“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施

【摘 要】從“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)一個(gè)綜合性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，提出具體的設(shè)計(jì)思路、任務(wù)內(nèi)容、實(shí)施方案，并闡述關(guān)于項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的考核內(nèi)容和考核方法。

【關(guān)鍵詞】“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程 綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 設(shè)計(jì) 實(shí)施

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2013）11C-

0030-02

一、設(shè)計(jì)“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的必要性

“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程綜合實(shí)

訓(xùn)是指學(xué)生在學(xué)完相應(yīng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，掌握了一種或多種專業(yè)技能后，在專業(yè)教師指導(dǎo)下進(jìn)行的綜合性實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，包括模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、模具零部件圖的繪制、成形零部件的加工、模具的裝配、試模及實(shí)際應(yīng)用等一系列工作流程和內(nèi)容。學(xué)生需要完成從圖紙繪制到零件加工的模具設(shè)計(jì)與制造全過(guò)程。

由于受教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)手段限制，目前“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和形式單一，學(xué)生在學(xué)完課程后大多只能進(jìn)行沖壓模具拆裝和模具沖裁綜合性實(shí)驗(yàn)兩個(gè)基本型實(shí)驗(yàn)，極大地限制了學(xué)生對(duì)該課程的實(shí)踐認(rèn)識(shí)，實(shí)踐效果不夠理想。主要表現(xiàn)在：學(xué)生動(dòng)手能力欠佳，缺乏自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，對(duì)于細(xì)節(jié)知識(shí)很難理解，不能真正做到“學(xué)以致用”，進(jìn)行模具創(chuàng)新設(shè)計(jì)也就無(wú)從談起。為此，有必要開(kāi)發(fā)一個(gè)綜合性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，不斷提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和就業(yè)能力，為學(xué)生今后從事模具設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)，這對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)也具有重大意義。

二、“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)原則

（一）項(xiàng)目設(shè)計(jì)突出應(yīng)用性，體現(xiàn)創(chuàng)新性。沖壓模具技術(shù)不僅在模具設(shè)計(jì)、技術(shù)研究和加工制造中大量使用CAD、CAM等技術(shù)軟件，而且在包括CAE分析軟件和快速成型等技術(shù)在內(nèi)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)方面也有許多新的發(fā)展，教師必須克服機(jī)械式的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑A(chǔ)實(shí)驗(yàn)外，應(yīng)結(jié)合新技術(shù)開(kāi)發(fā)一些更具特色和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的綜合實(shí)訓(xùn)。

（二）項(xiàng)目設(shè)計(jì)源于科研項(xiàng)目。教師的科研項(xiàng)目成果經(jīng)過(guò)適應(yīng)化處理，可以開(kāi)發(fā)出應(yīng)用性和實(shí)用性強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，在減少經(jīng)費(fèi)開(kāi)支的條件下，增強(qiáng)自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)力度，創(chuàng)造性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。另外，可以將科研課題融入教學(xué)活動(dòng)中，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈活性，使學(xué)生有更大的獨(dú)立思考和自主設(shè)計(jì)空間，開(kāi)拓學(xué)生的思維，把實(shí)驗(yàn)當(dāng)做一種開(kāi)發(fā)過(guò)程來(lái)完成，使學(xué)生對(duì)模具技術(shù)有更深層次的理解，從而提高學(xué)習(xí)興趣。

（三）項(xiàng)目設(shè)計(jì)以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，采用以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的訓(xùn)練模式，由學(xué)生作為項(xiàng)目的實(shí)施者，指導(dǎo)教師只是起監(jiān)督和指導(dǎo)作用，以便充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)室的軟、硬件資源，查閱文獻(xiàn)資料，總結(jié)分析，親自設(shè)計(jì)模具方案，進(jìn)行模擬分析，處理和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，優(yōu)化參數(shù)，并進(jìn)行加工、裝配、實(shí)驗(yàn)；教師及時(shí)解答實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題，督促學(xué)生完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)，從而提高自主學(xué)習(xí)能力、參與性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，為推廣研究性學(xué)習(xí)和個(gè)性化、實(shí)用化培養(yǎng)的教學(xué)方式奠定基礎(chǔ)。

三、“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)內(nèi)容

從“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程的實(shí)際教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，結(jié)合教師的科研項(xiàng)目，將實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容分解成以下幾個(gè)部分：

（一）查閱項(xiàng)目文獻(xiàn)資料。教師指導(dǎo)學(xué)生利用圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料，熟悉課題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，了解成形技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，特別是成形工藝的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用情況。學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)查閱掌握文獻(xiàn)查閱的方法，培養(yǎng)知識(shí)總結(jié)能力。

（二）成形工藝分析。基于對(duì)文獻(xiàn)資料的分析、總結(jié)，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)對(duì)成形工藝進(jìn)行分析，確定具體成形方法和成形步驟，確定總體設(shè)計(jì)方案，采用最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的成形工藝獲取最好的產(chǎn)品。學(xué)生通過(guò)工藝分析掌握模具材料、成形工藝、模具設(shè)計(jì)等知識(shí)，培養(yǎng)分析能力。

（三）模具設(shè)計(jì)分析。基于成形工藝分析結(jié)果，設(shè)計(jì)合理的模具裝配圖和全套零件圖，讓學(xué)生掌握CAXA、Pre/E、AutoCAD、UG、SolidWorks等繪圖軟件的使用方法，以及零件圖的繪制標(biāo)準(zhǔn)、裝配圖表達(dá)、模具結(jié)構(gòu)表達(dá)，培養(yǎng)學(xué)生的模具設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。

（四）模具參數(shù)優(yōu)化。根據(jù)設(shè)計(jì)的模具參數(shù)，利用有限元軟件建立有限元模型，對(duì)成形工藝過(guò)程進(jìn)行模擬，并提取相關(guān)的模擬數(shù)據(jù)；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)結(jié)果對(duì)相應(yīng)的模具參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。學(xué)生通過(guò)模具參數(shù)優(yōu)化熟悉有限元的相關(guān)知識(shí)、有限元軟件的具體操作方法，培養(yǎng)對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理能力。

（五）模具制造。根據(jù)優(yōu)化后的設(shè)計(jì)圖紙，分析加工工藝，編制零件加工工藝卡片，然后利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的車床、銑床、鉆床等各種機(jī)械設(shè)備，對(duì)各個(gè)零部件進(jìn)行加工制造，最后將加工好的零部件進(jìn)行裝配調(diào)試。學(xué)生通過(guò)加工實(shí)踐，掌握模具制造工藝、機(jī)械加工的知識(shí)、機(jī)床的操作方法，培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力。

（六）沖壓成形工藝實(shí)驗(yàn)。將調(diào)試好的模具安裝到相應(yīng)的成形設(shè)備上，完成不同參數(shù)的沖壓成形工藝實(shí)驗(yàn)，對(duì)成形產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量和強(qiáng)度分析等，并對(duì)總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握成形工藝、成形設(shè)備的使用方法，了解和熟悉產(chǎn)品的質(zhì)量和強(qiáng)度評(píng)價(jià)分析方法，提高設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

（七）項(xiàng)目成果。實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)，提交模具設(shè)計(jì)全套圖紙（二維圖和三維圖）與設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、實(shí)訓(xùn)總結(jié)、其他的過(guò)程資料（包括圖片、文字、影像）等項(xiàng)目成果，培養(yǎng)和提高材料撰寫(xiě)和總結(jié)能力。

四、“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施

明確項(xiàng)目?jī)?nèi)容后進(jìn)入實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)施階段。項(xiàng)目實(shí)施，即采用分工合作方式完成所有的內(nèi)容，因此需要科學(xué)合理分配每個(gè)任務(wù)的時(shí)間和各項(xiàng)目成員。將學(xué)生分成若干組，每組3～5人，由專業(yè)課教師作為指導(dǎo)教師。教師按照實(shí)訓(xùn)題目，提出模具設(shè)計(jì)的具體目標(biāo)與要求，要求學(xué)生在初步掌握理論內(nèi)容的基礎(chǔ)上，通過(guò)查閱項(xiàng)目相關(guān)文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)出模具設(shè)計(jì)方案，與指導(dǎo)教師討論后，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，確定可行的工藝路線。學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行加工制造，模具裝配、調(diào)試，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，最后提交結(jié)題材料。

綜合實(shí)訓(xùn)內(nèi)容要求學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)連續(xù)或間斷的時(shí)間內(nèi)（48學(xué)時(shí)/人）完成實(shí)訓(xùn)課題。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，提高實(shí)踐、分析和處理問(wèn)題能力，并體會(huì)科研工作的艱辛與樂(lè)趣。

五、對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的考核

（一）考核內(nèi)容。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的考核內(nèi)容主要是對(duì)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、應(yīng)用能力、動(dòng)手能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、分析總結(jié)能力、語(yǔ)言表達(dá)能力等綜合能力、職業(yè)素養(yǎng)方面進(jìn)行考核。

1.專業(yè)知識(shí)。主要考核學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，以及對(duì)沖壓工藝、模具選材、模具制造工藝、模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等理論知識(shí)的理解和掌握程度，從學(xué)生獲取文獻(xiàn)的方法和手段、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)品質(zhì)、設(shè)計(jì)分析過(guò)程表現(xiàn)來(lái)進(jìn)行考核。

2.模具設(shè)計(jì)能力。學(xué)生模具設(shè)計(jì)能

力，主要通過(guò)模具裝配圖表達(dá)是否完整、零件圖標(biāo)準(zhǔn)是否合理、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理和是否具有創(chuàng)新性等來(lái)考核。

3.軟件應(yīng)用能力。主要考核學(xué)生使用CAXA、Pre/E、AutoCAD等繪圖軟件和Deform等有限元分析軟件的水平，從學(xué)生操作軟件的熟練程度、設(shè)計(jì)過(guò)程、圖紙質(zhì)量等方面進(jìn)行考核。

4.分析解決問(wèn)題能力。主要考核學(xué)生對(duì)模具設(shè)計(jì)優(yōu)化分析和數(shù)據(jù)處理的能力，從模具優(yōu)化是否合理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理是否準(zhǔn)確、產(chǎn)品質(zhì)量是否合格等方面進(jìn)行考核。

5.職業(yè)道德和素養(yǎng)。主要考核學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作狀況，從學(xué)生的日常行為習(xí)慣、學(xué)習(xí)紀(jì)律、與同學(xué)之間的交流合作等方面進(jìn)行考核。

（二）考核方法。項(xiàng)目考核成員由學(xué)生（即各小組組長(zhǎng)）和指導(dǎo)教師組成。首先各項(xiàng)目組按抽簽順序進(jìn)行答辯，項(xiàng)目考核成員通過(guò)聽(tīng)取答辯匯報(bào)、查看過(guò)程資料，根據(jù)考核內(nèi)容和評(píng)定方法（見(jiàn)表1）進(jìn)行評(píng)審打分，根據(jù)得分去掉最高分和最低分，然后取平均值，最后按照優(yōu)、良、中、及格、不及格五個(gè)等級(jí)確定最終考核成績(jī)。

考核方法綜合學(xué)生專業(yè)技能、綜合能力和職業(yè)素養(yǎng)等多個(gè)方面，讓學(xué)生和教師共同參與評(píng)審，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又保證了成績(jī)?cè)u(píng)定的客觀性和公平、公正，提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量。

六、項(xiàng)目實(shí)施成效與不足

本項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”課程實(shí)踐內(nèi)容由“單一型”向“綜合型”轉(zhuǎn)變，設(shè)計(jì)方法由“示范型”、“驗(yàn)證型”向“參與型”、“開(kāi)發(fā)型”、“研究型”轉(zhuǎn)變。筆者根據(jù)上述思路和內(nèi)容組織開(kāi)展了相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)，在機(jī)械制造及其自動(dòng)化應(yīng)用型專業(yè)中，采用自愿報(bào)名的形式組織部分學(xué)生參加項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，并取得了良好的成效。一方面，提高了學(xué)生的綜合能力。從學(xué)習(xí)查閱文獻(xiàn)資料、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、有限元軟件的建模與分析、模具結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)優(yōu)化，到模具加工工藝編制、制造、裝配、應(yīng)用整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、設(shè)計(jì)能力、知識(shí)和軟件應(yīng)用能力、分析總結(jié)能力、實(shí)際動(dòng)手能力和解決問(wèn)題能力等都得到了鍛煉和提高。另一方面，培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，學(xué)生明確了學(xué)習(xí)內(nèi)容，端正了學(xué)習(xí)態(tài)度；通過(guò)撰寫(xiě)項(xiàng)目材料，文字表達(dá)能力得到了提高，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)；通過(guò)小組分工合作、匯報(bào)交流，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，提高了交流溝通和語(yǔ)言表達(dá)能力，為以后走上社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。

然而，實(shí)踐中也存在一些不足，由于實(shí)訓(xùn)過(guò)程貫穿于課程學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程，而且分組進(jìn)行訓(xùn)練，要使每一名學(xué)生獲得足夠的訓(xùn)練機(jī)會(huì)，除需要調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性外，還必須有足夠的實(shí)踐場(chǎng)地、設(shè)備和指導(dǎo)實(shí)踐的師資隊(duì)伍，才更有利于實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施，然而這些方面都還有待完善。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]畢大森，李云濤，褚亮.關(guān)于本科院校模具專業(yè)方向高端人才培養(yǎng)的教學(xué)改革探索[J].模具工業(yè)，2012（2）

[4]李昌雪，陸錦明，等.基于自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》課程改革與研究[J].裝備制造技術(shù)，2013（2）

【基金項(xiàng)目】2013年度廣西高等教育教學(xué)改革工程重點(diǎn)項(xiàng)目（2013JGZ126）；2012年桂林電子科技大學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革項(xiàng)目（ZL230238）

【作者簡(jiǎn)介】何玉林（1980- ），女，湖南永州人，桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院講師，碩士。

（責(zé)編 吳 筱）