1.开发理实一体化教学项目
为了推进本课程理实一体化教学，我们采用任务驱动、项目导向式的教学。围绕工作项目来组织教学，打乱原有的章节顺序，边学边做，边做边学，将所学理论与实践完全融合起来。让学生在操作过程中掌握理论知识，并学会如何运用专业知识去分析问题和解决问题。“冲压工艺与模具设计”教学内容主要涉及冲裁模具、弯曲模具、拉深模具设计等内容。分析企业的工作情境与工作流程，构建6个典型项目，每个项目包括若干模块。
2.实施理实一体化教学
在教学项目的基础上，进行课程理实一体化教学的实施。本文以项目二冲裁模的设计教学过程实施为典型案例，介绍理实一体化教学模式实施过程。
3.创新理实一体化教学考核评价方法
实施理实一体化教学，必须创新考核评价方法。本课程的考核内容主要是对学生的专业知识、应用能力、动手能力、团结协作能力、职业素养等进行考核。首先，将教学项目实施过程中各模块的理论知识学习效果纳入考核成绩，如教师布置的工艺分析、工艺计算、模具零部件设计计算等完成质量；其次，将项目实施过程各模块的实践操作纳入考核成绩，如模具拆装，模具零部件加工，模具装配，调试等完成情况；第三，将模具零件加工工艺编制，图纸完成质量和答辩成绩纳入考核成绩；第四，将学生的学习态度和工作状况，学习纪律、与同学之间的交流合作等方面纳入考核成绩。考核过程中采取多元化的评价主体和评价方法，将学生自评、学生互评、教师评价按比例计入成绩，这样既调动了学生学习的积极性，也保证了成绩的客观公正。
二、课程理实一体化教学模式实践的几点体会
1.需要高素质的教师团队
要完成理实一体化教学，必须要有一支精通模具专业理论知识，而且具有丰富模具制造经验的“双师型”教师团队作为保障。首先，要求教师深入模具生产一线锻炼，积累模具制造经验，了解行业先进技术及信息；其次，要求教师具有跨学科综合教学能力。模具设计教学项目的完成涉及多学科教学内容，是以学生对“机械制图”“公差测量”“模具材料”“模具制造”等课程的掌握为基础的，这要求教师不仅熟悉本学科和本专业知识，还要了解相邻学科或专业领域的发展状况。本课程在理实一体教学实施过程中，采取一名专业教师与两名实训教师的组合授课方式。专业教师负责教学项目中理论知识的讲授，并指导学生完成模具设计和图纸绘制；实训教师指导学生完成模具零件加工，装配与调试。整个教学过程使专业教师与实训教师优势互补，发挥教师团队的作用。
2.需要突出学生职业能力和职业素养的培养
理实一体化教学实施过程中，需要加强学生职业能力和职业素养的培养，为以后进入模具企业快速适应岗位要求打下良好基础。本课程在理实一体化教学实施过程中，教师加强了学生模具零件加工工艺编制能力的训练，根据教学项目结合现有加工设备条件，指导学生制定出合理的加工工艺流程。在模具零件生产过程中，教师严格要求学生按模具零件图和加工工艺流程加工模具零件，确保模具零件的加工精度。整个教学过程与企业生产过程紧密结合，并将教学目标与企业对人才的需求相统一。
3.需要科学的管理方法
理实一体化教学实践表明，这种教学模式更能激发学生的潜能，使学生快速融入教、学、做的过程中，但课堂管理难度较大。在课程实践操作环节，教师需要投入更大的精力，科学管理课堂。首先，确保学生的操作安全问题，操作前对设备线路进行检查；其次，操作过程的管理，如果学生动手操作加工模具零件，教师指导不及时，可能出现零件加工不合格而报废，不仅浪费了耗材，也达不到教学目标。此外，应根据学生的实际能力和个性发展，因材施教，合理施加压力，进行适当的引导和督促。
三、结语
模具毕业论文
序言.....................................................................2
一、夹具设计任务..........................................................3
1、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的产品图..........................3
2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析.........................3
二、“撑杆焊接组合”装焊夹具设计方案的确定.................................3
1、基准面的选择（夹具体方式的确定）...................................3
2、定位方式及元器件选择...............................................4
3、夹紧方式及元器件选择...............................................4
4、装焊方案...........................................................4
5、装焊夹具结构.......................................................5
三、主要零件设计的说明................................................5
1、夹具体.............................................................5
2、压板...............................................................5
3、插销机构主体.......................................................5
4、快撤式螺旋夹紧器件.................................................5
四、夹具的装配要求....................................................5
五、装焊夹具使用说明......................................................6
1、夹具的操作步骤.....................................................6
2、夹具使用注意事项、保养及维护.......................................6
六、本次课程设计小结、体会及建议..........................................6
七、参考资料..............................................................7
焊接工装夹具及其在生产中的运用
焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。
在焊接生产过程中，焊接所需要的工时较少，而约占全部加工工时的2/3以上的时间是用于备料、装配及其他辅助的工作，极大的影响着焊接的生产速度。为此，必须大力推广使用机械化和自动化程度较高的装配焊接工艺装备。
焊接工装夹具的主要作用有以下几个方面：
（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。
（2）有效的防止和减轻了焊接变形。
（3）使工件处于最佳的施焊部位，焊缝的成型性良好，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高。
（4）以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。
（5）可以扩大先进的工艺方法的使用范围，促进焊接结构的生产机械化和自动化的综合发展。
夹具设计的基本要求
（1）、工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。
（2）、夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。
（3）、焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的装焊空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态（4）、便于焊件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出，还要制品在翻转或吊运使不受损害。
5）、良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素，降低夹具制造成本。
、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的产品图
撑杆焊接组合由撑杆、喇叭支座、螺母M6和发动机衬管构成；撑杆的材料是20钢，喇叭支座的材料是10钢，发动机衬管的材料是35钢，螺母M6GB121－86；撑杆焊接组合的总体尺寸是300×60*45；附“撑杆焊接组合”产品图
、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析
1、公差要求
（1）序4发动机衬管两件的中心线之间平行度要求
（2）序4发动机衬管两件的中心线距离和右边反动机衬管中心线与序1撑杆右端面距离为25±0.5
（3）序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的中心线与序1撑杆右端面距离为200±1.0
2、焊接要求
（1）序4发动机衬管两件与序1撑杆之间有四处周围角焊缝；
（2）序3螺母M6和序2喇叭支座的组件与序1撑杆之间有两处三面角焊缝；
（3）序3螺母M6和序2喇叭支座之间有周围焊缝。
撑杆焊接组合”装焊夹具设计方案的确定
、基准面的选择（夹具体方式的确定）
夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。
①、具有足够的强度和刚度。
②、结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑，体积小、质量轻和便于工件装卸。
③、安装稳定牢靠。
④、结构的工艺性好，便于制造、装配和检验
⑤、尺寸要稳定且具有一定精度。
⑥、清理方便。
夹具体毛坯制造方法的选择综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；
夹具体的外形尺寸在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计，再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。夹具体的壁厚20mm，长度326mm，宽度128mm；根据设计要求，夹具体上设计有螺孔、销孔，并且要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作。
、定位方式及元器件选择
（1）、定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。
工件的定位原理
自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夹具设计中，按加工要求应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不允许的；而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位，过定位容易位置变动，夹紧时造成工件或定位元件的变形，影响工件的定位精度，过定位也属于不合理设计。
①、以工件的平面为基准进行定位时，常采用挡铁、支撑钉进行定位
②、工件以圆孔内表面为基准进行定位时常采用销定位器
③、工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用V形铁定位器
④、利用以定位工件的轮廓对被定位工件进行定位可采用样板定位器
主焊件“撑杆”用挡板和挡销定位。挡销限制了X方向的平动自由度，挡板限制了Y方向的平动自由度，夹具体限制了Z方向的平动自由度，挡铁螺旋夹紧器件限制了Z方向的转动自由度，螺旋夹紧机构限制了X、Y方向的转动自由度，共限制了6个自由度。
件“发动机衬管”两件用插销机构定位。插销机构限制了X、Y、Z方向的平动自由度，快撤式螺旋夹紧器件限制了Y、Z方向的转动自由度，共限制了5个自由度。
螺母M6和喇叭支座的组件用锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位。“撑杆”限制了Z方向的平动自由度，螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽限制了Z方向的平转动自由度，锥头销钉限制了X、Y方向的平动自由度，螺旋夹紧机构限制了X、Y方向的转动自由度，共限制了5个自由度。
、夹紧方式及元器件选择
夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。
对夹紧机构的基本要求如下：
①、夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。
②、夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量
③、夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。
④、结构力求简单，便于制造和维修。
夹紧序1撑杆选用挡板式螺旋夹紧器件；
夹紧序4发动机衬管两件选用快撤式螺旋夹紧器件；
夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件选用螺旋夹紧机构。
装焊方案
从焊接件产品图中看出，序4、序3和序2的组件分别与序1进行焊接。序1为主焊零件同时也是主体件，它的长度方向可用挡板定位，端面可采用挡销。装焊方案初拟为：
序4发动机衬管两件与序1撑杆先在夹具上装配、点固、取出焊接，然后在夹具上进行序3螺母M6和序2喇叭支座的组件与序1撑杆的装配、完成三面焊。
、装焊夹具结构
装焊夹具采用夹具体，再在夹具体上装上定位和夹紧序1撑杆的挡板、挡销、螺旋夹紧器件，定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件，定位和夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的锥头销钉、螺旋夹紧机构，构成整个焊接夹具。
“撑杆焊接组合”装焊夹具结构见“撑杆焊接组合”装焊夹具图
、夹具体
综合考虑了结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；考虑到定位的精确度，要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作；考虑到焊件小，夹具体的强度要求以及夹具体的结构要求，没有在夹具体上设计加强筋。
、压板
考虑到定位锥头销钉需垂直取出焊件才能保证顺利脱离焊件，在压板下边设置了弹簧；考虑到对螺母M6和喇叭支座的组件的定位，在压板上开了凹槽起到定位作用；考虑到快速并顺利取出焊件，将压板设计成可退式压板。
、插销机构主体
插销机构主体作为插销的支座，考虑到发动机衬管两件之间距离小，将两个插销的插销机构主体做成一体；并且为了保证发动机衬管两件中心线的距离和平行度将在设计一体的插销机构主体的插销孔时要求两孔中心线的距离和平行度。
、快撤式螺旋夹紧器件
同插销机构主体一样，快撤式螺旋夹紧器件主体也做成一体并且要求两孔中心线的距离。
快撤式螺旋夹紧器件工作过程：螺母套筒不直接固定在主体上，而是以它外圆上的L形槽沿着主体上的定位销来回移动；工件装入后推动手柄使螺母套筒连同螺栓快速接近工件；转动手柄使定位销进入螺母套筒的圆周槽内，螺母不能轴向移动，再旋转螺栓便可夹紧工件；卸下焊件时，只要稍松螺栓，再用手柄转动螺母套筒使销钉进入螺母套筒外圆的直槽位置，便可快速撤回螺栓，取出焊件。
(1)、挡销装配到夹具体上时，需要保证基面与夹具体横向中心线垂直
（2）、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件装配到夹具体上时，需要保证基面与夹具体横向中心线平行；定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件装配到夹具体上时，需要保证其中心线与夹具体横向中心线垂直。
（3）、定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件的装配，装上螺钉，配做销钉孔并由销钉保证插销机构和快撤式螺旋夹紧器件右边中心线与挡销基面的距离和公差
（4）、定位和夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构装配时，装上螺柱底座螺钉，配做销钉孔并由销钉保证螺旋夹紧机构定位锥头销钉中心线与挡销基面的距离和公差。
（5）、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件的装配，装上螺钉，配做销钉孔并由销钉保证挡板和螺旋夹紧器件右端面与挡销基面的距离
（6）、装上弹簧、压板等其他零件，完成整个装配。
、夹具的操作步骤
（1）、将序4发动机衬管两件按照“撑杆焊接组合”图装配到序1撑杆上，并将其放置于夹具体上，由挡销、挡板将序1撑杆定位，由螺旋夹紧器夹紧序1撑杆；同时由插销将序4发动机衬管两件定位，由快撤式螺旋夹紧器件将其夹紧。
（2）、点固焊后，松开快撤式螺旋夹紧器件，拔出插销，取下进行焊接
（3）、将焊件再放置于夹具体上，由挡销、挡板将焊件定位，由螺旋夹紧器夹紧焊件；之后将螺母M6和喇叭支座的组件放置焊件之上并由螺旋夹紧机构上的锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位由螺旋夹紧机构夹紧
（4）、对螺母M6和喇叭支座的组件与撑杆进行三面焊，然后松开所有螺旋夹紧器，夹紧螺母M6和喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构的压板被弹簧弹起，其上的定位锥头销钉随之脱离焊件，然后将压板推出使一端脱离螺旋夹紧机构螺柱，将压板旋转到焊件一边，之后取出焊件。
、夹具使用注意事项、保养及维护
（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；
（2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、定位锥头销磨损超差，可以重新组装，错开磨损部位后继续使用。
（3）使用后需要涂防绣油。
大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊接工艺而专门设计的，属于非标准装置，往往需要根据产品机构特点、生产条件和你实际需要自行设计制造。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的主要任务之一。对于汽车、摩托车和飞机等制造业，可以毫不夸张地说，没有焊接工装就没有产品。通过在工艺设计时，提出所需要的工装类型、结构草图和简要说明，在此基础上完成详细的结构和零件设计及全部图样。
工装设计的质量，对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、艺术性等。
在机械设计和制造过程中，普遍存在尺寸链问题。在把零件组装成机器的过程中，也就是将零件上有关的尺寸进行组合和积累。由于零件尺寸存在制造误差，因此装配时也就会有误差的综合和积累。累积后形成的总误差将会影响机器的工作性能和质量。这就形成了零件的尺寸误差和综合误差之间的相互影响关系。设计工装夹具也不例外。合理地确定零件的尺寸公差和形位公差显得很重要。
通过本次课程设计，不仅增强了对焊接工艺装备专业性知识的系统化，而且将专业知识、设计能力和实践能力的有机的结合在一起。收获更深的应该是夯实并拓宽了设计工装夹具的思路以及对设计的思维原则性和灵活性的锻炼。
1、贾安东.焊接结构及生产设计.天津:天津大学出版社,1989
2、王政.焊接工装夹具及变位机械.北京：机械工业出版社，2001
3、陈焕明.焊接工装设计基础.北京：航空工业出版社，2004
4、中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（第2版）.北京：机械工业出版社，2001
5、胡家秀.简明机械零件设计使用手册.北京：机械工业出版社，1999
6、祖业发.现代机械制图.北京：机械工业出版社.2002；
7、许杏根等.简明机械设计手册.北京:机械工业出版社,1999
8、甘肃工业大学焊接教研室.焊接机械装备图册.北京：机械工业出版社，1982
9、曾乐.焊接工程学.北京：新时代出版社，1986
一、夹具设计任务
1、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的草图
见“撑杆焊接组合”图
2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析
（1）序4发动机衬管两件的中心线之间平行度要求
（2）序4发动机衬管两件的中心线距离和右边反动机衬管中心线与序1撑杆右端面距离为25±0.5
（3）序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的中心线与序1撑杆右端面距离为200±1.0
二、“撑杆焊接组合”装焊夹具设计方案的确定
1、装焊方案
从焊接件产品图中看出，序4、序3和序2的组件分别与序1进行焊接。序1为主焊零件同时也是主体件，它的长度方向可用挡板定位，端面可采用挡销。装焊方案初拟为：
序4发动机衬管两件与序1撑杆先在夹具上装配、点固、取出焊接，然后在夹具上进行序3螺母M6和序2喇叭支座的组件与序1撑杆的装配、完成三面焊。
2、装焊夹具结构
装焊夹具采用夹具体，再在夹具体上装上定位和夹紧序1撑杆的挡板、挡销、螺旋夹紧器件，定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件，定位和夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的锥头销钉、螺旋夹紧机构，构成整个焊接夹具。
“撑杆焊接组合”装焊夹具结构见“撑杆焊接组合”装焊夹具图
3、夹具的定位原理及特点
主焊件“撑杆”用挡板和挡销定位，限制了5个自由度，
件“发动机衬管”两件用插销机构定位，限制了5个自由度。
螺母M6和喇叭支座的组件用锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位，限制了5个自由度。
4、主要零件设计的说明
（1）、压板
考虑到定位锥头销钉需垂直取出焊件才能保证顺利脱离焊件，在压板下边设置了弹簧；考虑到对螺母M6和喇叭支座的组件的定位，在压板上开了凹槽起到定位作用；考虑到快速并顺利取出焊件，将压板设计成可退式压板。
（2）、插销机构主体
插销机构主体作为插销的支座，考虑到发动机衬管两件之间距离小，将两个插销的插销机构主体做成一体；并且为了保证发动机衬管两件中心线的距离和平行度将在设计一体的插销机构主体的插销孔时要求两孔中心线的距离和平行度。
(3)、快撤式螺旋夹紧器件
同插销机构主体一样，快撤式螺旋夹紧器件主体也做成一体并且要求两孔中心线的距离。
快撤式螺旋夹紧器件工作过程：螺母套筒不直接固定在主体上，而是以它外圆上的L形槽沿着主体上的定位销来回移动；工件装入后推动手柄使螺母套筒连同螺栓快速接近工件；转动手柄使定位销进入螺母套筒的圆周槽内，螺母不能轴向移动，再旋转螺栓便可夹紧工件；卸下焊件时，只要稍松螺栓，再用手柄转动螺母套筒使销钉进入螺母套筒外圆的直槽位置，便可快速撤回螺栓，取出焊件。
5、夹具的装配要求
(1)、挡销装配到夹具体上时，需要保证基面与夹具体横向中心线垂直
（2）、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件装配到夹具体上时，需要保证基面与夹具体横向中心线平行；定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件装配到夹具体上时，需要保证其中心线与夹具体横向中心线垂直。
（3）、定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件的装配，装上螺钉，配做销钉孔并由销钉保证插销机构和快撤式螺旋夹紧器件右边中心线与挡销基面的距离和公差
（4）、定位和夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构装配时，装上螺柱底座螺钉，配做销钉孔并由销钉保证螺旋夹紧机构定位锥头销钉中心线与挡销基面的距离和公差。
（5）、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件的装配，装上螺钉，配做销钉孔并由销钉保证挡板和螺旋夹紧器件右端面与挡销基面的距离
（6）、装上弹簧、压板等其他零件，完成整个装配。
三、装焊夹具使用说明
1、夹具的操作步骤
（1）、将序4发动机衬管两件按照“撑杆焊接组合”图装配到序1撑杆上，并将其放置于夹具体上，由挡销、挡板将序1撑杆定位，由螺旋夹紧器夹紧序1撑杆；同时由插销将序4发动机衬管两件定位，由快撤式螺旋夹紧器件将其夹紧。
（2）、点固焊后，松开快撤式螺旋夹紧器件，拔出插销，取下进行焊接
（3）、将焊件再放置于夹具体上，由挡销、挡板将焊件定位，由螺旋夹紧器夹紧焊件；之后将螺母M6和喇叭支座的组件放置焊件之上并由螺旋夹紧机构上的锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位由螺旋夹紧机构夹紧
（4）、对螺母M6和喇叭支座的组件与撑杆进行三面焊，然后松开所有螺旋夹紧器，夹紧螺母M6和喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构的压板被弹簧弹起，其上的定位锥头销钉随之脱离焊件，然后将压板推出使一端脱离螺旋夹紧机构螺柱，将压板旋转到焊件一边，之后取出焊件。
2、夹具使用注意事项、保养及维护
（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；
（2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、定位锥头销磨损超差，可以重新组装，错开磨损部位后继续使用。
（3）使用后需要涂防绣油。
四、本次课程设计小结、体会及建议
五、参考资料
1、贾安冬焊接结构及生产设计天津:天津大学出版社,1989
2、王政焊接工装夹具及变位机械北京：机械工业出版社，2001
3、陈焕明焊接工装设计基础北京：航空工业出版社，2004
对高职来说，人才评价是人才培养效果的检验标尺，也是教学评价的重要反映。一直以来，模具设计与制造专业的广大教育工作者为了培养出合格的专业人才，在人才评价方面作了很多学术上和实践上的研究和工作，如：提出的模具设计与制造专业“111”能力递进人才培养模式中，各门课程的考核方式采用A、B、C、D四种形式，其中A为过程考核，B为项目考核，C为实践和作品考核，D为综合测试，需考核两项以上的，须分别给出成绩，并有企业和行业人士参与考核；实习考核可通过实习报告、现场操作、理论考试、设计和答辩等形式进行，可以由学校实验室和校外实践基地联合考核；采用了“项目评价、过程评价、综合评价”相结合的实践教学评价体系；根据模具设计与制造专业学生在行业中分布的特点，建立模具设计与制造人才培养质量调查制度，形成由企业、社会、家长及学生参与的四维人才培养评价机制，并进行评价等。这些评价系统中，虽然在一定程度上建立了有利于学生发展的考核评价体系，实现评价方式的多样化、评价主体的多元化、评价内容（包括自我管理、专业技能、职业意识、人际沟通）多维化，从不同角度对学生学习方面的评价进行探讨，但缺乏在人才评价机制方面进行系统性评价的研究。作为高职加工制造类模具设计与制造专业技能人才，不仅要求具备一定的模具专业基础的理论知识和高等教育所要求的人文素养，而且要求具有职业技能的模具设计与制造水平。这是高职制造类模具设计与制造专业人才培养的目标，也是高职制造类模具设计与制造专业人才评价的合格标准。那么判断所培养的人才是否达到这一目标，由谁去评价，怎么去评价，评价的标准又是什么等等就需要进行一系列的研究，以便系统地建立起适合高等职业教育加工制造类模具设计与制造专业技能人才评价机制。
二、高职制造类模具设计与制造专业技能人才评价机制的构建
1.高职制造类模具设计与制造专业技能人才评价机制的评价体系结合高职制造类模具设计与制造专业技能分析，经过走访调研、召开专业指导委员会、咨询行业专家等多种途径的论证，反思多年的人才培养实践，笔者总结出一套既遵循高职高专教育本质又符合高职制造类模具设计与制造专业发展特点的人才培养评价体系，建立了“以企业人才评价体系来制定课程考核方案，用企业的用人标准来评价学生的学习效果”的评价体系。该人才培养评价体系将企业的用人标准融入培养目标、教学内容、教学方法、教学管理、教学效果等多方面并对这些内容进行评价，每一项的评价内容以20%进行计算，每一项的评价方法、评价对象、评价主体都进行细分，并以模糊统计的方式进行整体评价，以便更科学、更完整地评价人才。在评价的过程中，要创新评价方法，针对高职制造类模具设计与制造专业特色构建全新的人才评价方法体系，特别是要加强模具专业的个性化特征，积极在学校里推行职业技能多证书制，要求毕业生至少获得两项以上相关技能证书。根据目前国内的模具产业发展状况以及企业对模具人才的需求，要求模具专业的在校生能够获得计算机辅助设计绘图员（机械类）职业资格证书、助理模具设计师职业资格证书、模具制造工、三维CAD应用工程师及数控加工中、高级工等职业技能证书等中的两种。针对不同的课程也要灵活运用不同的评价方法，对于基本技能训练课程，可以采用生产性标准作为评价标准；对于专业技能实训、实验等实践教学环节考核采用过程评价，对整个实践教学环节进行跟踪评价，从资讯搜集、做计划、做决策、实施、检查、评估等六个阶段，对学生的综合能力进行评价。
2.高职制造类模具设计与制造专业技能人才评价机制的机构设置为保证高职制造类模具设计与制造专业技能人才评价机制对人才的正确评价，需要建立评价机构来完成对人才评价工作。建立一个具有合理性、代表性、权威性的评价机构，有助于科学地完成人才评价工作。根据高职制造类模具设计与制造专业所需的技能和评价体系，对评价机构的要求：一是要求评价机构非常熟悉高职制造类模具设计与制造专业所需的技能以及对每项技能需要达到的标准;二是要求非常了解每一项该专业的技能在企业岗位中的地位或作用。这就要求在高职制造类模具设计与制造专业人才培养过程中，建立一个完整的人才评价机构来制定人才评价的制度、人才评价的方式和人才评价的过程等。结合高职制造类模具设计与制造专业人才的培养过程，为全面地、科学地评价人才培养质量，需要建立以企业为核心的，由社会、企业、行业、学校、学生组成的人才评价委员会。该委员会涵盖了与培养相关的所有主体。作为社会评价是以社会的一些职业素养标准和职业技能标准作为评价标准的，并以社会评价机构来评价所培养的人才是否达到从事模具行业标准，所以将社会纳入评价委员会更好地掌握人才培养质量的程度。高职制造类模具设计与制造专业培养的人才最终是走向社会，走向企业，能否在企业中能够从事专业工作，是决定人才培养质量最重要的指标。如果培养的人才满足不了企业的需要，达不到企业的用人标准，那么就要反思人才培养的过程。所以企业是检验人才的试金石，企业在人才评价中应起到重要的作用。社会在发展，作为高职制造类模具设计与制造专业也在不断更新，对于人才的培养也需要与时俱进，作为在行业发展中具有指导性和方向性的行业机构非常熟悉行业人才发展所需技能，那么培养的人才是否能够满足行业标准也是重要的一环，所以在人才评价中也应有模具行业的资深人士参与评价。学校是人才培养的场所，学校的一切教学活动都是为了培养出满足社会和企业所需要的人才，所以学校对人才的评价重点在于评价其教学活动中每一个动作是否围绕人才质量，是否使培养的人才达到教学标准。学生是人才培养的对象，对自己、他人的评价也可以成为重要的评价指标，学生对自己、他人的评价可以较真实地反映了自己的学习效果，从而侧面反映人才评价的质量。其中，社会评价的主体由鉴定站、鉴定所等组成，其评价的标准是是否达到社会认可的职业证书；企业评价由在本行业具有丰富一线经验的模具工程师担任，积极参与人才培养过程中评价，以企业岗位所需技能作为标准来衡量培养的人才是否满足企业的需求、是否达到培养的效果；行业评价由本行业具有指导性的专家教授进行担任，这些具有丰富资历的专家教授非常熟悉行业现状及发展方向，他们以行业的标准对人才评价内容和方式进行指导；学校评价由模具专业的教师对在人才培养过程中进行全程的评价，在评价过程中教师以教学的评价标准作为学生学习效果的指标；学生的自我评价是由学生自己对学习的总结，更多地以自己掌握技能的多少、熟练程度作为评价标准。通过不同的评价主体，真正对模具专业的人才实施全方位、客观的人才评价。
3.高职制造类模具设计与制造专业技能人才评价机制的制度保障对高职制造类模具设计与制造专业技能人才评价，有了评价体系和评价机构还是无法保证对人才评价活动。有了评价系统和评价机构只是解决了评价的内容和评价的主体，为此，高职制造类模具设计与制造专业技能人才评价还需建立相应的制度来保证人才评价长久而且有效地实施。
（1）建立“动态制订课程标准”的制度。课程标准是人才评价机制的依据，同时社会在不断变化，企业的岗位技能的需求也在不断发生变化，为了准确地评价人才培养质量，需要建立动态制订课程标准制度。依托行业协会和专业指导委员会，结合企业岗位技能的需求，校企共同制订突出职业能力（技能）培养的课程标准和课程评价体系。对每门课程制定考核评价标准时，主要从如下几个方面进行评价：基础知识技能水平评价；任务、项目完成质量评价；团队合作能力评价；工作敬业精神评价；安全操作规程评价。根据每门课程的特点，可以采取单项目评价、多项目评价和综合项目综合评价等，大量采用学生的产品加工和方案设计等评价工具。比如对《冷冲压工艺与模具设计》这门课程，采用分组完成课题（零件及其模具总装CAD图、设计说明书、CAM模具零件作品、以“将冲压件图纸转换为产品”完成熟练程度），取代闭卷理论考试。在评价过程中，主要考察其完成课题是不是按企业的要求设计出模具图，编写的说明书是否符合企业的要求，校内专任教师联合企业的兼职老师共同从理论到实践，从方案到设计，围绕企业的标准来考察学生学习效果和技能的掌握程度。同时请同组或同班的同学共同评价，以便同学们在评价过程中掌握学习这门课所需的技能和理论知识，并熟悉企业对该门课程的评价标准是什么。
（2）建立相应的保障制度。正常的人才评价不仅要有评价机构和评价标准，还需要相应的保障制度来保证正常的人才评价活动。为了加强人才质量评价机制，可以建立以下制度来保证人才评价工作。
1）建立企业（行业）兼职教师的制度。人才评价需要企业（行业）的参与，所以在高职制造类模具设计与制造专业技能人才培养时要与模具公司（行业）进行充分的合作。通过学校制定企业（行业）兼职教师的制度，以及双方合作协议，校企（行）双方规范了企业（行业）兼职教师责、权、利，共建人才质量评价体系，共同评价模具设计与制造专业人才培养质量，并将评价结果反馈给学校。只有建立企业（行业）兼职教师的制度才能将人才培养质量的评价活动得到真正的落实，才能取得较好的评价效果，才能保证企业的技能人才积极参与人才培养过程的评价活动。
2）建立专业信息收集制度。为全面反映和跟踪人才培养质量，需要建立专业信息收集制度。每年定期将毕业生情况及企业用人需求情况反馈学校。收集学校、系部、学生和企业对教学质量的评价和意见，完成信息的收集和汇总。并将这些信息作为人才评价的一部分，通过对这些信息的分析，进一步完善课程标准和教学活动，反过来促进人才培养质量。
3）建立专项经费保障制度。人才评价是人才培养过程的一部分，评价的主体来自各方面，评价的过程需要多方共同参与，为提高评价主体能够积极参与到人才评价过程，就需要为各主体提供一定的劳务费等作为报酬，所以就需要学校建立起人才评价的经费保障制度，以保证人才评价持续稳定地发展，保证人才评价真正得到落实。
三、结束语
1.“1+2”人才培养模式的内涵
高职灯具设计与工艺专业“1+2”人才培养模式是产、学、研结合的载体。在高职的三年学制中，第一、二学期完素质课程和专业基础课程的学习与训练，培养学生的综合素养和基础设计能力；第三、四、五学期在企业和工作室完成专业核心课程的学习与训练（含毕业设计），主要以引进企业真实项目、利用设计大赛的形式，对学生进行专业设计训练，培养学生的专业核心技能和职业能力；第六学期在企业顶岗实习，是学生以指导教师推荐或自找企业的形式到企业顶岗实习半年。“1+2”不能简单地认为是一年、两年的叠加，它注重学生综合素养、动手能力、创新能力及解决问题的能力的培养，其实质是运用校企两个培育人才的主体和环境对学生进行培养，以服务地方经济和高等职业教育相互融合为主要目的，使人才培养与市场需求相融合。
2.“1+2”人才培养目标
灯具设计与工艺专业“1+2”人才培养模式是以学生就业为导向的教育活动，以达到通过校企两个育人主体共同完成对学生培养教育的目的。培养目标包括：第一，根据灯饰照明企业对灯具设计师的岗位要求，优化人才培养方案。第二，针对教学内容、教学方法与手段、组织形式、考核评价等进行改革，进一步提升教学效率，提高人才培养质量。第三，主动适应灯饰照明产业设计师岗位发展需求，培养个性化和创新型灯具设计人才。第四，整合与发挥校企资源优势，优化资源配置，提升资源利用率，实现校企双赢的目的。第五，培养适合高职教育的“双师型”教学团队。第六，构建校企合作的长效机制。
3.“1+2”人才培养模式的特点
（1）促进校企合作，实现优势资源互补
“1+2”人才培养模式下，校企双方通过优势资源的共享与互补实现共同发展的目标。首先，此模式下，学校能为企业长期提供顶岗实习生。在实习过程中，企业能储备人才，降低人才培养成本，解决人才招聘的盲目性问题，保证人才的质量。其次，该模式不但能为企业解决设计人才匮乏的问题，还能为企业研发新产品、提升产品竞争力和经济效益服务。从学校的角度，“1+2”人才培养模式能够有效解决实践教学环节的不足，通过在企业顶岗实习，有针对性地提高学生的专业技能和动手能力，为其毕业后走上工作岗位奠定坚实的基础。这样不仅提高了学校的实践教学质量，也提高了人才培养质量，能真正实现教学与企业职业岗位要求的无缝对接。
（2）提高人才培养质量
专业技能和实践经验是职业教育中人才培养的重要因素，故职业教育的核心就是培养学生的职业能力。“1+2”人才培养模式在校企合作的基础上，结合学校多类型工作室和企业的教学平台，为学生创造实践和实习机会。在人才培育过程中，强化教学实践性环节，引进企业的真实项目，使教学具有针对性和实用性，激发学生学习的主动性与积极性，将理论知识与实践相结合，提高他们的专业技能和实际动手能力，大大提高了人才培养质量，从而缩短了学生走上工作岗位后的适应期，培养了学生的综合职业能力。
（3）促进教学团队建设
“1+2”人才培养模式能够积极推动校企的深度合作，通过“走出去”与“请进来”的方式达到复合型人才培养目的。所谓“走出去”是学校定期派遣专业教师到灯饰照明企业展开学习与实践活动，以提升教师的业务水平，使其通过实践体会企业的生产过程对知识与技术能力的要求，以及岗位对人才知识结构的需求，从而有目的地展开教学改革和设计研发，确保人才培养的水平与质量。“请进来”是指企业技术人员以兼课、讲座等形式参与到教育教学工作中，使专业教学更加贴近市场。这样以多元的师资结构对应课程教学，在组织实施教学的同时共同研发产品，真正实现校企融通、工学交替的办学宗旨。
（4）促进专业建设与课程改革
“1+2”人才培养模式是企业和学校共同培养人才的过程。首先，在专业建设过程中，应加强企业的合作与交流，关注灯饰照明产业的发展动向，使专业知识和专业技能始终保持前瞻性，保证专业建设的科学性和实用性。另外，充分发挥专业指导委员会的作用，召开专业建设研讨会，要求灯饰企业的设计专家就人才培养方案、课程体系、教学内容等提出修改意见。这样，校企双方的合作就涵盖了教学的整个过程。其次，在专业教学内容改革过程中，针对以往的专业课程体系、教学内容存在与企业要求脱节现象的实际情况，依据灯饰企业灯具设计岗位的标准要求和工作过程确定教学内容、选择教学方法，从而推进专业教学内容的改革。
二、课程体系的重构
灯具设计涉及的学科领域较广，包括设计学、美学、材料学、电子电工等学科，具有交叉性和综合性的特点。灯具设计的学科特点决定了其与工业设计专业课程体系的差异性和独特性。在继承与发展的基础上，构建适合灯具设计职业岗位标准要求的课程体系，是为我国灯饰照明产业发展提供优秀设计人才的根本保证。要构建适合灯饰照明企业设计师岗位人才培养的课程体系，就必须根据灯饰产业需求，结合灯具企业的技术标准，将灯饰企业设计师岗位的典型工作任务流程与要求作为灯具设计课程体系建设的重点。在建设过程中，针对灯饰照明企业开展广泛调研，了解灯具生产的工艺流程、技术标准与技术要求，了解灯具设计师岗位应具备的专业知识与技能要求，并针对往届灯具设计毕业生的信息反馈、麦可思调查数据等进行分析，对原有的灯具设计与工艺专业课程体系进行梳理，通过召开专家论证会等形式，确定灯具设计与工艺专业人才培养目标，设置专业课程与教学内容，重构适应灯具设计生产实际、适合灯具设计师职业岗位要求的模块化课程体系。把灯具设计与工艺专业课程体系设置为四个能力模块，即人文素质模块、计算机辅助设计模块、设计基础能力模块和专业设计能力模块。每个模块具有不同的目标要求，包含不同的课程，每门课程也具有不同的目标要求。模块设置是进阶式的由低级到高级，学生循序渐进地掌握专业知识与技能，能够较好地培养综合职业能力。
三、教学的组织实施
1.课程教学与工作室对接
在专业教学组织安排上，以企业设计项目和设计赛事为主线，以教师组织负责，学生参与设计的方式进行教学。首先，设计基础和计算机辅助设计能力模块的学习与训练主要是培养学生的基本造型能力和审美意识，提高其对于计算机设计软件的基本操作技巧，这些课程对接学校的课室或实训室展开教学。其次，专业设计能力模块的课程学习与训练主要培养学生的实际动手能力和创新创意能力，这些课程对接到多类型工作室和企业进行学习与实训。如灯具工艺与材料、灯具行业标准与认证、灯具装配等课程所涉及的学科领域较广，只有企业的工程技术人员精通这些知识与技能，因此这些课程的教学任务主要由他们来承担，而且必须安排在企业进行教学。多类型工作室是学生进行专业学习和项目实训的主要阵地，分为教师工作室、专家工作室、学生工作室三种类型，每种类型工作室的功能、师资、目标要求均不同，并且都对接了相应的课程，主要核心课程安排学生在专家工作室（任课教师为资深灯具设计师）进行学习与实训。
2.课程任务与企业对接
课程教学以企业项目为载体，实行项目化教学。课程的实训项目来源于合作的灯饰照明企业。为确保教学质量的提高，使学生在实践中掌握专业知识与技能，任课教师课前必须与合作企业加强联系，落实灯具方面的相关设计项目，确保课程教学的正常开展。
3.校企双方共同考核评价
在教学过程中引入竞争机制。任课教师把班级学生分成若干个学习小组，要求每个小组在同一时间对同一个项目展开设计，项目设计结束后，企业专家到课堂评选（考核评价）设计方案。每位学生以PPT的方式进行提案，表达自己的设计思想。最后由企业专家、教师评选出优秀设计作品并给予奖励，对较成熟的设计方案要求进一步完善，实现“作品—产品—商品”的转化。这种教学方法能使学生逐渐养成竞争的意识。同时，学生面对面地与企业专家进行交流、互动，不但可以了解企业的相关要求，而且能激发他们的学习兴趣，提高专业设计水平，从而促进专业课程教学改革，提高教育教学质量。
四、结语
为使产品和浇注系统凝料能从模具中取出，模具必须设置分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，分模面的设置决定了模具的结构和制造工艺，并影响熔体的流动及塑件的脱模。分型面总的选择原则是保证塑件质量，简化模具结构，有利于脱模。选择时综合考虑下面因素：
(1)不得位于明显位置上及影响形状。分型面不可避免地会在塑件上留下痕迹。最好不要选在产品光滑的外表面。
(2)不得由此形成低陷。即分型面的选择要有利于脱模，尽量避免侧抽芯机构。为此分型面要选择在塑件尺寸最大处。见图1，由于软管接头两端有低陷段，因此使用“立式分模之分模线”。
(3)应位于加工容易的位置。如图2所示，牙刷柄的分模线位于制品最大宽度面上，成形品脱模容易。者模具嵌合线与其外形曲线一致，加工容易。图3(a)所示分模线为阶段形，模具制作及成形品加工困难，图3(b)改用直线或曲面，可使加工变得容易。图4为电熨斗的分模线。
由以上分析可见，设计分型面时应根据塑件使用要求、塑件性能和注射机的技术参数以及模具加工等因素综合考虑，权衡利弊，选择最优的分型面。
2拔模斜度恰当选取
为使成形品在型腔中脱出容易，拔模斜度是必须的。斜度的大小视成形品形状，塑料种类，模具结构，表面精度，以及加工方向等有所不同。普通场合，适当的斜度约为30′~1°30′。有关拔模斜度尚无精确的计算公式。大多情形，完全依据经验值，在不生妨碍生产的情形下，取较大的脱模斜度。
（1）箱盒及盖类零件
箱盒及盖类零件的拔模斜度依制品的高度有所不同。如图5所示，H为50mm以下者，S/H=1/30~1/50；H超过100mm，S/H<1/60；类似的浅形薄件，S/H=1/5~1/10。杯形制品的脱模斜度，型腔侧应较型芯侧略为放大。
（2）栅格
栅格类型、尺寸及栅格部全部面积的尺寸，均会使拔模斜度各有差异。栅格节距(P)在4mm以下之场合，拔模斜度为1/10左右；栅格段尺寸(C)较大者，拔模斜度应予加大；栅格高度超过8mm，更有栅格段尺寸(C)较大的情形，将成形品动模侧型腔作1/2H以下的栅格。尺寸标示见图6。
3壁厚均匀
塑件的壁厚是重要的结构要素，由使用要求和工艺要求决定，对工艺的影响很大，因此合理选择塑件的壁厚相当重要。就工艺上来说，壁厚过小，塑料在型腔中的流动阻力大，成型困难，特别对于形状复杂和大尺寸塑件容易出现充不满的缺陷或要较大提高注射压力；壁厚过大，不仅增加成本，还会产生延长冷却时间，加长成型周期，降低生产效率，此外，还容易产生缩孔、气泡等缺陷。壁厚应以各处均一为原则，但由于塑件的构造，或成形上壁厚必需变化者，并且由于经济原因亦需对壁厚作适当调整。决定壁厚必需考虑下列各点：（1）构造强度，（2）脱模强度，（3）能均匀分散冲击作用，（4）嵌合金属件部分防止开裂（成型材料与金属材料的热膨胀系数不同，收缩时容易产生裂痕），（5）结构对流动的阻碍，防止充填不足。壁厚(t)对各种成形材料可能的充填距离(L)之值汇列于表1中。壁厚的选取根据塑料的品种，成型件尺寸的大小而定。热固性塑料的小型塑件，壁厚取1.5~2.5mm，大型取3.2~8mm，流动性差的塑料取较大值，但一般不超过13mm。热塑性塑料流动性较好，易于成型薄壁塑件，常取1~4mm，最薄可达到0.25mm。一般材料的壁厚使用范围见表2。
参考文献：
［1］陈万林.塑料模具设计与制作教程［M］.北京希望电子出版社，2001，1.
［2］郭新玲.塑料模具设计［M］.清华大学出版社，2008，6.
［3］朱光力，万金保.塑料模具设计［M］.清华大学出版社，2007，6.
随着汽车工业的快速发展，对冲压件的开发周期要求越来越短，如何高效、准确的确定方案，直接影响着模具企业的效益和质量。由于目前对冲压件的质量要求越来越高，高强度板的应用也越来越广泛，但是回弹却始终制约着制件的精度和品质。采用模拟板料成形技术可以较快捷的对制件的工艺方案和成形过程中出现的问题进行预测，并做出评估和防范。借助软件还可以模拟冲压过程，同时得到较为详尽的数据，对制件的工艺安排和工艺性能进行前期控制。以下针对某加强板的模具设计工艺和CAE进行分析，并与实际生产进行相互验证。
2高强度板制件的工艺分析
如图1所示，某车型加强板材料厚度1.2mm，BUSD宝钢高强度汽车冷轧深冲钢板，屈服强度120~210MPa，抗拉强度不小于280MPa。该制件起伏较大，相对高度差120mm，制件最大外形尺寸800×450×120mm。该制件属于开放式制件，相对于盒形件有较大的回弹。制件在切边工序后，在长方向上产生翘曲回弹，最大回弹量达到2mm。针对以上情况，在设计模具时要采取必要的措施减小回弹：①采用方形压延筋提高压料面阻力，使材料变形充分；②采用较大的压边力，控制材料的流入；③提高管理面的研合率，使研合率不低于90%；④在前期CAE分析过程中加入回弹分析，确定回弹量，并对拉伸面进行修正，以便得到较小的回弹；⑤对局部变形区域较大的部分进行整形。
3高强度板工艺和CAE分析
该制件在拉伸完成后周边切，会产生较大的回弹，使制件形状发生偏离。如何确定产生多大的回弹呢？原先采用经验法，在模具加工完成后，试模确定。现在可以通过CAE模拟整个过程，如图3所示，确定回弹量，然后针对回弹数值建立新的数模，将回弹量降到许可的范围内，最后通过整形将制件校正。图3拉伸后图形为了验证材料的变薄率，采用在实际板料上做出腐蚀性圆圈，检查区域圆圈的变化情况，基本和CAE分析效果一致，如图4所示。制件在拉伸完成后，模拟冲裁，进行回弹分析。分析回弹后的截面线，在制件边缘处最大产生了2mm回弹。采用导出截面线，在UG软件下建立新的模面造型，经过多次的调整，使回弹后的模面接近制件面。通过这种方法基本能在初期较好的解决回弹。
4高强度板模具设计
如图5所示，拉伸模采用铸造模具，凸模、凹模（上模）、压边圈均采用GM246，表面淬火50～55HRC，下模采用HT300。在设计过程中充分考虑制件的回弹量，直接在拉伸模中采用经过回弹分析的模面。在加工过程中，将上模侧面、底面、分型面分类铣削，以便得到较高的加工精度。对于压边圈和凸模采用整体加工，先将压边圈和凸模研配好装配至下模，再进行整体加工。这样做能达到较好的装配精度，采用这些方法能有效的提高模具的制造精度，减小回弹的产生。图56所示，修边冲孔模采用铸造模具，凸模、凹模采用空冷钢，火焰淬火50～55HRC，其余采用铸铁HT300。在CAE的分析过程中发现修边后会产生较大的回弹，针对这些情况，在拉伸模的设计过程中已经预先加入了2mm的回弹量。经过这次的生产验证，发现有效的减少了回弹的发生，仅仅在局部圆角区域有大约0.7～1.0mm的回弹。这部分回弹量通过后续的整形模具进行校正，其余区域的回弹量基本都在公差范围内如图7所示，整形冲孔模采用铸造模具，凸模、凹模、压料芯采用钼铬铸铁，火焰淬火50～55HRC，其余采用铸铁HT300。此序整形主要实现因切边不易完成的部分型面的校正，以及局部圆角产生的回弹。通过反补偿法对局部型面进行补正，取1.5°的回弹角可以解决局部的回弹变形。在模具的设计过程中，要求模具在闭合状态时压料芯墩死，在压料芯和上模之间增加墩死块，在墩死的过程中使材料硬化，得到稳定的制件。制件的顶出采用气缸，可以减少因取件产生的二次变形。
5结束语
每一个设计专家之间，都可以通过相应的通信机制，实现信息的交互。换言之，协同设计就是为了实现某一个设计目标，由两个或以上的设计主体，通过相应的信息交换以及协同机制，以各自不同的设计任务，共同完成这一设计目标。在塑料模具设计中引入协同设计，可以将传统以管理驱动的组织运作模式转化为内部成员为了一致目标而分工协作的组织运作模式，不仅可以为设计人员提供更加专业的设计空间，也能在一定程度上提高设计的并行度。同时，通过协同设计，管理人员能够快速建立起工程项目的信息、流程、进度计划、成员结构等规程，通过网络，将管理、设计、校审部门连接成一个有机的协作体，确保各项工作的有序展开，提升塑料模具设计的效率和质量。
二、基于协同设计的塑料模具设计
1.任务关联与分解
任务的分解，是指按照相关规范和要求，将设计任务分解成为多个子任务，由不同的小组协作完成，可以说是塑料模具协同设计的前提和基础。对于塑料模具的生产而言，可以分为产品开发、产品设计、产品分析、模具设计等多项任务，在协同设计中，不同的子任务之间存在着各种各样的关系，可以采用二元组进行描述。
2.约束求解
在对塑料模具进行开发时，协同小组虽然独立存在，但是受子任务的影响，必然存在着相互依赖、相互制约的关系，包括设计规范、技术水平、用户需求等，这些关系共同构成了约束，而大量的约束关系交织在一起，就形成了相应的约束网络。在塑料模具设计中的约束，大体上可以分为三种类型：(1)工程约束：主要是对设计要求和设计过程的表述，其主要特点是一种过程式表达；(2)知识约束：主要是设计过程中存在的各种规则，其主要特点是IF-THEN表达；(3)几何约束：主要是对模具几何自由度的限制，实质上可以算是几何实体之间关系的表达，可以分为形位约束、拓扑约束和尺寸约束，属于一种双向的约束。塑料模具的协同设计问题，从本质上可以看做一个约束满足问题，通过给定的模具功能、结构和材料等，求得能够满足设计要求的设计对象的细节，模具设计的过程是一个循环反复的渐进过程，在设计周期内，需要对模具的几何模型进行反复修改，才能保证设计的合理性和可靠性。塑料模具协同设计的约束求解，主要包括两个方面的内容，一是通过约束表达，将设计过程中可能遇到的各种约束整理成相应的约束集，之后对设计方案进行约束检查，如果其能够满足设计要求，同时不存在约束冲突，则该方案就是需要的设计解，这种约束求解比较适用于基于反馈的协同设计；二是对协同小组的制约和依赖关系进行相应的约束表达，构建约束空间，之后对模具产品进行优化求解，这种约束求解适用于分解组合的约束求解。
3.冲突消解
考虑冲突全生命周期问题，在进行塑料模具协同设计时，需要对检测到的各种冲突进行相应的分类归档，构建冲突消解系统模型，在模型中包括有冲突检测、冲突归档、冲突管理和冲突消解，针对不同的类型，可以采取不同的冲突消解策略，而不同的消解策略也可以实现相互补充。(1)冲突检测：在塑料模具协同设计中，通过冲突检测，可以结合约束传播，对设计结果进行检查，看其是否能够满足整个约束网络，同时也能够捕捉系统中存在的冲突，对设计过程中存在的约束违反问题进行检测，同时对冲突进行登记。(2)冲突归档：主要是在协同设计中，对捕获到的冲突进行分析，建立相应的冲突关联图。冲突关联包括了平行、因果和耦合关系，对其进行分析，可以分清冲突的主次，确定优先消解权。(3)冲突管理：主要是对系统设计中的冲突信息进行管理，对冲突消解历史进行记录和保存，关联冲突消解数据库等。(4)冲突消解：一是知识推理，基于规则和事例，针对计划冲突或者知识冲突进行消解；二是约束松弛，适当忽略次要约束，重新求解；三是仲裁，对上述两种方式难以消解的冲突，经建议、评估的反复过程，在综合各方建议的前提下，对冲突进行消解。
三、结语
铝合金连接套压铸件三维图，其形状特点是圆筒形零件，零件上部外形最大直径Φ99mm、长28mm处最大壁厚3mm有11处。最小壁厚仅1mm共有10处，约12mm宽，28mm长。这样的压铸件在顶出时极易顶碎，顶出极困难。零件中部有12个方孔，需要12个侧抽芯。下部最大壁厚6.25mm，在内孔Φ93mm与Φ80mm孔台阶处有12处小平台上设有顶杆。E-E剖视图中设在零件中部尺寸25处。此处上部外形由11段Φ99mm和12段Φ95mm圆弧构成），下部外形由12段Φ93.5mm和12段Φ92.6mm圆弧构成。12个方孔内40°斜面内孔、槽宽42.5mm和槽宽12.5mm及槽宽8.2mm由动模型芯成形[3-4]。
2模具设计结构及原理
2.1模具结构
模具结构如图3所示。此模具是安装在J1116压铸机上，模具厚度320mm、宽度580mm、高度520mm。动模把模板1通过8个长螺钉2将支撑块3与中板15连接，中板与动模框16通过8个短螺钉37将动模镶件14和动模型芯29连接。通过导向轴4将调整垫5、导向套6、复位杆8、顶杆9、顶杆压板10、推管11、顶杆固定板12连接并导向。螺钉13连接顶杆压板10和顶杆固定板12。动模框16上分别安装12对限位块21、斜滑块22、侧型芯23。侧型芯与定模上的斜导柱18配合。定模框25、斜导柱18、定模镶件27、浇口套28、直导柱33和定模把模板30由螺钉24连接固定。模具分型面在动模镶件14和定模镶件27之间合模接触平面上。
2.2工作原理
图3为模具合模状态，压铸机锤头压射、铝液充满型腔、凝固冷却、开模。开模瞬间由于斜导柱18和斜滑块22孔上面有间隙，所以定模先脱模，然后斜导柱带动斜滑块及侧型芯23脱模。在侧型芯完全脱模后，动模在开模的过程中2个顶出轴7对顶杆压板10有作用力同时传递给顶杆9和推管11将零件顶出，然后检查清理铸件、模腔、喷涂料、合模。
3零件顶出的设计
零件的顶出用推管11和12个Φ4mm顶杆9同时顶出零件，见图3连接套压铸模装配图的顶出结构。推管顶在零件的11段Φ99mm壁厚3mm的端面上，12个顶杆分别顶到Φ93mm底部的12个小平台上，平台的壁厚6.75mm，确保零件不断裂、不变形。
4型芯力、零件受力分析及强度校核
零件的上部Φ93mm深28mm最薄弱，截面如图4。在11段Φ99mm处用推管顶出，在Φ93mm孔底部12个小台阶处用Φ4mm顶杆顶出，零件的顶出力应克服最大抽拔力1700.3kN。由于推管和顶杆同时将零件顶出，所以推管的顶出力为850.2kN。每段3mm壁厚处受力F1为77.3kN，每个顶杆的顶出力为F2，每段1mm壁厚处零件铝合金YL117的抗剪切强度为210kN/mm。推管顶出部分1mm壁厚截面积13mm2，能承受最大剪切力为2730kN。远大于77.3kN。所以此顶出方案可行。
5容易出现的问题及应对措施
连接套压铸模具结构复杂，共有12个侧型芯，通过斜滑块及斜导柱控制抽芯，并用推管和推杆的联合作用实现零件的推出，模具结构新颖，但模具制造精度要求高，压铸件在脱模时容易产生裂纹甚至破碎，最大的难点是零件顶出问题的解决。采取具体措施如下：
（1）首先要保证模具主要配合零件的尺寸精度在0.01mm以内；
（2）要对侧型芯、动模镶件、定模镶件、动模型芯零件表面进行等离子喷涂处理，使侧型芯表面有一层厚度为小于0.005mm高强度的镀层有利于型芯脱模、防止型芯拉伤、粘铝、减少零件受力；
（3）严格控制开模顺序：以保证首先抽拔侧型芯时，模具的其它零件在高精度状态下对压铸件起到支撑和保护作用；侧型芯完全脱模后，再精确顶出压铸件；
1.1同步带轮结构特点
1）内部有3个均匀分布的弧形凹槽和3个定位孔；
2）形位精度要求较高，内孔的同轴度公差为0.05mm，齿形跳动度为0.1，中心孔的垂直度为0.03。综上分析，如果选择常规方法加工同步带轮，其形状以及内部微小尺寸控制难度大；如果采用粉末冶金法进行成形，零件的凹槽、定位孔及尺寸精度均可通过模具成形来保证。
1.2成形模具设计原理
粉末冶金成形工艺是由粉末冶金零件压机和粉末冶金模具通过对所需粉末进行装料、加压、脱模等主要工步来完成，并使金属粉末密实成具有一定尺寸、形状、孔隙度和强度坯块的过程。该同步带轮应采用不等高零件成形模具设计原理。
1.3成形速度相等原理
根据不等高零件成形运动规律，在不等高零件成形过程中，必须满足成形前、后粉末质量守恒定律，才能使不同高度区域密度近乎相等，在粉末成形时，零件的不同高度区都在同一时间进行粉末压缩和成形，并且各部分所用成形速率相等，所遵循的原理即为成形速率相等原理。由此可知，在压制不等高零件时，要使不同高度的各个区域遵循成形速率相等原理，从而保证零件不同高度区的平均密度相等。
2同步带轮粉末冶金模具的设计
1）齿形成形通过控制材料的流动方向，成形出理想的形状尺寸，是同步带轮成形模具中最关键的环节。由于成形过程中单位压力增大，载荷集中，因此要求模具工作部位刚性好。另外还应设置过载保护，防止毛坯的超差、材料不均匀等导致的过载。
2）同步带轮属于轴类零件，在成形过程中轴向密度差较大，因此模具应采用芯棒成形结构，以保证同步带轮轴向密度分布均匀。
3）该同步带轮有3个定位孔，应采用芯棒成形结构成形定位孔，可以延长模具使用寿命，提高装配精度。该同步带轮采用德国DORST压机进行压制，铁粉的松装密度约为3.2g/cm3，零件的毛坯密度不得小于6.6g/cm3，为了节约成本，模具配件采用已有的五档同步器齿毂模具配件，例如，垫板、压盖等。由此可知，该同步带轮成形模具的设计主要包括中模、上模冲（2个）、下模冲（3个）、芯棒（2个）的设计。
2.1成形中模的设计
中模主要用于同步带轮的齿形成形，因此采用变模数设计法提高齿形精度。材料选用45号钢，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当热处理后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，中模内径尺寸公差为±0.005mm。影响中模几何尺寸的工艺主要是成形和烧结，因此成形中模设计过程中必须考虑成形回弹率δ和烧结收缩率这2个工艺参数。另外，粉末冶金工艺中的烧结收缩率及成形回弹率在径向和轴向甚至各不相同的截面位置都是各不相同的。一般情况下，收缩率和成形回弹率在轴向的值往往大于在径向的。模具的配合间隙仅在径向得到体现，方法是按制件外径或内孔的相应成形件为基准制造，与之相邻的配合件取配合间隙后，按双向公差加工制造。
2.2上模冲和下模冲的设计
根据同步带轮的结构和成形特点，上模冲主要针对产品上表面形状及轴向尺寸设计，上模冲与中模内腔上半部配合，上模冲设计为上外冲和上内冲。同步带轮内部结构主要由下模冲成形而成，内部有弧形凹槽，深度为3.1mm，圆弧半径为17.28mm，设计模具时应保证凹槽的形状及尺寸。下模冲外形与中模内腔下部配合，下模冲设计为下一冲、下二冲和下三冲，更有利于产品成形和提高产品质量。
3结论
1）在发动机同步带轮粉末冶金成形模具设计中，采用了2个成形芯棒和中模变模数设计法，有效地提高了模具装配精度、齿形精度和使用寿命。
2）根据成形模具设计图纸和模具配合原理，将加工制造的模具进行装机实验并且试生产同步带轮的成形品，经过烧结等工艺，将制造的样品经过装机实验，达到了客户在精度、性能等方面的技术指标，成功开发了某发动机同步带轮成形模具，材料利用率高达98%。
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