接触到新知识的时候，都表现出渴望和期待的心理，如讲述冲裁工序的时候，激发学生的兴趣，要求学生在生活中找出属于冲裁加工的东西。“兴趣是最好的老师”，兴趣是非智力因素中最活跃的成分。在这个时候许多学生就开始在教室的每个角落寻找属于冲裁加工的物品，兴趣就被激发出来了，同时，我们教师也可以从生活中、校企合作工厂、其他方面搜集冲压制件，把平时搜集出来的冲压制件展示给学生观看，学生很直观地理解了该工件生产所需的工序，提高了学生认知度。
教师展示的制件要求具有代表性、典型，并且学生能想得到的，看得着的，如冲裁工序中的垫圈、拉深中的易拉罐、不锈钢的杯子，这些都是学生熟悉的东西，学生就会思考提问：易拉罐怎么做出来的？为什么瓶盖的厚度与瓶身不同？怎么控制不被拉裂？这个时候教师拿出几个易拉罐给学生们摸着看，学生的思维马上就被打开了，教师总结和分析学生所提出的问题，学生就会带着问题去听课，课堂气氛活跃，提高教学效果。
（二）运用多媒体技术呈现典型模具结构
冲压模具结构复杂，种类繁多，模具零件图和装配图难以在黑板上表达出来，特别是模具的运动过程没有办法通过黑板和粉笔展示出来，这样对于教师的教和学生的学都有难度，针对这个问题可以通过多媒体来解决。多媒体可以将传统教学手段难以表达的内容和难于理解的冲压加工过程、模具内部结构、工作原理、各零部件的运动情况等内容，通过图片、动画、工厂加工视频等多媒体手段生动、形象、直观地展现在学生的面前，变繁杂为简单，变抽象为直观，使学生容易理解，激发学生的兴趣和积极性。
（三）借助AutoCAD软件计算弯曲件毛坯尺寸，降低学生的学习难度
弯曲工艺与模具设计章节内容中，需要学生具有计算弯曲制件毛坯尺寸的能力，此类教学内容多为计算公式的推算、工艺参数的选择，其中有许多三角函数的公式，中职学生推理起来很吃力，计算过程复杂，计算容易出错。教学中可以借助AutoCAD软件来计算弯曲毛坯展开长度，可以避免繁琐复杂的人工计算，降低了学生的学习难度。中职学生对软件类的课程都比较感兴趣，操作AutoCAD软件比较熟悉，同时也加强了软件的操作能力，为课堂增添了新的元素，提高了学生的学习兴趣爱好，实现了工厂学校零的对接。
（四）采用现场实践教学，提高学生的动手能力
典型模具结构的拆装、模具的安装与调试、冲压设备的安装与调试等，可以通过学校实训车间的真实模具、模型、冲压设备来进行现场教学，帮助学生对课程难点深入理解，设计实验实训课，调动学生的主观能动性，突出学生动手能力的培养，提高学生的主动性和创新精神。
三、活用教学方法，有效提高教学质量
教学方法是在教学过程中，教师和学生为实现教学目的，完成教学任务而采取的教与学相互作用的活动方式的统称。教学方法具有双边性，既包括教师的教法又包括学生的学法，教师的教法和学生的学法是相互联系和相互作用的。冲压工艺与模具设计是一门理论性与实践性很强的核心专业课程，传统的教学模式已经不能适应人才培养的需求，新课改要求我们在教学中优化课程结构，让学生在动手实践中、在自主探索中、在合作交流中去思考、去质疑、去辨析，直至豁然开朗，发挥学生的主体地位，进行有效教学，不断提高教学质量。
（一）创设问题情境，激发探究欲望
思维的过程是信息积累的过程，经过学生分析和加工的信息更加容易记忆、更深刻永久，我们需要为学生创设一个信息平台，在老师的引导下让学生去探究问题，寻找解决问题的方法。在教学过程中，教师需要根据教学内容、学生认识规律及学情，创设问题情境，鼓励学生多思考，大胆地去猜想、去探索。设计问题要一环扣一环，由浅入深、从简单到复杂，激发探究欲望，活跃课堂气氛，有效地调动学生思维积极性，能收到意想不到的效果。
案例1：在教学典型模具结构内容时，用多媒体展示典型模具结构装配图，我设计了这样的问题情境：
（1）这套冲压模具是属于什么类型的模具（单工序模具、复合模具、级进模具）？
（2）该套模具包含几个工序，工序名称分别是什么？
（3）条料是从模具的哪个方位送进去的，是左右送料还是前后送料？你是怎么判断的，说出判断的方法和理由？
（4）从装配图中找出条料导向的方式，并用自己的话表述导向的作用？
（5）分析条料定位装置，概述定位的作用？
（6）分析该套模具的卸料元件，到讲台上用手比划出卸料零件的运动过程，概述卸料元件的作用？
学生根据我设计的问题情境去看图，带着问题去思考，有针对性，不至于看着复杂的模具装配图无从下手，使同学们能逐步看懂模具结构图，又能提高学生的口头表达能力。在学习的过程中，学生积极开动脑筋，提出自己的看法，大胆地说出自己的方法，更加全面地考虑问题，灵活运用知识，激发学生的创新意识，不断培养学生创新思维能力。
（二）优化课程结构，引导自主探索
案例2：在教学冲裁间隙时，为了优化教学结构，把冲裁刃口尺寸和公差放在一起学习，设计一些问题引导学生自主查表完成冲裁刃口尺寸的计算：
测量落料凸模和凹模的刃口尺寸，计算出该模具的间隙值，并与冲裁模初始用间隙表进行比较，判断该间隙是否适合2mm厚的Q235钢？
现实训车间缺少一批垫片，厚度为1mm，材料为黄铜，根据冲裁基准刃口磨损原则试着设计凸模和凹模的基本尺寸？
根据所学的知识，按“入体”原则讨论刃口尺寸公差的确定原则，请大家提出自己的方案？
面对这些问题，绝大部分学生能积极看书探索、讨论、合作、寻找答案，根据已学的知识大胆地思考，尝试各种方法去探究解决问题的方案，让学生自主学习，使学生在动手、动脑、动口中去找到解决问题的方法。
（三）创设合作机会，培养团队精神
案例3：在计算冲裁刃口尺寸和公差时，为了提高学习效率，关于多个刃口尺寸计算时，将数据分成几组，把全班学生分成几个小组来完成计算，每个小组4个人，一个小组安排一个小组长，由小组长来分配计算任务，大大节省了计算的时间，提高了学习效率。让学生在合作交流中学习别人的方法和思路，表达自己对这个问题的看法，从而学会从不同的角度学习冲裁刃口尺寸的计算，学会倾听别人发表意见的好习惯，有助于学生团队合作精神的培养。
（四）理论实践一体化，加强学生动手能力培养
案例4：在教学到冲压设备时，在老师的指导下进行冲压加工操作，认识冲压机的结构原理，通过手动调试冲压机的调节螺杆长度来适应冲压模具的安装，在同学的配合下，大家一起完成冲压机的调试与安装。老师设置一些故障点来引导学生去排除问题，帮助学生较快地学会操作冲床。同时也辅助一些实验来提高学生的动手能力，如试冲垫圈制件，观察制件的断面质量，若发现断面质量不合格，提出小组的改进方案？模具的闭合高度大于压力机最大装模高度该怎么处理？
理论与实践一体化的开展，极大地调动了学生学习的积极性、主动性，使学生自觉地参与到教师的教学中，让学生真正做到“做中学，学中做”，让教师做到“做中教，教中做”，也培养了学生的综合应用能力。
四、结束语
《冲压工艺与模具设计》课程的教学从传统的纯理论教学模式过渡到“学做结合”的教学模式，教学中运用了多种教学手段和教学方法，取得了良好的教学效果。一方面可提高学生的学习积极性和学习热情，保证了教学质量和教学效果，另一方面可提高教师专业教育教学能力。新的课改下，教师在课堂中如何去把握，需要我们转变观念，改革教法，增强紧迫感和责任感，为培养一批合格的中等技能型人才继续努力。
【参考文献】
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。
【关键词】模具；工艺分析；设计
冲模的设计前提就是，在满足模具性能的前提下，尽量使模具结构简单、操作方便、材料消耗少、制作成本低，既要保证寿命，又要考虑经济性。在此要求下，生产出来的产品才是符合市场和厂家的产品。以下简单介绍下冲模设计的步骤：
一、冲压工艺性的分析
对需要工艺性分析的零件的结构、形状、尺寸和对冲裁工艺性的适应性。先审查产品制件是否是否合乎工艺性和冲压的经济性，在满足要求的前提下，尽量使冲裁件容易冲刺，以便简化模具，保证模具质量，提高模具寿命，降低成本，提高效益。在当前冲压工艺迅速发展的今天，根据实际的需要和可能，综合各项冲压技术，合理地选择方法，正确地进行工艺与设计，能够做到满足技术要求，同时也满足冲压工艺要求。
二、确定模具的工艺方案
（1）在分析工艺的基础上，确定冲压件的总体工艺方案，然后确定冲压工艺方案，它是制定冲压工艺的核心。在确定方案时，要确定工件的基本工序性质、工序数目以及工序的顺序，再将其排列组合成各种方案，最后进行综合性的分析。（2）各方案比较，确定最佳的工艺方案。其要遵守三个原则：保证冲压件的质量、经济性原则、安全性原则。
三、确定工序的模具结构形式
方案确定之后，之后就要确定模具的具体结构，主要包括：毛坯的定位方式，卸料、压料与出件的方式，上下模的导向及其模架、主要零部件的定位于固定方式及其他特殊设计等。其中最常用的定位装置如图1所示：
四、进行必要的工艺计算
（1）计算毛坯展开尺寸。（2）确定排样方案和计算材料利用率。根据相关手册，确定搭边值、板料规格和材料方式，整条板料的材料利用率公式： =nA1/（LB）？00%。（3）计算各工序的冲压力与压力中心的确定。
五、凹模与凸模的设计
根据加工零件的种类，先确定凹模或者凸模的材料，热处理方式以及尺寸大小，根据已算出的数据，求得另一个模芯的尺寸，确定材料以及热处理方式。
六、选择冲压设备
冲压设备可以根据生产零件的大小、批量和形状来分类，不同种类设备还有不同规格。合理地选择适合的设备。其中常用的开式曲柄压力机工作原理如图2所示。
七、填写工艺卡片
八、绘制模具装配图及非标准件的零件图
参考文献
一、课程目标
《冷冲压成形模具》课程是我院模具技术系开设的一门专业技术核心课程，课程建设伴随着我校模具专业几十年的专业建设历程。在企业专家的指导下，通过企业调研、专家座谈，形成了以工作过程系统化为导向的课程体系及教学内容。开发了相应的课程标准和授课计划，有力地指导了冷冲压成形模具课程的建设。
1.课程培养的专业能力目标
（1）依据冲压件图样或样件分析冲压工艺性；
（2）制定冲压工艺方案并选择最佳方案；
（3）确定冲压模具结构（模具设计）；
（4）编制模具零件加工工艺，具备机床操作能力；
（5）编制模具装配工艺，具备模具装配技能。
2.课程培养的方法能力目标
（1）具有良好的职业道德和科学的创新精神；
（2）专业知识和技能的迁移能力；
（3）制定工作计划的能力；
（4）社会责任心和环境保护；
（5）会运用《冲压手册》《模具制造》等资料，以及利用网络文献等获取信息的能力。
3.课程培养的社会能力目标
（1）具有决策能力和执行能力，具备完成任务和解决问题、技术创新的能力；
（2）语言及文字表达能力；
（3）自我控制与管理能力；
（4）工作中的与他人的合作能力、交流与协商能力；
（5）评估工作结果(自我、他人)的能力。
通过冷冲压成形模具这门课程的学习，模具专业的毕业生主要可以胜任如下岗位：模具冲压工艺岗、模具加工工艺编制工艺岗、模具加工岗、冲压生产现场服务岗、模具装配调试岗、模具生产管理、调度等岗位。
二、《冷冲压成形模具》课程项目教学设计
在大量调研和访问专家的基础上，以文具夹冲压件的生产过程为例，对应工作岗位，形成基于模具生产过程的7个环节，如图1。由此，本课程也相应形成了7个学习情境。
学习情境1：依据冲压件图样或样件分析冲压件工艺性。根据标题栏、冲压件图样结构、尺寸标注及精度、技术要求等方面提供的信息，分析该冲压件的冲压工艺性，并作详细纪录。
学习情境2：制定冲压工艺方案并选择最佳方案。在分析冲压件冲压工艺性的基础上，制定出多种冲压工艺方案，在保证冲压件质量的前提下，根据本单位的实际生产条件，选择最佳冲压工艺方案，编制出具体的冲压工艺，并做出详细的模具价格报价，形成完整的技术方案，并作为存档记录。
学习情境3：模具设计。依据选定的冲压方案，先分组然后进行分工，进行各步模具结构设计；完成模具总装图后，要有明细表，将模具标准件和非标准件分开标出；接下来绘制非标准模具零件，形成一套完整的模具设计图样；图样完成后，进行评审，校对、审核、工艺、批准等过程要做出具体记录。
学习情境4：编制模具零件加工工艺并进行模具零件加工。模具图样后面的生产阶段，要对模具总装图、模具零件图分别进行分析，针对每个模具零件图样均应编制出详细的模具机加工工艺卡，涉及到数控加工的，还应编制出详细的数控加工工艺卡。如果设计图样不符合加工工艺，要和设计者协商；如果需要更改结构，则需要设计者写出书面更改通知单，每个过程都要详细记录、签字。
学习情境5：模具装配。模具装配阶段，首先要依据图样对所有加工好的非标准模具零件进行检测，检查是否合格，模具标准件由市场直接采购。根据模具的具体结构制定出详细的模具装配工艺，然后按照装配工艺完成整个模具装配过程。
学习情境6：模具调试。根据模具设计技术要求，将装配好的模具安装在相应吨位的压力级上进行试模，冲压件如果出现缺陷，找出解决措施。
学习情境7：生产合格冲压件。这个阶段为利用合格模具进行冲压件生产，要熟练掌握压力机的操作，还要求会解决冲压生产中常见的缺陷以及解决措施。生产过程中对设备的使用以及出现的问题作记录。
对已完成的工作进行记录存档，自觉遵守安全作业及5S的工作要求。
三、课程实施设计
第一，建立学习小组。
第二，充分发挥学习小组的作用。根据课业要求和调研题，以小组为单位，制订调研计划、讨论内容，让每个小组成员主动学习、独立思考。小组根据布置的课业任务，遵循“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”这一完整的行动过程进行实施。
第三，课堂突出以学生为中心。教学中根据不同的教学内容采用讨论式教学、演讲式教学、专业对话式教学、问题解决法、实践性教学等方法，激发学生的学习兴趣，在活跃的学习气氛中掌握知识。
第四，理论学习和模具制作技能相结合。
四、课程评价设计
1.突出学生的主体地位
尽可能多地采取学生自评与互评，教师的评价、企业评价也不可少。
2.理论知识与实践技能综合考评
重点考核实践技能。
3.过程性考核与课业评价相结合
过程考核：在课堂教学中从十二个方面评价平时成绩：求知――提问、思考――回答问题；表达――讨论；想象――创意；独立――个人独立解决问题的能力；搜索――获得信息的能力；应用――知识应用；总结――归纳总结；竞争――各层面的小组竞争；合作――小组合作、效率――完成任务的速度；实践――动手能力。
4.对执行职业规范的情况做详细记录、考核
注重职业素质培养和职业习惯的养成，培养合格的职业人。
五、课程资源设计
1.建成现代模具技术实训基地
拥有批量的模具加工数控设备、普通机加工设备以及国际一流的数控加工品牌设备，形成了产、学、研“教学工厂”模式。
2.企业专家指导
有一批固定的企业专家进行指导，形成了以工作过程系统化为导向的课程体系及教学内容。
3.双师型教师
拥有一批既有丰富企业经验、又有丰富教学经验的模具专业双师型教师，既有北京市级骨干教师，又有部级优秀教师。
4.教材开发
以企业模具生产的行动为导向，编写教育部高职高专规划教材和职业技能人才培训教材。
5.教学课件设计
完成了全套冲压模具教学课件以及三维立体仿真模拟动画课件，可供学生在课堂和课余时间使用。
关键词：冲压模具；改进设计；要点分析
中图分类号：S611 文献标识码： A
引言
在我们日常生话生产中，模具设计就扮演着十分重要的作用。小到喝水用的茶杯、钉钉子用的锥子，大到街头的标志性建筑、展览馆的逼真雕塑，更不用说实验室内高端精密的模具在高新技术产业上的应用了。随着社会生话的进步，社会主义经济的发展，人民的物质生话水平有了极大的提高，对生活生产中所需求的模具的种类、样式、更新速度等也都提出了更高水平、更严格的要求，模具设计技术应用的广泛性和社会性更显得突出明显，因而，模具制造也将朝着智能化、集成化、速成化等方向转变。
一、冲压模具工艺的种类及优势
1、冲压模具工艺的种类
在对冲压进行分类的时候，主要是按照工艺的不同进行，主要将其分为分离工序和成形工序，这两类不同的工艺各有着自己的特点。分离工序又被称为冲裁，通过该道工序，能够使冲压件沿着一定的轮廓线从板料上分离，还能够确保分离断面的质量要求。成形工序与此有着不同的特点，其主要目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，然后根据所需要的工件形状和尺寸完成加工，满足工件制作的尺寸和形状要求。事实上，在实际制作工作中，通常是多种工序综合运用于一个工件，每道工序发挥不同的作用，从而完成工件的加工制造，满足设计和制造的要求。冲裁、弯曲、剪切、拉伸、矫正是最为重要的几种工艺，必须做好每道工序的加工制作，以确保整个模具制造质量。同时为了提高制作质量，还要确保冲压用板料的表面和内在性能良好，冲压材料厚度应该精确、均匀，材料表面光洁，没有斑痕，没有擦伤与表面裂纹，以确保加工制作工件的质量和美观。另外，所用板料的屈服强度应该均匀，没有明显的方向性，均匀延伸率高，屈服强度比低，加工硬化性低。只有所用的板料达到上述质量要求，才能更好的进行加工制造，提高工件质量。
2、冲压模具工艺的优势
冲压模具工艺适应了钢材加工制造的需要，在实际运用中有着显著的优势，具体来说，这些优势主要体现在以下几个方面。第一、操作简单。冲压模具工艺通过冲压模具、冲压设备来完成各项工序，操作简单方便，并且容易实现机械自动化。普通压力机每分钟行程量只有几十次，而高速压力机每分钟行程量能够达到几百甚至上千，同时压力机的每次行程都可能获取一个冲件，从而实现了加工的顺利进行，并且大大提高了加工工艺的生产效率。第二、质量稳定。冲压模具工艺具有良好的稳定性，在进行加工的时候利用冲压模具，从而有利于保证冲压件的形状尺寸和精度。一般来说，冲压件表面的质量会得到较好的保护，同时利用冲压模具制造的工件质量较好，使用寿命长。并且利用同一冲压模具制造的冲压件形状和尺寸能够一模一样，有利于确保冲压件的标准化，满足加工制造的需要。第三、性能良好。冲压模具工艺能够加工出形状复杂，尺度跨度大的零件，同时板料在加工过程中有冷变形硬化效应，从而提高了冲压件的硬度和刚度，确保冲压件的质量。第四、省料节能。冲压模具工艺既能够节能，又能够省料，在整个加工过程中几乎没有碎料产生，大大提高了材料的利用效率。另外加工中不需要其他设备，也降低了加工的成本，提高了加工效益。
二、设计模具的基本要求
模具设计的时候，整个的厚度不能太薄，要匀称。在工作的部分的模具也应该有安全厚度不能太薄，但是也不能太厚，没有美观性和实用性。又具有一定的承受能力，不能够太脆弱，能够满足模具的实用性，也能够在一定程度上减轻经济，增加可操作性。对于框架结构里面不能够选错材质，否则会造成成本增加，或者硬度不够，无法支撑实用性的原则。起吊部分也应该安全可靠，否则也能造成大型事故，会给员工和我们自身造成较大的影响和伤害。整体结构也要满足一定的硬度和强度。零部件的结构应该通过计算来得到数据支持，不能够凭空想象。设计图纸上面应该清楚明白的表明各个位置的具体要求和数据，应该在设计的时候，上下体里面的结构要表明清楚，在后期才好加工。在设计冲压模具的时候，应该考虑到可操作性和操作难度，具有一定的安全性，不能让存在较大问题的设计流入实施环节。
三、模具冲压改进设计
冲压技术通过模具技术的进步来展现自己的优越性，现在对于冲压模具的研讨和科研已经成为了冲压技术的重要核心。在二十世纪的时候，外国的飞机汽车等行业已经开始研究和使用计算机来参与模具的制造和修改，运用计算机作为重要的设计手段，运用数学的方法，人机互动的方式来设计和制作模具。而冲压模具就是在冷冲的压力中进行模具的加工，冲压则是运用压力的方法对于材料进行施压，使其分开或者变形，从而设计和获得需要的零部件，冲压出来的产品的质量和生产速度都和模具的设计有直接关系，所以模具的设计水平直接关系到制作出来的成品的质量，所以冲压模具在整个生产体系中都有着不可比拟的重要性。
1、冲压模具的类型
冲压模具的具体类型分为很多种，根据特征进行了分类，弯曲模，膨胀模，复合模，导柱模，自动、半自动模，自动化模等等多种多样的冲压模具。
2、冲压模具的设计过程
一般在设计此类模具的时候，应该根据相应的产品图纸确定了工艺能够实行之后，在进行冲模的设计，在最开始研究设计的时候，要进行相关资料搜集，在充分的了解内容和用途之后，在进行图纸设计，要通过多人探讨的形式来完成，以免发生不必要的错误，根据各种意见融合成新图纸。首先根据其工艺性，分析结构，制定尺寸和形状，另外查看资料分析使用材料，如果一旦发现有一项不符合产品要求，就要进行修改和整理，立志达到最好的效果。确定图纸之后，要开始研讨应该使用的工艺性，分析使用的冲压方法，比如说工序等问题，综合性分析产品的成本，操作方法，难易程度，设备占用，模具寿命等各方面多层次分析问题，确定最方便快捷生产省力的方案进行实践。设计毛坯的大小，冲力大小等，并且进行严密计算。进行上机实验，根据所得结果对于图纸和冲压的修改，然后再次进行验证。
2、冲模设计应该提前准备的注意事项
在设计冲模的时候，应该对于整个流程有一定的分析和完善，从一开始就预想好每一步可能出现的问题，在上机前不断修改，从下面几个方面注意，避免错误：根据现有的冲模设备的具体情况来设定图案和零件详情，大小尺寸等，提出多种方案进行筛选，一定不能单一的进行设计，要多方面的考虑问题。零部件要复合国家标准，不能使用不合格的零部件，设计中应该尽量简单化，在同样条件下选取容易操作，款式经典，制造简单，生产时间短的方案。
3、成本的预算和管控
在选择方案的时候，应该挑选一些能够大批量生产的，工艺不复杂的，同时也应该寻找更加省钱、更加质量优秀的方案进行研究，简单模就整体的比复合模的价钱低很多。但是如果是想要大批量生产冲压产品的时候，而质量要求也比较高，虽然连续模的价钱相对较高，另外，对于质量高，但是数量少的冲压件，可以使用复合模，对于简单精度低的产品，简单模就可以，再设计冲压模具的时候，要学会如何的取舍价钱，虽然有些模具可以使用价钱低的冲压来生产，但是成功率小就增大了经济预算，并且质量也并不太好，所以学会取舍是关键。
结束语
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。
参考文献
[1]刘建超.冲压模具设计与制造[J].高等教育出版社，2010（04）.
关键词：计算机辅助教学 教学动画 仿真资源
当今社会，各行各业已经无法离开计算机和信息技术，对职业教育特别是专业课程教学来说，更是如此。职业学校的学生形象思维能力较强，非常需要以信息技术为主要依托的计算机辅助教学来助推教学，为教学质量的提高做出贡献。《冲压工艺及模具设计》是模具类专业的一门核心课程，具有较强的理论性和实践性，教和学均存在一定困难。作者通过多年来的课程教学改革与实践，在该课程的教学中成功应用了计算机辅助教学，帮助学生理解晦涩难懂的专业知识，学生学习兴趣高昂，教学效果较为理想。
一、制作内容丰富、形象生动的教学课件，使教学质量和效率得到有效提升
根据职业类院校学生的教学规律和认知特点，综合利用含冲压制件、冲压机床、冲压模具等在内的典型图片、深入相关企业拍摄的冲压工艺特、精心制作的冲压原理教学动画以及冲压工艺及模具设计流程框图等资源，制作了内容丰富、形象生动的电子课件。教学时，教师在电子课件的辅助下，可以有效激发学生的学习兴趣，不至于枯燥乏味，学生对重点知识、难点知识的理解更为轻松，从而使得教学质量与教学效率得到有效提升。
二、拍摄制作典型冲压工艺的生产视频，方便教学使用与资源共享
以教学需要和学生认知规律为出发点，深入相关企业录制冲压生产的典型加工视频，剪辑后，单个生产视频的播放时间控制在3分钟之内。冲压加工的相关动作是冲压设备在操作人员的掌控下重复循环进行的，一般单件冲压过程时间很短，故控制视频播放时间并不损害冲压加工的完整性，冲压加工的动作过程也可以从不同角度加以展现。当然，控制视频播放时间还有以下三个方面的好处：第一方面，短小精悍的教学视频占用的存储空间较少，存储、使用、共享都非常方便；第二方面，能够避免教师因播放冗长的教学视频而耽误教学进度和教学效率，同时又能够使用这些短而精的视频资源打破时空限制，开展“理论”与“实践”有机融合的新型课堂教学，使学生在“理论”与“实践”的穿梭中加强对课程内容的理解；第三方面，精短的视频资源可以保持学生高昂的学习情趣，避免倦怠厌烦情绪的出现。
三、拍摄、收集典型精美的冲压生产图片，方便课程教学与资源开发
根据课程教学内容的特点，深入相关企业拍摄制作生产场景类、冲压产品类、冲压设备类、冲压模具类等典型图片资源，亦可通过网络等收集整理相关冲压加工的图片资源。生产图片取材于生产现场，能把冲压加工的相关情境固化下来，比教材上所提供的一些二维图片更为直观易懂。这些图片资料可以方便教师在课堂教学时进行展示，亦可为教学资源的二次开发提供素材，同时可以帮助学生自主学习，加深对抽象知识的理解。
四、开发制作生动形象的教学动画，辅助抽象内容的讲解与理解
必须认识到，图片资源和视频资源虽然直观，但其亦有短板存在，有些信息还是很难从图片和视频上直接获得，比如冲压原理、模具动作、加工过程等。这些抽象问题在教学时难以表述，即使是在生产现场教学，也难免有这类问题的困扰，往往授课教师累个半死，却收效甚微，学生不知所云。因而，开发助学助教动画就非常有必要。作者应用Flash等软件开发了一系列助学助教动画，使表述困难的问题以形象化、可视化、动态化的形式予以呈现，突破教学模型和生产加工的局限性，在教师课堂教学和学生自主学习中均可使用。形象生动的教学动画可以帮助学生加深对学习内容的理解，提高学习效果，教师也可以从烦琐的表述和繁重的劳动中解脱出来，收到事半功倍的效果，同时，也可以节省部分教学成本。
五、开发冲压模具虚拟仿真资源，开展虚拟实训，弥补实训资源不足
在现场教学中，生产模具无疑是一种很好的教学材料，但在其废旧之前，不可能给学生提供装拆实训机会，又由于模具价格较高，也不可能有很多新模具供学生进行装拆实训，所以学生只能通过观察外形的方式来对模具进行大致了解，而对模具结构，特别是模具的具体部件的装配关系却不甚明了；而供拆卸用的少量废旧模具和教学模型，虽然可以让学生了解模具结构，但在模具动作演示方面却有所欠缺。为了突破教学模型和冲压模具的物理局限性，同时弥补实训资源不足的问题，开发了《冲压模具虚拟仿真资源》，开展虚拟实训，无疑是对生产实训的一种有益补充。该资源精选13套典型冲压模具，涵盖了冲孔模、落料模、弯曲模、拉伸模、成形模，以及复合模和级进模，以CAXA实体设计等三维软件造型开发并经Flash集成，每套模具均含虚拟装配、虚拟拆卸和虚拟动作，立体展现模具动作、模具拆卸、模具装配，与实际生产相比，具有较高的仿真性，是“虚拟”与“现实”的对接，可以辅助相关师生的教与学，增强学生的感官认识，培养学生的空间想象能力，激发学生的学习兴趣，轻松学习晦涩难懂的专业知识，节省教育教学成本，提高教育教学质量。
六、开发虚实互补的“冲压工艺及模具设计网络教学平台”，进一步推进教学改革
为了对教学内容和教学理念进行持续改革更新，进一步整合优化教学资源，更加利于教和学，开发了虚实互补的“冲压工艺及模具设计网络教学平台”，使“虚拟”与“现实”成功对接，使教和学变得更为轻松有趣。该平台教学资源丰富，虚实结合，教学时“宜虚则虚，宜实则实，虚实互补，刚柔并济，相辅相成”。该平台可以单机使用，也可以在网络上共享，使用灵活方便。由于该平台特色突出，
七、建设内容丰富、突破时空限制的课程网站，方便课堂教学和自主学习
建设了基于工作过程系统化的《冲压工艺及模具设计》课程网站。网站配有栏目作为助学助教资源：体系描述、课程设计、学习指南、教学内容、教学组织、学习资源、教学评价及教学在线等，内容丰富多彩。通过网络共享，可满足高职院校教师课程开发与课程教学需要，可服务高职院校学生自主学习、企业员工技术提升，亦可满足社会人员的继续教育需要。
通过对冲压工艺及模具设计课程教学的不断改革，成功地将诸如电子课件、教学动画、虚拟仿真资源、网络教学平台等现代教育手段用于课程教学，取得了一系列成绩，教学效果显著。“冲压模具虚拟仿真资源”和“冲压工艺及模具设计网络教学平台”参与了全国性的比赛，已经授权在更大的范围内使用，扩大了受益面。计算机辅助教学在冲压工艺及模具设计课程教学中的成功应用，为教学质量和人才培养质量的提高做出了贡献，也可以为其他课程的教学改革提供参考和借鉴。
参考文献
[1] 吴景淑. 《冷冲压工艺与模具设计》“模块教学法”研究与实践[J]. 辽宁经济职业技术学院（辽宁经济管理干部学院学报）. 2008（02）
[2] 胡塞育，李振镳. 铸造冷冲压模具钢的研究[J]. 机械工程材料. 1990（05）
[3] 杨连发. 选修课 《冷冲压模具设计基础》教学改革与实践[J]. 广西高教研究. 1999（04）
[关键词]汽车冲压件；成形；缺陷
中图分类号：TG386 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0114-02
汽车制造过程中的一个关键环节就是冲压，汽车外表的覆盖件由于暴露在车身外面，因此要求表面必须光滑，不能出现皱纹以及凹痕等，它不但用于提升汽车的美观性，还可以保证汽车的受力，这些基本的构件对成形控制技术提出了较高的要求，对汽车冲压件成形以及过程中出现的缺陷进行分析，有助于提高汽车的功能性，减少汽车制作过程中出现的质量问题。
1、汽车冲压件成形的过程
1.1 分析冲压件图
冲压工艺方案分析和制定的依据是产品零件图，因此在分析设计冲压工艺过程的时候也要从零件图入手，具体主要是从冲压件图的经济性与技术性上考虑。
1.1.1 分析冲压加工的经济性
在冲压加工方法上具有先进性的特点，这主要是因为该工艺具有操作简单、材料利用率高及其生产率高的特点，因此，目前的应用具有广泛性。然而模具费用较高，使得冲压加工的经济性受到了生产批量大小的直接影响，具体表现为批量越小，冲压单件加工成本越高，反之，批量越多，总成本数量就越低，因此对于零件制作数量较少的情况应该尽可能的选择其他制作方法。由此可见，在制作冲压件的时候，要与冲压件的生产纲领充分结合，从而保障冲压工艺的实施能够获得最大化经济效益。
1.1.2 分析冲压件的工艺性
冲压加工零件的难易程度则是对冲压件工艺性的体现，在技术上主要是对零件材料性能、精度要求、尺寸大小和形状特点的分析，使其与冲压件工艺要求相符。与此同时，良好的公益性还应具备以下特点，即操作方便、简单、产品质量稳定、模具寿命长且结构简单、工序数目少及其材料消耗少。通常情况下冲压件的精度和结构尺寸会对冲压件工艺性产生严重的影响，假如出现了零件工艺性差的情况，就应该讲相关建议和意见向设计部门提出，进而适当的修改零件图，保证冲压工艺性。
1.2 各工序工艺方案的确定与设计
以零件成形总体工艺方案的确定为依据将各道冲压工序的工艺方案确定并设计，在内容上主要为完成本工序成形加工方法的确定；本工序主要工艺参数的确定；以冲压工序的成形极限为依据计算必要的工艺，如一次翻边的高度、弯曲件的最小弯曲半径等；毛坯尺寸、形状及其下料方式的确定，材料利用率的计算；各工序成形力的确定；工序工时、能源、材料的消耗定额；依据计算并确定工艺方案的工件尺寸和形状将各工序的工件图绘出。
1.3 确定冲压件总体工艺过程
1.3.1 基本冲压工序的选择
常见的冲压工序主要包括了翻边、切边、落料、剪裁、拉深、弯曲、冲孔等，且各工序存在显著的性质、用途和特点差异性。部分零件冲压的工序性质可直观的从产品零件图上看不出，如对于各种平板件的型孔来说，实施的工序只有冲孔、剪切或落料工序，对于开口筒形件来说则要拉深工序[1]。而对于部分零件供需来说则要进行计算分析才能够确定工序性质。油封外夹圈和内夹圈冲压件具有基本相似的形状，只是在外径与直边高度上存在一定差异，经计算分析，外夹圈在加工工序上可以为，拉深、落料、冲孔和翻边；而内夹圈的工序则为落料冲孔和翻边。
1.3.2 冲压顺序和冲压次数的确定
重复同一性质工序的次数称之为冲压次数，对拉深件而言，可以依据板料许可的变形程度、形状和尺寸进行拉深次数的计算。对于翻边件、弯曲件来说，同样是依据极限变形程度及其具体形状、尺寸来进行冲压次数计算的。为了将工序数量减少，同时将材料的塑性发挥，应该依据工序的质量要求和变形特点合理安排冲压顺序。
1.3.3 工序的组合方式
基于一个冲压件的完成在工序上常常有多道，故而在进行工艺方案编制的时候，必须对工序慎重考虑，或多个工序组合或单个工序，或连续模生产，或复合膜生产等。通常冲压件的精度要求、尺寸大小和生产批量是模具选择的关键性因素，对于大批量的生产来说，必须尽可能的组合冲压工序，并将连续模冲压或复合模选择，对于批量较小的生产来说，则应尽可能的选择单工序简单模[2]。然而，在冲压件尺寸过小的情况下出于对单工序模上料生产率低和不方便的考虑，则应将复合模或连续模生产选择。假如选择的是自动送料，则应选择连续模冲压。为了将多次冲压的定位误差避免，常常将复合模生产选用。在几个简单模制造费用高出复合膜，并且在生产批量小的情况下，则应对工序组合进行考虑，并将复合模生产选用。可选连续模或复合模作为工序的组合方式。
1.4 模具设计遵循的原则
1.4.1 确定模具结构形式和类型
以确定的冲压件的生产批量、精度要求、形状特点、模具维修和制造条件等工艺方案为依据，在保证操作安全性和方便性的基础上，将选择简单模、连续模或复合模确定，同时还要保证使用的模具在寿命要求、强度、刚度、结构形式与类型上相互协调一致。强度问题是复合模常常遇到的，具体表现为一副复合模上集中出现了翻边、冲孔及落料的现象，与此同时复合模的凸凹模壁厚薄与翻边高度小的情况下就不能满足强度要求。
1.4.2 选择可靠的工件定位方式
在定位基准选择时必须与设计基准尽可能重合，假如不重合，就要以尺寸链计算理论为依据进行公差的重新分配，将设计尺寸转换为成工艺尺寸。但是该做法具有较高的零件加工精度要求。当零件制作选择的是不同模具上多工序冲压时，必须保证工序基准的统一。要想可靠定位，就应该将高精度选择，以冲压时不发生移动和变形的表面为定位表面。并且冲压件上的定位表面随零件形状的不同变化，相距较远的外形定位、一个孔和两孔定位适合于平板零件，孔或形体定位适用于弯曲件，凸缘定位适用于拉深件。
1.4.3 模具零件设计制作的标准与规范
在进行模具工作零件计算、设计、定位、选用、卸料、压料、连接和紧固的时候，都要严格遵循相关的标准和规范，在没有标准可以选用的情况下方可进行设计。与此同时还要计算和选用橡皮和弹簧。在壁厚为较薄凹模、冲头小而长的情况下，则应强度校核，在将凹模的结构尺寸设计计算确定的情况下，可以以凹模周界选用模架为依据，保证模具的压力中心、轮廓大小、闭合高度与设备的选择相适应，并将模具结构草图画出。
1.4.4 模具总装配图的绘制
以模具结构草图为依据，将正式装配图绘制，保证装配图能够将各零件之间的相互关系清楚地表达，并且还要具备能够说明模具结构的剖视图、剖面图与投影图，同时还要将工件图，排样画出，并将技术要求和零件明细表等填写。
1.4.5 模具零件图的绘制
以模具的总装配图为依据，对模具零件图进行拆绘，并将技术要求、热处理、材料、表面粗糙度、公差及全部尺寸标注于零件图上。
2、汽车冲压件成形的特点
2.1 冲压具有较好的工艺性
冲压件在成形的时候大多是采用的冷冲压，这种冲压的方法非常的普遍，并且具有很多的优点，例如说在良好的冲压下，经过精密的加工可以得到许多用其他方法没有办法得到的零件，它们大多形状非常的复杂，或者说很小巧精致，这些都是其他制作方法无法很好的做到的。
2.2 冲压件的成件效率比较高
在对金属材料进行冲压制作汽车冲压件时，材料大多是整块的金属材料，只要我们进行好规划，利用压力机进行冲压的时候可以合理的利用几乎所有的金属材料，可以避免人为操作的时候因为裁割的大小不符合要求需要进行再次切割而导致的材料浪费[3]。这样就大大的节约了材料的使用，降低了成本和浪费，提高了材料的利用率。并且汽车冲压件的生产效率大大提高，机械化的生产不仅安全经济，而且质量较高。
2.3 保证了汽车的质量
利用冲压制作的零件和汽车部件一般质量都比较高，因为它是采用机器进行的加工，所以它在大小尺寸上精确度很高，并且不会出现第一个冲压得到的部件质量高，形状好且尺寸精确，但是下一个冲压得到的部件却缺胳膊少腿，尺寸和要求的不符合的现象，质量比较稳定，一致性较高。汽车的冲压件多是对金属材料进行塑性变形，把普通的金属材料通过冲压制作成汽车的零件，保证了汽车的零件都是金属材质，汽车的质量也得到了保证。
3、冲压件成形的缺陷分析
按照工艺进行分类，冲压可以分成两类，分别是分离工序和成形工序，。其中分离工序还可以叫做冲裁，这个工序的主要作用是按照一定轮廓线从板料上分离出汽车配件冲压件，这个过程必须要保证分离断面的质量。成形工序的主要作用是在不破坏板料的条件下使塑性变形，最终制作成规定形状和尺寸的工件。通常一个工件中综合了多种工序，其中最主要的几种冲压工艺分别为冲裁、剪切、弯曲、拉伸、旋压、胀形、矫正。
表面质量对于汽车覆盖件来说非常重要，不但要考虑车身冲压件的一般工艺特点，还要注意表面不允许有波纹、皱纹、凹痕、擦伤、压痕等缺陷，棱线应清晰、平直、曲线应圆滑、过渡均匀[4]。另外，汽车覆盖件还需具有很高的尺寸精度，以保证焊接和组装的准确性要求。实际在试模或者生产过程当中经常会遇到多种缺陷。下面我们主要分析以下几种缺陷：
3.1 切割材料上出现毛刺
在将冲压件材料从板料里切割下来时，在材料的边缘经常会出现许多的刺状物，它们有的很薄有的较厚，但都会比较高，比较明显，这就是在材料切割中经常出现在切割后的材料切割边缘的毛刺。毛刺的产生有两种情况，一种是因为进行切割的机器的凹凸模之间的间隙过大，导致切割处不在同一线上而出现了高且厚的毛刺；另一种状况是凹凸模之间虽然是有间隙的，但是并不大或者是因为长期的使用而使刀刃磨损，这样会出现高但是薄的毛刺。因此我们要调整好凹凸模的间隙，定期对刀刃进行检查，磨损了的刀刃要进行研磨。
3.2 拉伸时出现起皱现象
汽车的冲压件材料厚度不一，当需要薄的冲压件时就需要我们对它进行拉伸，拉伸有时候会出现起皱的现象，例如边缘会呈现波浪形状，高低不平，严重影响了后期的拼接工作。当然也有一种起皱就是在拉伸一些类球形状的冲压件时在侧壁会出现凹凸不平的起皱，这些起皱不仅仅破坏了美观，还会导致汽车冲压件在后期进行汽车组装时和别的器件不匹配的现象出现。从根本上来说，之所以会出现起皱的现象是因为在拉伸的时候材料受力不均衡导致的，例如在拉伸平板时压力不均会导致材料中间和边缘受到的力不平衡，例如在拉伸球状的材料时，若是球外力和球内力无法达到一个平衡点，会导致球内材料挤压后出现凸起的褶皱。对于这些需要我们注意拉伸的程度，必要时利用辅助工具防止材料拱起，或者加厚材料。在设计拉伸件时，形状变化急剧的部分如有多余的金属，材料易流动，可能会产生起皱，需考虑在这部分的工艺补充上增加凸筋，使多余的金属在拉伸过程中流到凸筋中，充分吸收多余的材料，防止起皱。另外，减小拉伸变形程度、加大毛坯厚度也可以降低起皱倾向[5]。
3.3 拉伸时出现破裂现象
拉伸除了会产生起皱以外，若是拉力过大，超过了材料实际具有的抗拉强度，也就是说超过了材料的承受能力就会导致材料破裂，大大浪费了材料，同时也浪费了很多人力物力，因此我们应该注意防范。在拉伸的时候往往不是薄的地方容易出现破裂，而是变形最大的地方容易产生破裂，这说明在需要进行大幅度的拉伸的地方，我们可以进行提前措施和拉伸后的修补，例如可以在拉伸的地方打上工艺孔或者进行工艺切口，帮助在进行弯曲较大的拉伸的地方减轻拉伸所需要的拉力，避免拉力过大。
3.4 拉延成形时反弹
在进行拉延成形的时候经常会进行弯曲拉延成形，但是因为力的作用，在我们进行拉延后冲压件还很可能出现反弹的现象，导致最终得到的冲压件和我们想要的冲压件的实际尺寸出现较大的偏差，严重影响了冲压件的质量问题，导致得到的冲压件不能正常使用。拉延成形过程中出现的反弹现象如今可以用回弹加工型面的补偿技术来进行解决，但是这并不能完全解决问题，还需要我们进行进一步的研究，提出更好的解决办法，避免材料的损失和工作效率的降低。
结语
随着我国制造工艺技术的迅速发展，汽车制造技术也不断提升，汽车质量较之前有了很大的提升。汽车制造过程中非常关键的工序就是汽车冲压，因为汽车冲压件在汽车配件中占据了非常重要的位置，几乎整个汽车结构中都有汽车冲压件，而且汽车冲压件对提高汽车性能也有非常关键的作用。汽车车身外部和内部都有冲压件，虽然冲压件有很多优势，但同时也存在很多不足之，需要我们对制作过程中的缺陷进行分析，以给汽车冲压制造过程提供参考，从而更好的提升汽车的整体性能。
参考文献
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关键词：冲压模具设计与制造；制造理论；工艺分析
随着我国职业教育事业的发展，其为社会输出了各个领域的技术性人才，为社会发展和国民经济发展做出了一定的贡献。随着我国模具生产技术的现代化发展和广泛运用，如今模具设计与制造已经成为职业教育的重要专业，因此，如何做好冲压模具设计与制造实训教学成为职业教育院校考虑的重要问题。职业教育院校需要注重结合当前模具市场的需求，以提高学生的模具设计与制造技术水平作为教学方向，从而促进模具技能型人才的培养。
一、冲压模具设计与制造实训培养的必要性
目前，我国的职业教育院校主要采用的模具设计与制造实训课程主要是以学科门类作为依据，通过理论与实践并行的方式进行教学。该种教学方式可以使学生全面综合地掌握理论知识和实践能力，但有很多院校无法正确掌握该种教学方程的课程设置程度，导致存在理论知识过多，理论知识与实践教学分离等情况，无法体现良好的教学效果。如果学校过于注重理论知识教学，学生则会认为教学内容比较空洞，无法联系实际，也就难以提高学生的动手操作能力。而且学生在缺少实训环境的情况下，会出现学习困难的情况，影响学习兴趣和学习质量。如果学校将理论教学和实践教学完全分开，则会使学生在学习过程中无法将理论与实践良好的结合，仍然会导致学生出现缺乏实际动手操作能力的情况。
二、冲压模具设计与制造实训的要求与内容
职业教育院校在进行冲压模具设计与制造实训教学时，需要注重培养学生自主分析问题和解决问题的能力，并全面掌握冲压工艺。模具设计等内容及方法，能够独立解决加工规程中出现的问题。冲压模具设计与制造实训需要帮助学生树立正确的设计思想，并需要全面考虑设计与制造的实用性、经济性、安全性等，并及时学习和掌握最新的模具技术，通过查阅资料和自主分析，设计合理先进且图面整洁、符合国家标准的方案，并需要保障编制的模具零件加工规程符合实际生产标准。
冲压模具设计与制造实训的教学需要根据学生的特点进行，让学生能够充分了解冲压工艺过程设计、冲压模具设计及编制模具零件加工工艺规程，并掌握工艺、设计与制造之间的关系，从而能够独立设计中等复杂程度的冲压模具和编制模具零件制造工艺能力等。
三、冲压模具设计与制造实训的教学方法研究
职业教育院校首先需要注重冲压模具与制造实训的选题和流程的设计，即明确教学实训任务，并根据任务制订实训计划，在经过决策和实施实训计划后，根据评估反馈了解实训技术的效果。目前，各个职业教育院校的实训车间主要有两种，一种是单一功能实训车间，另外一种则是多功能实训车间，其中多功能实训车间运用比较普遍，其主要是为了某个职业而专门设计，能够满足该职业多种职业功能的要求。该类实训车间可以按照工序分为不同的区域，教师还可以利用多媒体和CAD设计进行指导，从而解决学生存在的问题。
职业院校还需要进行实训的组织和时间安排，如可以将模具设计阶段安排为两周的学习时间，该段时间主要让学生利用设计软件进行模具设计，随后再进行制造与装配的学习，可以设计为六周，最后让学生完成试模和说明书编写，设计为一周。
本文主要针对拖拉机垫片的教学及工艺进行分析，首选需要确定拖拉机垫片的工艺方案，如先落料再冲孔，采用单工序模生产；落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产，通过比较学生应当选择第二种方案。随后学生需要进行工艺力的计算，确定排样形式和裁板方法，并进行材料利用率的计算以及压力中心确定等，最终选定合适的压力机。另外，学生还需要全面掌握模具零件的加工过程、模具装配过程及试模与调整过程，最终试冲出合格产品。
综上所述，随着我国工业行业的不断发展，模具制造作为工业生产中的重要因素，其对我国工业行业的发展起到非常重要的作用，因此，职业院校作为培养技术性人才的主要场所，其需要加强冲压模具的设计与制造实训教学。
参考文献：
[1]陈乐平，单磊，陈健，等.冲压模具设计与制造课程教学模式的设计探讨[J].教育教学论坛，2014（46）：178-180.
[2]梁艳娟.高职冲压模具设计与制造课程教学模式的改革与实践[J].企业导报，2011（10）：207-208.
【关键词】拉延；工艺设计
1.前言
汽车车身冲压件因其形状复杂、材料薄、尺寸大、外覆盖件表面质量要求高等特点，相应的就要求其模具具有结构复杂、体积大、重量大、制造成本高、周期长等特点。在制造的过程中它们一般要经过落料、拉延、修边冲孔、翻边整形等多道工序才能完成。车身冲压模具设计与制造是汽车行业“四大工艺”的源头，同时也是最为关键的部分，而拉延模具的设计与制造就是冲压模具设计与制造的重中之重了。
2.拉延模的型面设计
拉延模的型面设计包括：冲压方向的选择、工艺补充、压料面的生成、拉延筋的布置、工艺孔和工艺切口的布置、凸凹模圆角半径的确定、定位形式的确定。下面我们就对这几个方面逐一展开说明。
2.1 冲压方向的确定
所谓冲压方向是指坯料在模具拉延过程中所受机床压力的方向。选择正确的冲压方向是确定拉伸方案首先遇到的问题，它不仅决定能否拉伸出满意的工序件，而且影响到工艺补充部分的多少及拉伸后各工序的方案。对于拉延模具而言，冲压方向的选择应满足以下原则：
（1）保证凸模能够顺利进入凹模，不应出现凸模接触不到的部位。
（2）拉延开始时，凸模和坯料的接触面积要尽量大，接触部位应处于冲压模具的中心。
（3）压料面各部位受力要均匀。
（4）尽可能地减小拉延深度，且要使各部位的深度均匀，防止深度过深导致开裂。
通常我们可以把三维数模的重心位置设为原点，在Y轴和X-Z面上建立坐标系统，并以Y轴上的坐标方向为中心，旋转X-Z面上的坐标系统直到所有的曲面都和此方向不产生负角为止，则这个方向就是拉延方向。
下面我们以左右前轮罩为例，看一下其拉延工序冲压方向的确定。如图1、2所示，以Y轴上的坐标方向为中心，旋转X-Z面上的坐标系统5o时，能保证凸模能够顺利进入凹模，不会出现凸模接触不到的部位，并且所有的曲面都和此方向不产生负角，可以确定此方向就是拉延的冲压方向。
2.2 合理增加工艺补充
汽车冲压件种类繁多，一些大型覆盖件形状复杂不规则，结构不对称，很难满足拉延成形工艺的要求，合理增加工艺补充有利于改善拉延件的工艺性，提高拉延件的质量。工艺补充是拉延件不可缺少的部分，拉延以后要将工艺补充修掉，所以工艺补充也是工艺上必要的材料消耗。工艺补充面的形状多半是复杂的空间曲面，不仅需要确定型面补充走向、型面补充范围等，还需要描述其空间几何形状，是一个涉及边界条件以确保成形顺利实现的创造性过程。目前这一问题的解决主要依靠个人经验，通过对零件几何的定性分析来确定，借助于曲面造型功能软件来完成。设计拉伸件工艺补充时还应遵循以下的设计原则：
（1）使拉伸深度尽量浅；
（2）尽量有利于刃口垂直修边；
（3）工艺补充部分应尽量小，提高材料利用率。
2.3 压料面的设计
压料面是指凹模圆角半径以外的那一部分。在确定压料面形状时要尽量降低拉延深度，使型面平缓。由于凸模对拉延坯料要有一定的拉伸作用，所以必须保证压料面展开长度比凸模展开长度短，材料才能产生拉伸，如果压料面展开长度比凸模长，拉伸时可能会形成波纹或起皱。压料有两种形式，一种是压料面就是制件本身的凸缘面，这种压料面的形状是确定的，此时，当压料面是制件本身的凸缘部分，凹模圆角R要根据具体情况确定，因为制件圆角半径一般都比较小，直接作为凹模圆角半径不利于拉伸，必须加大才不会导致拉延时起皱或破裂。加大后的圆角可通过后序的整形工序来达到产品的要求另一种压料面是由工艺补充部分组成的，对于这种压料面，压边圈将拉延坯料压紧在凹模上，压料面不应产生褶皱和裂痕，从而保证凸模对拉延毛坯的拉延，否则在拉延的过程中会形成波纹和褶皱，甚至产生开裂。由此可见，压料面形状一般由平面、圆柱面、圆锥面等可展曲面组成。其中，平面压料面不但有利于坯料成型，而且加工也容易，应尽量采用。
2.4 拉延筋的设置
冲压件在拉延的过程中出现的问题主要有起皱和开裂，为了解决这个问题必须设置拉延筋以增加进料阻力，调节材料的流动速度和进料的多少。拉延筋的数量及位置主要根据冲压件的外形及拉延深度而定，拉延深度大的制件在直线部分一般要布置拉延筋，而在圆弧部位不设拉延筋；同一零件各部位拉延深度相差较大时，在深的部位不设拉延筋，浅的部位需设拉延筋；在进料阻力小的部位设置拉延筋；在需要进料少的部位设置拉延筋；在容易起皱的部位设置拉延筋。拉延筋的方向一定要与拉伸坯料的材料流动方向相垂直。
2.5 工艺孔和工艺切口的布置
板料拉伸超过极限，会发生断裂，因此设置工艺孔或工艺切口使板料易于流动。工艺孔和工艺切口主要是针对一些局部变形剧烈或存在反拉延的工件而采取的工艺手段，它必须分布在工艺补充上，在后序的修边冲孔工序中能将它们修掉。工艺孔和工艺切口常设在拉应力最大的拐角处，且与局部凸起边缘形状相适应，以便材料合理流动。工艺孔和工艺切口一般有两种生成方法：一是在落料时冲出，它一般用于局部成形深度较浅的场合；另一种是在拉延的过程中切出，这是最常用的方法，在拉延的过程中开始使材料充分变形，然后切出工艺切口，利用材料的切向延伸使成形更深一些。外板件切口后的切屑会在工序件表面形成斑点，所以工艺孔和工艺切口应尽量在落料模中切出，避免在拉伸模中切出。
2.6 凸、凹模圆角半径的确定
凸、凹模圆角半径的大小对于能否获得理想的拉延制件起着很大的作用。大型覆盖件拉延过程中常见的缺陷就是拉裂和起皱。当凸模圆角半径过小时，拉延坯料的直壁部分与底部的过渡区的弯曲变形加大，使危险断面的强度受到削弱；而当凹模圆角半径较小时，坯料侧壁传力区的拉应力相应增大，这两种情况都会使拉延系数增大，板料的变形阻力增加，从而引起总的拉延力的增加和模具寿命的降低。若凸模和凹模的圆角半径过大，板料的变形阻力小，金属的流动性好，但也会减小压边的有效面积，使制件容易起皱。因此确定凸、凹模半径时必须与制件的变形特点、拉延筋及凸、凹模具圆角半径的大小等因素综合考虑。
2.7 定位形式的确定
在制定冲压件的拉延工艺时，必须考虑到后面的工序要有好的定位方式，以确保制件的表面不产生损伤，尺寸精度不受影响等。常见的定位形式主要有三种方式：
（1）面定位，它主要是利用工件的内外表面形状来实现定位，外覆盖件大多采用这种定位方式。
（2）孔定位，它一般是利用制件上的孔或者工艺孔来实现定位，它要求孔的间距要尽可能地远，内部结构件大多采用这种定位方式。
（3）孔面结合定位，就是利用制件的表面形状和工艺孔相结合的定位形式，很多制件由于形状复杂采用此种定位方式
3.结束语
拉延模型面设计的优劣直接影响到产品是否能够顺利成型、成型质量的优劣，及产品调试周期的长短等等。现在，随着计算机技术的发展，Catia、UG、AUTOform等软件已经在模具设计中得到广泛的应用。这些软件的应用，使得设计人员可以结合自己的经验直接在计算机上设计出产品的型面，并使用AUTOform对设计出的型面进行拉伸过程的模拟，结合模拟的情形，反过来优化产品的型面设计，得到最优的产品型面。本文通过对拉延工艺设计中需要注意的问题进行了详细的分析，对拉延模模具的设计具有很好的指导作用。
参考文献
[1]周天瑞主编.汽车覆盖件冲压成型技术[M].机械工业出版社，2000.
[2]姜奎华主编.冲压工艺与模具设计[M].机械工业出版社，1998.
[3]徐政坤主编.冲压模具设计与制造[M].化学工业出版社，2009.
作者简介：
关键词：冲裁工艺；长圆孔；模具设计；有限元仿真
引言
冲压工艺是塑性加工基本方法之一，主要用于板料冲压，可分为分离工序和成形工序。落料、冲孔、裁剪等属于分离工序；弯曲、拉深、胀形等属于成形工序[1]。落料和冲孔统称为冲裁[2]。冲压工艺生产效率高，产品质量稳定，材料利用率高，广泛应用于机械制造、信息产业等工业，可冲压如汽车覆盖件、仪器仪表元件等。在管材外圆面上进行冲压比较困难，存在很多局限性和不完善的地方。本研究着力设计新结构的冷冲模，并运用Deform-3D[3]软件模拟仿真在45号无缝钢管上冲裁长圆孔的工艺过程，分析材料变形的应力、应变分布情况和冲裁速度对变形的影响，找出变化规律，得到合理化工艺参数，指导生产实践。
1 冲裁长圆孔工艺分析及模具设计
1.1 工艺分析
图1所示的45号无缝钢管零件图，内径φ36mm，壁厚3mm，左右两侧各开20mm×35mm的长圆孔，孔的轴线与管子的轴线在同一平面上。一般采用镗削、铣削或者线切割的机加工方法制成该长圆孔，但铣削易使管子变形，线切割工作效率低， 成本高。经工艺分析，认为采用冲裁的方法经济可行，但仍然存在以下困难：一方面冲裁过程中冲头与管材外圆面接触面积较小；另一方面管材圆弧半径使得同时刻冲头压入管材的深度不均，完全切断管材所需冲头行程有所增大。因此需采用合理的工艺方案和结构设计优良的冷冲模[4]去解决这些困难。
1.2 方案设计
毛坯管件采用环形压紧，须在φ36mm内孔中设计凹模，凹模与支撑块配合，保证凹模的型腔与冲头的位置正确。装配定位正确后，先以外圆面为基准，冲第一个孔；然后将工件转180°，以第一个孔为基准再冲第二个孔。
1.3 模具设计[4，5]
（1）间隙选择
冲裁间隙是指凸、凹模刃口间缝隙的距离，它是冲压工艺和模具设计中的重要参数，直接影响冲裁件的质量、冲裁力、模具寿命。根据材质类型，材料厚度，查表选择冲裁模初始较大双面间隙Zmax、Zmin值。
（2）凸、凹模刃口尺寸的确定
冲裁件的尺寸及公差主要靠凸、凹模刃口尺寸精度及其公差来实现和保证。采用互换加工法制造凸、凹模简单方便，精度易保证，所以本研究采用该方法设计凸、凹模，冲孔时刃口尺寸及公差计算公式如下：
（3）凸模长度确定
凸模长度一般根据模具结构需要而定，可用下列公式计算：
L=l1+l2+l3+l
式中：L-凸模总长度，单位mm；l1-凸模固定板厚度，单位mm；l2-卸料板厚度，单位mm；l3-导尺厚度，单位mm；l-附加长度，单位mm，一般取l=15～20mm。
基于上述设计原理，凸、凹模的主要尺寸参数见表1。
实现钢管上冲裁长圆孔工序的模具如图2所示。
2 冲裁长圆孔的有限元模拟关键技术
2.1 软件选用及几何模型
目前市场上出现的广泛运用于冲压、锻造等金属成形的专业软件有DYNAFORM、DEFORM、AUTOFORM等。DYNAFORM用于模拟板料拉深、弯曲等成形工序，而DEFORM-3D可模拟3D材料流动，适用于模拟冲裁工序。所以，本研究中选用该软件进行模拟分析。
在DEFORM-3D软件中不能直接建立三维几何模型，本研究先采用Pro/E建模，以STL格式保存文件，再导入DEFORM-3D中进行模拟设置。
2.2 网格划分及模拟设置
DEFORM-3D软件自带网格划分程序，分绝对尺寸和相对尺寸两种。网格类型是四面体，容易实现模拟过程中网格重划分，且重划分时工件体积损失最小，计算误差最小。DEFORM-3D软件中的求解器分稀疏矩阵求解器和共扼梯度求解器，采用共扼梯度求解器，工作效率高。
图3为前处理模型示意图，模拟设置为：管胚设为变形体， 网格数为70000（相对网格），采取网格自动重划分，模具均设为刚体。管坯材料设置为AISI-1045，[70F9（20C）]，凸模和凹模材料设置为AISI-D2。模拟过程中不考虑温度变化，设置为室温20℃。凸模与管胚、凹模与管胚的摩擦系数设为0.12，其余设置为0.01。凸模的运动设置为-z方向，速度10mm/sec，总行程20mm，模拟步数20步。
3 模拟结果与分析
3.1 等效应变、应力分析
图4为变形过程中材料的等效应变分布云图，图5为等效应力分布云图。分析可知，冲裁长圆孔的过程中，材料的等效应变和等效应力主要分布在模具刃口连线上，且均匀分布在长圆孔形的冲孔废料区内， 而区域外的等效应变和应力几乎为零。
随着凸模向下冲裁的行程增大，等效应变数值先增大后减小；最大等效应力数值在整个冲裁过程中基本保持不变，应力集中点沿模具刃口连线分布，且具有对称性。冲裁过程中，拉应力集中出现在靠近凸、凹模工作刃口处。凸模与管胚的顶端即长圆孔的长尺寸方向最先接触，使材料首先在此处产生断裂。凸模继续向下冲裁使管胚短尺寸方向上材料的对称裂纹逐步加深直至断裂，所以短尺寸方向上的材料在整个冲裁过程中，承受最大应力的时间最长。
3.2 冲裁速度对变形的影响
图6为材料损坏图，对应凸模冲裁速度分别为8mm/sec，10mm/sec。分析得，在冲裁长圆孔的过程中，冲裁速度越快，料达到同样的变形程度所需要的模拟步数越少，耗时越短。冲裁速度过慢或过快，都会使冲裁口毛刺增大，增加管胚网格重划分次数，计算量繁重。采用10mm/sec的速度冲裁长圆孔得到的冲裁效果最好，长圆孔的冲裁边缘较光滑平整，材料的最大损坏值也小。
4 结束语
文章主要实现了钢管上冲裁长圆孔工序的模具设计，并在DEFORM-3D软件中模拟仿真了冲裁工序的整个成形过程。分析等效应变、应力分布以及冲裁速度对变形的影响，合理选用冲裁速度以得到冲裁边缘平整光滑的高质量冲裁件。
参考文献
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