在《沖壓模具設計與制造》課程中引入UG軟件教學的實踐與探索

蒙以嫦

（柳州職業技術學院機電工程系，廣西 柳州 545006）

《沖壓模具設計與制造》是我院模具設計與制造專業的一門核心專業課程，學習內容涵蓋了沖壓工藝、模具設計、模具制造、模具安裝與調試等方面內容，其是一門綜合性和實踐性較強的課程。本課程主要以培養從事汽車板金零件生產企業現場的模具制造人員、模具運行維護人員職業能力為目標，培養學生對沖壓模具開發與維護的能力。

汽車工業是柳州市第一支柱產業，汽車80%以上零件為沖壓件，在課程教學中，我們根據中、小型汽車板金零件的主要成形工藝，分別設計了板類零件沖裁模設計與制造、舉升泵固定板彎曲模設計與制造、罩蓋拉深模設計與制造等四個學習情境，每個學習情境按照沖壓模具的實際生產流程設計了工藝設計、模具設計、模具零件加工、模具裝配、模具的安裝與調試等五個學習任務。在此之前，前兩個學習任務的學習，我們主要是通過采用多媒體教學完成，而后三個學習任務，主要是在實訓車間通過實踐教學完成。這樣的教學方式，雖然解決了原來課程體系中理論教學與實訓操作相互脫節的問題，學生的的各方面能力也較課程改革前有了一定程度的提高，但由于受到設計周期長、理論計算、推理內容較多，學生的理解、接受能力不足等因素的影響，模具設計一直是學生學習的薄弱環節，與企業的實際要求還是存在一定差距。

針對這一情況，我們再次深入企業調研，主要了解現代企業模具設計的運作流程，同時還針對本課程的教學，展開了畢業生調查問卷、企業專家調查問卷等活動，綜合以上三種不同的途徑，我們得出了同一結論，就是提高學生模具設計能力最直接、最有效的途徑就是在模具設計中結合UG、CATIA等三維軟件教學。所以，本學期我們嘗試了在沖壓模具設計與制造課程教學中引入UG軟件輔助教學，并取得了較好的學習效果。

本文將以企業真實任務，后懸彈簧支座成型模設計為例，按照企業模具設計的基本流程：零件沖壓工藝性分析→工法圖→模具3D數?！＞?D圖，在沖壓模具設計與制造課程教學中利用UG軟件輔助教學的具體實施過程。

1 工法分析

如圖1所示為后懸彈簧支座零件圖，屬于回轉體零件，其形狀、尺寸和材料性能均符合沖壓加工要求。所需的基本工序有：落料、成形、沖Φ40孔、沖3-Φ7孔，其中，成形深度最高為27 mm，而該處直徑尺寸為Φ70 mm，滿足一次成形條件。為了在成形工序中方便材料流動及準確定位，考慮成形前在零件中心部位先預沖一個Φ16底孔，根據以上基本工序，可以擬定該零件的沖壓工藝方案為：落料與沖Φ16孔復合→成形1→成形2→沖Φ40孔及3-Φ7孔，從而得出該零件的工法圖，如圖2所示。

圖1 后懸彈簧支座（材料：Q235，料厚3.2，批量生產）

圖2 后懸彈簧支座工法圖

2 第二次成形模具結構確定

該零件材料厚度為3.2 mm，形狀簡單對稱，不容易起皺，可不采用壓邊圈，而且口部有10°的撥模角度，成形前已沖有Φ16孔，故成形?？紤]采用Φ16孔定位，彈性頂件卸料，頂件器與凹模單邊間隙為0.5 mm，同時，通過沖壓總力及行程計算，可選用J23-100壓力機，模具閉合高度應在255～285 mm之間，從而確定該零件的成形模結構，如圖3所示。

圖3 后懸彈簧支座成形模（3D）

3 模具主要零件設計

凸模設計

（1）材料選擇：根據生產批量及模具的工作條件，凸模材料選擇Cr12MoV，熱處理硬度HRC58-60。

（2）工作部分型面及外形尺寸設計

步驟一：創建修剪面：利用曲面抽取命令抽取零件的內側表面→有界平面（補孔）→縫合所抽取的所有曲面→延伸曲面至合適高度。

步驟二：創建凸模圓柱基體。以修剪曲面為對稱面，創建一準175的圓柱體，長度以保證凸模最小厚度不小于50為準。

步驟三：修剪體。利用修剪體命令修剪準175圓柱體，保留上半部分，得到凸模實體，采用相似的方法，得到頂件塊、凹模的零件。如圖4所示。

圖4 后懸彈簧支座成形模工作零件

4 導出CAD二維圖

完成所有模具零件的設計及模具總圖實體建模后，利用UG中的文件導出功能，將模具總圖導出為DXF文檔文件，并進行適當的修改，完成標注，從而得到該模具的2D圖，如圖5所示。

圖5 后懸彈簧支座成形模（2D）

5 結束語

經過一個學期的實踐證明，在沖壓模具設計與制造課程中引入UG軟件應用，嚴格按照企業模具設計流程進行教學實施，由傳統抽象的理論設計變為直觀的三維建模，所有的模具零件設計都將利用軟件實現，其操作簡單、快捷，不但可以激發學生的學習興趣，簡化模具設計難度，縮短模具設計周期，提高學習效率，而且通過這樣的授課方式，有效地將課堂教學和企業生產實際有機結合，使得學生的課程學習和實際工作保持一致。學生在該課程的學習中，專業知識既能得到系統的學習，又能獲得模具行業職業素養的培養，這對提高學生綜合運用知識能力，實現能力的遷移，快速適應企業環境與企業需求有著非常積極的意義。