摘要：为探索产教融合实验课程建設措施，以现代制造业中不可或缺的冲压自动化生产线为设计对象，对高校实验室资源进行挖掘，目前自动化技术的应用领域越来越广泛，随之新技术的不断更新将更加快速地推动它的发展。作为高职院校更要跟上时代的脚步，掌握新技术。结合我校的实际情况，自主研发设计适合我校学生的冲压教学实验台，通过实验能够将学生所学的知识综合运用起来，让学生知其然还要知其所以然。另外的实验设备要适用与多个专业的多门学科使用，以发挥设备的最多用途。控制实现专业学习与实践结合的应用型人才培养模式。

关键词：产教融合;冲压自动化;教学实验台

一、冲压研究现状及发展

1.冲压内涵

冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

2.冲压教学实验台国内研究现状

目前，我国传统教育方式对模具人才的培养存在不足，尽管学校设立了模具专业，但由于受软硬件设施限制，培养出的学员实际技能不够。而社会上各种各样的模具培训班，又缺乏规范的职业标准，导致学员质量良莠不齐，很难培养出大量的新型模具技能人才。

现在大部份人还是注重软件操作，我们都知道图纸只是工程的语言，软件只是表达语言的嘴，如果只是注重软件操作，不是很了解模具是什么，如何制造出来的，又是如何生产出产品来，那能设计出模具吗？只能算是个简单绘图员。

本课题正是利用实物模具模型在课堂上演示落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、弯曲模、拉伸模、成形模，让学生深入了解模具组成和结构原理，增加学生设计与分析课程内容，培养学生的创新意识。本课题的实施将改变老师的传统的教学方法，让老师与学生产生真正的互动，学生有了实际参与的环境，将以往枯燥乏味的模具技术理论和让老师用语言难于表达的模具结构，用实物清楚地展现在学生面前，帮助学生对冲压工艺方面知识的理解，这将大大提高学生的学习兴趣，有利于提高学生冲压模具的动手设计的能力;同时也为教师提供了科研、师资培训等平台，有助于推动教师的专业发展。

国内进行的相关改革首先提到的是上海天威教学实验设备有限公司为代表的由电脑控制，进行多媒体动画同步演示冲压模具设计与制造智能控制陈列柜。由PC电脑软件控制顺序或任选播放三维动画同步模型演示冲压模具功能原理。虽然有助于教学，但是对于高职学生现有的理解能力来说只是杯水车薪，而且投入也过大（7.7-8.2万元），其效果也并不理想。

二、研究的基本思路和方法;主要观点。

（1）研究的基本思路

要真正提高我校模具设计与制造专业教师的课堂教学能力，除了教师本人苦练内功之外，学校要尽可能搭建起平台，从实际出发开展自制教学实验用具活动，自制教学实验设备是推动课程改革的重要举措之一，是培养学生创新精神和实践能力的必要手段。在教学过程中，适时恰当地运用设计新颖、构思巧妙的冲压实验设备，能有效激发模具专业学生对模具设计与制造的好奇心和探究欲望。

（2）主要观点

冲压教学实验台的研发可实现模具专业理论与实训并行且有效地开展实践型教学，展示“原料-产品-模具-成型”全过程，使学生在对模具工作过程和模具结构得到充分认识的同时大大提高学生的动手和学习兴趣;实现方便快捷的、最为实用的、且全面而富有特色的现代模具设计与制造实验室实训工厂效果;实现产、学、研三结合的教学模式，重点培养高素质的模具专业设计人才，打造成为最贴近生产，贴近技术，贴近工艺，最为实用、且全面而富有特色的现代模具设计与制造实验实训场所。

三、冲压自动化生产线模拟控制实验

近年在自动化生产线中，采用专用的机器人和机械手来装卸零件、传送零件、分拣工件及入库码垛工作得到了广泛的应用。气动控制回路，由于具有清洁、反应快、气动元件价格低、制作方便等特点，引起了各种企业的高度重视。为了提高生产效率，不断提出新思维和完善自动化技术。作为高职院校更要跟上时代的脚步，掌握新技术。开发结构相对简约，移动方便，而且易于操作的试验型冲压机。开发具有代表性的落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、弯曲模、拉伸模、成形模等冲压模具，模具结构尽量敞开，其工作过程一目了然。根据不同教学内容的需要，可便捷地更换不同模具。对冲压设备以轻量化、可移动性为设计主要目标，以结构优化、满足冲压时的实验台结构在受力时抵抗弹性变形的能力即刚度为冲压实验台质量控制重点，分析各部件连接形式，并通过实际工作检验，确保冲压实验台运行的可靠性和工作精度。

在落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、弯曲模、拉伸模、成形模等冲压模具设计时，从模具制造的难易程度、模具寿命、工艺成本、操作方便和安全程度等方面进行综合分析、比较，在满足冲件质量要求的前提下，确定适合具体生产条件的最经济合理的冲压工艺方案，进行模具结构的总体设计。

（1）台面及机械本体设计：选择铝材T型槽台面，有利于方便元器件固定在实验台面。台面大小600mm*600mm，高度800mm，方便放置和搬运。冲压机构选择小型压力，动力源选择旋转式气缸或者电动机都可以实现。组装过程中要将压力设备、电气元件，气动元件，全部放在一个小小的试验台上，方便操作、观察和研究。

（2）送料机构设计：注重气动的应用，把料筒和送料槽分开，中间通过真空吸盘5运输，真空吸盘的动作通过旋转气缸7实现，送料槽上的物料通过直动气缸9推到凹模并对其定位， 加工完成后的废料，选择气吹式卸料方法将废料直接吹走。在这里安装三个光传感器，分别用于检测料筒，送料带及凹模上是否有物料，气缸分别安装磁传感器检测气缸动作。这个实验台，能够完成真空吸盘、气吹、旋转气缸，直动气缸的控制验。其中各零部件的固定根据需求自己设计，为了维护和维修方便尽量选择标准件。在实验的过程中机械零部件可以根据任务要求任意组装，以达到实验的灵活性。

（3）传感器及电气控制部分设计：气动电磁阀选择三个三位五通阀分别控制真空吸盘、气吹和送料气缸9，三个两位五通阀两个旋转气缸和压料气缸4，整个设备可采用顺序的工作过程，通过光电传感器检测料筒是否有物料，只有料筒上有物料真空吸盘才有机会工作，真空吸盘工作2S后，旋转气缸动作将物料送至送料带上，吸盘将物料放到送料带上之后通过光电传感10器检测物料是否在指定位置，气缸9将物料推至凹模并长时间停留在原位，同时起到定位的作用，当光电传感器11接受到凹模上物料信号时，定位气缸4动作对坯料定位，定位完成后冲压气缸工作，实现对零件冲压，之后定位气缸退回。冲压的废料冲下面直接落到框里，气吹吹出硬纸板废料，这样一个工作循环就完工了。要进入下一工作循环必须满足送料带及凹模上都没有坯料的前提下才能进行，这个检查有光电传感器完成。

（4）PLC程序应用：PLC程序相对灵活，通过程序可以实现整个流程的动作，也可以实现局部的机构运行，实验过程老师可以指定任务学生也可以自由发挥。可以实现顺序工作也可以有所创新提高设备的生产效率。 对冲压设备以轻量化、可移动性为设计主要目标，以结构优化、满足冲压时的实验台结构在受力时抵抗弹性变形的能力即刚度为冲压实验台质量控制重点，分析各部件连接形式，并通过实际工作检验，确保冲压实验台运行的可靠性和工作精度。

在落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、弯曲模、拉伸模、成形模等冲压模具设计时，从模具制造的难易程度、模具寿命、工艺成本、操作方便和安全程度等方面进行综合分析、比较，在满足冲件质量要求的前提下，确定适合具体生产条件的最经济合理的冲压工艺方案，进行模具结构的总体设计。

相对于上述虚拟演示的冲压实验台而言，本课题所开发的冲压实验台具有现场工作时的真实性，使用者能够切身体验;相对于工业上使用的冲床或其他压力机而言，本课题所开发的冲压实验台具有移动方便、模具更换速度快之特点。能够使学生在对模具结构和模具工作过程得到充分认识的同时大大提高学生的动手和学习兴趣，有效提高课堂教学质量。

参考文献

[1]杨占尧.最新冲中压模具标准及应用手册[M].北京：化学工业出版社，2010.8

[2] 郑东升 . 电气自动化仪表与自动化控制技术分析 [J]. 中国高新 区，2018， （06）：152.

[3] 胡穎雁 . 电气自动化仪表与自动化控制技术要点分析 [J]. 通信电 源技术 ，2018，35（02）：229-230. [3] 刘微 ， 李佩龙 . 电气自动化控制技术探析 [J]. 山东工业技术 ，

作者简介：郭胜，男，（1968.3—），黄冈职业技术学院工程师。研究方向： 机械设计制造及其自动化。

课题名称：黄冈职业技术学院科学研究项目 “冲压教学实验台的研发”;编号“2019C2012130”