高職汽車覆蓋件成形工藝教學研究與應用

李桂嬌

摘 要：汽車覆蓋件是汽車車身的重要組成部分，由于其產品造型與工藝設計的難度較大，一直是汽車設計與制造中技術難度較高，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于汽車覆蓋件成形工藝與模具設計的發展現狀及需要，以及各地區各高校相關課程的開設情況出發，重點闡述了與高職層次院校相適應的本課程的教學方案及實施建議。

關鍵詞：汽車覆蓋件 高職 教學

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0167-02

1 汽車覆蓋件概念及特點

汽車覆蓋件，是指覆蓋汽車發動機、底盤、駕駛室和車身的薄板異形類表面零件和內部零件。

覆蓋件的尺寸一般具有總體尺寸大，相對厚度小，形狀復雜等特點，另外，輪廓內部常有局部形狀，而這些內部形狀的成形往往對整個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構特點決定了其沖壓成形時，內部的毛坯不是同時貼模，而是隨著沖壓過程的進行而逐步貼模。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。

由于覆蓋件形狀復雜，多為非軸對稱、非回轉體的復雜曲面形狀零件，因而決定了拉深時的變形不均勻，所以拉深時的起皺和開裂是主要成形障礙，成形工藝也較復雜，對于成形模具的模面設計主要依靠反復地模具CAE分析、模面修改、軟件中虛擬設置成形工藝參數等手段來改善成形工藝性。

3 汽車覆蓋件課程開設背景

3.1 高校背景

目前，國內大學關于本課程的教學，呈現兩極分化式，重點大學偏重于理論研究，如汽車覆蓋件成形工藝理論研究，普通本科或者高職院校則偏重于規則形狀零件的彎曲、拉深工藝理論，對于汽車覆蓋件的復雜成形則甚少涉獵，幾乎是空白。

3.2 行業、企業背景

通過對汽車廠中汽車覆蓋件產品設計、制造進行調研可知，雖然汽車覆蓋件的生產工藝設計較復雜，難度較大，但是，在當前軟件水平高度發達的時期，對于設計人員的經驗要求相對來說降低，高職院校的畢業生完全有可能成為沖壓工藝設計從業人員。

3.3 高職開設汽車覆蓋件課程的必要性

當前高等學校關于汽車覆蓋件課程的內容要么側重成形理論分析，要么側重成形工藝路線編制、設備選取等經驗總結，而對于復雜結構的工藝補充面造型仍然是空白。恰恰這部分工作任務只要從業人員相關軟件操作熟練，再具備基本的成形工藝理論基礎就完全可以勝任。所以，針對高職教學層次的汽車覆蓋件成形工藝設計的教學很有必要。學生通過學習本課程，能夠掌握汽車覆蓋件成形工藝理論基礎，以及相關工藝設計手段，更好地服務于本地區的汽車工業化生產。

4 高職汽車覆蓋件成形工藝教學組織模式

4.1 傳統教學存豐的問題

受到計算機模具分析軟件水平的發展限制，進口模具CAE分析軟件費用昂貴，高職院校很少有能力配備，國產軟件發展水平又比較低，所以，本課程大部分教學內容仍然屬于理論講授階段，學生沒有機會實際操作。

比如，拿到產品數字模型，分析其結構工藝性、成形工藝可行性；劃分成形工序；設計產品工藝數模，分別進行各工序模具的模面設計（包括沖壓方向、壓料面設計、工藝補充面設計等）；反復地CAE分析成形工藝可行性及成形質量，生成可行性報告；雖然教學實施也是按照項目導向進行，但是，學生們仍然是傳統的“聽講”，受硬件所限，沒有親自動手參與到產品設計、模具設計過程中來，勢必存在上課開小差的情況，或者理論與實踐脫節的情況，實際動手做的過程中會遇到什么問題，應該如何解決，學生一無所知，那么，自然不會有積極的反饋，又或者輪到自己親自動手時遇到點兒小問題，就不知道如何解決，這都將嚴重影響學生們的積極性。

4.2 可持續發展的教學組織形式——項目化教學

4.2.1 任務驅動的組織形式

國產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，完全可勝任此學科的日常教學。在此前提下，出于增強學生實踐動手能力之目的，提升學生技能目標，加強理論知識向實踐動手能力轉變，可將教學模式從原來的理論講授、案例演示、實踐操作徹底轉化為學生們能親自參與的項目化教學，即：分析成形產品工藝性，安排成形工序，設計工藝數模，CAE分析工藝數模的可行性，設計成形模具整套流程全部由學生來完成，當然，學時有限，可以以點帶面。以最具代表性的模面設計為例，由學生根據產品的數字模型，設計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量的產品，需要增加哪些工藝結構，填加哪些工藝補充面等，在專業知識學習的基礎上，更能熟練軟件三維建模的技能，運用現代的3D建模軟件，更輕松地表達自己的創意，這也必然給學生們帶來更好的設計體驗，完成作品的同時增加其自信心以及成就感，更加能讓學生切身體會到“失之毫厘，謬以千里”，使其在以后的工作過程中嚴肅認真、一絲不茍。

4.2.2 適合項目化的教學內容設計

整合汽車覆蓋件設計、制造過程中的相關設計任務，甄選適合高職層次的學習內容，比如，工藝補充面的填加、模具總體結構布局、設計、建模等，形成本課程的教學內容。對現有資源進行甄選、修改，使其既具有代表性，又難度適中，便于課上教學過程上的實施。針對學院現有硬件條件，有針對性地構建課程實施平臺，組織課程實施。教學場所可選用裝有正版CAE模具分析軟件的計算機房，機房同時配備多媒體設備和局域網教學軟件等。除課上的任務載體，可提供更多有代表性的汽車覆蓋件產品作為課下選修內容，并提供全套的在線輔助資源（視頻或者教程）。為解決疑難準備實際素材，比如供參觀、研究用的白車身等?？梢赃x用汽車覆蓋件產品模面設計作為課程的任務主線，從而帶動汽車覆蓋件設計、制造過程中的相關知識點，包括成形工藝性分析、成形工藝排布、各工序模具模面設計（CAD/CAE），模具工藝結構設計、模具結構設計等內容，使學生能夠在做中學，學中做，以做帶學。

5 結語

同時，作為汽車工業的搖籃，面向眾多汽車覆蓋件產品企業提供所需人才，是各個高校的光榮使命。所以，在高職院校開設汽車覆蓋件成形工藝的課程，選自擇真實的、有代表性的汽車覆蓋件，比如汽車翼子板、發動機蓋板等，從產品數模到模具模面設計，再到模具結構設計，讓學生親自動手完成整個流程，使學生在掌握汽車覆蓋件相關理論知識的同時，熟練操作模具CAD/CAE軟件。如此，學生在完成作品過程中必然能夠主動思考，客觀分析影響產品結構的實際要素，疑難之處更可利用現今大數據時代的網絡途徑尋求解決之道。在就業壓力非常大的形勢下，熟練掌握專業軟件的操作也必然會增加學生們的市場競爭力。

參考文獻

[1] 李路.典型汽車覆蓋件沖壓工藝及模具設計技術研究[D].山東大學，2014.

[2] 丁金昌.實踐導向的高職教育課程改革與創新[J].職教論壇，2015（10）：59-60.

[3] 鄭金橋，黃勇，王義林，等.汽車覆蓋件沖壓工藝設計現狀及發展趨勢[J].塑性工程學報，2003（6）：9-14.