淺談學生課外實踐活動的指導

張禮鴻，楊林豐，謝紅希，陳松茂

（華南理工大學機械與汽車工程學院，廣東 廣州 510641）

大學生實踐活動，是高等教育的重要環節之一，是學生將所學的理論知識轉化并應用到實踐中的有效途徑。它既是課堂教學的延伸，又是一種重要的實踐活動。隨著社會的發展，對學生的實踐綜合素質和創新實踐能力的要求愈來愈高，大學生課外從事實踐活動，特別是科技實踐的難度不斷加大，如何保障學生實踐活動的順利開展，成為眾多高校實踐教學的難題之一。基于這種情況，華南理工大學自2006年開始，充分利用校內設施條件，建立“學生研究計劃”（SRP）項目專項基金，項目由老師擬定題目，經教務處審核立項后，學生根據自身興趣選擇相關項目，并參與項目的研究工作。這樣既滿足根據機械工程專業的教學要求和學生對參與實踐活動的渴求，同時也有助于教師科研活動的開展。

模具的設計與制造過程，涵蓋了先進設計技術和現代制造技術，組織學生開展了學生研究計劃項目“多工位級進模”的活動，學生參與了設計制造的全過程。這樣，使學生能系統全面地了解掌握和運用機械制造的理論知識和實踐環節。在這過程中，引導、激發學生自主地發現和提出問題、設計解決問題的方法以及培養實現目標的能力。

1 選題與組織

1.1 題目選定

根據機械制造專業學生的學習課程，題目應能拓展學生知識面和實踐過程，綜合考慮選擇設計、制造一套“多工位級進模”，能夠使學生涉及到專業課程。選擇生活中常用的“開瓶器”作為產品，融入沖裁、壓印、成形、等多種沖壓工藝。同學們設計了以卡通形狀的開瓶器（如圖1），其外型可愛，既可作為工具，也可當作工藝紀念品。

圖1 開瓶器產品圖

1.2 組織方式

課外活動是課堂的延伸，是建立在學生興趣基礎上的，在學生綜合素質教育中起到了非常重要的作用。學生研究計劃項目，是組織對科研活動有興趣、能認真學習和積極參與且有較強的自學和動手能力的同學。分別組成3～5人的項目小組，利用課余時間和假日在教師的指導下進行的。在活動前期，明確每周要完成的學習內容和設計任務，教師就設計出現的問題進行指導。在整個活動中，教師采用以學生為主體的培養方法，同小組的同學進行分析和討論，以提高學生對活動的興趣和解決問題的能力和方法。

2 具體實施

結合學生學習過的理論知識，讓學生自行設計、制造一套步進模。雖然學生的理論知識學習得不錯，但他們缺乏實際經驗，在設計和制造過程中，往往出現不少問題，教師在每一個環節都及時給予指導。

2.1 模具設計

（1）排樣設計。由產品圖可以看到，打圓凸臺金屬變形比較大，而且其它隨后工序要在它完成的基礎上進行，所以要第一步完成。其次，在凸臺上先沖出嘴巴，然后再沖兩個眼睛，這樣眼睛的兩個圓孔才不變形。根據這些情況，卡通型開瓶器多工位級進模產品排樣如圖2所示，其工位安排為：

第一步，沖凸臺；

第二步，沖嘴巴和三條加強筋、兩個導向孔；

第三步，沖兩個眼睛和舌頭；

第四步，外形下料。

圖2 產品排樣

（2）凸模的結構與固定設計。對于沖小孔的凸模和沖加強筋的小凸模均容易折斷，為了增加強度，教師指導學生在沖小孔的凸模在固定部位與沖頭部位這兩大部分之間，增設過渡段如圖3所示；對于沖加強筋的小凸模，為了避免折斷，用線切割加工一個保護套來增加強度，以保證在沖裁過程中不容易折斷（如圖4所示）。

圖3 小孔凸模

圖4 加護套小凸模

（3）廢料與制件的排出孔設計。廢料和制件的順利排出，關系到整個沖壓過程能否正常。本文設計的多工位步進模排料孔的直徑需要250mm，而40 kN沖床的排料孔的直徑是200mm。為了使廢料和制件的順利排出，教師指導學生將一些排料孔設計為斜孔，側刃的排料孔的斜度最大達到了40°，有效解決了廢料和制件的排出（如圖5所示）。

圖5 排料孔

2.2 加工制造

同學們利用工程訓練中心的各種加工機床，如車床、铇床、銑床、磨床、線切割、電火花成型等，加工出預先設計好的零件。雖然說這些機床他們在金工實習時都有學習過，但那只是認知性的。

例如在車床，實習時同學只是加工圓柱面、球面，不需要相互配合。在車床加工沖孔凸模、導桿時，我們指導同學在加工時要注意公差尺寸，保證凸模與固定板配合、保證凸模刃口公差。

在磨床，同學在磨凹模、凸模固定板、墊板等時，我們指導同學要注意板面的平行、板厚的尺寸。

在線切割，同學在切割凹模、凸模固定板時，我們指導同學用百分表校正板邊，以保證板邊與導軌平行從而保證凸模與凹模的相互位置，同時加工時要注意放電間隙以保證凹模間隙、凸模固定板的配合間隙等等。

盡管他們遇到這樣或那樣問題，在老師的指導下，最終還是較順利地完成了加工任務。

2.3 模具結構

學生設計的卡通型開瓶器多工位步進模結構如圖6所示。

圖6 卡通型開瓶器多工位步進模結構圖

3 活動效果

開展SRP項目活動以來，總體效果良好，學生都能結合自己的興趣愛好積極踴躍地選擇研究課題。在活動中，都投入了極大的熱情，能夠盡自己的努力按時完成老師布置的實踐任務，遇到問題時能主動和指導老師探討。

最明顯的是，有的學生剛開始參加活動時對課題相關的很多東西都感到陌生，有的地方還鬧出不少笑話。但經過一段時間的實踐活動后，對相關理論知識有了深入的了解和認識，實踐技能也有了相應的提高。

在應用SolidWorks三維CAD軟件進行產品和模具的設計時，和老師的討論中能夠發表自己的意見和看法。

在車床上加工凸模時，學生的加工速度和加工精度有很大的提高，在凹模板、凸模固定板的線切割加工都能達到設計要求。雖然他們每個過程都得到老師的指導，但他們的收獲為以后的學習、研究的創打下基礎。

4 實踐體會

4.1 提高學生綜合素質，促進推動科研活動開展

（1）對書本理論知識的有益補充。參加SRP項目活動能鞏固加深對書本理論知識的理解,擴大了知識面，學生對課堂上書本知識的學習感到抽象，理解不深，難以掌握。在SRP項目中，通過零件的加工，模具的裝配，理論與實際結合，形象、直接，使學到的機械制造工藝學、公差與配合、金屬材料與熱處理等知識簡單化，加深了對已學書本知識的理解，還有利于把課本中分散理論知識點進行有機聯系和綜合應用。

（2）提高學生動手和實踐能力。SRP項目為提高學生的動手和實踐操作能力提供了一個非常好的平臺，在這個平臺上，學生學會了如何去查閱相關資料，利用所學的知識和資料去發現和解決出現的問題。在多工位級進模設計中，學生使用Solidworks3D建模軟件建模；出工程圖，然后根據不同零件的加工工藝，利用各種加工機床，加工出零件。雖然同學們進行過金工實習，但在實習過程中是被動的，甚至是盲目的。經過這次親手加工一整套的模具，才發現在加工過程中需要注意的種種問題，獲得了很好的效果。SRP給學生提供了大量的鍛煉機會，有助于培養學生的科研能力和創新能力，提高大學生的綜合素質。

4.2 促進推動科研活動開展

對于指導老師來說，學生參與項目實踐特別是自己所承擔的科研課題，將會有利于整個項目的順利實施。在科研項目執行過程中，將學生作為項目組的成員之一，使其獨立承擔課題的部分內容，亦可以指導其做一些輔助性工作，包括資料收集、加工操作等一些列活動，成為指導教師科研項目實施的得力助手。

5 結束語

SRP項目的實施，在對培養和提高大學生的獨立思考和動手能力方面起到了很大的作用，為學生在課余開展實踐活動創造了機會。通過實踐活動的開展有助于學生對實踐這一過程的認識和了解，使他們知道由理論到實際物體轉化過程的所具備的知識和能力。

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[2]周大雋.沖模結構設計要領與范例[M].北京：機械工業出版社，2006，286.

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