新形勢下《沖壓工藝與模具設(shè)計》課程的改革

李亞敏 劉志丹 趙亞利 劉爽 馬偉偉

摘? ?要：隨著科學(xué)技術(shù)日新化，沖壓模具向信息化、智能化的集成制造方向發(fā)展，同時沖壓新材料的不斷出現(xiàn)，沖壓模具面臨著新的挑戰(zhàn)。這就要求高校培養(yǎng)出來的沖壓模具工程師不僅有深厚的基礎(chǔ)知識，還要解決復(fù)雜問題的能力。通過采用線上線下混合式課堂教學(xué)、第二課堂輔助授課;通過反復(fù)的觀察、拆裝、測量沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)和零件的實踐;通過給學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_放性的查詢作業(yè);采用網(wǎng)絡(luò)資源和三維軟件的級進(jìn)模模塊結(jié)合的方法，從而達(dá)到模具內(nèi)容的深度和廣度大大提高，認(rèn)識到較為先進(jìn)的模具和設(shè)計方法，做到與企業(yè)的同步。

關(guān)鍵詞：沖壓? 級進(jìn)模? 混合式? 復(fù)雜? 深度

Abstract： With the development of science and technology， stamping dies are developing towards information and intelligent integrated manufacturing. At the same time， with the continuous emergence of new materials， stamping dies are facing new challenges.This requires that the stamping die engineers trained in Colleges and universities not only have profound basic knowledge， but also the ability to solve complex problems. Through the use of online and offline mixed classroom teaching， secondary classroom assisted teaching; through repeated observation， disassembly， measurement of the typical structure of stamping molds and parts of the practice; by providing appropriate open inquiry work for students; using network resources combined with the progressive mold module of 3D software， the depth and breadth of the mold content have been greatly improved， and the more advanced molds and design methods have been recognized to achieve synchronization with the enterprise.

Key Words： Stamping; Progressive mold; Mixed; Complex; Depth

到2014年，中國模具產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值就居世界首位，隨著科學(xué)技術(shù)日新化、知識爆炸化，沖壓模具已經(jīng)向信息化、智能化的集成制造方向發(fā)展，將沖壓與焊接、組裝等工藝組合到一起;同時隨著新材料的不斷出現(xiàn)，例如1GPa超強度鋼板、“三明治”型復(fù)合板材的出現(xiàn)，也給沖壓模具帶來新的挑戰(zhàn)[1]。這就要求我們高校培養(yǎng)出來的沖壓模具工程師不僅有深厚的基礎(chǔ)知識，還要解決復(fù)雜問題的能力，從而緊跟時代的步伐、適應(yīng)社會的發(fā)展。

《沖壓工藝與模具設(shè)計》是一門將沖壓成形加工原理、沖壓工藝、沖模設(shè)計有機融合，綜合性和實踐性較強的課程。大量的資料說明目前還是通過讓學(xué)生拆裝模具的典型結(jié)構(gòu)并且繪制模具圖、課程設(shè)計、企業(yè)實習(xí)等環(huán)節(jié)、項目式教學(xué)以及CAD軟件和仿真軟件的引入，來提高學(xué)生對成形過程和模具的認(rèn)識能力[2-10]。但是，由于模具數(shù)量和種類繁多，模具拆裝工具較少，模具拆裝上課時間不夠，學(xué)生理解和動手完成起來比較困難，并且相應(yīng)手冊和標(biāo)準(zhǔn)較多，因此學(xué)生學(xué)的效果不是很好，與國家和企業(yè)的發(fā)展不適應(yīng)。

本文來改革該門課程主要通過以下方式：采用線上線下課堂結(jié)合，第二課堂輔助的方式;通過反復(fù)的觀察、拆裝、測量沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)和零件;通過給以學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_放性的查詢作業(yè);采用網(wǎng)絡(luò)資源和三維軟件的級進(jìn)模模塊結(jié)合的方式。

1? 線上線下課程結(jié)合，第二課程輔助

在網(wǎng)絡(luò)大力發(fā)展的作用下，學(xué)生獲得知識的渠道增多了，比如愛課程網(wǎng)上的成都工業(yè)學(xué)院的《沖壓工藝與模具設(shè)計》是2005年國家精品課程、2013年國家精品資源共享課程，是唯一獲得國家精品資源共享課的本科高校。基于此按照布魯姆《教育目標(biāo)分類學(xué)》中觀點，把課程知識按照“識記-理解-分析-應(yīng)用-評價-創(chuàng)新”等項目分類。其中，“識記-理解-分析-應(yīng)用”的內(nèi)容通過愛課程網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，提前布置給學(xué)生，課堂上主要對“理解-分析-應(yīng)用”的內(nèi)容加以檢測，同時給出實際工程問題，用案例來說明知識的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生向“評價-創(chuàng)新”前進(jìn)。

除此之外開設(shè)第二課堂，內(nèi)容包括：復(fù)雜鈑金件的三維建模以及毛坯的展開，汽車沖壓件成形過程模擬，25工位的多工位級進(jìn)模具設(shè)計，等。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了由“零件二維工程圖-三維零件-毛坯-成形分析-模具”的過程，知識的內(nèi)容更加深入和全面，為解決實際復(fù)雜問題打下基礎(chǔ)。

2? 反復(fù)的觀察、拆裝、測量沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)和零件

沖壓模具中最典型的模具有單工序沖裁、彎曲、拉深模具，利用現(xiàn)有資源對這些典型模具一次只拆卸一個模具零件，并且在拆之前讓學(xué)生識記其整體結(jié)構(gòu)、想想其作用;拆下零件之后，讓學(xué)生再進(jìn)行觀察拆卸零件的結(jié)構(gòu)形狀和模具上拆下來之后的結(jié)構(gòu)，測量其拆下的零件的尺寸，想想其作用，如何用圖紙表達(dá);接著詢問學(xué)生這個模具零件如何能固定到模具上、怎樣保證其安裝的精度、如何來測量，學(xué)生清楚之后再把剛才的模具零件裝到模具上并對其安裝精度測量。

經(jīng)過這樣一個過程學(xué)生認(rèn)識到了模具上這個零件的結(jié)構(gòu)和作用、固定方式、拆裝方法，增加學(xué)生的認(rèn)識和實踐能力，來夯實學(xué)生對沖壓模具基本結(jié)構(gòu)和零件的認(rèn)識，為后續(xù)模具結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。

3? 給學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_放性的查詢作業(yè)

通過給以學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_放性的查詢作業(yè)，調(diào)動其積極能動性和興趣。沖壓模具有很多標(biāo)準(zhǔn)，有國家標(biāo)準(zhǔn)、機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)還在不斷的更新，沖壓工藝及模具部分標(biāo)準(zhǔn)有1999、2006、2007、2008、2009、2013等，將來可能還會有新的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)，通過學(xué)生自己查閱，就可以更加清楚的認(rèn)識到?jīng)_壓工藝和模具的部分要求，為將來合理選擇模具結(jié)構(gòu)和零件打下基礎(chǔ)，同時也讓他們意識到標(biāo)準(zhǔn)的制定和更新是與技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)的，他們要有一個發(fā)展的眼光對待各種標(biāo)準(zhǔn)。

除此之外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，沖壓技術(shù)也在不斷發(fā)展，該階段技術(shù)發(fā)展的大致水平怎么樣，下一階段可能出現(xiàn)那些新的方法，這些內(nèi)容基本上都可以通過上網(wǎng)查出來。給學(xué)生布置類似的作業(yè)，學(xué)生將會大量的文獻(xiàn)搜索，在此過程中，從而對本行業(yè)的現(xiàn)狀和將來有所了解，并且產(chǎn)生興趣。并且在查找中獲取信息的渠道，為以后工作中信息的查找，復(fù)雜的新問題的解決提供路徑。

就業(yè)問題也是學(xué)生畢業(yè)后必須面對的問題，為了增加對沖壓行業(yè)和企業(yè)的了解，為學(xué)生布置以下問題，例如國際上發(fā)展好的沖壓企業(yè)有哪些，國內(nèi)代表性龍頭企業(yè)有那些，省內(nèi)的沖壓發(fā)展水平怎么樣，代表性的企業(yè)有哪些，等等。學(xué)生對這些內(nèi)容的搜索，會加深對沖壓企業(yè)的認(rèn)識，同時也為將來的就業(yè)做好前期的調(diào)研工作。

4? 網(wǎng)絡(luò)資源和三維軟件的級進(jìn)模模塊結(jié)合

網(wǎng)上的“沖壓行業(yè)聯(lián)盟”和“金屬加工”展現(xiàn)國內(nèi)外先進(jìn)沖壓模具加工視頻及沖壓模具結(jié)構(gòu)原理動畫。其中包括利用彎曲多工位級進(jìn)模具、拉深多工位進(jìn)模、汽車覆蓋件模具、精沖模具等等，通過這些資源的學(xué)習(xí)，可以增加自動送料裝置、導(dǎo)正銷的布局、浮頂銷的布局和作用、斜楔機構(gòu)的作用和工作過程、以及廢料刀的外形和布置等等，復(fù)雜模具的結(jié)構(gòu)有大致的了解。

借助三維軟件的級進(jìn)模模塊建立中等難度的多工位級進(jìn)模具，在這里面給學(xué)生講述和操作實踐，排樣、進(jìn)距、料寬的設(shè)定;沖孔中以凸模為基準(zhǔn)、間隙取在凹模上，落料時以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，凹模廢料孔的結(jié)構(gòu)和設(shè)計;標(biāo)準(zhǔn)模架的組成，卸料螺釘、卸料彈簧、卸料板的結(jié)構(gòu)和組成，上摸固定螺釘、銷釘，下模固定螺釘、銷釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)和布局;導(dǎo)正銷的布局、浮頂銷的布局、斜楔機構(gòu)的組成。

通過借助網(wǎng)絡(luò)資源和三維軟件的級進(jìn)模模塊，學(xué)生了解和認(rèn)識先進(jìn)的沖壓模具，掌握中等復(fù)雜模具的設(shè)計，基本適應(yīng)企業(yè)的要求，盡管一些企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)有一定的出入，設(shè)計的方法也和三維軟件的級進(jìn)模模塊稍有區(qū)別。

5? 結(jié)語

本文通過采用線上線下課堂結(jié)合，第二課堂輔助的方式來拓展該課程的知識廣度和深度;通過反復(fù)的觀察、拆裝、測量沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)、零件的認(rèn)識，來夯實學(xué)生對沖壓模具基本結(jié)構(gòu)和零件的認(rèn)識;通過給以學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_放性的查詢作業(yè)，調(diào)動其積極能動性和興趣;采用網(wǎng)絡(luò)資源和UG的PDW模塊的結(jié)合使模具的內(nèi)容的深度和廣度大大提高，認(rèn)識到較為先進(jìn)的模具和設(shè)計方法，做到與企業(yè)的同步。經(jīng)過上述幾個環(huán)節(jié)從而培養(yǎng)出來的沖壓模具工程師不僅有深厚的基礎(chǔ)知識，還要解決復(fù)雜問題的能力，從而緊跟時代的步伐、適應(yīng)社會的發(fā)展。

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