沖壓工藝與模具設(shè)計任務(wù)驅(qū)動式校本教材的編制

　　摘 要： 為了適應(yīng)中小企業(yè)對模具設(shè)計人才的需要，培養(yǎng)既懂工藝又能進行模具設(shè)計的高素質(zhì)技能型人才，編制一本適合高職學(xué)生使用的實用教材，顯得尤為必要。作者針對沖壓工藝與模具設(shè)計課程，結(jié)合高職學(xué)生學(xué)習(xí)、認(rèn)知習(xí)慣和企業(yè)模具設(shè)計實際，選擇了典型的以模具設(shè)計順序為主線的模具設(shè)計案例，編寫了校本教材，為本院課程的教學(xué)改革作了一些有益的探索。
　　關(guān)鍵詞： 沖壓工藝與模具設(shè)計 校本教材 任務(wù)驅(qū)動
　　
　　沖壓工藝與模具設(shè)計是我院模具設(shè)計與制造專業(yè)的一門主干核心課程，其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握沖壓工藝編制和模具設(shè)計等相關(guān)知識。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生會具有一般復(fù)雜程度的冷沖壓工藝編制與模具設(shè)計的基本能力，掌握沖壓模具設(shè)計的程序、規(guī)范、方法和技巧等。沖壓工藝與模具設(shè)計課程的教學(xué)重點主要有兩方面：一是沖壓工藝規(guī)程編制及現(xiàn)場工藝的施工；二是能進行一般沖模，如沖裁模、彎曲模、拉深模等的設(shè)計。因而教師要圍繞這兩個主題組織教學(xué)工作。
　　一、現(xiàn)有教材概況
　　現(xiàn)有的沖壓工藝與模具設(shè)計教材雖然基本內(nèi)容來自實踐，也符合先基礎(chǔ)后專業(yè)、先理論后實踐的常規(guī)教學(xué)順序，但這些教材內(nèi)容基本是沿用本科的學(xué)科體系來編寫，理論偏多，案例偏少，對基礎(chǔ)相對較差的高職學(xué)生來說，學(xué)習(xí)上有一定難度。目前也有許多所謂項目化教材、任務(wù)引領(lǐng)式教材，大多數(shù)只是在學(xué)科體系的教材的基礎(chǔ)上改變一下章節(jié)的叫法，將章節(jié)改為項目，換湯不換藥，不是真正意義上的任務(wù)驅(qū)動教材。課程學(xué)完后，在學(xué)生進行課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計時，教材不能起示范指導(dǎo)作用。所以校本教材、教參的開發(fā)建設(shè)是當(dāng)務(wù)之急［１］。
　　按照專業(yè)改革試點方案［2］，沖壓工藝與模具設(shè)計課程屬于學(xué)校控制課程（校本課程）。在開發(fā)教材之前，要進行市場調(diào)研，了解社會需求，仔細記錄該專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)崗位，每個崗位需要的知識、技術(shù)、能力與素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，以學(xué)校教師為主，結(jié)合企業(yè)的工程師、技師等的意見，從而確定教學(xué)目標(biāo)，圍繞這個目標(biāo)編寫校本教材。教材的內(nèi)容要體現(xiàn)沖壓件工藝性分析、冷沖模結(jié)構(gòu)認(rèn)識、冷沖模設(shè)計方法等內(nèi)容，刪除純理論的塑性成形原理部分。在教材的最后，安排常用的一些相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，以便學(xué)生在課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計時參考。
　　二、校本教材內(nèi)容選取
　　根據(jù)走訪企業(yè)情況，結(jié)合學(xué)習(xí)領(lǐng)域的認(rèn)知規(guī)律，選擇四大模塊作為教材的主要內(nèi)容。
　　1.成形設(shè)備
　　沖壓生產(chǎn)所使用的設(shè)備主要是各種機械壓力機，其中以曲柄壓力機為主。因而，該模塊安排曲柄壓力機為主要內(nèi)容，主要包括曲柄壓力機的組成、工作原理、各組成部分的作用，曲柄壓力機類型和應(yīng)用場合，曲柄壓力機的參數(shù)和選擇原則，等等。
　　2.沖裁模設(shè)計
　　沖裁是沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的工序，它既可以直接生產(chǎn)成品零件，又可以為彎曲、拉深、成形等工序提供工序件。企業(yè)中大部分零件是由沖裁加工而得，因而學(xué)習(xí)沖裁模具的設(shè)計是學(xué)習(xí)其他沖壓模具設(shè)計的前提。為了學(xué)習(xí)好沖裁模具設(shè)計，需將沖裁模設(shè)計作為幾大模塊的重點內(nèi)容，安排落料、沖孔等工序為主要內(nèi)容。在這些工序中還要將單工序模設(shè)計、連續(xù)模設(shè)計、復(fù)合模設(shè)計作為核心內(nèi)容來安排，讓學(xué)生通過該模塊的學(xué)習(xí)，能掌握一般復(fù)雜程度沖裁模的設(shè)計方法。
　　3.彎曲模設(shè)計
　　彎曲模設(shè)計是沖壓模具設(shè)計的重要內(nèi)容。許多產(chǎn)品中的零件，比如汽車上的各類梁都是用彎曲工序完成的。彎曲模設(shè)計不同于沖裁模設(shè)計，準(zhǔn)確的工藝計算難，模具動作復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)律性不強。為了學(xué)好該模塊的知識和技能，需選用典型的彎曲件做案例來編排教學(xué)內(nèi)容，這樣可使學(xué)生通過案例掌握彎曲模的設(shè)計方法。
　　4.拉深模設(shè)計
　　拉深是成形工序中的主要工序，許多開口空心件是用拉深的方法來完成的，是成形生產(chǎn)的基礎(chǔ)。該工序結(jié)合彎曲、成形等工序，可以完成極為復(fù)雜的成形件，比如汽車的覆蓋件等。拉深工序中的工藝計算比較復(fù)雜，為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)好拉深模具的設(shè)計，必須學(xué)習(xí)好拉深工藝計算。為此，需安排典型需多次拉深才能成形的筒形件作為案例來組織課程內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)習(xí)該模塊后能熟練計算工序件的尺寸和模具尺寸，為拉伸模具設(shè)計打下基礎(chǔ)。
　　三、教材內(nèi)容組織
　　本教材按照模具設(shè)計的順序，用典型零件作為各模塊的媒介，以任務(wù)驅(qū)動的形式，將該典型零件模具設(shè)計貫穿每個模塊的始終。把所有模具設(shè)計涉及的理論和知識都滲透到模具的設(shè)計過程中。具體個模塊的任務(wù)為：
　　模塊一：選擇曲柄壓力機的型號；
　　模塊二：托板沖裁模設(shè)計；
　　模塊三：支架彎曲模設(shè)計；
　　模塊四：杯蓋拉深模設(shè)計。
　　現(xiàn)以模塊二為案例，介紹托板沖裁模設(shè)計。
　　首先介紹工作任務(wù)：針對如圖1所示托板零件，其概況為，材料：Q235；板料厚度：1.5mm；生產(chǎn)批量：大批量。試編制沖壓工藝與模具設(shè)計。
　　沖裁模設(shè)計的步驟為：
　　沖裁件的工藝性分析；沖裁工藝方案的確定；選擇模具的結(jié)構(gòu)形式；進行必要的工藝計算；模具的主要零部件設(shè)計；校核模具閉合高度及壓力機有關(guān)參數(shù)；繪制模具總裝圖和零件圖。
　　教材編寫按照沖裁模設(shè)計步驟展開。為了對托板零件進行沖裁件的工藝性分析，就要安排沖壓工序的相關(guān)知識，此時需鏈接到基本知識的學(xué)習(xí)，包括沖壓的基本工序；沖裁、落料、沖孔等概念；介紹沖裁件的工藝性分析知識，根據(jù)知識分析托板的沖裁工藝性，得出結(jié)論：托板零件的沖壓工序為沖孔、落料。
　　沖裁工藝方案的確定，鏈接單工序、多工序（包括連續(xù)沖裁、復(fù)合沖裁）等相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。根據(jù)所學(xué)知識對托板擬定工藝方案，并分析該方案，選擇最適合的方案，最后得出結(jié)論：采用沖孔、落料連續(xù)生產(chǎn)。
　　選擇托板模具的結(jié)構(gòu)形式，就要鏈接到模具結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)上，安排單工序模具、連續(xù)模具和復(fù)合模具等結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。根據(jù)所學(xué)知識，選擇托板需要選擇的模具結(jié)構(gòu)形式為：用始用擋料銷初定位，固定擋料銷粗定位，導(dǎo)正銷精定位的導(dǎo)板式?jīng)_孔、落料連續(xù)模結(jié)構(gòu)。
　　工藝計算包括：排樣設(shè)計與計算；沖壓力的計算；模具壓力中心的計算；凸、凹模工作部分尺寸及其制造公差的計算；彈性元件計算與選用等內(nèi)容；根據(jù)該內(nèi)容需要鏈接以上相關(guān)知識，根據(jù)所學(xué)知識完成托板沖裁工藝和模具設(shè)計的相關(guān)工作任務(wù)。
　　模具的主要零部件設(shè)計，需鏈接到模具零件的分類，各零件的作用和設(shè)計方法，從而安排相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計、計算各零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。
　　當(dāng)模具零件設(shè)計完成后，繪制出模具的總裝配圖，校核模具閉合高度及壓力機有關(guān)參數(shù)，確認(rèn)選擇的壓力機是否符合要求，最后繪制出全部非標(biāo)零件圖。到此，本工作任務(wù)完成。其他幾個模塊的內(nèi)容組織與此類同。
　　四、結(jié)語
　　本教材以任務(wù)驅(qū)動的方式編寫，經(jīng)過企業(yè)工程技術(shù)人員的精心審核和潤飾，已經(jīng)完成了樣稿。我院本屆有模具設(shè)計專業(yè)兩個平行班級，一個班采用一般教材，另一個班使用本教材。從使用的效果和學(xué)生的反應(yīng)看，使用校本教材的學(xué)生普遍反映該教材更適合他們的學(xué)習(xí)習(xí)慣，效果非常好。而另一個班在知識的學(xué)習(xí)和模具設(shè)計的技能上都不及采用前者，這一點從課程設(shè)計、期末考試的成績中得到了有力的證明。
　　總之，為了培養(yǎng)高等職業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，適應(yīng)各類企業(yè)對模具設(shè)計專業(yè)學(xué)生的要求，開發(fā)適合高職學(xué)生學(xué)習(xí)特點的以任務(wù)驅(qū)動式的校本教材，既很及時，又很必要。
　　
　　參考文獻：
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　　本文系2011南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)基本建設(shè)項目階段性研究成果之一（編號：jx1121）。