新形势下《冲压工艺与模具设计》课程的改革

来源:用户上传      作者:李亚敏 刘志丹 赵亚利 刘爽 马伟伟

　　摘   要：随着科学技术日新化，冲压模具向信息化、智能化的集成制造方向发展，同时冲压新材料的不断出现，冲压模具面临着新的挑战。这就要求高校培养出来的冲压模具工程师不仅有深厚的基础知识，还要解决复杂问题的能力。通过采用线上线下混合式课堂教学、第二课堂辅助授课;通过反复的观察、拆装、测量冲压模具的典型结构和零件的实践;通过给学生布置适当的开放性的查询作业;采用网络资源和三维软件的级进模模块结合的方法，从而达到模具内容的深度和广度大大提高，认识到较为先进的模具和设计方法，做到与企业的同步。
　　关键词：冲压  级进模  混合式  复杂  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，中國模具产业产值就居世界首位，随着科学技术日新化、知识爆炸化，冲压模具已经向信息化、智能化的集成制造方向发展，将冲压与焊接、组装等工艺组合到一起;同时随着新材料的不断出现，例如1GPa超强度钢板、“三明治”型复合板材的出现，也给冲压模具带来新的挑战[1]。这就要求我们高校培养出来的冲压模具工程师不仅有深厚的基础知识，还要解决复杂问题的能力，从而紧跟时代的步伐、适应社会的发展。
　　《冲压工艺与模具设计》是一门将冲压成形加工原理、冲压工艺、冲模设计有机融合，综合性和实践性较强的课程。大量的资料说明目前还是通过让学生拆装模具的典型结构并且绘制模具图、课程设计、企业实习等环节、项目式教学以及CAD软件和仿真软件的引入，来提高学生对成形过程和模具的认识能力[2-10]。但是，由于模具数量和种类繁多，模具拆装工具较少，模具拆装上课时间不够，学生理解和动手完成起来比较困难，并且相应手册和标准较多，因此学生学的效果不是很好，与国家和企业的发展不适应。
　　本文来改革该门课程主要通过以下方式：采用线上线下课堂结合，第二课堂辅助的方式;通过反复的观察、拆装、测量冲压模具的典型结构和零件;通过给以学生布置适当的开放性的查询作业;采用网络资源和三维软件的级进模模块结合的方式。
　　1  线上线下课程结合，第二课程辅助
　　在网络大力发展的作用下，学生获得知识的渠道增多了，比如爱课程网上的成都工业学院的《冲压工艺与模具设计》是2005年国家精品课程、2013年国家精品资源共享课程，是唯一获得国家精品资源共享课的本科高校。基于此按照布鲁姆《教育目标分类学》中观点，把课程知识按照“识记-理解-分析-应用-评价-创新”等项目分类。其中，“识记-理解-分析-应用”的内容通过爱课程网网络学习，提前布置给学生，课堂上主要对“理解-分析-应用”的内容加以检测，同时给出实际工程问题，用案例来说明知识的应用，引导学生向“评价-创新”前进。
　　除此之外开设第二课堂，内容包括：复杂钣金件的三维建模以及毛坯的展开，汽车冲压件成形过程模拟，25工位的多工位级进模具设计，等。通过这些内容的学习，学生掌握了由“零件二维工程图-三维零件-毛坯-成形分析-模具”的过程，知识的内容更加深入和全面，为解决实际复杂问题打下基础。
　　2  反复的观察、拆装、测量冲压模具的典型结构和零件
　　冲压模具中最典型的模具有单工序冲裁、弯曲、拉深模具，利用现有资源对这些典型模具一次只拆卸一个模具零件，并且在拆之前让学生识记其整体结构、想想其作用;拆下零件之后，让学生再进行观察拆卸零件的结构形状和模具上拆下来之后的结构，测量其拆下的零件的尺寸，想想其作用，如何用图纸表达;接着询问学生这个模具零件如何能固定到模具上、怎样保证其安装的精度、如何来测量，学生清楚之后再把刚才的模具零件装到模具上并对其安装精度测量。 　　经过这样一个过程学生认识到了模具上这个零件的结构和作用、固定方式、拆装方法，增加学生的认识和实践能力，来夯实学生对冲压模具基本结构和零件的认识，为后续模具结构和零件的设计做好基础准备工作。
　　3  给学生布置适当的开放性的查询作业
　　通过给以学生布置适当的开放性的查询作业，调动其积极能动性和兴趣。冲压模具有很多标准，有国家标准、机械行业标准，随着技术的发展，标准还在不断的更新，冲压工艺及模具部分标准有1999、2006、2007、2008、2009、2013等，将来可能还会有新的标准。这些标准，通过学生自己查阅，就可以更加清楚的认识到冲压工艺和模具的部分要求，为将来合理选择模具结构和零件打下基础，同时也让他们意识到标准的制定和更新是与技术的发展相适应的，他们要有一个发展的眼光对待各种标准。
　　除此之外，随着科学技术的不断提高，冲压技术也在不断发展，该阶段技术发展的大致水平怎么样，下一阶段可能出现那些新的方法，这些内容基本上都可以通过上网查出来。给学生布置类似的作业，学生将会大量的文献搜索，在此过程中，从而对本行业的现状和将来有所了解，并且产生兴趣。并且在查找中获取信息的渠道，为以后工作中信息的查找，复杂的新问题的解决提供路径。
　　就业问题也是学生毕业后必须面对的问题，为了增加对冲压行业和企业的了解，为学生布置以下问题，例如国际上发展好的冲压企业有哪些，国内代表性龙头企业有那些，省内的冲压发展水平怎么样，代表性的企业有哪些，等等。学生对这些内容的搜索，会加深对冲压企业的认识，同时也为将来的就业做好前期的调研工作。
　　4  网络资源和三维软件的级进模模块结合
　　网上的“冲压行业联盟”和“金属加工”展现国内外先进冲压模具加工视频及冲压模具结构原理动画。其中包括利用弯曲多工位级进模具、拉深多工位进模、汽车覆盖件模具、精冲模具等等，通过这些资源的学习，可以增加自动送料装置、导正销的布局、浮顶销的布局和作用、斜楔机构的作用和工作过程、以及废料刀的外形和布置等等，复杂模具的结构有大致的了解。
　　借助三维软件的级进模模块建立中等难度的多工位级进模具，在这里面給学生讲述和操作实践，排样、进距、料宽的设定;冲孔中以凸模为基准、间隙取在凹模上，落料时以凹模为基准，间隙取在凸模上，凹模废料孔的结构和设计;标准模架的组成，卸料螺钉、卸料弹簧、卸料板的结构和组成，上摸固定螺钉、销钉，下模固定螺钉、销钉的结构和布局;导正销的布局、浮顶销的布局、斜楔机构的组成。
　　通过借助网络资源和三维软件的级进模模块，学生了解和认识先进的冲压模具，掌握中等复杂模具的设计，基本适应企业的要求，尽管一些企业的标准和国家标准有一定的出入，设计的方法也和三维软件的级进模模块稍有区别。
　　5  结语
　　本文通过采用线上线下课堂结合，第二课堂辅助的方式来拓展该课程的知识广度和深度;通过反复的观察、拆装、测量冲压模具的典型结构、零件的认识，来夯实学生对冲压模具基本结构和零件的认识;通过给以学生布置适当的开放性的查询作业，调动其积极能动性和兴趣;采用网络资源和UG的PDW模块的结合使模具的内容的深度和广度大大提高，认识到较为先进的模具和设计方法，做到与企业的同步。经过上述几个环节从而培养出来的冲压模具工程师不仅有深厚的基础知识，还要解决复杂问题的能力，从而紧跟时代的步伐、适应社会的发展。
　　参考文献
　　[1] 柯旭贵，张荣青.冲压工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2016.
　　[2] 李春玲.《模具拆装与测绘实训》综合改革探索与实[J]：模具制造，2016（7）：90-92.
　　[3] 王海根，杨友东，刘福庆.模具虚拟拆装系统在模具教学中的应用[J].模具工业，2011，37（8）：1-4.
　　[4] 黄燕.《冲压工艺与模具设计》课程教学改革探索[J].湖北广播电视大学学报，2018，38（3）：27-30.
　　[5] 李贵，陶平，熊禾根，等.基于项目和知识深度融合的冲压成形工艺与模具设计课程改革[J].中国冶金教育，2017（3）：15-18.
　　[6] 谭海欧.冲压工艺与模具设计课程教学改革探索与实践[J].教育教学，2017（1）：74-76.
　　[7] 陈克飞，陈召国，王兴柱. 独立学院冲压工艺与模具设计课程实践教学体系的研究与实践[J].科教导刊，2015（112）：104-106.
　　[8] 孙腾，吴丹峰，潘宇晨.冲压成形虚拟仿真在应用技术大学教学改革中的应用[J].高教论坛，2016（8）：75-78.
　　[9] 袁星华.冲压工艺与模具设计课程教学改革的探索[J].教改前沿，2012（18）：75-78.
　　[10]王静.“中国制造2025”背景下《冲压工艺与模具设计》课程教学改革探索[J].教育职业，2018（1）：32-34.
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