高職汽車覆蓋件成形工藝教學(xué)研究與應(yīng)用

李桂嬌

摘 要：汽車覆蓋件是汽車車身的重要組成部分，由于其產(chǎn)品造型與工藝設(shè)計(jì)的難度較大，一直是汽車設(shè)計(jì)與制造中技術(shù)難度較高，并且地位舉足輕重的部分。本文從本科、高職不同層次的院校對(duì)于汽車覆蓋件成形工藝與模具設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀及需要，以及各地區(qū)各高校相關(guān)課程的開設(shè)情況出發(fā)，重點(diǎn)闡述了與高職層次院校相適應(yīng)的本課程的教學(xué)方案及實(shí)施建議。

關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件 高職 教學(xué)

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）04（a）-0167-02

1 汽車覆蓋件概念及特點(diǎn)

汽車覆蓋件，是指覆蓋汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、駕駛室和車身的薄板異形類表面零件和內(nèi)部零件。

覆蓋件的尺寸一般具有總體尺寸大，相對(duì)厚度小，形狀復(fù)雜等特點(diǎn)，另外，輪廓內(nèi)部常有局部形狀，而這些內(nèi)部形狀的成形往往對(duì)整個(gè)沖壓件的成形有很大的影響，甚至是決定性的影響。

2 汽車覆蓋件成形工藝性

汽車覆蓋件的要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其沖壓成形時(shí)，內(nèi)部的毛坯不是同時(shí)貼模，而是隨著沖壓過程的進(jìn)行而逐步貼模。這種逐步貼模過程，使毛坯保持塑性變形所需的成形力不斷變化，即：毛坯在整個(gè)沖壓過程中的變形路徑不是一成不變的，而是變路徑的。

由于覆蓋件形狀復(fù)雜，多為非軸對(duì)稱、非回轉(zhuǎn)體的復(fù)雜曲面形狀零件，因而決定了拉深時(shí)的變形不均勻，所以拉深時(shí)的起皺和開裂是主要成形障礙，成形工藝也較復(fù)雜，對(duì)于成形模具的模面設(shè)計(jì)主要依靠反復(fù)地模具CAE分析、模面修改、軟件中虛擬設(shè)置成形工藝參數(shù)等手段來改善成形工藝性。

3 汽車覆蓋件課程開設(shè)背景

3.1 高校背景

目前，國內(nèi)大學(xué)關(guān)于本課程的教學(xué)，呈現(xiàn)兩極分化式，重點(diǎn)大學(xué)偏重于理論研究，如汽車覆蓋件成形工藝?yán)碚撗芯浚胀ū究苹蛘吒呗氃盒t偏重于規(guī)則形狀零件的彎曲、拉深工藝?yán)碚?，?duì)于汽車覆蓋件的復(fù)雜成形則甚少涉獵，幾乎是空白。

3.2 行業(yè)、企業(yè)背景

通過對(duì)汽車廠中汽車覆蓋件產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造進(jìn)行調(diào)研可知，雖然汽車覆蓋件的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)較復(fù)雜，難度較大，但是，在當(dāng)前軟件水平高度發(fā)達(dá)的時(shí)期，對(duì)于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)要求相對(duì)來說降低，高職院校的畢業(yè)生完全有可能成為沖壓工藝設(shè)計(jì)從業(yè)人員。

3.3 高職開設(shè)汽車覆蓋件課程的必要性

當(dāng)前高等學(xué)校關(guān)于汽車覆蓋件課程的內(nèi)容要么側(cè)重成形理論分析，要么側(cè)重成形工藝路線編制、設(shè)備選取等經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，而對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工藝補(bǔ)充面造型仍然是空白。恰恰這部分工作任務(wù)只要從業(yè)人員相關(guān)軟件操作熟練，再具備基本的成形工藝?yán)碚摶A(chǔ)就完全可以勝任。所以，針對(duì)高職教學(xué)層次的汽車覆蓋件成形工藝設(shè)計(jì)的教學(xué)很有必要。學(xué)生通過學(xué)習(xí)本課程，能夠掌握汽車覆蓋件成形工藝?yán)碚摶A(chǔ)，以及相關(guān)工藝設(shè)計(jì)手段，更好地服務(wù)于本地區(qū)的汽車工業(yè)化生產(chǎn)。

4 高職汽車覆蓋件成形工藝教學(xué)組織模式

4.1 傳統(tǒng)教學(xué)存豐的問題

受到計(jì)算機(jī)模具分析軟件水平的發(fā)展限制，進(jìn)口模具CAE分析軟件費(fèi)用昂貴，高職院校很少有能力配備，國產(chǎn)軟件發(fā)展水平又比較低，所以，本課程大部分教學(xué)內(nèi)容仍然屬于理論講授階段，學(xué)生沒有機(jī)會(huì)實(shí)際操作。

比如，拿到產(chǎn)品數(shù)字模型，分析其結(jié)構(gòu)工藝性、成形工藝可行性；劃分成形工序；設(shè)計(jì)產(chǎn)品工藝數(shù)模，分別進(jìn)行各工序模具的模面設(shè)計(jì)（包括沖壓方向、壓料面設(shè)計(jì)、工藝補(bǔ)充面設(shè)計(jì)等）；反復(fù)地CAE分析成形工藝可行性及成形質(zhì)量，生成可行性報(bào)告；雖然教學(xué)實(shí)施也是按照項(xiàng)目導(dǎo)向進(jìn)行，但是，學(xué)生們?nèi)匀皇莻鹘y(tǒng)的“聽講”，受硬件所限，沒有親自動(dòng)手參與到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)過程中來，勢(shì)必存在上課開小差的情況，或者理論與實(shí)踐脫節(jié)的情況，實(shí)際動(dòng)手做的過程中會(huì)遇到什么問題，應(yīng)該如何解決，學(xué)生一無所知，那么，自然不會(huì)有積極的反饋，又或者輪到自己親自動(dòng)手時(shí)遇到點(diǎn)兒小問題，就不知道如何解決，這都將嚴(yán)重影響學(xué)生們的積極性。

4.2 可持續(xù)發(fā)展的教學(xué)組織形式——項(xiàng)目化教學(xué)

4.2.1 任務(wù)驅(qū)動(dòng)的組織形式

國產(chǎn)華中沖壓模具分析正版軟件，完全具備了模具CAD/CAE硬件條件，又不像國外軟件那么昂貴，完全可勝任此學(xué)科的日常教學(xué)。在此前提下，出于增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力之目的，提升學(xué)生技能目標(biāo)，加強(qiáng)理論知識(shí)向?qū)嵺`動(dòng)手能力轉(zhuǎn)變，可將教學(xué)模式從原來的理論講授、案例演示、實(shí)踐操作徹底轉(zhuǎn)化為學(xué)生們能親自參與的項(xiàng)目化教學(xué)，即：分析成形產(chǎn)品工藝性，安排成形工序，設(shè)計(jì)工藝數(shù)模，CAE分析工藝數(shù)模的可行性，設(shè)計(jì)成形模具整套流程全部由學(xué)生來完成，當(dāng)然，學(xué)時(shí)有限，可以以點(diǎn)帶面。以最具代表性的模面設(shè)計(jì)為例，由學(xué)生根據(jù)產(chǎn)品的數(shù)字模型，設(shè)計(jì)出拉延工序的模具模面，這其中必然包含成形工藝性分析，即如何能成形出合格質(zhì)量的產(chǎn)品，需要增加哪些工藝結(jié)構(gòu)，填加哪些工藝補(bǔ)充面等，在專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，更能熟練軟件三維建模的技能，運(yùn)用現(xiàn)代的3D建模軟件，更輕松地表達(dá)自己的創(chuàng)意，這也必然給學(xué)生們帶來更好的設(shè)計(jì)體驗(yàn)，完成作品的同時(shí)增加其自信心以及成就感，更加能讓學(xué)生切身體會(huì)到“失之毫厘，謬以千里”，使其在以后的工作過程中嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍。

4.2.2 適合項(xiàng)目化的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

整合汽車覆蓋件設(shè)計(jì)、制造過程中的相關(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)，甄選適合高職層次的學(xué)習(xí)內(nèi)容，比如，工藝補(bǔ)充面的填加、模具總體結(jié)構(gòu)布局、設(shè)計(jì)、建模等，形成本課程的教學(xué)內(nèi)容。對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行甄選、修改，使其既具有代表性，又難度適中，便于課上教學(xué)過程上的實(shí)施。針對(duì)學(xué)院現(xiàn)有硬件條件，有針對(duì)性地構(gòu)建課程實(shí)施平臺(tái)，組織課程實(shí)施。教學(xué)場(chǎng)所可選用裝有正版CAE模具分析軟件的計(jì)算機(jī)房，機(jī)房同時(shí)配備多媒體設(shè)備和局域網(wǎng)教學(xué)軟件等。除課上的任務(wù)載體，可提供更多有代表性的汽車覆蓋件產(chǎn)品作為課下選修內(nèi)容，并提供全套的在線輔助資源（視頻或者教程）。為解決疑難準(zhǔn)備實(shí)際素材，比如供參觀、研究用的白車身等?？梢赃x用汽車覆蓋件產(chǎn)品模面設(shè)計(jì)作為課程的任務(wù)主線，從而帶動(dòng)汽車覆蓋件設(shè)計(jì)、制造過程中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，包括成形工藝性分析、成形工藝排布、各工序模具模面設(shè)計(jì)（CAD/CAE），模具工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，使學(xué)生能夠在做中學(xué)，學(xué)中做，以做帶學(xué)。

5 結(jié)語

同時(shí)，作為汽車工業(yè)的搖籃，面向眾多汽車覆蓋件產(chǎn)品企業(yè)提供所需人才，是各個(gè)高校的光榮使命。所以，在高職院校開設(shè)汽車覆蓋件成形工藝的課程，選自擇真實(shí)的、有代表性的汽車覆蓋件，比如汽車翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板等，從產(chǎn)品數(shù)模到模具模面設(shè)計(jì)，再到模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生親自動(dòng)手完成整個(gè)流程，使學(xué)生在掌握汽車覆蓋件相關(guān)理論知識(shí)的同時(shí)，熟練操作模具CAD/CAE軟件。如此，學(xué)生在完成作品過程中必然能夠主動(dòng)思考，客觀分析影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的實(shí)際要素，疑難之處更可利用現(xiàn)今大數(shù)據(jù)時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)途徑尋求解決之道。在就業(yè)壓力非常大的形勢(shì)下，熟練掌握專業(yè)軟件的操作也必然會(huì)增加學(xué)生們的市場(chǎng)競(jìng)爭力。

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