時(shí)間：2022-03-24 02:26:04
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
在教育事業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)高職院校有可能升為本科院校，而且每年都有很多院校升為本科院校，這就是我國(guó)高校教育不斷下降的原因之一，所以教育部門提出了高職教育精益求精的教育模式，在很大程度上促進(jìn)了高校發(fā)展。高職院校中，《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》這門學(xué)科占有比較重要的位置。本文將重點(diǎn)講解《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》一體化教學(xué)模式。
關(guān)鍵詞：
《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》；一體化教學(xué)模式；存在問(wèn)題
高職教育過(guò)程中，國(guó)家的教育部門比較重視重點(diǎn)學(xué)科教學(xué)，重點(diǎn)學(xué)科的標(biāo)準(zhǔn)是有較強(qiáng)的實(shí)踐性，有較高的就業(yè)率等。教育部門和高職院校內(nèi)部對(duì)待重點(diǎn)學(xué)科還是比較重視的。其中《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》這門學(xué)科就是重點(diǎn)學(xué)科，其最大特點(diǎn)就是比較抽象，最主要教學(xué)模式應(yīng)該是實(shí)踐，但是大部分高職院校并沒(méi)有足夠重視實(shí)踐實(shí)驗(yàn)，而是一味讓學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)，結(jié)業(yè)考核也是通過(guò)試卷考核，學(xué)生雖然可以考一個(gè)很高的分?jǐn)?shù)，但是他們的實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐能力非常弱，這樣的情況直接導(dǎo)致學(xué)生在工作崗位上不能出色地完成相應(yīng)的工作任務(wù)。基于這樣的現(xiàn)狀，教育部門和高職院校聯(lián)合進(jìn)行課程改革，實(shí)行一體化教學(xué)模式。教學(xué)模式在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中是一個(gè)比較重要的因素，具體教學(xué)模式直接決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)，選取教學(xué)模式的時(shí)候要考慮學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，通過(guò)選取的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，最終達(dá)到學(xué)生擁有較強(qiáng)的理論知識(shí)、實(shí)踐創(chuàng)新能力等，這樣培養(yǎng)出來(lái)的人才是綜合性人才。筆者重點(diǎn)講解《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》一體化教學(xué)模式。
一、《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》一體化
《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》是高職院校中機(jī)械模具研究專業(yè)的一門專業(yè)課程，現(xiàn)如今，國(guó)家教育部門與高職院校聯(lián)合進(jìn)行教學(xué)一體化教學(xué)模式的探索，在對(duì)它進(jìn)行一體化教學(xué)的過(guò)程當(dāng)中，首先應(yīng)該改編課本。在最初的教學(xué)模式中，理論知識(shí)與實(shí)踐是各自分開的，但是這樣的教學(xué)模式在不斷發(fā)展過(guò)程中逐露端倪，存在的最主要問(wèn)題是沒(méi)有好的教學(xué)效果。在對(duì)課本進(jìn)行改編的時(shí)候應(yīng)該把理論知識(shí)與具體實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，在一個(gè)模塊知識(shí)后，可以穿插相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的講解，既然書這樣編排的，那么課程教學(xué)就應(yīng)該按照這樣的順序上，所以要求教師的理論實(shí)踐一體化，也就是說(shuō)一個(gè)老師可以同時(shí)對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教授。
二、《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》教學(xué)中存在的問(wèn)題
（一）學(xué)生對(duì)抽象的理論知識(shí)難以理解
在模具設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)習(xí)中，《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》這門課程還是比較重要的，但是這門課程學(xué)習(xí)比較困難，因?yàn)檫@門學(xué)科最主要特點(diǎn)是理論性知識(shí)較多，而且這些知識(shí)都很抽象，離實(shí)際生活比較遠(yuǎn)，學(xué)習(xí)起來(lái)具有很大的困難。對(duì)這門學(xué)科教學(xué)進(jìn)行普查之后，得到了一些數(shù)據(jù)，包括課堂的出勤率、課堂效果、課堂互動(dòng)情況等情況。在這一課堂上，學(xué)生的出勤率平均只有68%，不管教師采用什么辦法，出勤率一直處在這樣的位置。講課過(guò)程中學(xué)生大多都不聽(tīng)講，主要因?yàn)樗麄兟?tīng)不懂，在課堂上只有寥寥幾個(gè)人與教師互動(dòng)。總之就是課堂現(xiàn)狀非常糟糕。
（二）實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程效果不理想
高職院校中，我安排了這門學(xué)科的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程，但是因?yàn)閷W(xué)生的理論知識(shí)很差，這樣的現(xiàn)狀直接導(dǎo)致實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效果非常不好，甚至有的課程根本進(jìn)行不下去。實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程中都有一定的理論知識(shí)，這樣才能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都有著手的地方。大部分高職院校當(dāng)中，實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程的安排一般都在理論課程學(xué)習(xí)之后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，學(xué)生本身理論知識(shí)聽(tīng)不懂、學(xué)不好，進(jìn)行實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，僅學(xué)的一點(diǎn)理論知識(shí)都忘記，這樣的實(shí)際情況導(dǎo)致實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程并沒(méi)有很好地進(jìn)行，而且情況很糟糕。其實(shí)在這樣的情況下，實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程沒(méi)有存在的必要。因?yàn)閷?shí)踐實(shí)驗(yàn)課程就是為了讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)理論知識(shí)，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力，培養(yǎng)一定的創(chuàng)新能力，但是目前情況是實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行得非常不好，建設(shè)實(shí)驗(yàn)課的目的一個(gè)也沒(méi)有達(dá)到，所以這門課程沒(méi)有存在的必要性是非常正確的說(shuō)法。為了讓實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程有存在的意義，一定要對(duì)這門課程進(jìn)行新的教學(xué)模式探索。
（三）學(xué)校沒(méi)有足夠重視教學(xué)的效果
在大部分高職院校的發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)本末倒置的現(xiàn)象。高職院校本就是為社會(huì)培養(yǎng)優(yōu)秀的實(shí)踐性人才，就是為帶動(dòng)高職院校經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是現(xiàn)如今，很多高職院校都把經(jīng)濟(jì)發(fā)展作為主要任務(wù)。在這幾年發(fā)展過(guò)程中，高職院校的招生分?jǐn)?shù)線一再降低，以至于任何一個(gè)參加高考的學(xué)生都能上一個(gè)所謂的大學(xué)。招收的學(xué)生數(shù)量越多，高職院校的經(jīng)濟(jì)收入越高，所以招生過(guò)程中采用“寧濫勿缺”的政策，這樣的招生政策對(duì)高職院校發(fā)展有很大阻礙，形成惡性循環(huán)，使高職院校在人才培養(yǎng)上出現(xiàn)很大問(wèn)題。這種情況的發(fā)生最主要原因是高職院校不重視教學(xué)效果。
三、《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》一體化教學(xué)模式的探索
（一）進(jìn)行課本的重新編排
進(jìn)行一體化教學(xué)模式的時(shí)候，首先應(yīng)該對(duì)課本進(jìn)行重新編排。在以往課程教學(xué)所用的課本中，理論知識(shí)課本與實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課本是分開的，而且在具體課程安排上有很大的時(shí)間間隔，這樣的安排直接導(dǎo)致理論課程與實(shí)踐課程都沒(méi)有很高的效率。所以要對(duì)課本重新編排，編排過(guò)程中把理論知識(shí)與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編排在一塊，在一個(gè)模塊完成之后就把相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編排在后邊，并且教學(xué)過(guò)程中按照這樣的順序進(jìn)行課程教學(xué)。這樣的課程安排能幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
（二）培養(yǎng)一體化的教師
進(jìn)行課本一體化編排之后，最好培養(yǎng)相應(yīng)的一體化教師，也就是說(shuō)在理論知識(shí)與實(shí)踐課程的教學(xué)上對(duì)相應(yīng)的班級(jí)安排同一個(gè)老師，這樣老師能充分了解學(xué)生的問(wèn)題所在，并且在實(shí)踐實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行重點(diǎn)教育。培養(yǎng)一體化教師的主要方法是對(duì)教師進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，畢竟老師們的教學(xué)內(nèi)容大體相同，知識(shí)教學(xué)方式不同，所以可以培養(yǎng)教師的教學(xué)方式，相信很快教師們就能把理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)很好地結(jié)合。
（三）采用一體化的教學(xué)基地
在完成一體化課本的編排和一體化教師的培養(yǎng)之后，還需要一個(gè)一體化的教學(xué)基地。一體化的教學(xué)基地就是在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行理論知識(shí)的教學(xué)和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。因?yàn)槔碚撝R(shí)和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系極強(qiáng)，理論課上的必要之處可以馬上轉(zhuǎn)化為實(shí)踐實(shí)驗(yàn)；在實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課上，如果教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的理論知識(shí)太差不足以完成實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)候，可以馬上轉(zhuǎn)化為理論課程的學(xué)習(xí)，這樣的安排可以最大限度地提高課堂教學(xué)效率。
四、《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》一體化教學(xué)模式的重要意義
在《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》教學(xué)中實(shí)行一體化的教學(xué)模式能最大限度地提高教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，鞏固學(xué)生的理論知識(shí)，最重要的是在一體化教學(xué)過(guò)程中能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。總之，一體化教學(xué)模式能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，給社會(huì)輸送優(yōu)秀的人才。
五、結(jié)語(yǔ)
筆者通過(guò)介紹《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，根據(jù)這些問(wèn)題為一體化教學(xué)模式的探索提出具體可行的有建設(shè)性的建議，并提出一體化教學(xué)模式應(yīng)用的重要意義。通過(guò)實(shí)行一體化教學(xué)模式的探索，我國(guó)的高職院校一定能更好地發(fā)展。
作者：閆金星 單位：阜陽(yáng)技師學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞： 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 校本教材 任務(wù)驅(qū)動(dòng)
沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)是我院模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的一門主干核心課程，其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握沖壓工藝編制和模具設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生會(huì)具有一般復(fù)雜程度的冷沖壓工藝編制與模具設(shè)計(jì)的基本能力，掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的程序、規(guī)范、方法和技巧等。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程的教學(xué)重點(diǎn)主要有兩方面：一是沖壓工藝規(guī)程編制及現(xiàn)場(chǎng)工藝的施工；二是能進(jìn)行一般沖模，如沖裁模、彎曲模、拉深模等的設(shè)計(jì)。因而教師要圍繞這兩個(gè)主題組織教學(xué)工作。
一、現(xiàn)有教材概況
現(xiàn)有的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)教材雖然基本內(nèi)容來(lái)自實(shí)踐，也符合先基礎(chǔ)后專業(yè)、先理論后實(shí)踐的常規(guī)教學(xué)順序，但這些教材內(nèi)容基本是沿用本科的學(xué)科體系來(lái)編寫，理論偏多，案例偏少，對(duì)基礎(chǔ)相對(duì)較差的高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)上有一定難度。目前也有許多所謂項(xiàng)目化教材、任務(wù)引領(lǐng)式教材，大多數(shù)只是在學(xué)科體系的教材的基礎(chǔ)上改變一下章節(jié)的叫法，將章節(jié)改為項(xiàng)目，換湯不換藥，不是真正意義上的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教材。課程學(xué)完后，在學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，教材不能起示范指導(dǎo)作用。所以校本教材、教參的開發(fā)建設(shè)是當(dāng)務(wù)之急［1］。
按照專業(yè)改革試點(diǎn)方案［2］，沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程屬于學(xué)校控制課程（校本課程）。在開發(fā)教材之前，要進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，了解社會(huì)需求，仔細(xì)記錄該專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)崗位，每個(gè)崗位需要的知識(shí)、技術(shù)、能力與素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，以學(xué)校教師為主，結(jié)合企業(yè)的工程師、技師等的意見(jiàn)，從而確定教學(xué)目標(biāo)，圍繞這個(gè)目標(biāo)編寫校本教材。教材的內(nèi)容要體現(xiàn)沖壓件工藝性分析、冷沖模結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)、冷沖模設(shè)計(jì)方法等內(nèi)容，刪除純理論的塑性成形原理部分。在教材的最后，安排常用的一些相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以便學(xué)生在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)參考。
二、校本教材內(nèi)容選取
根據(jù)走訪企業(yè)情況，結(jié)合學(xué)習(xí)領(lǐng)域的認(rèn)知規(guī)律，選擇四大模塊作為教材的主要內(nèi)容。
1.成形設(shè)備
沖壓生產(chǎn)所使用的設(shè)備主要是各種機(jī)械壓力機(jī)，其中以曲柄壓力機(jī)為主。因而，該模塊安排曲柄壓力機(jī)為主要內(nèi)容，主要包括曲柄壓力機(jī)的組成、工作原理、各組成部分的作用，曲柄壓力機(jī)類型和應(yīng)用場(chǎng)合，曲柄壓力機(jī)的參數(shù)和選擇原則，等等。
2.沖裁模設(shè)計(jì)
沖裁是沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的工序，它既可以直接生產(chǎn)成品零件，又可以為彎曲、拉深、成形等工序提供工序件。企業(yè)中大部分零件是由沖裁加工而得，因而學(xué)習(xí)沖裁模具的設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)其他沖壓模具設(shè)計(jì)的前提。為了學(xué)習(xí)好沖裁模具設(shè)計(jì)，需將沖裁模設(shè)計(jì)作為幾大模塊的重點(diǎn)內(nèi)容，安排落料、沖孔等工序?yàn)橹饕獌?nèi)容。在這些工序中還要將單工序模設(shè)計(jì)、連續(xù)模設(shè)計(jì)、復(fù)合模設(shè)計(jì)作為核心內(nèi)容來(lái)安排，讓學(xué)生通過(guò)該模塊的學(xué)習(xí)，能掌握一般復(fù)雜程度沖裁模的設(shè)計(jì)方法。
3.彎曲模設(shè)計(jì)
彎曲模設(shè)計(jì)是沖壓模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。許多產(chǎn)品中的零件，比如汽車上的各類梁都是用彎曲工序完成的。彎曲模設(shè)計(jì)不同于沖裁模設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確的工藝計(jì)算難，模具動(dòng)作復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律性不強(qiáng)。為了學(xué)好該模塊的知識(shí)和技能，需選用典型的彎曲件做案例來(lái)編排教學(xué)內(nèi)容，這樣可使學(xué)生通過(guò)案例掌握彎曲模的設(shè)計(jì)方法。
4.拉深模設(shè)計(jì)
拉深是成形工序中的主要工序，許多開口空心件是用拉深的方法來(lái)完成的，是成形生產(chǎn)的基礎(chǔ)。該工序結(jié)合彎曲、成形等工序，可以完成極為復(fù)雜的成形件，比如汽車的覆蓋件等。拉深工序中的工藝計(jì)算比較復(fù)雜，為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)好拉深模具的設(shè)計(jì)，必須學(xué)習(xí)好拉深工藝計(jì)算。為此，需安排典型需多次拉深才能成形的筒形件作為案例來(lái)組織課程內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)習(xí)該模塊后能熟練計(jì)算工序件的尺寸和模具尺寸，為拉伸模具設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
三、教材內(nèi)容組織
本教材按照模具設(shè)計(jì)的順序，用典型零件作為各模塊的媒介，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式，將該典型零件模具設(shè)計(jì)貫穿每個(gè)模塊的始終。把所有模具設(shè)計(jì)涉及的理論和知識(shí)都滲透到模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中。具體個(gè)模塊的任務(wù)為：
模塊一：選擇曲柄壓力機(jī)的型號(hào)；
模塊二：托板沖裁模設(shè)計(jì)；
模塊三：支架彎曲模設(shè)計(jì)；
模塊四：杯蓋拉深模設(shè)計(jì)。
現(xiàn)以模塊二為案例，介紹托板沖裁模設(shè)計(jì)。
首先介紹工作任務(wù)：針對(duì)如圖1所示托板零件，其概況為，材料：Q235；板料厚度：1.5mm；生產(chǎn)批量：大批量。試編制沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)。
沖裁模設(shè)計(jì)的步驟為：
沖裁件的工藝性分析；沖裁工藝方案的確定；選擇模具的結(jié)構(gòu)形式；進(jìn)行必要的工藝計(jì)算；模具的主要零部件設(shè)計(jì)；校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)；繪制模具總裝圖和零件圖。
教材編寫按照沖裁模設(shè)計(jì)步驟展開。為了對(duì)托板零件進(jìn)行沖裁件的工藝性分析，就要安排沖壓工序的相關(guān)知識(shí)，此時(shí)需鏈接到基本知識(shí)的學(xué)習(xí)，包括沖壓的基本工序；沖裁、落料、沖孔等概念；介紹沖裁件的工藝性分析知識(shí)，根據(jù)知識(shí)分析托板的沖裁工藝性，得出結(jié)論：托板零件的沖壓工序?yàn)闆_孔、落料。
沖裁工藝方案的確定，鏈接單工序、多工序（包括連續(xù)沖裁、復(fù)合沖裁）等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。根據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)托板擬定工藝方案，并分析該方案，選擇最適合的方案，最后得出結(jié)論：采用沖孔、落料連續(xù)生產(chǎn)。
選擇托板模具的結(jié)構(gòu)形式，就要鏈接到模具結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)上，安排單工序模具、連續(xù)模具和復(fù)合模具等結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，選擇托板需要選擇的模具結(jié)構(gòu)形式為：用始用擋料銷初定位，固定擋料銷粗定位，導(dǎo)正銷精定位的導(dǎo)板式?jīng)_孔、落料連續(xù)模結(jié)構(gòu)。
工藝計(jì)算包括：排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算；沖壓力的計(jì)算；模具壓力中心的計(jì)算；凸、凹模工作部分尺寸及其制造公差的計(jì)算；彈性元件計(jì)算與選用等內(nèi)容；根據(jù)該內(nèi)容需要鏈接以上相關(guān)知識(shí)，根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成托板沖裁工藝和模具設(shè)計(jì)的相關(guān)工作任務(wù)。
模具的主要零部件設(shè)計(jì)，需鏈接到模具零件的分類，各零件的作用和設(shè)計(jì)方法，從而安排相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)、計(jì)算各零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。
當(dāng)模具零件設(shè)計(jì)完成后，繪制出模具的總裝配圖，校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)，確認(rèn)選擇的壓力機(jī)是否符合要求，最后繪制出全部非標(biāo)零件圖。到此，本工作任務(wù)完成。其他幾個(gè)模塊的內(nèi)容組織與此類同。
四、結(jié)語(yǔ)
本教材以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式編寫，經(jīng)過(guò)企業(yè)工程技術(shù)人員的精心審核和潤(rùn)飾，已經(jīng)完成了樣稿。我院本屆有模具設(shè)計(jì)專業(yè)兩個(gè)平行班級(jí)，一個(gè)班采用一般教材，另一個(gè)班使用本教材。從使用的效果和學(xué)生的反應(yīng)看，使用校本教材的學(xué)生普遍反映該教材更適合他們的學(xué)習(xí)習(xí)慣，效果非常好。而另一個(gè)班在知識(shí)的學(xué)習(xí)和模具設(shè)計(jì)的技能上都不及采用前者，這一點(diǎn)從課程設(shè)計(jì)、期末考試的成績(jī)中得到了有力的證明。
總之，為了培養(yǎng)高等職業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，適應(yīng)各類企業(yè)對(duì)模具設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的要求，開發(fā)適合高職學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的校本教材，既很及時(shí)，又很必要。
參考文獻(xiàn)：
［1］朱正才.高等院校教學(xué)改革思考.教師教育研究，2008.6.
［2］王偉廉等.高等學(xué)校教學(xué)改革的理論研究［M］.昆明:云南教育出版社，1993.
近年來(lái)，一些新建本科的院校提出將學(xué)校定位于培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的高層次的應(yīng)用型人才，實(shí)施“技術(shù)應(yīng)用型本科教育”，其所培養(yǎng)的人才類型與科學(xué)教育和工程教育同“級(jí)”，但有“類”差；與專科技術(shù)教育同“類”，但有“級(jí)”差，具有不可替代性。該類院校課程教學(xué)面臨著迫切的改革需求，筆者選擇長(zhǎng)期講授的《沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行了教學(xué)方法的改革和探索，目的在使學(xué)生能主動(dòng)地了解并掌握沖壓模具工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)，并在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸培養(yǎng)創(chuàng)新能力。突破以往教師課堂講授為主的教學(xué)模式，構(gòu)建以知識(shí)、能力、素質(zhì)為主線，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力為重點(diǎn)，以學(xué)生為主體展開該門課程教學(xué)活動(dòng)。
《沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)》是一門實(shí)踐性和實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)必修課程，以機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、金屬材料及熱處理、公差配合與測(cè)量技術(shù)等許多基礎(chǔ)學(xué)科為基礎(chǔ)，又與沖壓設(shè)備、模具制造工藝等課程密切相關(guān)。該門課程的掌握情況與學(xué)生的后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)和就業(yè)情況都有著密不可分的聯(lián)系。
1 教學(xué)方法
在該門課程的教學(xué)改革過(guò)程中，采用以下教學(xué)方法。
1.1 項(xiàng)目教學(xué)法
針對(duì)本門課程的教學(xué)特點(diǎn)，在課程講授開始就引入設(shè)計(jì)項(xiàng)目，使學(xué)生帶著目的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。設(shè)計(jì)項(xiàng)目將貫穿學(xué)生的整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程，課程結(jié)束的時(shí)候，學(xué)生已經(jīng)完成了一套中等難度模具的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括沖壓工藝分析、基本工藝計(jì)算、模具零件設(shè)計(jì)、裝配圖及零件圖繪制、三維模具造型及裝配和動(dòng)畫仿真等。
1.2 啟發(fā)式教學(xué)法
啟發(fā)式教學(xué)，是指教師在教學(xué)中依據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程的客觀規(guī)律，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性、主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生積極獨(dú)立思考，使學(xué)生融會(huì)貫通地掌握知識(shí)，并在這個(gè)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力的教學(xué)方法。學(xué)生是課堂的主體，教師的作用在于積極啟發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生的思維，使學(xué)生跟著教師的思路，積極主動(dòng)地思考、分析問(wèn)題，最終解決問(wèn)題。
1.3 研討式教學(xué)法
湖南師大博士生導(dǎo)師郭漢民教授在1997年創(chuàng)造了研討式教學(xué)，這是一種適合大學(xué)生素質(zhì)教育的教學(xué)方法和教學(xué)模式。也就是在項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，增加討論環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生的設(shè)計(jì)題目過(guò)程，開展多次小組討論和全班研討，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。
2 項(xiàng)目小組研討法實(shí)施過(guò)程
以2010級(jí)材料成型及控制工程系的一個(gè)班級(jí)為例開展項(xiàng)目教學(xué)改革。實(shí)施過(guò)程如圖1所示。全班40名學(xué)生。在第一次上課的時(shí)候?qū)⑹畟€(gè)難度適中的模具設(shè)計(jì)題目下發(fā)，要求學(xué)生自行組合，每小組四名同學(xué)，其中一名同學(xué)為組長(zhǎng)。組長(zhǎng)負(fù)責(zé)項(xiàng)目研討會(huì)的召開，最終協(xié)助教師給定每個(gè)組員的設(shè)計(jì)成績(jī)，按照一定比例，計(jì)入總成績(jī)。如圖1所示，集中研討五次，包括兩次小組討論和三次全面討論，教師全程參與每次的集中研討，當(dāng)堂點(diǎn)評(píng)并給定階段設(shè)計(jì)成績(jī)。需要指出的是，報(bào)告事件與教學(xué)過(guò)程緊密結(jié)合，例如在講授完第三章沖裁工藝分析之后，即開展研討環(huán)節(jié)，使學(xué)生能夠把“學(xué)”和“練”緊密結(jié)合，從以往的“老師教”轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的“學(xué)生要”，大大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。
最后，對(duì)2010級(jí)學(xué)生該門課程的卷面成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，與往年學(xué)生成績(jī)對(duì)比見(jiàn)圖2。可以看到，學(xué)生通過(guò)積極動(dòng)手練習(xí)，自主討論學(xué)習(xí)，顯著改善了該門課程的學(xué)習(xí)成績(jī)。這種學(xué)習(xí)效果的優(yōu)勢(shì)在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)更加明顯，學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力得到了極大的提升。
【關(guān)鍵詞】模具專業(yè)課程；資源庫(kù)建設(shè)；設(shè)計(jì)思路
1.《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》課程數(shù)字化資源庫(kù)的建設(shè)背景
《教育部、財(cái)政部關(guān)于實(shí)施國(guó)家是示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計(jì)劃加快高等職業(yè)教育搞個(gè)與發(fā)展的意見(jiàn)》（教高【2006】14號(hào)）精神中指出圍繞國(guó)家重點(diǎn)支持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，研制并推廣共享性專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，為教師教學(xué)、學(xué)生和社會(huì)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)服務(wù)，最終帶動(dòng)相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)資源開發(fā)，推動(dòng)專業(yè)教學(xué)改革，提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，提升高職院校社會(huì)服務(wù)能力。《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》作為我院國(guó)家骨干校建設(shè)的重點(diǎn)專業(yè)――模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)核心課程之一，需要優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化資源平臺(tái)，課程數(shù)字化資源庫(kù)是對(duì)現(xiàn)有的課程教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，搭建一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)作為媒介，為教師、學(xué)生和企業(yè)提供獲取知識(shí)和進(jìn)行訓(xùn)練的平臺(tái)。
《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》課程是國(guó)家骨干校重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)――模具設(shè)計(jì)與制造的專業(yè)核心課程之一。該課程以模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)為中心，以工作任務(wù)為切入點(diǎn)對(duì)原來(lái)傳統(tǒng)的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程重新定位，深化內(nèi)涵，拓展外延，重新構(gòu)建的一門專業(yè)能力課程，這門課程引入了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以職業(yè)需求為指導(dǎo)，要求學(xué)生具備簡(jiǎn)單沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力。
2.《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》課程數(shù)字化資源庫(kù)的建設(shè)思路
2.1引入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為課程數(shù)字化資源庫(kù)的建設(shè)指導(dǎo)
通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠具備貫徹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的能力，達(dá)到《國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（3.1助理模具設(shè)計(jì)師）中的相關(guān)職業(yè)能力要求；能使學(xué)生獲得技術(shù)人員所必須具備的沖壓模具工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和一定的實(shí)際工作技能，為沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)打下基礎(chǔ)，為培養(yǎng)學(xué)生從事模具及相關(guān)專業(yè)實(shí)際工作的能力奠定基礎(chǔ)。
2.2按“以工作任務(wù)為中心的項(xiàng)目化教學(xué)”模式進(jìn)行課程的開發(fā)和教學(xué)設(shè)計(jì)
根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，遵循“以職業(yè)能力為主線，以崗位需求為依據(jù)，以職業(yè)生涯為背景，以工作結(jié)構(gòu)為框架，以工作過(guò)程為基礎(chǔ)，以工作任務(wù)為起點(diǎn)”的課程理念，結(jié)合相應(yīng)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)課程調(diào)研，聽(tīng)取相關(guān)企業(yè)的意見(jiàn)和建議，以企業(yè)的實(shí)際工作任務(wù)為引領(lǐng)，與企業(yè)合作進(jìn)行課程的開發(fā)與設(shè)計(jì)。將教學(xué)內(nèi)容分為不同的項(xiàng)目，項(xiàng)目中以工作任務(wù)為中心分為多個(gè)模塊，將知識(shí)點(diǎn)細(xì)分到每個(gè)模塊下，體現(xiàn)“必需、夠用、實(shí)踐”的原則，充分體現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)人才培養(yǎng)方案中“職業(yè)崗位及職業(yè)能力分析表”中的 “能設(shè)計(jì)和制造簡(jiǎn)單的沖壓模具”工作任務(wù)。本課程內(nèi)容設(shè)計(jì)重在培養(yǎng)學(xué)生的對(duì)沖壓模具的認(rèn)識(shí)，圍繞沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的能力要求，通過(guò)項(xiàng)目為單位，以典型零件為載體，依據(jù)項(xiàng)目課程要求，組織學(xué)生完成簡(jiǎn)單沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)和制造的實(shí)踐動(dòng)手能力。
2.3學(xué)校和企業(yè)共同開發(fā)數(shù)字化資源對(duì)學(xué)生起到職業(yè)導(dǎo)向作用
以就業(yè)為導(dǎo)向和企業(yè)共同開發(fā)資源，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)企業(yè)環(huán)境和本專業(yè)的職業(yè)崗位，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的學(xué)生能起到極大的職業(yè)導(dǎo)向作用，使其樹立職業(yè)意識(shí)，形成科學(xué)的職業(yè)態(tài)度。
在高等職業(yè)學(xué)校的教育教學(xué)中，教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)應(yīng)以高等職業(yè)學(xué)校教育教學(xué)的教學(xué)規(guī)律為依據(jù)，根據(jù)高等職業(yè)學(xué)校的教師和學(xué)生的知識(shí)水平、師生特點(diǎn)、學(xué)科特點(diǎn)、掌握技能的程度等幾點(diǎn)考慮來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足不同層次的學(xué)生對(duì)象和教師個(gè)性化教學(xué)的需要，促使學(xué)生主動(dòng)、主動(dòng)學(xué)習(xí)，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)能力；提高教師的工作效率和教學(xué)能力；實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，并帶動(dòng)其他課程的建設(shè)。
3.《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》課程數(shù)字化資源庫(kù)的建設(shè)內(nèi)容
《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)成員深入企業(yè)進(jìn)行論證調(diào)研，在行業(yè)企業(yè)專家和課程專家的全程指導(dǎo)下，針對(duì)告知模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)面向職業(yè)崗位要求，結(jié)合本專業(yè)的專業(yè)課程體系和人才培養(yǎng)方案，課程資源庫(kù)建設(shè)團(tuán)隊(duì)對(duì)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》課程做了整體設(shè)計(jì)，將建設(shè)內(nèi)容分為了三大部分：課程概要、教學(xué)素材和網(wǎng)上平臺(tái)。本課程資源堅(jiān)持了融合產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)、職業(yè)和實(shí)踐五個(gè)關(guān)鍵因素的理念，對(duì)學(xué)生起到極大的職業(yè)導(dǎo)向的作用。
3.1課程概要
課程概況在整個(gè)課程學(xué)習(xí)中具有先導(dǎo)作用。課程概況包括：課程簡(jiǎn)介、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（包括職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)大綱、專業(yè)人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)）、課程模塊、實(shí)踐教學(xué)條件、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)改革與研究成果等。
3.2教學(xué)素材
本課程資源庫(kù)建設(shè)時(shí)，先確定本課程的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)指南。然后分項(xiàng)目進(jìn)行模塊學(xué)習(xí)、教學(xué)案例分析及其相關(guān)資源的搜集和開發(fā)。本課程資源庫(kù)開發(fā)中項(xiàng)目模塊學(xué)習(xí)和教學(xué)案例分析的開發(fā)是重點(diǎn)，與之相關(guān)的常規(guī)資源和特色資源也是本課程資源庫(kù)的重大組成部分。本課程資源庫(kù)建設(shè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主開發(fā)、和企業(yè)共同開發(fā)、通過(guò)數(shù)據(jù)商購(gòu)買、網(wǎng)絡(luò)收集等多種途徑對(duì)素材資源進(jìn)行開發(fā)和建設(shè)。包括有：授課計(jì)劃、教案、電子教材、視頻素材、動(dòng)畫素材、虛擬仿真、試題庫(kù)、課件、教學(xué)案例、課程內(nèi)容、課程錄像、實(shí)訓(xùn)拆裝指導(dǎo)書、課程設(shè)計(jì)案例等。課件、教學(xué)案例、課程內(nèi)容和課程錄像由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和有經(jīng)驗(yàn)的教師自主開發(fā)；電子教材、視頻素材和動(dòng)畫素材由企業(yè)和課題組成員共同開發(fā)；虛擬仿真由資源建設(shè)成員購(gòu)買相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源。
3.3網(wǎng)上平臺(tái)
搭建交互性的網(wǎng)上平臺(tái)能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)。師生可以通過(guò)網(wǎng)上答疑解決學(xué)生問(wèn)題，在交流論壇中與學(xué)生互動(dòng)，在交流中教師及時(shí)掌握學(xué)生動(dòng)態(tài)，根據(jù)教學(xué)效果調(diào)整教學(xué)思路。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) solidworks軟件
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（a）-0195-01
《沖壓模具設(shè)計(jì)》是材料成型與控制專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，課程既具有很強(qiáng)的理論性，又具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，是一門綜合性很強(qiáng)的課程。根據(jù)這一情況結(jié)合學(xué)院的實(shí)際情況我們確定課程的教學(xué)目標(biāo)是：1.使學(xué)生能夠掌握沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，熟悉沖壓模具設(shè)計(jì)的過(guò)程和步驟；2.能夠?qū)?lái)自生產(chǎn)實(shí)際的沖壓零件圖進(jìn)行工藝分析；3.使學(xué)生能夠熟悉沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)，并能夠熟練的識(shí)圖；4.能夠進(jìn)行零部件的工藝計(jì)算、設(shè)計(jì)并利用三維軟件（Solidworks，Pro-E等）繪制相關(guān)的圖紙。從而使學(xué)生們?cè)谶M(jìn)入企業(yè)之后能夠快速的適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。如何實(shí)現(xiàn)以上的教學(xué)目標(biāo)已經(jīng)成為我們教授沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程的一個(gè)關(guān)鍵課題。而近年來(lái)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式在國(guó)內(nèi)外都受到了廣泛的關(guān)注，且在國(guó)外的一些課程中的實(shí)施結(jié)果也相當(dāng)不錯(cuò)。因此，對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高校沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程中進(jìn)行教學(xué)應(yīng)用的可行性進(jìn)行分析研究以及探索是非常有必要的。
1 當(dāng)前沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析
當(dāng)前，在沖壓模具設(shè)計(jì)的課程教學(xué)中，主要采用多媒體教學(xué)加實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式。多媒體教學(xué)雖然可以為學(xué)生展示沖壓模具的二維及三維圖形所以學(xué)生直觀的了解課程內(nèi)容，有助于學(xué)生更好的學(xué)習(xí)。但是多媒體教學(xué)還存在著很多的不足之處，因?yàn)樵谑褂枚嗝襟w教學(xué)時(shí)，學(xué)生每次只能看到當(dāng)前的一頁(yè)，而且教學(xué)改革后課時(shí)縮減，課堂時(shí)間緊張所以老師們?cè)诓シ艜r(shí)往往是一頁(yè)一閃而過(guò)，學(xué)生們思維稍慢便跟不上老師講課的節(jié)奏，一旦學(xué)生跟不上教學(xué)的節(jié)奏落下了部分課程以后便會(huì)對(duì)該課程失去信心，從而進(jìn)入惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。最關(guān)鍵的還是采用多媒體教學(xué)時(shí)，主要是老師灌輸而不是學(xué)生自己去積極地學(xué)習(xí)，這不利于學(xué)生將知識(shí)消化吸收。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在實(shí)驗(yàn)老師的指導(dǎo)下，學(xué)生動(dòng)手拆裝模具，并進(jìn)行沖裁、彎曲、拉伸等實(shí)驗(yàn)從而實(shí)現(xiàn)將課堂知識(shí)消化吸收的作用。但是在實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，學(xué)生較多的情況下，只能進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，這樣的情況下就很難保證每個(gè)學(xué)生都能認(rèn)真地去做實(shí)驗(yàn)，同時(shí)在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)老師們也很難做到及時(shí)處理每一位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題。所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果也不是很理想。
在這樣情況下，有必要探索其他的教學(xué)模式來(lái)改變目前的教學(xué)狀態(tài)，解決教學(xué)中存在的問(wèn)題。
2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的特征與現(xiàn)狀
翻轉(zhuǎn)教學(xué)是一種新的教學(xué)模式，它與傳統(tǒng)的教學(xué)模式不同，這種新的教學(xué)模式以學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)為主和以課堂上老師與學(xué)生、學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)為輔。翻轉(zhuǎn)教學(xué)的具體實(shí)施方法是，學(xué)習(xí)者在課前觀看老師指定的教學(xué)視頻（可以是老師自制的視頻也可以是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的教學(xué)視頻），學(xué)習(xí)者根據(jù)視頻內(nèi)容提出學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，老師在上課前要收集學(xué)生的問(wèn)題，總結(jié)出有概括性且有意義的問(wèn)題，依據(jù)學(xué)生提出問(wèn)題的差異進(jìn)行分組，把不同問(wèn)題的同學(xué)分到同一組，然后進(jìn)行分組討論，達(dá)到協(xié)作學(xué)習(xí)的目的，如果學(xué)生在分組討論中不能夠解決提出的問(wèn)題，那么再由老師進(jìn)行剖析講解。通過(guò)這樣的一種學(xué)習(xí)、討論、再學(xué)習(xí)的過(guò)程達(dá)到知識(shí)的內(nèi)化。
3 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的可行性
雖然翻轉(zhuǎn)課堂在國(guó)外的教學(xué)中取得了一定的成效，但是并不是所有的學(xué)科和課程都進(jìn)行過(guò)實(shí)踐，也有可能有些課程不適合采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，另外，在國(guó)內(nèi)翻轉(zhuǎn)教學(xué)這一教學(xué)模式無(wú)論對(duì)于老師還是學(xué)生都是一個(gè)全新的事物。所以我們對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式是否能夠適用于大學(xué)中沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的教學(xué)進(jìn)行一次論證。
首先從教師層面出發(fā)來(lái)看，近年來(lái)我國(guó)教育界一直提倡對(duì)于大學(xué)教育要因材施教，老師不僅要傳授學(xué)生知識(shí)，更要教會(huì)學(xué)生如何去學(xué)習(xí)，正如韓愈所說(shuō)：師者傳道授業(yè)解惑者也，所謂傳道應(yīng)該就是教會(huì)學(xué)生怎樣去學(xué)習(xí)，授業(yè)是向?qū)W生傳授知識(shí)，解惑是解決學(xué)生所不能解決的問(wèn)題。這正好與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的模式相類似。因此，翻轉(zhuǎn)教學(xué)中老師的角色依然和以前沒(méi)有很大的區(qū)別，是完全可以適應(yīng)的。
其次從學(xué)生層面來(lái)看，要學(xué)好沖壓模具設(shè)計(jì)這門課程，學(xué)生必須要有一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，那么在傳統(tǒng)的教學(xué)中學(xué)生都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者去參觀學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的，但是效果不佳，而在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中可以讓學(xué)生去觀看沖壓模具設(shè)計(jì)的視頻，然后自己根據(jù)老師提供的題目去設(shè)計(jì)一個(gè)模具，在模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中記錄下所遇到的問(wèn)題，然后在上課時(shí)向老師求助，從而達(dá)到真正的知識(shí)內(nèi)化。一方面隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，現(xiàn)在的大學(xué)生特別是高年級(jí)學(xué)生90%以上都擁有電腦，而幾乎所有的學(xué)校都為學(xué)生提供了校園網(wǎng)絡(luò)。因此學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)可以觀看老師提供的視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)并利用電腦上的三維軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。另一方面，大學(xué)生中95%以上的人都達(dá)到了18歲，因此具有較好的自控能力和學(xué)習(xí)能力，同時(shí)大學(xué)生思維活躍，具有很強(qiáng)的創(chuàng)新能力和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，這些特點(diǎn)都與翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式相符合。因此可以看出，沖壓模具設(shè)計(jì)課程應(yīng)該可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。
4 結(jié)語(yǔ)
翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式能夠更好的利用學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，能夠更好的幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化，而教師則能夠更好的為學(xué)生傳道授業(yè)解惑。因此將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)引入沖壓模具設(shè)計(jì)課程教學(xué)是可行的，并將培養(yǎng)出既具備沖壓模具設(shè)計(jì)理論知識(shí)，又具有一定設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的模具行業(yè)人才。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：白車身；沖壓工藝；拉深
前言
為了滿足用戶的需求，不斷提高汽車性能和白車身造型品質(zhì)，增強(qiáng)企業(yè)在同行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力，使企業(yè)在激烈的商品經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中立于不敗之地，就要提高汽車造型質(zhì)量，因此要提高汽車白車身沖壓件的質(zhì)量，汽車車身沖壓件的開發(fā)，是整個(gè)汽車開發(fā)中的關(guān)鍵，汽車車身沖壓件開發(fā)的質(zhì)量好壞，對(duì)車身質(zhì)量的好壞起著決定性的作用。
由于車身沖壓件的沖壓工藝直接關(guān)系到?jīng)_壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)成本以及整車生產(chǎn)開發(fā)周期，因而倍受國(guó)內(nèi)外整車開發(fā)商的高度重視；所以，提高汽車沖壓件沖壓工藝性能，對(duì)于保證汽車的設(shè)計(jì)和開發(fā)質(zhì)量，有著極為重要的意義。
在某公司前門鉸鏈加強(qiáng)板（左/右）沖壓模具的實(shí)際開發(fā)過(guò)程中，前門鉸鏈加強(qiáng)板（左/右）拉深件沖壓后，質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)重，不能為裝車所用，通過(guò)對(duì)沖壓工藝的合理改進(jìn)，非常有效地提高了該沖壓件的產(chǎn)品質(zhì)量，從而保證了整車開發(fā)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。
1.產(chǎn)品介紹
某汽車前門鉸鏈加強(qiáng)板（左/右）件如圖1所示，該沖壓件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，外形具有開放性，單件成型比較困難，且容易引起很大的側(cè)向沖壓力，導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。為了使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且沖壓力均衡，不產(chǎn)生側(cè)向力，采取一摸兩件的結(jié)構(gòu)，又由于該車前門鉸鏈加強(qiáng)板是左/右兩件，幾何形狀具有對(duì)稱性，拉深深度75mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，適合于設(shè)計(jì)成一個(gè)型腔，可以考慮一次拉深成型。
材料厚度為1.5mm，比較薄，制件形面起伏復(fù)雜，尺寸精度與表面質(zhì)量要求較高等特點(diǎn)，在拉伸成型過(guò)程中容易出現(xiàn)拉裂、起皺等現(xiàn)象；產(chǎn)品的邊線雖然比較復(fù)雜，但形狀比較規(guī)范，不是模具設(shè)計(jì)及沖壓制造難點(diǎn)，因此，不做重點(diǎn)討論，所以，拉深件的開發(fā)制造工作是重點(diǎn)與難點(diǎn)。
由于該沖壓的外形尺寸較大，形面不太規(guī)則，成形困難、沖壓工藝補(bǔ)充以及后續(xù)模具設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，所以產(chǎn)品開發(fā)難度較大。
2.拉深沖壓工藝
（1）拉深工序件工藝補(bǔ)充
根據(jù)前門鉸鏈加強(qiáng)板（左/右）件的數(shù)學(xué)模型，利用UG CAD軟件對(duì)其進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)，左右兩沖壓件按圖1所示位置擺放，中間間距根據(jù)最小沖裁邊距確定，利用UG CAD軟件的曲面造型功能，填補(bǔ)兩制件間的空白處，保證曲面或平面連接光順，為了保證拉深過(guò)程中，側(cè)向沖壓力的合力為零，將拉深件的幾何形狀設(shè)計(jì)成封閉的盒型。為此需將這兩個(gè)件的側(cè)面與頂面延伸并封閉，形成拉深沖壓工序的數(shù)學(xué)模型，如2所示。側(cè)面的延伸量同樣要考慮最小沖裁邊距，從而保證沖裁工序的正常進(jìn)行，通常在制件邊線處，利用UG CAD 軟件的曲面延伸功能將曲面沿延邊界向外延伸≥15mm，即最小延伸量為15mm，為避免鋼材的浪費(fèi)，不能選擇太大的延伸量。兩制件頂面曲面沿邊界向外延伸至搭接位置，如有尖角，則用圓弧過(guò)渡，過(guò)渡圓弧大小以不影響沖壓件最小切邊邊距（大約15mm）為準(zhǔn)。連接面盡可能采用平面或邊界面的延伸面如圖2箭頭2與4所示，這樣會(huì)使模具的設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)單、容易，也使沖壓件更容易成型。圖3所示箭頭1、2、3處延伸后用圓弧拐角過(guò)渡之后用切平面連接兩圓弧面，封閉過(guò)渡圓角不要太小，要選擇適當(dāng)?shù)倪^(guò)渡圓角如圖2箭頭1所示，尺寸大約為R5～10mm。制件下邊界（如圖3箭頭5～11所示）最小延伸量保證10mm后，確定一個(gè)水平面，其余所有邊界曲面均延伸到此平面，如圖2箭頭3所示。
（2）水平面與拉延筋的幾何形狀
水平面與制件側(cè)面延伸面之間常用圓角過(guò)渡，過(guò)渡圓角為R3～5mm，通常水平面邊界幾何形狀根據(jù)拉深件的側(cè)面輪廓幾何形狀確定，考慮到拉深變形因素，容易出現(xiàn)褶皺之處，材料要少些，其形狀如圖2所示。
為了保證沖壓過(guò)程中不出現(xiàn)褶皺，必須設(shè)計(jì)拉延筋，拉延筋的位置及形狀根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定。通常拉延筋中線與凹模口的距離為在25mm左右，如圖2箭頭5所示。
（3）沖壓料片
根據(jù)拉深件的數(shù)學(xué)模型，利用軟件展開計(jì)算或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定沖壓坯料尺寸及形狀，根據(jù)拉深工序件圖2所示，選擇1090×320×1.5的條料，且切掉四個(gè)直角，防止在材料的四個(gè)直角處產(chǎn)生拉深皺褶，切角大小為C106。
3.會(huì)審
經(jīng)過(guò)整車制造公司與模具制造公司共同研究、評(píng)審，最后得出結(jié)論：該工藝安排合理，可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)；該沖壓件的模具開發(fā)工作可以正式開始進(jìn)行，即由某模具公司按此工藝方案進(jìn)行模具開發(fā)制造工作。
4.發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
在右縱梁中段模具的設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中，該公司嚴(yán)格按照上述的沖壓工藝方案，進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)和模具制造工作；在模具制造完成后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的模具研磨、調(diào)試后，發(fā)現(xiàn)該制件的底部圓角附近有開裂現(xiàn)象出現(xiàn)，難以消除，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量導(dǎo)致拉深失敗，如圖4所示，為了保證模具開發(fā)工作順利進(jìn)行，必須采取切實(shí)有效的整改措施，盡早解決此問(wèn)題，從而，保證整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)質(zhì)量和開發(fā)周期。
4.問(wèn)題分析及沖壓工藝整改方案確定
4.1問(wèn)題分析
缺陷：如圖4所示：本次調(diào)試共公用2張板料 主缸壓力：600T 底缸壓力：100T 板料尺寸：1090*320*1.5
問(wèn)題：制件開裂嚴(yán)重
針對(duì)制件所存在的以上問(wèn)題缺陷，對(duì)原沖壓工藝進(jìn)行了重新分析和研究，找出產(chǎn)生問(wèn)題的原因；因此，對(duì)制件進(jìn)行CAE分析，再次分析、判斷材料及沖壓工藝是否有問(wèn)題。
1. 壓料面合攏狀態(tài)如圖5所示
2. 距墩死50mm的材料變形狀態(tài)如圖6所示 。
3. 距墩死15mm的材料變形狀態(tài)如圖7所示。
4. 距墩死5mm的材料變形狀態(tài)如圖8所示。
5. 距墩死2mm的材料變形狀態(tài)如圖9所示。
6. 墩死時(shí)的材料變形狀態(tài)如圖10所示。
從上述CAE分析結(jié)果可以看出所選材料在沖壓過(guò)程中沒(méi)有產(chǎn)生沖壓裂紋，材料變形穩(wěn)定，拉深過(guò)程底部圓角處材料無(wú)劇烈拉深變薄現(xiàn)象，初步判定沖壓工藝沒(méi)問(wèn)題，可行。
由此做進(jìn)一步分析：
7. 料厚變薄分析如圖11所示。
8. 沖壓力分析如圖12所示。
9. 起皺趨勢(shì)分析如圖13所示；10. 坯料收縮分析如圖14所示
上述分析中，通過(guò)對(duì)料厚變薄檢查，可以看出材料的側(cè)面凹槽根部變薄量最大為-0.246mm，其余為-0.223mm、-0.211mm、-0.22mm，對(duì)于料后為1.5mm的板料，對(duì)拉深質(zhì)量有一定影響，但變薄處不是沖壓件開裂處，沖壓力分析結(jié)論正常，起皺趨勢(shì)分析基本正常，坯料收縮分析中，對(duì)應(yīng)中間側(cè)壁處材料收縮最大，為52.60mm、44.59mm、54.60mm、47.09mm，如果此處壓邊力大，材料向型腔內(nèi)流動(dòng)阻力大，則很容易造成拉裂現(xiàn)象發(fā)生，因此需減小材料收縮最大處材料向型腔內(nèi)流動(dòng)阻力，進(jìn)一步檢查模具制造質(zhì)量。
經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析研究得出結(jié)論，產(chǎn)生拉裂的主要原因是，由于為帶件研合，立面間隙小，導(dǎo)致材料流動(dòng)受阻，同時(shí)，壓邊力過(guò)大，同樣導(dǎo)致材料流動(dòng)阻力加大。
4.2確定修模及沖壓方案
1. 根據(jù)以上的分析，確定模具維修方案
提高模具立面光潔度，去除立面間隙。
2. 根據(jù)以上的分析，確定沖壓工藝方案
調(diào)整沖壓參數(shù)減小主缸沖壓力，增大底缸壓力，具體參數(shù)為：主缸：400T； 底缸：120T；圖7所示為調(diào)整后的拉深工序件；
經(jīng)過(guò)此次沖壓工藝的更改以及對(duì)模具進(jìn)行整改后，該沖壓件的品質(zhì)有了明顯的提高，最終產(chǎn)品件照片如圖7所示，原有的產(chǎn)品缺陷得到圓滿解決，沖壓件表面品質(zhì)和尺寸精度均滿足產(chǎn)品的品質(zhì)要求，產(chǎn)品質(zhì)量得到了很大的提升，在試裝車過(guò)程中，產(chǎn)品狀態(tài)穩(wěn)定、良好，保證了白車身質(zhì)量。
5 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)某公司前門鉸鏈加強(qiáng)板（左/右）件的開發(fā)，可以清楚的看到，在沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí)，選擇合理、正確的沖壓工藝，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量是至關(guān)重要，有時(shí)甚至?xí)驗(yàn)橘|(zhì)量問(wèn)題，而造成汽車新產(chǎn)品無(wú)法按期轉(zhuǎn)產(chǎn)上市的嚴(yán)重后果。
由此可見(jiàn)，合理的沖壓工藝、優(yōu)良的模具制造質(zhì)量是整車項(xiàng)目的產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量以及開發(fā)時(shí)間周期的保證。
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【關(guān)鍵詞】沖壓工藝；黃銅閥體；發(fā)展
近些年，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，黃銅因其抗腐蝕性強(qiáng)、外表美觀等特點(diǎn)而備受人們的重視，應(yīng)廣泛用于民用產(chǎn)品領(lǐng)域，如各種管道、閥門、接頭等。為了滿足日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求，生產(chǎn)企業(yè)采用熱沖壓的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的翻砂方法來(lái)生產(chǎn)閥門的閥體，以改善產(chǎn)品性能，降低金屬消耗，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。但是，由于閥體毛坯的棒料、結(jié)構(gòu)和沖壓方法等方面的因素，黃銅閥的閥體毛坯沖壓成形時(shí)可能產(chǎn)生裂紋，甚至出現(xiàn)開斷泄露，大大影響了生產(chǎn)效率、企業(yè)信譽(yù)和客戶的人身財(cái)產(chǎn)安全。
一、沖壓工藝的涵義及種類
1.沖壓工藝的涵義.沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工（或稱壓力加工），合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有60%～70%是板材，其中大部分是經(jīng)過(guò)沖壓制成的成品。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達(dá)微米級(jí)，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺(tái)等。
2、沖壓工藝的種類。在對(duì)沖壓進(jìn)行分類的時(shí)候，主要是按照工藝的不同進(jìn)行，主要將其分為分離工序和成形工序，這兩類不同的工藝各有著自己的特點(diǎn)。分離工序又被稱為沖裁，通過(guò)該道工序，能夠使沖壓件沿著一定的輪廓線從板料上分離，還能夠確保分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序與此有著不同的特點(diǎn)，其主要目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，然后根據(jù)所需要的工件形狀和尺寸完成加工，滿足工件制作的尺寸和形狀要求。事實(shí)上，在實(shí)際制作工作中，通常是多種工序綜合運(yùn)用于一個(gè)工件，每道工序發(fā)揮不同的作用，從而完成工件的加工制造，滿足設(shè)計(jì)和制造的要求。沖裁、彎曲、剪切、拉伸、矯正是最為重要的幾種工藝，必須做好每道工序的加工制作，以確保整個(gè)模具制造質(zhì)量。同時(shí)為了提高制作質(zhì)量，還要確保沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能良好，沖壓材料厚度應(yīng)該精確、均勻，材料表面光潔，沒(méi)有斑痕，沒(méi)有擦傷與表面裂紋，以確保加工制作工件的質(zhì)量和美觀。另外，用板料的屈服強(qiáng)度應(yīng)該均勻，沒(méi)有明顯的方向性，均勻延伸率高，屈服強(qiáng)度比低，加工硬化性低。只有所用的板料達(dá)到上述質(zhì)量要求，才能更好的進(jìn)行加工制造，提高工件質(zhì)量。
二、黃銅閥體單向沖壓成形過(guò)程
閥體由實(shí)心黃銅棒料在沖模中經(jīng)沖壓而成。沖壓時(shí)沖模立放，合模后將加熱到預(yù)定溫度的棒料豎直放入模腔中，下抽芯和側(cè)抽芯不動(dòng)，上沖頭向下運(yùn)動(dòng)擠壓坯料，強(qiáng)迫其在模腔中流動(dòng)，最終形成閥體毛坯。這是目前閥體生產(chǎn)常用的方法，即單向沖壓。這種單向沖壓存在的不足之處有：①上沖頭行程大，金屬流動(dòng)距離遠(yuǎn)，不均勻變形大；②閥體成形時(shí)間長(zhǎng)，溫度分布的不均勻性加強(qiáng)，棒料組織性能不均勻性更加嚴(yán)重；③為了減少棒料規(guī)格，企業(yè)通常用同一直徑的棒料
來(lái)生產(chǎn)不同型號(hào)的閥門。這種設(shè)計(jì)雖然增強(qiáng)了棒料的共用性，但對(duì)直徑較大的閥體來(lái)說(shuō)棒料直徑小、長(zhǎng)度大，沖壓時(shí)軸向壓縮和徑向鼓脹變形程度都增大，沖壓行程增大，變形不均勻性隨之加劇
三、Hpb59-1鉛黃銅閥體沖壓缺陷分析與檢測(cè)
因缺少有效的檢測(cè)方法，難以及時(shí)、準(zhǔn)確地？發(fā)現(xiàn)開裂的產(chǎn)品，沒(méi)能在生產(chǎn)過(guò)程中及時(shí)地進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，導(dǎo)致生產(chǎn)成本和無(wú)效損耗的增大，更為嚴(yán)重的是極少量的開裂產(chǎn)品流入到市場(chǎng)中，造成一定的危險(xiǎn)。
1.缺陷分析。由于閥體HPb59- 1黃銅中的實(shí)際Cu含量偏少、Pb的含量較高，而例如3/4″黃銅溫控閥閥體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，致使閥體坯件在采用單向熱沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生開裂，且裂紋主要出現(xiàn)在閥體的上下端、側(cè)端和兩圓柱體的相貫線附近。
2.監(jiān)測(cè)分析。目前應(yīng)用較成熟的無(wú)損檢測(cè)方法有射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁檢測(cè)、渦流檢測(cè)和滲透檢測(cè)等？？。其中滲透？檢測(cè)法是利用毛細(xì)吸附原理，在被檢測(cè)零件表面涂覆一層滲透力極強(qiáng)的滲透劑，使?jié)B透劑滲入表面缺陷中；將表面清洗干凈后再在表面涂一層特殊的顯像劑，使?jié)B入表面缺陷中的滲透劑在毛細(xì)張力作用下從缺陷處滲出，從而顯示出表面存在的缺陷。該方法主要用于檢測(cè)非多孔性的金屬、？非金屬材料的表面缺陷，具有簡(jiǎn)單、有效、操作靈活方便，不受被測(cè)零件大小、形狀、復(fù)雜程度及批量的限制的優(yōu)點(diǎn)。滲透檢測(cè)有兩種具體檢測(cè)方式，一種是普通光照條件下的、可見(jiàn)色差的滲透檢測(cè)；另一種是熒光滲透檢測(cè)。一般前者主要用于手工抽樣檢測(cè)，后者主要用于自動(dòng)批量檢測(cè)。
四、黃銅閥體沖壓缺陷的改進(jìn)措施
根據(jù)閥體坯件開裂的原因分析，增強(qiáng)原材料塑性，改善成形時(shí)金屬的流動(dòng)條件和塑性變形量，降低坯件中的應(yīng)力集中和拉應(yīng)力水平，可有效減少溫控閥閥體開？裂。具體可從以下3個(gè)方面考慮。（1）原材料？將Cu含量增加2%～3%，？使其達(dá)到59%～60%，？以提高合金組織中α相的含量，改善其室溫、高溫塑性，提高變形加工性能從而降低沖壓時(shí)閥體坯件的開裂傾向。控制黃銅中Pb含量不超過(guò)2.0%，以防止塑性過(guò)度下降。？（2？）沖壓工藝？合理選擇沖壓工藝參數(shù)，使沖壓過(guò)程在高溫中完成（如在680℃以上完成沖壓）？，增加金相組織中的β相，增強(qiáng)坯件的塑性；降低冷卻速度（如采用保溫冷卻），減少冷卻內(nèi)應(yīng)力；改變坯料沖壓方式（如采用多向沖壓），縮短坯件成形時(shí)間，減少應(yīng)力集中；合理選擇坯件的沖壓位置（如將帶有凸臺(tái)的一端朝上放置），使最易開裂部位最先成形，降低所受拉應(yīng)力等。（3？）其他措施？改進(jìn)坯件尺寸，使各方向的變形時(shí)間相近；？增大圓柱相貫處的過(guò)渡圓弧半徑，減少金屬流動(dòng)阻力；增大凸臺(tái)過(guò)渡圓角，防止成形時(shí)金屬流動(dòng)到凸臺(tái)處因壁厚的突然增加而在周向上出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力；加強(qiáng)質(zhì)量管理，規(guī)范操作，嚴(yán)格控制工藝參數(shù)等。
五、沖壓模具的發(fā)展
模具的自動(dòng)加工生產(chǎn)系統(tǒng)是我國(guó)發(fā)展中的一項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題，模具的自動(dòng)加工系統(tǒng)需要有多臺(tái)的機(jī)床進(jìn)行合理的組合，并且需要配備定位盤等裝置，需要有完整的刀具數(shù)控庫(kù)和完整的空柔性同步系統(tǒng)，還要有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。尤其是因?yàn)槟＞咝袠I(yè)發(fā)展比較成熟，給我國(guó)的模具沖壓行業(yè)帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)，由于在環(huán)保方面又有了更高的要求，因此給沖壓帶來(lái)了很大的壓力，同時(shí)產(chǎn)品集約化生產(chǎn)和個(gè)性化的發(fā)展，以及環(huán)保方面的要求，還有節(jié)能方面的控制，需要在沖壓行業(yè)進(jìn)行新一輪的技術(shù)改造和創(chuàng)新。同時(shí)仿真技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前沖壓技術(shù)發(fā)展的重要的技術(shù)，需要考慮自動(dòng)化和靈活性方面的要求，使沖壓成型更加的數(shù)字化、自動(dòng)化和科學(xué)化，在整個(gè)行業(yè)中沖壓模具的發(fā)展更加向著技術(shù)性的發(fā)展靠近。
結(jié)束語(yǔ)
沖壓工藝對(duì)整個(gè)鋼材加工制作有著重要的影響。盡管隨著技術(shù)研究的深入和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，沖壓工藝取得了較快發(fā)展，但在實(shí)際加工和運(yùn)用中仍然存在著一些值得進(jìn)一步研究和改進(jìn)的地方，應(yīng)該注重經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，提高工藝水平，節(jié)約沖壓工藝成本。
參考文獻(xiàn)
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[2]劉建超.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[J].高等教育出版社，2010
關(guān)鍵詞：職業(yè)教育；冷沖模；課程建設(shè)
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-2851(2011)02-0197-01
本門課程因于受教學(xué)和實(shí)驗(yàn)條件限制，過(guò)去側(cè)重課本內(nèi)容講授，實(shí)踐性環(huán)節(jié)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)偏少，學(xué)生普遍反映沖壓成形工藝部分理論深?yuàn)W、難懂；沖壓模具設(shè)計(jì)內(nèi)容抽象實(shí)踐性較強(qiáng)。導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)效率不高，理論知識(shí)和實(shí)踐技能掌握不足。從人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，把課程設(shè)在職業(yè)崗位的“缺口”和崗位能力要求上，正確把握職業(yè)崗位所需要的知識(shí)、素質(zhì)和能力結(jié)構(gòu)來(lái)開設(shè)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》課程，按照淡化專業(yè)、強(qiáng)化課程、棄舊圖新、緊跟時(shí)代的思路，在課程設(shè)置和課程內(nèi)容改革中及時(shí)反映新技術(shù)、新工藝、新材料、新成果。
一、課程建設(shè)實(shí)施環(huán)節(jié)
在課程建設(shè)中的主題思路是這樣的：
(一)課程開設(shè)背景與基礎(chǔ)條件。《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》課程除了開設(shè)了適量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)一些訓(xùn)練項(xiàng)目、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等完成。初時(shí)我們安排產(chǎn)品訓(xùn)練的項(xiàng)目，也就是說(shuō)課程內(nèi)容來(lái)源于實(shí)際的工作任務(wù)和設(shè)計(jì)項(xiàng)目，以基于工作任務(wù)和工作過(guò)程的方式組織教學(xué)。
然后根據(jù)模具企業(yè)對(duì)人才崗位技能的相關(guān)需求制訂課程目標(biāo)。基于授課教師在模具行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)根據(jù)目前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r以及先進(jìn)制造技術(shù)在企業(yè)內(nèi)的廣泛使用，將課程目標(biāo)分解為能力目標(biāo)和知識(shí)目標(biāo)，同時(shí)全面提高學(xué)生的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)，編程加工能力及軟件應(yīng)用能力。
(二)崗位定位。專業(yè)的就業(yè)崗位主要定位于模具企業(yè)的四崗位：模具設(shè)計(jì)員；模具數(shù)控編程員；數(shù)控機(jī)床操作員；模具的安裝、調(diào)試與維護(hù)人員。(附表)
二、課程教學(xué)內(nèi)容的組織思路
本課程的教學(xué)內(nèi)容完全按照冷沖模設(shè)計(jì)崗位的工作流程設(shè)計(jì)，針對(duì)學(xué)生下廠的實(shí)際問(wèn)題，引入了模具企業(yè)人校園，建有產(chǎn)學(xué)合作教育的教學(xué)工廠。校方人員圍繞一些模具產(chǎn)品開發(fā)全套教學(xué)文件。該課程依托技術(shù)先進(jìn)、環(huán)境真實(shí)、產(chǎn)品定型的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)，按照教學(xué)文件的要求，在不同的工位上頂崗實(shí)習(xí)。學(xué)生在教學(xué)工廠里實(shí)習(xí)，突出把技能教育擺在重要位置，使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的能力，數(shù)控技術(shù)操作技能，縮短了教育培訓(xùn)和就業(yè)的距離，使教學(xué)內(nèi)容與訓(xùn)練項(xiàng)目盡量地貼近生產(chǎn)。
本課程結(jié)束后再讓學(xué)生經(jīng)過(guò)強(qiáng)化訓(xùn)練，最后組織學(xué)生參加模具設(shè)計(jì)師(助理級(jí))資格證書的考試。對(duì)學(xué)有余力的同學(xué)組織參加“精英班”進(jìn)行高級(jí)培訓(xùn)，使其在各種大賽中屢屢獲獎(jiǎng)。
關(guān)鍵字：冷沖壓工藝;模具制造;壓型質(zhì)量
中圖分類號(hào)：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1、冷沖壓工藝的概述
1.1冷沖壓工藝的概念
所謂冷沖壓工藝，是指壓力機(jī)上所安裝的模具通過(guò)施加壓力，使室溫下的板料發(fā)生變形，之后產(chǎn)生分離的加工方法，是一種塑性加工法。同時(shí)，由于此類方法加工的對(duì)象多為板料零件，又被稱為板料
沖壓。
1.2冷沖壓工藝的特點(diǎn)
第一，質(zhì)量穩(wěn)定且具備較高的尺寸精度。沖壓加工的成型主要依靠模具實(shí)現(xiàn)，而由于模具制作具有高精度、較長(zhǎng)使用壽命的特點(diǎn)，使得沖壓工藝的質(zhì)量存在穩(wěn)定性，且具有良好的制作互換性。另外，也可以對(duì)一些工藝難度比較大、形狀比較復(fù)雜的零件實(shí)施沖壓。
第二，生產(chǎn)效率高。利用冷沖壓技術(shù)，每分鐘可以完成大型沖壓件數(shù)百件，如汽車覆蓋等;而小型制件，每分鐘則可沖壓上千件。
第三，材料的利用效率高。一般地，用于沖壓加工的材料利用率在百分之八十以上，能夠有效保證廢料減少的實(shí)現(xiàn)，甚至出現(xiàn)無(wú)廢料生產(chǎn)情況，還可以將部分邊角余料用于其他地方。
1.3冷沖壓工藝的應(yīng)用
說(shuō)到冷沖壓工藝的應(yīng)用范圍，稱得上十分廣泛，不僅涉及到金屬板料的加工，還可以加工非金屬材料。在汽車、家用電器或者日常用品領(lǐng)域，地位都比較突出和重要。而近年來(lái)汽車與家電行業(yè)的迅速發(fā)展，使得各國(guó)給予冷沖壓技術(shù)以高度的重視。而由于冷沖壓模具具有比較悠久的歷史、極為廣泛的用途以及比較成熟的技術(shù)，在汽車、家電等行業(yè)模具中占有的比例
最大。
2、沖壓模具制造和壓型質(zhì)量
作為一種技術(shù)含量和附加值都比較高的產(chǎn)品，模具早已成為對(duì)一個(gè)國(guó)家的工業(yè)制造水平高低進(jìn)行衡量的重要指標(biāo)。尤其是隨著改革開放的不斷推進(jìn)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，在相關(guān)領(lǐng)域的教育培訓(xùn)、研發(fā)以及應(yīng)用推廣方面，冷沖壓工藝與模具制造早已成為熱點(diǎn)問(wèn)題。
2.1沖壓模具制造的現(xiàn)狀
在我國(guó)的模具分類中，沖壓模和塑料成型模占據(jù)主要部分。而我國(guó)目前的沖壓模具制造工藝已經(jīng)取得了不小的進(jìn)步，尤其是大型沖壓模具的制造，這一類型模具以汽車覆蓋件為主要代表，比如夏利、奇瑞等，均是由國(guó)內(nèi)完成覆蓋件模具的設(shè)計(jì)和制造。
2.2模具制造與壓型質(zhì)量存在的問(wèn)題
工業(yè)化的不斷推進(jìn)，使得我國(guó)工業(yè)設(shè)備的更新日益加快，同時(shí)提高了對(duì)壓鑄模具的標(biāo)準(zhǔn)和要求。然而，相對(duì)較低的專業(yè)化程度使得我國(guó)模具企業(yè)的大部分工作的完成需要依靠模具制造廠，再加上企業(yè)內(nèi)部存在的管理體制的束縛，更是延長(zhǎng)了產(chǎn)品的制造周期，使得產(chǎn)品在市場(chǎng)上失去競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。換句話說(shuō)，落后的工藝技術(shù)和較低的設(shè)備自動(dòng)化程度，嚴(yán)重降低了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率，延長(zhǎng)了制造周期，導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法與市場(chǎng)需求相適應(yīng)。另一方面，模具企業(yè)在管理方面也受到一定的約束，降低了模具的總體水平，使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)處于較低的水平，只能依靠進(jìn)口的途徑完成部分復(fù)雜、精密、高效的模具產(chǎn)品。
3、提高壓型質(zhì)量的措施
3.1提高模具精密化程度
我國(guó)目前的模具制造企業(yè)的專業(yè)化程度比較低，競(jìng)爭(zhēng)力水平不高，使得我國(guó)部分精密、高效的大型模具仍需要從國(guó)外進(jìn)口實(shí)現(xiàn)。因此，想要提高壓型質(zhì)量，需要提高模具的精密化程度，同時(shí)向大型化
發(fā)展。
3.2擴(kuò)大模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用
使用標(biāo)準(zhǔn)化模具，不僅可以減少制造時(shí)間，還可以增強(qiáng)產(chǎn)品的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。因此，需要擴(kuò)大模具標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高。具體地，國(guó)家應(yīng)該制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并在生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn);與此同時(shí)，應(yīng)該提高標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格，增加標(biāo)準(zhǔn)件的品種，盡可能在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)銷售渠道的不斷拓寬。
3.3提高模具材料的質(zhì)量
一般地，材料的價(jià)格在整副模具價(jià)格中占比百分之三十五，而模具材料的質(zhì)量直接關(guān)系到模具產(chǎn)品的檔次，與模具的使用壽命息息相關(guān)。因此，應(yīng)該提高模具材料的質(zhì)量，選擇優(yōu)質(zhì)的模具鋼材，重視先進(jìn)處理技術(shù)的采用，以實(shí)現(xiàn)模具檔次的提升和使用壽命的延長(zhǎng)。
3.4提高模具自動(dòng)化和智能化
眾所周知，模具的外觀和使用壽命直接受到表面研磨拋光技術(shù)的影響。然而，我國(guó)的模具研磨拋光技術(shù)主要為手工工藝，勞動(dòng)強(qiáng)度比較大且具有質(zhì)量不穩(wěn)定的特點(diǎn)，對(duì)模具制造工藝的提高起到阻礙作用。因此，需要不斷提高技術(shù)，最大程度地實(shí)現(xiàn)模具的自動(dòng)化和智能化。
3.5提高高速銑削的應(yīng)用
依據(jù)目前的技術(shù)水平，眾多工業(yè)國(guó)家所使用的高速銑主軸每分鐘可達(dá)到五萬(wàn)到十二萬(wàn)的轉(zhuǎn)速，而快速進(jìn)給速度則每分鐘達(dá)到四十到五十米，換刀時(shí)間則大約為一到二秒，而由于模具的制造過(guò)程具有較小的溫度變化，不容易發(fā)生變形，從而導(dǎo)致工作效率和產(chǎn)品性能的極大提高。然而，與世界上眾多工業(yè)國(guó)家相比，我國(guó)模具制造過(guò)程中所采用的銑削工藝比較落后，因此需要增強(qiáng)高速銑削技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用
程度。
4、總結(jié)
總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深入，世界資本市場(chǎng)、技術(shù)市場(chǎng)和勞動(dòng)力市場(chǎng)都面臨著重新整合的境況，我國(guó)也將會(huì)在這一情況下成長(zhǎng)為制造業(yè)大國(guó)。不可不提的是，在現(xiàn)代制造業(yè)中，冷沖壓工藝和模具制造工藝是任何工業(yè)工程設(shè)備都需要重視的部分，兩項(xiàng)工藝的發(fā)展直接關(guān)系到壓型質(zhì)量。然而，我國(guó)的冷沖壓工藝和模具制造技術(shù)存在一定的問(wèn)題，需要及時(shí)采取有效措施，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)件模具和高速銑削的應(yīng)用，提高模具材料的質(zhì)量，并進(jìn)一步提高模具的精密度，提高模具制造的自動(dòng)化和智能化，從而提高壓型質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張旭，周杰.超高強(qiáng)度鋼防撞梁熱成形改冷沖壓工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，34（1）：77-78.
1汽車后側(cè)門的拉延成形
汽車側(cè)門板屬于淺拉伸件的一種，汽車覆蓋件的質(zhì)量會(huì)決定其品質(zhì)。覆蓋件的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)為光滑、平順、形狀明確、整體剛度較高，覆蓋件上沒(méi)有褶皺、凹凸和拉痕等問(wèn)題。汽車側(cè)門覆蓋件成形是通過(guò)拉延成形的，即用模具將板料拉延成形，拉延是非常重要的沖壓工藝之一。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜時(shí)，可采用拉延成形技術(shù)。其他沖壓工藝不能替代拉延工藝的原因是拉延工藝能大大提高生產(chǎn)效率，且生產(chǎn)的零件強(qiáng)度、剛度、精度高。本文采用拉延方法制造汽車后側(cè)門覆蓋件。考慮到汽車后側(cè)門覆蓋件成形時(shí)，凸模表面與毛坯大面積接觸會(huì)形成較淺的拉深深度，在一定平面上的拉應(yīng)力較小，工藝零件材料變形不足，進(jìn)而導(dǎo)致材料應(yīng)有的剛度不足，本設(shè)計(jì)采用脹形變形的方式，并考慮到了門窗處材料正常拉延成形的效果。
2汽車后側(cè)門模具分析
在具體應(yīng)用拉延模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證有適當(dāng)?shù)睦铋g隙，凸模和凹模的直徑應(yīng)根據(jù)具體參數(shù)設(shè)置，并在合適的位置使用合適的壓邊力，脹形的增加可逐步提高拉延筋的個(gè)數(shù)。汽車覆蓋件后側(cè)門的拉延深度不足時(shí)，可使用拉延力度較大的方法促進(jìn)成形。一方面，應(yīng)保證覆蓋件沒(méi)有磨痕；另一方面，應(yīng)提高成形質(zhì)量。一定要注意工藝件的拉延方向，從而實(shí)現(xiàn)較好的拉延效果。在處理后側(cè)門拉延深度時(shí)，應(yīng)合理設(shè)計(jì)工藝補(bǔ)充面的深度，且保證模具中的材料能正常流動(dòng)。在材料完全進(jìn)入模具后，要確保材料的無(wú)縫對(duì)接。車門外板在拉延成形時(shí)會(huì)遇到許多問(wèn)題，且這些問(wèn)題會(huì)直接對(duì)拉延效果造成不利影響。在具體的拉延成形仿真中，可通過(guò)模擬該過(guò)程發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題，并找到解決辦法，從而不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)思路，減少設(shè)計(jì)中的失誤，避免因設(shè)計(jì)問(wèn)題而導(dǎo)致的沖壓變形。此外，材料質(zhì)量、成形數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果等會(huì)影響模具的質(zhì)量。
3汽車覆蓋件模具制作CAE分析流程
目前，各行業(yè)都已運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)流程的核心是CAE技術(shù)。該技術(shù)具有很多特點(diǎn)，比較典型的包括：側(cè)重于計(jì)算能力的提升，采用專業(yè)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，可確保工藝零件產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可操作性；在設(shè)置參數(shù)時(shí)，可不斷調(diào)整設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，快速找到工藝件的最佳配置方案；采用虛擬流程，仿真實(shí)現(xiàn)不同的結(jié)果，從而發(fā)現(xiàn)成形流程中的不足。本設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)軟件仿真，能直觀地分析覆蓋件沖壓成形過(guò)程，分析過(guò)程包括確定沖壓方向、設(shè)計(jì)壓料面和設(shè)置延筋等。具體分析過(guò)程分為以下4步：①在PRE三維建模軟件中建立成形前的曲面模型，然后將零件模型傳到仿真軟件中，并重新設(shè)定零件的連接方式和連接間隙，設(shè)定依據(jù)來(lái)源于沖壓設(shè)備的拉延類型。②根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具體分格，形成有效的網(wǎng)格模型。如果未設(shè)計(jì)完全補(bǔ)充面，則可采用軟件補(bǔ)充漏掉的部分。部分計(jì)算機(jī)仿真軟件的網(wǎng)格化功能無(wú)法滿足求解器的要求，因此，在網(wǎng)格劃分完畢后，首先應(yīng)檢查網(wǎng)格的質(zhì)量。③定義成形工具，設(shè)計(jì)參考模型，選擇恰當(dāng)?shù)哪Ｐ秃驮O(shè)計(jì)流程，并計(jì)算相應(yīng)數(shù)據(jù)；利用計(jì)算機(jī)軟件仿真成形過(guò)程，提前估計(jì)模具的外形，逐步形成外部尺寸，并得到網(wǎng)格單元模型，從而為下一步分析做好準(zhǔn)備。④如果存在金屬流動(dòng)不暢、金屬壁面褶皺等情況，則可設(shè)置拉延筋提高零件的沖壓質(zhì)量，即確定精度較高的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)具體的參數(shù)設(shè)定拉延過(guò)程，但采用該做法比較費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。為了提高拉延效率，可建立計(jì)算效率較高的數(shù)學(xué)模型，采用相同的約束因素來(lái)延緩拉延過(guò)程，目前，這種做法是比較實(shí)用的，應(yīng)用非常廣泛。本設(shè)計(jì)中，采用了同比同效拉延筋的方法，并根據(jù)得到的參數(shù)調(diào)整設(shè)計(jì)，包括如何在拉延過(guò)程中減少誤差、確定時(shí)間步長(zhǎng)等。
4模具CAE仿真過(guò)程
為了提高模具拉延成形的效率，對(duì)模具的重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)和重點(diǎn)分析。對(duì)模具外表面的要求為：不能出現(xiàn)褶皺、視覺(jué)效果流暢，壓料面平順、光滑和盡量簡(jiǎn)單化。要想保證壓料面各部分進(jìn)料阻力均衡、穩(wěn)定，就要合理地設(shè)計(jì)工藝懸著壓料面和拉伸方向。根據(jù)上述分析和設(shè)計(jì)原則，本次設(shè)計(jì)中的模具表面為曲面，模具的曲率和零件的曲面率一致。實(shí)際應(yīng)用的材料為36號(hào)材料，編號(hào)為A009。A009材料強(qiáng)度較高，能滿足各種厚度板料的加工需求。仿真結(jié)果分析：在設(shè)計(jì)初期確定了拉延筋結(jié)構(gòu)，并用仿真軟件對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行了初步分析，得到仿真結(jié)果后進(jìn)行了仿真結(jié)果分析，得到了拉延筋的形象圖，可明顯地看到在零件邊緣有破裂。在本次設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，減弱壓邊力后，零件的破裂程度降低，但會(huì)導(dǎo)致零件邊緣表面出現(xiàn)褶皺。因此，要想同時(shí)保證產(chǎn)品邊緣沒(méi)有明顯的破裂和褶皺，就需要不斷修改壓邊力的數(shù)值。在不斷修改的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，問(wèn)題主要發(fā)生在產(chǎn)品邊緣地帶。雖然破裂和褶皺是因壓邊力不一致而產(chǎn)生的，但在調(diào)整壓邊力時(shí)候不能單純地只調(diào)整這一個(gè)因素，還需要考慮到模具內(nèi)、外結(jié)構(gòu)，沖壓方向等因素。因此，如果要想解決上述問(wèn)題，就要修正拉延筋，將圓弧處改為二級(jí)拉延結(jié)構(gòu)，并在直邊處只設(shè)置一級(jí)拉延，從而解決產(chǎn)品邊緣破損的問(wèn)題。本次設(shè)計(jì)主要以脹形為主，因此，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中可創(chuàng)造比較流暢的成形條件。重新仿真后發(fā)現(xiàn)，采用上述解決辦法在材料成形后，基本上沒(méi)有出現(xiàn)破裂和褶皺現(xiàn)象，產(chǎn)品具有良好的外形，在產(chǎn)品的重點(diǎn)區(qū)域不存在較大的問(wèn)題。
5汽車模具的設(shè)計(jì)過(guò)程
設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，會(huì)開展具體的模具設(shè)計(jì)流程，并在后續(xù)的成形過(guò)程中逐漸修改相關(guān)數(shù)據(jù)。汽車側(cè)門的模具分為3種，即凸模具、凹模具和壓邊模具。凸模具的外側(cè)形狀決定了汽車側(cè)門板的外部尺寸，進(jìn)而決定了模具的成形質(zhì)量；凹模具是通過(guò)凹模圓角拉延成形的；壓邊圈的作用是將物質(zhì)壓入模具中，其運(yùn)動(dòng)方式為自上而下，在下降至最底端后始終保持最下端的狀態(tài)，凸模具隨之向下運(yùn)動(dòng)，下降至底端后，拉延毛坯順著凹模的一角進(jìn)入模具中，然后快速拉延成需要的外形。在上述流程結(jié)束后，凸模具、壓邊圈不斷向上回動(dòng)，最終順利彈出。
6結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞 ： 有限元； 數(shù)值模擬； 汽車覆蓋件； 拉延
1. 有限元模型的建立和參數(shù)設(shè)定
一般汽車覆蓋件工藝設(shè)計(jì)流程具體分析如下： （1） 根據(jù)產(chǎn)品圖及產(chǎn)品沖壓工藝設(shè)計(jì)，進(jìn)行詳細(xì)的車身產(chǎn)品工藝性分析。為了實(shí)現(xiàn)拉延或創(chuàng)造良好的拉延條 件，必須合理考慮沖壓方向、工藝補(bǔ)充部分形狀以及壓料面形式、拉延筋布置等重要工藝因素。其中包括利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的工藝補(bǔ)充面三維設(shè)計(jì)。（2） 在滿足產(chǎn) 品使用的前提下，將過(guò)剩的質(zhì)量要求及時(shí)反饋給產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門，進(jìn)行研討，力爭(zhēng)把產(chǎn)品完善到最簡(jiǎn)單、最合理的工藝要求，以克服產(chǎn)品的過(guò)剩質(zhì)量，減少不必要的工 裝投入。（3） 利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行車身產(chǎn)品的沖壓工藝性分析，進(jìn)行圖面形狀的分析探討和尺寸公差的分析研究，在充分理解、把握產(chǎn)品使用性能要求的前提下，考 慮用戶使用和維修，利用塑性加工原理、沖壓工藝知識(shí)和模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)沖壓工藝過(guò)程圖。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，同時(shí)要分析沖壓工藝方案，發(fā)現(xiàn)不足之 處，進(jìn)行必要的修正。（4） 模具設(shè)計(jì)人員按照沖壓工藝過(guò)程圖的基本要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，模具CAD設(shè)計(jì)包括上、下模座，工作部分零件，導(dǎo)向部件，定位零件 和進(jìn)出料裝置等設(shè)計(jì)。數(shù)控編程和模型人員按照沖壓工藝過(guò)程圖和模具圖進(jìn)行數(shù)控編程和模型制造，最后按照沖壓工藝過(guò)程模具圖要求進(jìn)行機(jī)械加工和模具裝配調(diào) 試，最終調(diào)試出合格的產(chǎn)品。
選用某轎車內(nèi)部地板零件產(chǎn)品圖，此零件是一個(gè)比較復(fù)雜的中小型車身結(jié)構(gòu)件。由于零件拉延深度深，并且具有局部 反拉延，因此成形過(guò)程估計(jì)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，為了驗(yàn)證問(wèn)題所在我們利用CAE軟件進(jìn)行模擬成形計(jì)算。對(duì)于復(fù)雜沖壓零件的成形過(guò)程，不但同一時(shí)刻不同位置的板坯所 承受的變形方式和變形程度不同，而且不同時(shí)刻同一位置的板坯所承受的變形方式和變形程度也不同；另外，沖壓工藝邊界條件的設(shè)定對(duì)變形路徑和各部分的變形程 度的影響也非常明顯。
一般劃分網(wǎng)格時(shí)，首先建立一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型。這一步驟是連接分離的型面，使你可以在網(wǎng)格劃分的時(shí)候得到連續(xù)的網(wǎng)格 （兩個(gè)相連的元素在分界線之問(wèn)共同享用相同的節(jié)點(diǎn)）。系統(tǒng)能通過(guò)你所定義的公差自動(dòng)辨認(rèn)普通表面之問(wèn)的分界線，以建立我們所說(shuō)的拓?fù)淠Ｐ汀＝⒑猛負(fù)浣Y(jié)構(gòu) 以后，應(yīng)定義網(wǎng)格劃分的參數(shù)，并進(jìn)行網(wǎng)格的自動(dòng)劃分。一般情況下要求用戶最少確定四個(gè)參數(shù)，包括最小元素大小，最大元素大小，兩個(gè)相連的元素之問(wèn)的法向夾 角，網(wǎng)格的弦高。最小元素的大小影響著網(wǎng)格劃分中最小元素的尺寸。當(dāng)模型的型面比較平坦時(shí)它最大元素的大小則受最大元素參數(shù)的影響。兩個(gè)相連的元素之問(wèn)的 法向夾角所起的作用是規(guī)定了兩個(gè)相連元素之問(wèn)的最大法向夾角，即當(dāng)兩個(gè)元素的夾角大于用戶給定的值時(shí)，這兩個(gè)元素會(huì)分裂為更多的元素，故它影響著倒角和小 圓角部分的網(wǎng)格密度，它的值越小網(wǎng)格則越密。例如：一般我們?cè)趧澐帜＞呔W(wǎng)格時(shí)，它的拉延圓角最好有五行元素，這時(shí)調(diào)整法向夾角的參數(shù)就可以達(dá)到目的。弦高 的大小則影響著大網(wǎng)格半徑表面上的網(wǎng)格密度，它的值越大，則網(wǎng)格越少。在汽車覆蓋件模擬中，板料數(shù)據(jù)一般都是曲線，因此板料的網(wǎng)格劃分與模具的劃分不一樣。
2. 汽車覆蓋件沖壓的有限元模擬結(jié)果分析
經(jīng)過(guò)計(jì)算后， 板料的FLD如圖2所示。在FLD圖中，紅色表示破裂，粉紅色表示起皺，而在應(yīng)變?cè)茍D中紅色表示正應(yīng)變，深藍(lán)表示副應(yīng)變。從FLD圖中我們可以看出四處破 裂，分別是大鼓包處，凹坑底部，最下方的小鼓包處，右上方的直壁處。通過(guò)主應(yīng)變和次應(yīng)變?cè)茍D可以看出在突起的鼓包頂端處為雙向拉應(yīng)變發(fā)生破裂，并目_從板 料輪廓的變化發(fā)現(xiàn)在有拉延筋的地方板料兒乎沒(méi)有流動(dòng)，形成過(guò)度脹形，凹坑底部破裂處也同樣出現(xiàn)脹形過(guò)度問(wèn)題。而模具拉延直壁處的破裂卻是不同形式的，該處 的主應(yīng)變?yōu)槔瓚?yīng)變，次應(yīng)變?yōu)閴簯?yīng)變，為明顯的拉深破裂狀態(tài)。之所以只有這個(gè)直壁角破裂是因?yàn)檫@個(gè)角離大鼓包最近，并且通過(guò)成形過(guò)程的模擬我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)直角 壁首先成形，從而在凹坑成形前破裂。其它四個(gè)角由于拉延高度低并且沒(méi)有復(fù)雜的凸凹變形，都有足夠的板料流動(dòng)量，板料的流動(dòng)情況良好，所以沒(méi)有破裂。
3. 汽車覆蓋件沖壓工藝改進(jìn)方案
在去掉拉延筋，變化壓邊力后還是無(wú)法緩解，于是決定改變模型，我們把拉延直壁消除降低了模具拉延高度；把型面中那一個(gè)接近大直角型面過(guò)渡改為一個(gè)小緩 坡，減緩了陡峭程度；由于模具進(jìn)料困難，所以去掉拉延筋，然后設(shè)定壓邊力為400KN，摩擦系數(shù)為0.12，進(jìn)行模擬后如圖4所示。可以看出與未改前的情 況有很大的不同，破裂情況明顯改善，尤其是右上角直壁處的破裂變得很小，這是由于降低了它的拉延高度。
4. 結(jié)論
世界上每年的鋼材有半數(shù)以上被軋制成板料和管料。金屬板、管的成形和加工在航空、航天、汽車、船舶及許多民用工業(yè)中都占有相當(dāng)重的比例。因此，提高相應(yīng) 的成形技術(shù)和制造水平是一個(gè)具有普遍意義的大課題。因此，文章在汽車覆蓋件數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，采用有限元的數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究的方法，對(duì)汽車覆 蓋件拉延過(guò)程中的成形進(jìn)行了數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：沖壓修邊沖孔 模具 壽命 延長(zhǎng)
汽車覆蓋件沖壓模具在生產(chǎn)過(guò)程中損壞率較高，但由于沖壓工藝內(nèi)容不同，模具工作條件不同，影響沖壓模具壽命的因素是多方面的。特別是修邊沖孔類模具由于作用力位置相對(duì)集中就更容易損壞，較之成型類模具，壽命更短。以下就結(jié)合沖壓鈑材、修沖類模具結(jié)構(gòu)、模具鑲塊材料、模具鑲塊的熱加工工藝、模具表面質(zhì)量、模具工作面表面處理、修邊刃口線切割加工后表層的控制、沖壓機(jī)床、模具的使用與合理保養(yǎng)九個(gè)方面來(lái)談一下修邊沖孔類模具的失效原因及相應(yīng)的改善措施。
1 沖壓工藝設(shè)定及應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：
A 沖壓工藝設(shè)定時(shí)應(yīng)盡量避免立切刃口的設(shè)定，立切人刃口因?yàn)槠涔ぷ髟硎墙朴谄叫锈k材表面沖裁厚度逐漸加厚的沖裁過(guò)程，因而應(yīng)將立切部分轉(zhuǎn)化成側(cè)吊沖裁，或轉(zhuǎn)化為平切刃口進(jìn)行沖裁加工。
B 落料模具也是修邊沖孔模具的一種，在沖壓工藝設(shè)定時(shí)落料模具應(yīng)注意鈑材的件與件之間的搭邊距離。搭邊距離應(yīng)大于兩倍的鈑料厚度，如果選擇不合理的搭邊距離則會(huì)對(duì)落料模具刃口產(chǎn)生極大的影響，會(huì)造成刃口的滾崩和磨損加劇。因此，必須在考慮提高單臺(tái)車鈑材利用率的同時(shí)，選擇合理的搭邊距離，以提高模具的使用壽命。
C 沖壓鈑材質(zhì)量是沖壓生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，在生產(chǎn)過(guò)程中，由于鈑材厚度公差超差、鈑材性能波動(dòng)、鈑材表面質(zhì)量問(wèn)題(麻坑、銹蝕))等不良因素往往會(huì)造成模具沖頭及鑲塊的刃口磨損加劇、易崩刃等不良后果。故而我們?cè)谏a(chǎn)中應(yīng)盡量規(guī)避這些因素所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，我們應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：
①在鈑材選擇時(shí)盡量選擇性能好的鈑材，以避免鈑材性能波動(dòng)，包括選擇大型鋼廠生產(chǎn)的鈑材材質(zhì)；
②嚴(yán)格的進(jìn)貨檢驗(yàn)制度是生產(chǎn)的保障，沖壓生產(chǎn)前應(yīng)對(duì)鈑材進(jìn)行鈑材牌號(hào)、板厚、生產(chǎn)廠家，物理性能、化學(xué)性能、表面質(zhì)量嚴(yán)格檢驗(yàn)。只有檢驗(yàn)合格后的鈑材才能進(jìn)行沖壓生產(chǎn)。
③在生產(chǎn)過(guò)程中需選擇合適的油，以保護(hù)模具。
2 修邊沖孔類模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該以模具的沖裁力為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行鑲塊材質(zhì)的選擇及沖裁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中充分考慮沖裁間隙對(duì)于模具的影響。
(1) 在修邊沖孔類模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先對(duì)板厚的影響考慮在先，鈑料厚度超過(guò)1.2毫米的模具鑲塊材質(zhì)即應(yīng)選擇整體鍛造鑲塊或鈑材鑲塊，材質(zhì)為Crl2MoV或更優(yōu)材質(zhì)，鈑料厚度小于1.2毫米的模具鑲塊一般材質(zhì)為鑄造7CrSiMnMoV及俗稱空冷鋼。
(2)模具設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的沖裁間隙。一般根據(jù)覆蓋件模具根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，合理的沖裁間隙是材料板厚的3%~6%,根據(jù)凸、凹模的形狀、刃口曲率、型面落差進(jìn)行不同的沖裁間隙調(diào)整，不合理的沖裁間隙對(duì)于沖壓件產(chǎn)品質(zhì)量有較大的影響會(huì)造成制件毛刺及制件變形，還嚴(yán)重影響模具的使用。
3 模具鑲塊材料選擇，正如前面提到的模具設(shè)計(jì)時(shí)的材料選擇原則，根據(jù)不同的鈑材板厚選擇不同的鑲塊材質(zhì)，常用的汽車覆蓋件修沖類模具鑲塊國(guó)產(chǎn)材料有Crl2MoV、Crl2Mo1V1、鑄造7CrSiMnMoV，進(jìn)口近似性能材料有SKD11、SKD12、HMD5等。對(duì)于模具壽命的影響在材質(zhì)方面具體表現(xiàn)為材料的加工性能，必須易于加工，這里說(shuō)的加工不但是機(jī)械加工還包括鉗工的手工加工性能，材料還應(yīng)具有較高的淬火后硬度，例如鑄造7CrSiMnMoV通常要求淬火硬度達(dá)到HRC50~HRC55，Crl2MoV和SKD11淬火硬度達(dá)到HRC50~HRC55。如果模具鑲塊硬度不合格將直接影響模具使用壽命。
4 模具鑲塊的熱處理方式對(duì)模具使用壽命有很大影響，通常當(dāng)制件鈑材板厚小于1.2毫米選擇鑄造7CrSiMnMoV鑲塊時(shí)熱處理方式主要通過(guò)火焰淬火方式進(jìn)行淬火，這種淬火方式對(duì)于淬火操作人員技術(shù)要求較高，隱形技術(shù)成分較多，不容易進(jìn)行量化識(shí)別，如果在淬火過(guò)程中出現(xiàn)脫碳或硬度不足等情況不可彌補(bǔ)。Crl2MoV鑲塊通常采用真空淬火的熱處理工藝，具體工藝如下：
1,分級(jí)預(yù)熱在400度保溫2h,后升溫到650h 度,保溫3.5h,出爐將工件面用硼酸保護(hù)入爐升到850度保溫8小時(shí).
2,淬火預(yù)冷到760-780度入油,冷卻40分左右,將尾部提了油面20分.
3出油立回火,溫度為460度,9-11h bm 出爐油冷至200度空冷.
但是鍛造Crl2MoV鑲塊通常在鍛造完成后需進(jìn)行預(yù)先熱處理，通常采用等溫求化方式進(jìn)行退火處理。比如對(duì)于Cr12MoV鑲塊,制作修邊沖孔模具刃口常因碳化物分布不均而使用中發(fā)生崩刃現(xiàn)象,因此必須進(jìn)行改鐓改鍛.后碳化物偏析應(yīng)在2-3級(jí)以下,鍛后還需及時(shí)進(jìn)行退火,其球化退火工藝: 850-860保溫2-4h 爐冷到720-760保溫3-5 h爐冷到500度空冷。Cr12MoV鑲塊淬火與回火環(huán)節(jié)是鍛造模具鑲塊熱處理中最要緊的環(huán)節(jié)。如果在淬火加溫時(shí)過(guò)程中發(fā)生溫度過(guò)高情況，不但會(huì)造成模具鑲塊具有很高的脆性，而且在冷卻過(guò)程和后期的工作過(guò)程中容易引起變形和開裂，嚴(yán)重影響模具壽命。Cr12MoV鑲塊淬火后馬上進(jìn)行回火處。回火的及時(shí)性也是Cr12MoV鑲塊后期使用過(guò)程中保證模具使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
5 模具表面質(zhì)量模具鑲塊刃口表面的光潔度的優(yōu)劣對(duì)于模具鑲塊的耐磨性、抗斷裂能力及抗粘著能力等有著十分密切的關(guān)系，直接影響模具的使用壽命。尤其是表面粗糙度值對(duì)模具壽命影響很大，還會(huì)影響沖壓件切口質(zhì)量，會(huì)產(chǎn)生毛刺，直接影響沖壓模具的使用壽命和精度。
6 修邊立切刃口的表面強(qiáng)化處理，目前為提高模具立切刃口等特殊部位的使用壽命，模具表面處理技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，目前應(yīng)用于汽車覆蓋件模具中比較多的表面處理技術(shù)有化學(xué)氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)和在鹽浴中向鑲塊浸鍍碳化物法(TD)等。其中物理氣相沉積法(PVD)主要應(yīng)用于薄板類模具，其優(yōu)點(diǎn)是處理時(shí)間短、處理溫度低鑲塊熱變形量小，有效降低模具維修周期，但耐磨性和表面硬度不及鹽浴中向鑲塊浸鍍碳化物法(TD)， TD具有變形量大、時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，TD處理在中厚鈑材模具中以其高表面硬度（HV3200~3700）得以廣泛應(yīng)用。
7 線切割變質(zhì)層的控制 沖壓模具刃口多采用線切割加工。由于線切割加工的熱效應(yīng)和電解作用，使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層，造成表面硬度降低，出現(xiàn)顯微裂紋等，致使線切割加工 的沖壓模具易發(fā)生早期磨損，直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃，縮短模具使用壽命。因此，在線切割加工中應(yīng)選擇合理的放電間隙，盡量減少變質(zhì)層深度。
