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冲压工艺与模具设计课程教学改进

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摘要:冲压工艺及模具设计是一门实践性较强的课程。通过优化教学内容、改进教学课件、改良教学方法,将理论与实践相结合,从而激发了学生的学习兴趣,活跃了课堂气氛,进而提高了冲压工艺及模具设计课程的教学质量。

关键词:冲压工艺及模具设计;教学改进;教学质量

《冲压工艺及模具设计》是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计有机融合,综合性和实践性较强的课程。通过该课程的学习,使学生掌握冲压基本工序的变形规律、变形特点、工艺计算、模具结构设计和工作部分尺寸计算,能够根据冲压件制定冲压工艺规程和设计冲压模具。从实际授课情况来看,该课程的难点主要在于学时数较少,冲压模种类繁多,理论与实际脱节。这直接造成学生学习兴趣不浓,难以把握课程的难点与重点,课程学习后模具设计能力仍然欠缺,到企业后不能及时上手,还需要企业长期的培训才能工作。为了提高《冲压工艺及模具设计》的教学质量与效果,满足课程体系建设的要求,针对本校机械设计制造及其自动化专业《冲压工艺及模具设计》课程32学时的要求,对教学内容以及教学方法进行初步了探讨与改进。

一、教学内容优化

我校并未开设模具设计专业,《冲压工艺及模具设计》课程是机械设计制造及其自动化专业的选修课程,是该专业培养体系的组成部分。虽仅有少数学生毕业后进入模具行业,但用人单位不但要求其熟练掌握冲压成形理论知识,还要求能够依实际情况进行冲压工艺方案的分析与制定,然而实际反馈信息表明学生的模具设计能力难以令人满意,学生毕业后进入相关企业仍需经过长期的培训才能胜任设计工作。此外,受条件所限,我校机械设计制造及其自动化专业《冲压工艺及模具设计》课程存在以下问题:(1)没有安排相应的课程设计;(2)没有开设典型模具拆装实验。为此,依据我校实际情况,教学上,在理论知识与实践性知识结合与并重的基础上,对教学内容进行相应调整,以满足该课程的开设目的。实际应用中,模具设计工作对冲压成形理论知识要求不高,而对冲压工艺方案的分析与制定等实践性的知识则要求较高,因此,在教学中对冲压成形基本理论部分进行了适当的调整,即在课堂主要讲授冲压成形的基础理论知识,对课本上的理论不进行相应推导与计算的讲解,仅供学有余力的学生课后自习,课堂上着重介绍的是理论本身及其应用;在冲压成形理论知识精简的同时,对生产中应用较多的实践性的内容则进行了增强,以冲裁模、弯曲模、拉深模的设计为授课重点,紧紧围绕冲压件的基本设计路线:对冲压件进行工艺性分析→确定冲压工艺方案→工艺设计计算→选择冲压设备→模具总体结构设计→模具主要零部件设计,以日常生活或企业实际生产中不同工序的典型冲压件作为研究对象,对其进行选用、计算、校核和组合过程的讲解,从而使学生能尽快地熟悉和掌握生产实践中常用的有关知识和设计规律,更好地培养和提高学生的设计能力和工程素质。

二、教学课件改进

多媒体教学设施已成为各高校的标配,但在《冲压工艺及模具设计》课程教学中,尚存在较多问题。《冲压工艺及模具设计》课件中涉及大量模具装配图,其与学生的“机械制图与AutoCAD”及“Pro/E应用基础”课程密切相关,然而,学生在上述两门课程的学习中,其教材与课件主要以普通机械零件图和减速器装配图等作为实例,基本没有涉及模具装配图,这直接造成学生在《冲压工艺及模具设计》课程上对模具装配图尚不具备相应的识图和绘图能力。为此,我们在《冲压工艺及模具设计》多媒体课件的制作上进行了改进:将“冲压工艺与模具设计”、“机械制图与Auto-CAD”和“Pro/E应用基础”三门课程有机结合起来,课件中加入大量所搜集到的冲压模3D装配图、爆炸图,同时与2D模具装配图和主要零件图相对应,使得学生易于理解,此外,Flash动画及冲压现场视频的引入,特别是在对模具结构及各零部件的工作情况进行介绍时,仅依靠传统的2D模具图和实物图片难以使学生理解透彻,然而籍由动画技术,将模具工作过程制作成动画,可以把复杂抽象难以理解的静态图片转化成形象生动的动态演示过程,其不仅增加了课程教授内容,同时能够吸引学生的注意力,从而进一步加深学生对冲压作业的过程及模具的工作原理的认识,从实际实施情况来看,效果十分显著。

三、教学方法改良

(一)启发式教学

传统教学方式中教师照本宣科,学生处于被动接收的状态,教学效果差,学生积极性不高,为此,将教学方式改为启发式,增强学生的学习主动性和自主思考能力。例如:课堂上由老师选择几种日常生活中常用的典型冲压件实物,然后分组进行讨论,由学生自行结合所讲内容分析其冲压成形方法,对于各组不同结果在老师指引下进行辩论,进而启发学生提出正确的冲压工艺,在此基础上教师系统地讲解该冲压件的冲压工艺方案分析与制定,特别是其中的注意事项,随后结合模具结构图讲解各零件名称及用途及该冲压模的工作原理。由于所选冲压件为学生经常所接触,学生兴趣较大,且经过分组讨论、辩论的过程,进一步加深学生对所学知识的理解,因此,课堂气氛活跃,且教学效果明显。再比如,针对拉深过程中工件各个区域的变形特点,深入讨论“两个效果”,即“溢流润滑效果”和“摩擦保持效果”,进而对拉深过程有了更为深入的理解,并对相关的工艺问题能寻求较为合理的解决方案。

(二)案例式教学

《冲压工艺与模具设计》实践性很强,因此,在教学过程中必须注重结合工程实例进行案例式教学。鉴于我校尚未有冲压模具实验室,因此,充分利用以往产学研项目中和企业之间建立起的良好关系,一方面,通过企业所提供的在实际生产中的案例实施材料,结合课堂需要,进行归纳总结,从而在教学中向学生进行讲解,从而真正实现理论与实际相结合,学生对此也表现出了极大的兴趣,部分学生甚至主动要求参与到老师的课题中,接受进一步的锻炼,尽管并非模具专业,但每年均有学生毕业后进入企业的模具设计部门工作,课程教学取得了应有的成效;另一方面,邀请具有良好关系的企业专家及技术人员到学校,利用冬季小学期的机会,向学生讲解模具生产企业的现状、生产流程、对人才的具体要求以及模具行业未来的发展前景,学生据此能够加深对该行业的了解,清楚地认识企业的要求,并在以后的学习中加强相关知识的学习,为将来走向社会奠定良好的基础。

四、结束语

通过对《冲压工艺与模具设计》课程进行教学内容优化、教学课件改进和教学方法改良,在教学实践中改变了以往偏理论教学的模式,课堂气氛十分活跃,学生对冲压模的学习兴趣十分浓厚,效果显著。和以往相比,学生在基本知识点的掌握上有了明显提高,学习主动性强,特别是能够理论联系实际,根据冲压件制定冲压工艺规程和设计冲压模具,达到了课程的教学目的。

参考文献:

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作者:张先满 单位:海南大学机电工程学院

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