基于冲件加工过程的《冷冲压工艺及模具设计》教学方法

刘孝光，潘培道，胡昌军

（池州学院 机电工程系，安徽 池州 247000）

基于冲件加工过程的《冷冲压工艺及模具设计》教学方法

刘孝光，潘培道，胡昌军

（池州学院 机电工程系，安徽 池州 247000）

结合《冷冲压工艺及模具设计》课程的教学目标，针对一般教学讲授顺序存在的问题，结合高级技术应用性人才的培养目的，提出了“明确课程教学目标、重视专业教育；突出加工工艺、强化模具整体与局部关系，优化讲授顺序”的教学方法。

冷冲压模具；冲件加工过程 ；教学方法

“冷冲压工艺与模具设计”课程以掌握冷冲模典型结构和设计方法为最终目的，该门课程的内容一般包括：冲裁、弯曲、拉深、成形、冷挤压等，冷冲压工艺中的冲裁工艺是较基本、常见的断裂分离工序，相较与弯曲、拉深、成形、冷挤压等变形工序而言，其工艺过程相对简单，模具结构及其冲压动作更易理解，冲裁工艺的学习有利于学生从整体上把握冲压顺序、模具各部件相关动作及装配关系、导向及定距、卸料及取件方式等一系列核心问题，因此，冷冲压工艺及模具设计一般按照“冲裁工艺及模具设计、弯曲工艺及模具设计、拉深工艺及模具设计、典型成形工艺及模具设计”的顺序进行教学。

据我们多年的教学了解，许多学校采用的教材一般具有以下共同特点：第一章为绪论，第二章为冷冲压变形基础，然后各章分别为冲裁工艺与模具设计、弯曲工艺与模具设计、拉深工艺与模具设计等，工艺过程中的一些重要参数如冲压力、模具间隙、刃口尺寸等往往以经验公式给出，实践性强于理论性，注重实际应用。

现有的冷冲压模具设计教材虽然基本内容来自于实践经验的总结，也符合先基础、后专业，先理论、后实践的常规教学顺序，但教学过程涉及模具类型较多，信息量大，真正让学生从事课业活动(模具设计)时，就显得各种教材并不方便实用，主要原因在于按教材进行的一般教学顺序脱离整套模具，只注重各组成部件的相关知识，以讲清基本概念、原理为主，忽视冲压模具整体与局部之间的功能关系，对冲压件加工过程重视不够。

我们结合教学中存在的问题，提出了“明确课程教学目标、重视专业教育；突出加工工艺、强化模具整体与局部关系，优化讲授顺序”的具体设想，并进行了具体实施，教学效果良好。

1 明确课程教学目标，重视专业教育

冷冲压工艺与模具设计涉及从加工工件的冲压工艺性到模具设计制造、安装调试及维护的整个流程的各个环节，课程体系以应用为主，因此课程教学目标应立足于专业实践应用，除了让学生及早了解所从事的工作岗位及岗位群的要求外，还应该让他们对本专业的前景、技术发展方向有所了解，以此作为教学工作的出发点和指南，有助于学生明确学习方向。

鉴于实际应用为主的课程体系，我们在教学中将“冷冲压工艺与模具设计”课程教学目标总的分为主要目标（应用能力培养目标）和辅助基础目标（了解基础知识目标）两部分。

辅助基础知识目标：理解冷冲压变形的基本概念和金属变形的基本理论；了解冲压技术、冲压装备、冲压新工艺、冲压新模具及冲压模具材料应用的发展方向；

应用能力培养目标（主要目标）为：冲裁模的冲裁工艺参数的选择 （主要是查阅各种设计参数、选用模具零件国家标准的基本功）；冲裁模结构特点及基本设计方法，初步具备中等复杂程度冲裁工件的结构工艺性的分析能力（主要是冲裁工艺排样图的设计，包括冲裁工序的组合程度选择、多工序冲裁的冲裁顺序安排、导向、定位、取件方式等），在此基础上，熟悉弯曲模和拉深模的功能部件结构特点及其基本设计方法。

对于应用能力的培养，我们在实际教学中以冲件加工工艺过程为主线，将基础知识、专业入门、专业综合应用三大部分有机结合起来。

2 基于冲件加工过程，强化模具整体与局部关系，优化讲授顺序

2.1 着眼于冲压件工艺性，明确冲压加工过程

冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。冲压模具设计与制造包括冲压工艺设计、模具设计与模具制造三大基本工作（参见图1所示的“冲压产品生产流程”）。

图1 冲压产品生产流程

冲压模具是一种工艺装备在于其结构设计取决于冲压件形状、尺寸、精度、批量等，即冲压件加工工艺性。冲压件加工工艺决定了模具的工作过程、冲压工序组合及冲压顺序安排、模具各部件相关动作及装配关系、导向及定距、卸料及取件方式等一系列核心问题。以冲压加工中最基本、最常见的冲裁模具设计为例，程序化的设计流程如图2。从图中可知冲压工艺的核心地位。

冲压模具同时也是一种特殊工艺装备，其特殊性，在于冲压模具与冲压件有“一模一样”的关系，一般来说，冲模没有通用性。结构、形状相同的工件，如果形状精度、尺寸精度、生产批量不同，其加工工艺就会有较大区别，从而导致冲压模具整体结构、局部辅助功能结构的完全不同，可以认为冲压工艺是冲模设计的基础和依据，冲模设计的目的就是为了保证冲压工艺的顺利实现，突出加工工艺的合理性、重要性符合教学培养目标。

2.2 强化模具整体与局部关系，合理确定模具结构形式

如前所述，事实上冲压模具整体结构设计（主要指工序组合程度、冲压顺序安排）必须以冲压工艺为基础，为保证冲压工艺的顺利实现、合理控制冲件质量而服务。模具局部结构（例如：卸料、出件方式；导向、定距装置；刃口结构形式等）主要是为了保证冲压加工过程中整体预期功能动作的实现，因此这里要强调的是，冲模的主要部件和零件的设计与选用必须紧紧围绕模具整体功能（冲压动作）、冲压加工工艺过程而展开。

在以往的“冷冲压工艺与模具设计”课程教学中，难以体现整体与局部的关系。例如冲裁模具的设计内容，传统教学一般着重讲述冲模的主要部件和零件的设计与选用，整个教学顺序脱离整套模具，忽视了模具主要部件和零件在整体中的地位、作用，学生在学习过程中往往不能做到以整体看局部、把局部置于整体之中，学习起来很被动，导致长期以来教、学脱离，不利于学生从整体思路上把握设计关键。

图2 冲裁模具程序化设计流程

针对这种情况，我们在实际教学中打破原有的教学顺序，把模具典型结构分析作为模具设计教学的第一步（参见图2），按照冷冲压工艺与模具设计一般步骤，先整体后局部、局部置于整体的方法讲授课程，对于工作零件、定位零件、卸料装置、模架及其它支承零件等，注重讲明它们在整体中起什么样的作用，在模具结构中属于哪一部分，局部设计及选用如何围绕整体进行，如何实现从整体到局部密切联系加工过程，为保证加工过程而服务。在讲述过程中借助pro/E三维软件展示各部分基本结构、冲压加工中的所起功能、作用，教学实践表明，这种基于冲件加工过程，强化模具整体与局部关系，优化讲授顺序的教学方法，使学生学习思路清晰，听课由原来的被动变成了主动，学生更容易掌握，教学效果也得到有效提高。

[1]成虹.冲压工艺与模具设计[M].北京:高等教育出版社,2002.

[2]朱正才.《冷冲模设计》课程教学方法改进研究[J].九江职业技术学院学报,2010(1):37-38.

[3]唐秀兰.基于工作过程的模具设计与制造专业实践教学体系构建与实施[J].职业技术教育,2010(11):61-63.

G 642

A

1674-1102(2011)03-0142-02

2011-02-22

安徽省高等学校省级教学质量与教学改革工程项目（2008jyxm441）。

刘孝光（1974－），男，吉林农安人，池州学院机电工程系讲师，硕士，主要从事机械设计及制造、过程控制装备的教学与研究。

[责任编辑：束仁龙]