《冷沖壓模具設計》課程教學改革探索

◆周躍華

(大連市輕工業(yè)學校)

當今世界，知識已成為提高綜合國力和國際競爭力的決定性因素，各國都將教育作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略性舉措。大力發(fā)展職業(yè)教育，培養(yǎng)多層次、多樣化的技能型人才，造就數(shù)以千萬計的高技能人才和數(shù)以億計的高素質勞動者，這是《國家教育事業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要》中對職業(yè)教育提出的明確目標。為完成這一關乎國家可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標，作為職業(yè)學校的專業(yè)教師深感任重而道遠，于是在模具設計與制造專業(yè)《冷沖壓模具設計》專業(yè)課的教授中，改變了傳統(tǒng)的教育教學手段，嘗試了新的教學模式，對于教材的內容進行了大膽的改革，教學手段實施了創(chuàng)新。

一、教授本課程學科的指導思想

《冷沖壓模具設計》課程是模具設計與制造專業(yè)重要的專業(yè)課之一。教學大綱對本學科的教學要求是:分析沖裁、彎曲、引伸、成形、冷擠壓等基本工藝的特征，確定其主要工藝參數(shù)，和相應模具的結構、尺寸與公差，其次是介紹金屬塑性變形的基本概念，冷沖壓件工藝規(guī)程的編制，以及冷沖壓設備、冷沖壓新工藝、冷沖壓加工自動化、模具安全裝置、模具新技術、模具材料和模具壽命等與模具設計有關的基本知識。通過本課程的教學，應使學生能擬定冷沖壓零件的工藝規(guī)程，能熟練地設計冷沖壓單一工序的模具，具有設計中等復雜程度的復合模、級進模(跳步模、連續(xù)模)和自動模的能力。本課程若采用傳統(tǒng)的講授方法，很難適應新形式下，對新型人才的要求。為此，我們對本課程學科內容的側重面進行改革，對理論知識的講授精講或少講，加強實踐環(huán)節(jié)和動手能力的培養(yǎng)。本學科內容包含三個方面:一是沖壓板料的塑性變形原理及各種沖壓加工工藝及特點，二是沖壓加工設備類型、其結構組成及工作原理，三是各種沖壓加工模具的結構、特點及工作原理。經考慮認為，本課程的講授要從分析各種沖壓工藝變形原理入手，闡述為完成各種沖壓工藝所設計的沖壓模具的工作原理、零部件組成及結構特點，綜合完成一至兩付簡單沖壓模具的設計及加工，最后通過設計及加工的簡單沖壓模具，安裝在沖壓設備(壓力機)上對板料進行試沖，加工出沖壓制件，完成本學科的教學任務，達到學生完全掌握本課程內容，實現(xiàn)從設計計算到生產加工——即教學和生產順利轉變的過程，達到理論學習到實踐動手能力完整統(tǒng)一的目的。以這一設想為出發(fā)點，教材內容的改革、教學方法及手段的創(chuàng)新是在必行。

二、課程教學特點及教學模式和教學方法的探索

根據(jù)教材內容，本課程在教學過程中，要始終圍繞培養(yǎng)學生設計能力這一中心，夯實學生沖壓制件毛坯尺寸設計和模具各零部件結構設計兩個基礎知識，搞好簡單沖壓模具設計及主要零件加工這一綜合訓練環(huán)節(jié)，貫徹執(zhí)行理論講授、現(xiàn)場教學、動畫演示、拆裝實驗、加工制作、“五位一體”的教學模式。

1.教學要圍繞一個中心

培養(yǎng)學生設計沖壓模具的能力是本課程的教學中心。設計過程是學習的重要環(huán)節(jié)，也是創(chuàng)新的過程，是建立在對模具各零件的作用、特點、應用場合充分了解的情況下，進行選用、計算、校核、組合的過程。講授時，如果沒有一條清晰的主線，極容易使學生聽得如墜迷霧，沒有頭緒，造成理解上的混亂。所以在講授該課程時，要緊緊圍繞培養(yǎng)學生設計能力這條主線，不管是什么類型的零件，都遵循著相同的基本設計程序，即按沖壓制件的形狀、精度、生產批量等選擇模具的類型，按工況選擇模具各主要零件的類型，按應用場合設計模具零件的結構，在對主要零件進行受力分析的基礎上，選擇材料、確定熱處理規(guī)范、分析零件失效的形式、計算校核關鍵尺寸，然后確定各零件主要部位的結構形狀，直到確定各模具零件的結構尺寸。教師按這條主線講授，學生學習起來就會感到脈絡清晰，條理明確，不自覺當中理出一條鮮明的設計思路，掌握本課程的學習精髓。

2.教學要夯實兩個基礎

本課程有兩大基礎知識需要夯實，其中一個基礎知識，是沖壓制件的毛坯料尺寸設計計算的基礎知識，其核心是針對模具所要加工的沖壓制件，計算出沖壓制件成形前毛坯的形狀和尺寸。如沖裁制件沖裁前條料的長、寬、厚度尺寸，又如彎曲制件或引伸制件的毛坯展開形狀及尺寸確定等;另一個基礎知識，是模具各零部件的形狀類型和結構尺寸的選用、設計、校核直至確定，如凸模、凹?；蛲拱寄５娜锌诔叽缬嬎恪⒐潭ú糠值慕Y構選用及尺寸核算等。學生在學習時，往往只單純注意模具結構零件的設計，而忽略(或拋開)對沖壓制件的各種必要計算，把兩個基礎知識割裂開。事實上，模具各零部件的設計，要建立在對沖壓制件加工工藝及精度要求必要的計算和掌握的基礎上，教師在講授時對這部分知識要講透，再逐步延伸到所采用模具的設計制造知識上，即不能讓學生感到兩個基礎知識互無聯(lián)系，又不能讓他們感到課程在沖壓制件和模具零件間頻繁跳換，而造成思路混亂。

3.教學要把握一個綜合訓練環(huán)節(jié)

本課程是專業(yè)課，是學生將知識轉換為生產服務的過渡橋梁，多門課程知識交匯于該課程上。故講完本課程后，應對學生進行一次綜合性訓練，這個環(huán)節(jié)就是課程設計。通過課程設計可以使學生將冷沖壓模具設計知識和相關課程的基礎知識融匯在一起，利用手冊、查閱資料、使用標準、規(guī)范，自行設計簡單模具。教師將課程設計分為幾個階段，每個階段開始前有講座、期間有指導、期后有檢查和提問，指導學生按步驟逐步完成設計任務:進行計算、畫草圖、裝配圖、零件圖，編寫設計說明書，最后完成答辨。這個過程還是圍繞培養(yǎng)學生設計能力這個中心展開的，也是為將來學生的畢業(yè)設計以及參加工作后的實際設計進行的演練。通過編寫說明書鍛煉學生的設計計算能力，通過繪制裝配圖和零件圖鍛煉學生的結構設計能力，并且要把鍛煉學生的這兩種能力有機的結合起來，用以提高學生的綜合設計能力。所以課程設計是繼本課程書本知識掌握之后對學生設計能力的再提高。我們在指導學生課程設計中，應做到單題單做、手繪和機繪結合、教師指導和學生自行設計結合、參考資料與創(chuàng)新設計結合，這樣才能達到設計的目的。

4.教學要實施“五位一體”施教模式

為提高教學質量，教師應走出“一塊黑板一支粉筆”式的單一課堂講課和圈子，執(zhí)行“五位一體”的施教模式。

(1)理論授課。這是本課程的基本講授方式。由教師利用合適的教學方法(如比較法、歸納法、空白藝術等)在課堂上講授本課程的基本概念、重點、難點。教師在講課中要突出重點、抓住關鍵、解決難點，不可主次不分，平鋪直敘，也不可避重就輕，首末倒置。所謂重點就是各章節(jié)的核心內容，在組織教學時，要弄清各部分的重點章節(jié)和核心內容，并要將其講清講透。解決難點的方法是抓住問題的關鍵，由表及里、從淺到深，層層深入，最后引出結論。

(2)現(xiàn)場教學。由于沒有生產實際經驗，學生對課程中所涉及的原理、各種機構和零件缺乏感性認識。若在理論授課的同時，安排必要的現(xiàn)場教學，則會起到事半功倍的效果。比如讓學生到企業(yè)現(xiàn)場觀察各種沖壓設備—壓力機，可以用很少的學時讓學生了解壓力機的組成、結構、工作原理，壓力機的工作實質就是采用曲柄連桿滑塊機構，將電機的旋轉運動轉變?yōu)榛瑝K的上下往復直線運動，而為了使滑塊獲得向下較大的瞬時沖壓力，在曲軸上安裝了很大的飛輪等等;再比如，企業(yè)現(xiàn)場有各種沖壓加工的模具，由于模具安裝在壓力機上，而獲得動力，完成對各種沖壓制件的加工。則模具的工作原理及沖壓制件的各種形態(tài)也讓學生有了很感性的認識，然后再講授相應的理論知識，這樣的教學，學生會感覺教學內容很直觀、具體、印象會很深刻，接受起來迅速，理解透徹、掌握牢固，是課堂教學所無法替代的。

(3)動畫演示。多媒體技術已經非常廣泛地融入了現(xiàn)代教學。教師在教學中，將某些重點、難點制成動畫課件，用動畫的形式演示給學生。事實上，一付模具猶如一個小機器，各部件相互合作，相互配合，共同完成一個沖壓制件的加工。學生在學習模具的內部結構組成及各零部件的工作情況時，僅用掛圖和模型等傳統(tǒng)講解方法是很難理解清楚的。而如果利用Flash技術，將模具中的工作零件、定位零件、卸料零件、導向零件及一些模具結構制成動畫，例如我們制作的《冷沖壓模具典型機構》課件，就可將空洞的靜態(tài)教學變?yōu)樾蜗蟮膭討B(tài)教學，讓學生聽得自然貼切，其思路會立刻融入到教師所講授的知識中，也不會感到空乏費解，難以接受了。

(4)實驗教學。實踐性很強是本課程的一大特點。教師在教學中不能僅僅局限于課堂教學，還應該重視課堂外的實踐教學環(huán)節(jié)。除了前面已陳述的現(xiàn)場教學外，實驗教學亦是一種重要的實踐教學方式。通過實驗教學，可使學生印證和鞏固課堂上所講的理論知識，及時發(fā)現(xiàn)學習上的不足和缺陷，還可為后續(xù)課程的深入學習鋪平道路。本課程教學時，教師在教學中采用邊講邊動手實驗的教學方法。例如，簡單沖裁模的課程內容講完后，指導學生對照圖紙拆卸、裝配一付簡單沖裁模，一方面，加強了學生對簡單沖裁模各零部件的組成、類型、結構的認知，充分消化了課堂知識;另一方面，為看懂比較復雜的級進模、復合模等圖紙，領會其工作原理打基礎。

(5)加工制作。為了鞏固學生所學知識，提高其設計能力，使他們既能動腦又能動手，而不是紙上談兵，教師應把模具的加工制作結合到教學中。有條件的話，當然最好用金屬材料，由學生個人將其所設計的簡單模具中的各零件，用機加工的方法加工制作出來，組裝成模具，安裝到壓力機上，進行加工試沖。沒有條件也可用泡沫、木材或塑料等比較便宜的材料代替金屬。通過對所設計模具的加工制作，達到教學大綱要求。加工制作可以利用學生的課余時間，成立若干課外興趣小組，由教師指導，學生動手制作。通過課外制作，學生的意志品質、團隊精神、設計能力、技能技巧等都能得到很大提高。

教育的實質是培養(yǎng)人才，這是國家的百年大計，是關系到我國“全面建設小康社會宏偉目標的實現(xiàn)，關系到我國社會主義現(xiàn)代化建設的全局，關系到黨和國家的興旺發(fā)達，關系到中華民族的前途和命運”。而職業(yè)教育質量水平很大程度上取決于教師的教學水平。教師在課程的教學中應該始終堅持貫徹正確的學科指導思想，把培養(yǎng)高素質、全面發(fā)展的人才為己任，開展更深入的教學改革探索，將對于教材的不斷鉆研，對于教法的無盡探索作為自己永恒的目標，不斷提高教學質量。