基于《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》課程逆向教學(xué)改革

魏雅麗 張勇 連書莉

摘 要：根據(jù)目前國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢和企業(yè)對模具專業(yè)畢業(yè)生的崗位需求，結(jié)合高職教學(xué)的特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)程度，四川科技職業(yè)學(xué)院對模具專業(yè)進(jìn)行了創(chuàng)新性教學(xué)改革。針對《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》課程采取逆向法、模塊法和理實(shí)一體化的教學(xué)方法，已經(jīng)取得初步成效。

關(guān)鍵詞：模具;逆向教學(xué);實(shí)訓(xùn);理實(shí)一體化

0 引言

近年來，隨著制造行業(yè)的飛速發(fā)展，模具行業(yè)對技術(shù)人員的要求越來越高，導(dǎo)致技術(shù)人員十分緊缺。專業(yè)核心課程《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》是為了解決企業(yè)目前所需緊缺人才和知識脫節(jié)問題。因此，基于目前企業(yè)對模具從業(yè)人員的要求以及高職教育的特點(diǎn)，我們學(xué)校對《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》課程進(jìn)行了教學(xué)改革。

1 改革背景分析

1.1 行業(yè)需求 作為制造支柱的模具行業(yè)日益成熟，巨大的市場需求推動我國模具產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，高素質(zhì)、高技能模具人才的缺乏也成為模具行業(yè)面臨的重大問題。因此，加強(qiáng)對模具人才的培養(yǎng)教育是高職高專院校的責(zé)任和使命。

1.2 高職院校學(xué)生的特點(diǎn) 學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，學(xué)習(xí)積極性不高，組織紀(jì)律性差，自我控制能力弱，易受不良風(fēng)氣影響。針對以上特點(diǎn)，高職教學(xué)目的是以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和綜合素質(zhì)方面進(jìn)行重點(diǎn)培養(yǎng)。

1.3 目前《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》課程教學(xué)存在的幾種模式 ①填鴨式教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容枯燥，教學(xué)方式單一，上課的學(xué)生少。②先理論后實(shí)踐，雖改善教學(xué)模式，但理論與實(shí)踐教學(xué)間隔較長，學(xué)生完全不知所措。③模具設(shè)計(jì)與模具制造分別教學(xué)，使高職教育與生產(chǎn)實(shí)踐漸行漸遠(yuǎn)，違背了高職教育的初宗。針對以上三方面問題，《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》課程的教學(xué)改革勢在必行。

2 逆向教學(xué)改革步驟

逆向教學(xué)模式：模具拆裝測繪→3D零件圖造型→3D裝配建模（爆炸圖）→2D總裝配圖→新產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)→修改3D零件圖及裝配圖→模具零件加工制作→模具零件裝配→模具調(diào)試修配。

2.1 引入模具拆裝測繪實(shí)訓(xùn) 學(xué)生初次接觸模具充滿了極大興趣，亦懷有極大困惑。因此，第一課便很重要。將第一課放在模具拆裝實(shí)訓(xùn)室，讓學(xué)生首先對模具有直觀的認(rèn)識，建立沖壓模具概念，如圖1所示。然后，通過模具拆裝實(shí)訓(xùn)和沖壓模具實(shí)物講解，使學(xué)生了解沖壓工藝、模具結(jié)構(gòu)及其工作原理，對模具零件及裝配有感性認(rèn)識;在此基礎(chǔ)上，學(xué)生親自拆卸認(rèn)識模具零件和結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生拆卸與裝配的動手能力，如圖2所示。最后，安排學(xué)生模具測繪，記錄數(shù)據(jù)并繪制草圖，如圖3所示。通過對每個(gè)零件的觀察與測繪，讓學(xué)生對零件結(jié)構(gòu)有清晰的認(rèn)識，深知模具零件配合的重要性。

圖1 ?沖壓模具 ? 圖2 ?模具拆開 ?圖3 ?模具測繪

2.2 采用3D數(shù)字化軟件繪制模具圖 通過模具拆裝、測量得到最原始的數(shù)據(jù)，利用UG軟件對零件進(jìn)行建模，讓學(xué)生掌握沖壓模具結(jié)構(gòu)和各部分的作用。將造好的零件圖進(jìn)行裝配，使學(xué)生認(rèn)識到零件之間的配合關(guān)系，加深沖壓過程、模具結(jié)構(gòu)及工作原理的理解。模具零件完成裝配后按正確的順序進(jìn)行爆炸，建立整套爆炸圖。在整個(gè)建模裝配過程中，始終依托UG軟件，提高學(xué)生UG軟件的應(yīng)用能力，掌握UG軟件建模裝配方面的技巧，直接和模具企業(yè)中的設(shè)計(jì)接軌。

2.3 采用逆向設(shè)計(jì)（模具新產(chǎn)品設(shè)計(jì)） 模具拆裝、繪制零件圖及裝配圖，對舊模具進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，使其成為新產(chǎn)品的模具。在此過程中，要求學(xué)生獨(dú)立完成新模具的整個(gè)設(shè)計(jì)，包括沖裁件的工藝性分析、新產(chǎn)品的排樣、沖裁力及壓力中心的計(jì)算、沖裁間隙的確定、凸凹模刃口尺寸計(jì)算、凸凹模外形形狀確定以及尺寸計(jì)算、支撐零部件、導(dǎo)向零件、卸料零件、定位零部件的設(shè)計(jì)等等，設(shè)計(jì)完后將需新制的零件及修改的零件出圖。通過一系列模具設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解整個(gè)模具設(shè)計(jì)流程，掌握設(shè)計(jì)所需理論知識，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力、獨(dú)立思考能力。同時(shí)，熟練掌握零件圖的繪制、尺寸標(biāo)注和公差配合的確定。同時(shí)也掌握企業(yè)經(jīng)常采用的舊模新用的方法和技巧。

2.4 模具零件加工制造 新模具設(shè)計(jì)完成后，對需要新制或修改的零件進(jìn)行加工。針對不同零件，制定合理工藝，采用不同加工方法完成制造。根據(jù)模具零件形狀、精度和作用的不同，既可用傳統(tǒng)方法加工，亦可用現(xiàn)代方法加工。對特殊零件還可用3D打印快速成型技術(shù)來完成零件的制作。通過對零件的加工，讓學(xué)生了解零件的不同加工方法，獨(dú)立制定零件工藝流程，熟練掌握各種機(jī)床的操作技能。采用理實(shí)一體化教學(xué)讓學(xué)生對枯燥的理論學(xué)習(xí)更加直觀，讓學(xué)生掌握社會所需各種技能，直接與企業(yè)進(jìn)行零距離接軌，為今后就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.5 完成模具裝配、調(diào)試 模具零件加工完后，最后進(jìn)行零件的裝配調(diào)試。在裝配中，合理安排零件裝配順序，選擇合理的裝配方法進(jìn)行組裝;然后對模具進(jìn)行調(diào)試，如果發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修配。最后，選擇合理的沖壓工藝參數(shù)對新模進(jìn)行多次加工試驗(yàn)，使模具實(shí)現(xiàn)其真正的價(jià)值。

2.6 教學(xué)考核過程化改革 模具專業(yè)教學(xué)嚴(yán)格按模具生產(chǎn)過程進(jìn)行考核：以學(xué)生為主導(dǎo)，正確處理好德育與智育、理論與實(shí)踐的關(guān)系，正確處理好傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)三者之間的關(guān)系。重在全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，切實(shí)保證培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。制定考核方法如表1所示。

表1 ?成績考核表

3 結(jié)束語

通過《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》課程的改革將原本枯燥、單一的理論學(xué)習(xí)，變?yōu)橹庇^生動的課堂教學(xué)，提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。采用逆向法、模塊法、 理實(shí)一體化的教學(xué)模式， 讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用，提高學(xué)生模具設(shè)計(jì)與制造、分析問題和解決問題的能力。學(xué)生對模具各部件的功能和作用有深刻的認(rèn)識。將課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接，通過專業(yè)化、系統(tǒng)化的技能訓(xùn)練，讓學(xué)生掌握相關(guān)知識，滿足企業(yè)人才的需求。

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