蒙以嫦

（柳州职业技术学院机电工程系，广西 柳州 545006）

《冲压模具设计与制造》是我院模具设计与制造专业的一门核心专业课程，学习内容涵盖了冲压工艺、模具设计、模具制造、模具安装与调试等方面内容，其是一门综合性和实践性较强的课程。本课程主要以培养从事汽车板金零件生产企业现场的模具制造人员、模具运行维护人员职业能力为目标，培养学生对冲压模具开发与维护的能力。

汽车工业是柳州市第一支柱产业，汽车80%以上零件为冲压件，在课程教学中，我们根据中、小型汽车板金零件的主要成形工艺，分别设计了板类零件冲裁模设计与制造、举升泵固定板弯曲模设计与制造、罩盖拉深模设计与制造等四个学习情境，每个学习情境按照冲压模具的实际生产流程设计了工艺设计、模具设计、模具零件加工、模具装配、模具的安装与调试等五个学习任务。在此之前，前两个学习任务的学习，我们主要是通过采用多媒体教学完成，而后三个学习任务，主要是在实训车间通过实践教学完成。这样的教学方式，虽然解决了原来课程体系中理论教学与实训操作相互脱节的问题，学生的的各方面能力也较课程改革前有了一定程度的提高，但由于受到设计周期长、理论计算、推理内容较多，学生的理解、接受能力不足等因素的影响，模具设计一直是学生学习的薄弱环节，与企业的实际要求还是存在一定差距。

针对这一情况，我们再次深入企业调研，主要了解现代企业模具设计的运作流程，同时还针对本课程的教学，展开了毕业生调查问卷、企业专家调查问卷等活动，综合以上三种不同的途径，我们得出了同一结论，就是提高学生模具设计能力最直接、最有效的途径就是在模具设计中结合UG、CATIA等三维软件教学。所以，本学期我们尝试了在冲压模具设计与制造课程教学中引入UG软件辅助教学，并取得了较好的学习效果。

本文将以企业真实任务，后悬弹簧支座成型模设计为例，按照企业模具设计的基本流程：零件冲压工艺性分析→工法图→模具3D数模→模具2D图，在冲压模具设计与制造课程教学中利用UG软件辅助教学的具体实施过程。

1 工法分析

如图1所示为后悬弹簧支座零件图，属于回转体零件，其形状、尺寸和材料性能均符合冲压加工要求。所需的基本工序有：落料、成形、冲Φ40孔、冲3-Φ7孔，其中，成形深度最高为27 mm，而该处直径尺寸为Φ70 mm，满足一次成形条件。为了在成形工序中方便材料流动及准确定位，考虑成形前在零件中心部位先预冲一个Φ16底孔，根据以上基本工序，可以拟定该零件的冲压工艺方案为：落料与冲Φ16孔复合→成形1→成形2→冲Φ40孔及3-Φ7孔，从而得出该零件的工法图，如图2所示。

图1 后悬弹簧支座（材料：Q235，料厚3.2，批量生产）

图2 后悬弹簧支座工法图

2 第二次成形模具结构确定

该零件材料厚度为3.2 mm，形状简单对称，不容易起皱，可不采用压边圈，而且口部有10°的拨模角度，成形前已冲有Φ16孔，故成形模考虑采用Φ16孔定位，弹性顶件卸料，顶件器与凹模单边间隙为0.5 mm，同时，通过冲压总力及行程计算，可选用J23-100压力机，模具闭合高度应在255～285 mm之间，从而确定该零件的成形模结构，如图3所示。

图3 后悬弹簧支座成形模（3D）

3 模具主要零件设计

凸模设计

（1）材料选择：根据生产批量及模具的工作条件，凸模材料选择Cr12MoV，热处理硬度HRC58-60。

（2）工作部分型面及外形尺寸设计

步骤一：创建修剪面：利用曲面抽取命令抽取零件的内侧表面→有界平面（补孔）→缝合所抽取的所有曲面→延伸曲面至合适高度。

步骤二：创建凸模圆柱基体。以修剪曲面为对称面，创建一准175的圆柱体，长度以保证凸模最小厚度不小于50为准。

步骤三：修剪体。利用修剪体命令修剪准175圆柱体，保留上半部分，得到凸模实体，采用相似的方法，得到顶件块、凹模的零件。如图4所示。

图4 后悬弹簧支座成形模工作零件

4 导出CAD二维图

完成所有模具零件的设计及模具总图实体建模后，利用UG中的文件导出功能，将模具总图导出为DXF文档文件，并进行适当的修改，完成标注，从而得到该模具的2D图，如图5所示。

图5 后悬弹簧支座成形模（2D）

5 结束语

经过一个学期的实践证明，在冲压模具设计与制造课程中引入UG软件应用，严格按照企业模具设计流程进行教学实施，由传统抽象的理论设计变为直观的三维建模，所有的模具零件设计都将利用软件实现，其操作简单、快捷，不但可以激发学生的学习兴趣，简化模具设计难度，缩短模具设计周期，提高学习效率，而且通过这样的授课方式，有效地将课堂教学和企业生产实际有机结合，使得学生的课程学习和实际工作保持一致。学生在该课程的学习中，专业知识既能得到系统的学习，又能获得模具行业职业素养的培养，这对提高学生综合运用知识能力，实现能力的迁移，快速适应企业环境与企业需求有着非常积极的意义。