思政元素融入沖壓工藝與模具設計教學中的初探

段興旺，齊會萍

（太原科技大學 材料科學與工程學院，山西 太原）

一 課程地位及作用

材料成型及控制工程專業必修課之一沖壓工藝與模具設計是模具方向的核心主干課，本課程能使學生掌握沖壓工藝及沖壓模具設計的相關知識，了解沖壓成形工藝、模具與設備的關系，利用本課程的知識結合生產實際培養學生進行產品和模具設計與開發的能力，以便為課程設計、畢業設計以及畢業后從事沖壓成形工藝、沖壓模具設計及其相關方面的工作打好基礎。本課程將學科基礎知識轉化為專業應用知識，是培養學生應用性、探索性和自主性學習的重要組成部分。

模具是制造業的重要基礎工藝裝備，模具工業是一切工業之母。沖壓模具是模具的一種，且其在國民經濟發展中占有重要的地位，在機械、交通運輸、航空航天、電子電器、醫療器械、日用五金等行業都有沖壓加工。故沖壓工藝與模具設計課程，不僅要傳授學生專業知識，培養學生模具設計能力，更要培養學生家國情懷和責任擔當意識以及大國工匠精神，學成后能積極投身社會主義現代化強國建設[1]。

二 思政元素融入課程教學的重要作用

課程思政是將意識形態教育融入專業課程知識體系中，實現課程知識價值觀與國家意識形態同頻共振，將智育與德育合二為一。在專業知識傳授中融入價值引領，幫助學生樹立正確的價值觀，培養學生良好的職業道德及職業素養，培養真正對國家、人民和社會發展有用的高技能人才，從而實現高校教育的價值塑造、能力培養、知識傳授三位一體的教學目標。這種方式有助于對構建全方位、多角度、立體化的高校思想政治教育體系有著不可替代的作用，也是落實“三全育人”理念的關鍵一招[2-4]。

如何將思政元素融入到專業課程教學中，2016年李克強總理在政府工作報告提出“培育精益求精的工匠精神”[5]，2017年習近平總書記在十九大報告中強調“弘揚勞模精神和工匠精神”[6]，2019年9月，習近平總書記對世界技能大賽中的我國參賽選手強調：弘揚精益求精的工匠精神[7]，由此可見，國家高度重視對工匠精神的培育和弘揚。為此，在講解沖壓工藝與模具設計課程時，在相應的教學內容中融入一些思政元素—— 工匠精神的內容，使學生理解工匠精神的內涵，培養學生大國工匠、家國情懷、責任擔當意識，同時，激發學生學習興趣和積極性，最終達到提高教學質量，提升專業水平的目標。

三 思政元素融入課程教學的具體措施

由于沖壓工藝與模具設計課程具體的教學內容較多，包括緒論部分、沖壓工藝（沖裁、彎曲、拉深、脹形、翻邊等）部分、沖壓工藝過程設計、沖模結構及設計等。如何在這些教學內容中適當切入思政點（工匠精神），避免教條生硬地說教，以思政理念促進專業教學[8]，實現潤物無聲育人目的，就成為當務之急。而原材料、模具和沖壓設備是沖壓的三要素，如圖1所示。每一種成形工藝與模具設計都會涉及到這三方面的內容，故從緒論及沖壓三要素幾方面講解如何將思政元素（工匠精神）融入到課堂教學中。

圖1 沖壓三要素

（1）講解沖壓緒論時，會涉及到模具工業的發展、模具的重要性等，結合觀看視頻“崛起的中國模具工業”[9]和“中央電視臺《對話》節目—— 打造中國制造的升級“模具””[10]，給學生講解中國模具工業由弱小落后到模具制造大國再到模具強國的發展輝煌歷程，講述模具是一切工業之母。讓學生了解中國模具工業的發展歷程、發展現狀及重要地位，從而激發學生熱愛模具專業，提升學習興趣，宣揚愛國愛崗敬業的正能量[11]；讓學生樹立正確的人生觀和價值觀，樹立建設社會主義祖國的使命感、責任感，為祖國的繁榮富強不斷作出貢獻。

（2）講到沖壓用材料時，沖壓材料是沖壓成形的三要素之一，沖壓板材是保證產品內在質量的關鍵，是沖壓生產過程中的質量控制對象。板材質量性能要符合沖壓工藝的要求，只有沖壓板材質量性能好，生產效率才能高，容易生產高質量的沖壓件。穿插觀看“共和國發展成就巡禮·山西”[12]視頻，內容是中央電視臺對太鋼手撕鋼的報道，太鋼將板材做到了極致，講到了工匠精神是一種不斷追求極致和創新的精神。結合該視頻，給學生講解我國板材發展現狀以及在“手撕鋼”的研發過程中，研發團隊“拼搏奮斗，追逐夢想”的核心精神以及“追求極致，不斷創新”的理念，激發學生的民族自豪感和國家榮譽感，培養學生追求極致和不斷創新的精神。由于沖壓工藝方案確定和沖模結構設計對產品質量和產品成本至關重要，鼓勵學生將這種創新精神充分體現在沖壓工藝方案的確定和沖模結構的設計中。如圖2所示的零件，如果生產批量不是太大，可以采用落料沖孔復合模和單工序彎曲模成形；在此基礎上，針對彎曲工序，為了減小彎曲后的回彈，可以采用預彎曲、再進行二次彎曲的方案；如果零件的生產批量比較大，可以采用沖孔、沖切口、預彎曲、二次彎曲、切斷級進模生產該零件。針對級進模生產方式，一種方式是通過手工送料，該方式生產效率低；為此，通過創新改進，設計自動送料機構，實現自動送料，從而提高生產效率；在此基礎上，為了保證產品質量，在模具恰當位置設置檢測機構，來檢測自動送料機構送料是否到位，當自動送料機構送料不到位，檢測機構報警，自動送料機構自動停止送料，壓機滑塊停止運動，直到故障排除，從而確保自動送料機構送料準確到位，避免了由于送料不到位導致的廢品，保證產品質量，降低產品成本。通過這樣的訓練，培養學生追求極致和不斷創新的精神，讓學生明白只有不斷追求創新，才能促進發展。

圖2 零件圖

由于模具制造周期影響產品開發周期，進而影響新產品上市以及企業競爭力，而模具質量既影響模具制造周期，又在很大程度上決定產品的外觀和質量[13]，故要保證模具質量，而要保證模具質量，模具精度要追求極致。失之毫厘，謬之千里。而模具精度的保證，一方面模具工藝尺寸計算要精確、準確，要認真，要有耐心。針對尺寸較多的零件，如圖3所示，學生首先要分清哪些尺寸模具磨損后變大，哪些尺寸模具磨損后變小，哪些尺寸模具磨損后不變。在此基礎上，還要清楚每一類型尺寸采用哪種計算公式以及相應公式中參數的含義，接著還要看工件圖上標注的尺寸符合不符合相應計算公式的要求，如果不符合，還需要將尺寸換算成符合相應公式要求的尺寸，這些要求學生要認真、耐心、準確。其次，針對工件上每一個尺寸，認真、耐心、精確地將相對應的刃口尺寸計算出來。第三，為了保證模具有一定的壽命，模具刃口尺寸要標注公差，學生就要清楚三種類型尺寸對應的公差如何標注，學生要從公差表中認真查尺寸公差，如果刃口尺寸公差的正負號標注反了，那模具一磨損就報廢了，這就造成了模具成本的增加。如果沒有耐心、不認真，計算馬馬虎虎，那刃口尺寸計算錯誤或標注錯誤，生產出來的產品就是廢品。另一方面是模具加工精確度，如果模具加工的精度不高，那用模具加工出來的產品就會有缺陷，甚至是廢品。為此，加工模具時要認真、耐心、精確、追求極致。穿插觀看視頻“《聚集》一汽——大眾工匠精神：一汽大眾汽車有限公司沖壓高級技師——牟少志”的報道，牟少志，一位為汽車模具質量把關的模具維修技師，為了把誤差降到最低，牟少志需要把工作做到極致，工作時需要極高的專注度，從各個角度仔細、認真地審視著每套模具做出的制件。有時為了修復一個細小的問題，牟少志甚至需要反復試驗上百次。正是這份近乎偏執的認真與刻苦鉆研，在為整車的品質與精準度保駕護航[14]。講述韓利萍的故事，韓利萍，山西航天清華裝備有限責任公司的一名數控銑工，靠著傳承和鉆研，憑著專注和堅守，數十年如一日地追求職業技能的極致化，保證了航天產品的質量和精度，托起火箭升天，托起中國夢[15]！通過結合觀看牟少志的視頻以及講述韓利萍的故事，給學生講解好的產品質量是由高精度的模具來保證的，模具精度要追求極致，進行模具工藝尺寸計算及模具加工制造時要認真、耐心，追求極致，從而培養學生堅持、嚴謹、認真、耐心、專注、敬業、精益求精、追求極致的精神。

圖3 零件圖

（4）沖壓成形會涉及到沖壓成形設備，沖壓成形設備也是沖壓成形的三要素之一，沖壓成形設備的精度和剛度會影響模具的壽命及沖壓件的質量，只有高精密的設備才能成形出高質量的沖壓件。為了提高生產效率和產品質量，沖壓成形設備逐漸在向沖壓自動化生產線發展，其中圖4是沖壓自動化生產線的兩種形式[16]，圖4a是多工位自動化沖壓生產線示意圖，圖4b是中聯自動化沖壓生產線示意圖。沖壓自動化生產線的優點是：安全性高，產品質量高，生產效率高，生產周期短，零件成本低。所以在講板料、模具和設備的關系時，給學生穿插講述“中國濟南二機床大型沖壓線”故事—— 福特用濟南二機床制造的世界最先進的汽車沖壓生產線取代原有德國制造的23條生產線，且把底特律工廠的4條大型沖壓線訂單交付給中國濟南二機床。在這種高科技大型機械裝備中，中國智造一步步成為了國際標桿[17]。通過該故事的講述，增強學生民族自豪感和國家榮譽感，激發學生的愛國熱情，樹立和增強學生為社會主義建設事業服務的決心。

圖4 沖壓自動化沖壓生產線示意圖

四 結語

通過在沖壓工藝與模具設計課堂教學中恰當地融入思政元素——工匠精神，使學生更加深入地理解工匠精神的內涵：設計上追求獨具匠心、質量上追求精益求精、技藝上追求盡善盡美的精神[18]。激發學生的民族自豪感、榮譽感和愛國熱情，培養學生建設社會主義祖國的使命感、責任感，增強為社會主義建設事業服務的決心[1]，從而達到在傳授專業知識、培養專業技能的同時育人的目的。同時，提升學生學習興趣，激發學生學習的積極性，最終達到提高教學質量，提升專業水平的目標。