【分　 类】 教育科学
【关 键 词】 AutoForm，冲压模具，有限元分析，高职教育
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正文：
摘要：本文介绍了AutoForm有限元软件在冲压模具设计课程教学中的应用，将冲压模具设计的教学与有限元分析技术有机地结合在一起，从而使冲压模具的知识与概念更加具体化、形象化，让学生能够更好地汲取相关的理论知识，较好地提高了教学的质量与效果。
关键词：AutoForm，冲压模具，有限元分析，高职教育
 
 
1 引言
冲压模具设计课程是高职院校模具设计与制造专业的专业技术课程。通过该课程的学习，学生应掌握各类冲压工序的成形规律，掌握成形工艺设计，掌握典型冲压模具（冲裁模、弯曲模、拉深模）的基本结构与设计方法，能够正确地设置冲压模具的几何参数，能够设计中等复杂程度的冲压模具，并对冲压行业的新技术、新工艺有较深入的理解。
冲压模具设计一门专业性很强的课程，对老师而言存在内容多、学时紧的问题，对学生来说则存在着枯燥难懂、兴趣不高的问题。因此，在冲压模具设计课程的教学过程中，探索先进的、有特色的教学方法，使抽象的理论与工艺方法通俗易懂，有利于提高学生的学习积极性，也有利于增强教学效果。在我们多年的教学与科研工作中，逐步将AutoForm冲压成形有限元分析软件引入到冲压模具设计的教学中来，教学效果良好，且颇受学生的欢迎。
2 AutoForm软件简介
目前冲压模具行业中使用的有限元分析软件主要有AutoForm、DynaForm、Pam-stamp、Deform、Optris、Kmas等。本文将AutoForm软件应用于冲压模具设计课程中进行辅助教学。
AutoForm工程有限公司包括瑞士研发与全球市场中心和德国工业应用与技术支持中心，其研发的AutoForm软件是专门针对汽车工业和金属成形工业中的板料成形而开发的，用于优化工艺方案和进行复杂型面的模具设计，全球约90%的汽车制造商和众多的汽车模具制造商和冲压件供应商都使用它来进行产品开发、工艺规划和模具研发，其目标是解决“零件可制造性、模具设计、可视化调试”。AutoForm软件提供从产品的概念设计直到最后的模具设计的一个完整的解决方案，特别适合于复杂的深拉延和拉伸成形模的设计，冲压工艺和模面设计的验证，成形参数的优化，材料与润滑剂消化的最小化，新板料（如拼焊板、复合板）的评估和优化^【1】。
3 AutoForm分析的一般步骤
AutoForm软件在整个冲压模具开发过程中起着校对、审核的作用，在产品造型阶段就可以对产品进行分析，调整工艺造型和成形方法，使工艺方案在实际制造时具有较高的准确性。应用AutoForm软件的工艺开发流程如图1所示^【2】。
 
图1 AutoForm工艺开发流程
 
4 AutoForm软件教学应用实例
冲裁模、弯曲模、拉深模等典型模具是冲压模具设计课程的主要教学内容，其中拉深模是教学的重点与难点。拉深模的主要教学内容为：拉深变形过程、拉深时板料的应力与应变状态、拉深边缘的应力分布与起皱、拉深系数的确定及其影响因素等。由于知识与经验的不足，学生普遍觉得难以理解教学内容，如果在教学过程中还只是使用抽象的文字和图片，不但学生学得累，老师教得也累，事倍功半，难以达到教学的目的。本文以单动拉深模为例（如图2所示），运用AutoForm软件模拟单动拉深模的过程，通过模拟结果分析与动画演示，让学生直观理解变形原理，直接感受到动态的变化过程，进而能够深入了解板料的成形工艺，从而实现了提高教学效果的目的。
 
图2 单动拉深模典型结构
首先，利用UG软件建立凸模及压边圈模型，导出为igs格式的文件，然后将该文件导入到AutoForm的模型生成器中，如图3所示。在过程生成器中选择反拉深类型，设置重力方向，填写板料厚度，参考面设为凸模。产品的有限元网格划分如图4所示。
 
 
 
图3 产品造型
 
 
图4 有限元网格划分
然后，点击过程生成器，设置工具体的初始位置，定义板料参数，设定动作过程。最后在运算器中对工具体运动情况进行检查，并实施模拟运算。在运算完毕后，重新打开文件，将会显示最终的拉深结果，如图5所示。
 
图5 单动拉深的过程模拟结果
5 小结
本文根据冲压模具设计课程的教学实践与经验，将AutoForm有限元分析软件应用到教学活动中，以生动的实例、过程的模拟向学生展示冲压模具的知识要点，不仅拓展了学生的思路，也提高了学生的学习兴趣，同时也丰富了教学的手段，较好地达到了教学的要求。
 
参考文献
[1] 刘细芬.基于CAE技术的汽车覆盖件拉延模具设计[J].机械设计与制造，2010（4）：242-244
[2] 林通.AutoForm4.0钣金冲压成形分析从入门到精通[M].北京：机械工业出版社，2010