“復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)與制造”課程在模具專業(yè)教學(xué)中的探索

李春玲　張曉軍

摘要 本文在開展深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，以適應(yīng)區(qū)域企業(yè)對模具專業(yè)的需求為目標(biāo)，對“復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)與制造”課程在教學(xué)內(nèi)容選擇、實(shí)踐平臺構(gòu)建、教師培養(yǎng)及課程考核等方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐，并收到了較好的成效。

關(guān)鍵詞 復(fù)合材料模具 課程 教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.05.063

復(fù)合材料的優(yōu)越性能使其在航空、航天及汽車等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，而生產(chǎn)好的復(fù)合材料制品就需要相應(yīng)的模具作為支撐，因此復(fù)合材料的模具設(shè)計(jì)與制造就顯得尤為重要。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡稱：我院）位于國家級航空產(chǎn)業(yè)基地的核心地帶，周邊云集以中航工業(yè)西飛公司為龍頭的諸多優(yōu)秀航空企業(yè)。根據(jù)對近幾年學(xué)生的就業(yè)崗位分析及深入走訪調(diào)研多家區(qū)域航空航天類合作企業(yè)，開設(shè)“復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)與制造”課程符合企業(yè)需求，有利于模具專業(yè)學(xué)生拓寬就業(yè)渠道，并與所在專業(yè)群材料工程專業(yè)（復(fù)合材料方向）形成互補(bǔ)優(yōu)勢，更好地立足航空領(lǐng)域，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1模具專業(yè)的課程體系特色

模具專業(yè)是應(yīng)用兼復(fù)合型專業(yè)，專業(yè)課程種類較多，主要涉及沖壓模具、塑料模具、壓鑄模具等三大領(lǐng)域。經(jīng)過對企業(yè)調(diào)研結(jié)果的深入分析，專業(yè)確立了以適應(yīng)區(qū)域企業(yè)對模具專業(yè)需求為目標(biāo)，兼顧行業(yè)特色與專業(yè)寬口徑之間關(guān)系，推進(jìn)專業(yè)課程體系改革及課程教學(xué)內(nèi)容更新的指導(dǎo)思想。

我院模具專業(yè)隸屬航空材料工程學(xué)院，所在專業(yè)群主要包括材料工程技術(shù)（復(fù)合材料方向）、焊接技術(shù)及自動化、材料成型與控制技術(shù)、金屬材料及熱處理等四個專業(yè)。專業(yè)課程體系著重突出區(qū)域特色，以沖壓、鈑金模具為重點(diǎn)，兼顧塑料模具、復(fù)合材料成型模具、橡膠模具及壓鑄模具的設(shè)計(jì)與制造，開設(shè)了包括“復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)與制造”在內(nèi)的特色課程，以及“專業(yè)群拓展實(shí)訓(xùn)”等專業(yè)拓展課程。

2課程教學(xué)內(nèi)容的選擇

在航空領(lǐng)域，越來越多的大尺寸、高精度飛機(jī)零件使用復(fù)合材料固化成型。由于具有厚度均勻、通風(fēng)好、升降溫快等特點(diǎn)，現(xiàn)階段的大尺寸蒙皮、翼梁成型所用模具多選用框架式結(jié)構(gòu)。結(jié)合這一特點(diǎn)，在有限的課時內(nèi)，我們對課程內(nèi)容進(jìn)行必要的取舍，以框架式復(fù)合材料成型模的設(shè)計(jì)與制造作為重點(diǎn)教學(xué)對象。

“復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)與制造”現(xiàn)為我院模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的一門專業(yè)必修課，前期以“塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)”和“模具制造技術(shù)”課程教學(xué)為基礎(chǔ)。課程總體設(shè)計(jì)思路是：根據(jù)專業(yè)及區(qū)域行業(yè)企業(yè)的基本要求，以基本知識與基本技能為基礎(chǔ)，綜合考慮高職學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，經(jīng)科學(xué)整合形成8個教學(xué)項(xiàng)目，將知識、技能、素質(zhì)等內(nèi)容融合在這些任務(wù)和項(xiàng)目的教學(xué)過程中。教學(xué)項(xiàng)目主要涉及四大模塊：復(fù)合材料基礎(chǔ)知識、復(fù)合材料制品成型工藝、復(fù)合材料制品成型模具設(shè)計(jì)和復(fù)合材料制品成型模具制作等。由于該課程本身具有很強(qiáng)的實(shí)用性，教學(xué)中注意理論聯(lián)系實(shí)際，通過引入企業(yè)典型案例作為教學(xué)項(xiàng)目介紹復(fù)合材料的基礎(chǔ)知識、成型工藝、框架式模具結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法及制造工藝。具體教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及安排如表1所示。

3實(shí)踐教學(xué)平臺的構(gòu)建及教學(xué)安排

3.1實(shí)踐教學(xué)平臺的構(gòu)建

我院模具專業(yè)經(jīng)過多年建設(shè)，已經(jīng)形成了較為完善的包括機(jī)加工實(shí)訓(xùn)中心、熱加工實(shí)訓(xùn)基地、復(fù)合材料實(shí)訓(xùn)基地、模具綜合訓(xùn)練室等組成的校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)平臺，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的各類設(shè)備基本齊全。近年來，模具專業(yè)還同時建設(shè)了包括西飛公司、陜飛公司、航天復(fù)合材料研究所、菲舍爾（鎮(zhèn)江）航空部件有限公司、西安嘉業(yè)航空科技有限公司等在內(nèi)的10余家校外實(shí)訓(xùn)基地。通過與航空企業(yè)的深度合作，開發(fā)引進(jìn)了框架式復(fù)合材料成型模具設(shè)計(jì)與制作實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并配套編寫了校本教材。

3.2實(shí)踐教學(xué)安排

大型框架式成型模具的制造技術(shù)主要包括：精密閘壓技術(shù)、氣密性焊接、熱處理（人工時效）及精密數(shù)控加工等技術(shù)。在有限的教學(xué)課時及實(shí)訓(xùn)條件下，要達(dá)到一定的教學(xué)效果，合理地選擇實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和教學(xué)場地就顯得尤為關(guān)鍵。在該課程一周的校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)中，教學(xué)場所主要設(shè)置在機(jī)加工實(shí)訓(xùn)中心，實(shí)訓(xùn)案例為風(fēng)管接頭成型模具。該模具結(jié)構(gòu)較簡單，體積大小適中，適合作為課程實(shí)踐教學(xué)的典型案例，對于已經(jīng)具有一定的鉗工和數(shù)控加工基礎(chǔ)的模具專業(yè)學(xué)生，在小組協(xié)作下完全可以獨(dú)立完成。對于大型框架式模具制作工藝的學(xué)習(xí)，主要是通過實(shí)物模具制作工藝分析以及企業(yè)現(xiàn)場參觀實(shí)習(xí)來完成。除此以外，模具專業(yè)輔助開設(shè)了復(fù)合材料鋪貼等專業(yè)群拓展實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，促使學(xué)生對復(fù)合材料的性能、成型過程及模具使用有更為全面的理解。與此同時，每年安排學(xué)生赴校外實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行相關(guān)的企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)結(jié)束后部分學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先就業(yè)。

4骨干教師的培養(yǎng)

“復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)與制造”是一門跨專業(yè)且綜合程度較高的課程，對任課教師知識涉獵面要求較廣，在課程教學(xué)中存在不少實(shí)際困難。近兩年，模具專業(yè)加強(qiáng)了這方面骨干教師的培養(yǎng)，利用暑期派遣教師前往西飛公司等合作企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，深入企業(yè)第一線，學(xué)習(xí)復(fù)合材料成型工藝和模具制造工藝。通過不斷加強(qiáng)教師的自身理論學(xué)習(xí)和工廠頂崗實(shí)踐，不僅解決了該門課程的師資問題，同時也對材料工程專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)工作起到了一定的促進(jìn)作用。

5多元化的課程考核方式

該課程開設(shè)在第五學(xué)期，普遍存在學(xué)生重視程度不夠的現(xiàn)象，在改革教學(xué)方式、提高學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)課程考核是非常有必要的。對于該課程，我們改變了以往以考試為主的單一考核方法，采取多元化的課程考核辦法。將課程考試、實(shí)訓(xùn)作品和課堂表現(xiàn)等三個部分按照總成績的4：4：2比例設(shè)置。新的考核方式不僅有利于真實(shí)全面地考察學(xué)生綜合能力和實(shí)際水平，還能避免出現(xiàn)投機(jī)取巧考前突擊蒙混過關(guān)的現(xiàn)象，對提高教學(xué)質(zhì)量起到了積極作用。

6結(jié)束語

我院模具專業(yè)的“復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)與制造”特色課程已經(jīng)開設(shè)了連續(xù)兩屆，通過在實(shí)踐中對教學(xué)內(nèi)容的不斷調(diào)整，收到了較好的成效。該課程的開設(shè)不僅拓寬了學(xué)生的就業(yè)渠道，而且進(jìn)一步加強(qiáng)了與航空航天等企業(yè)之間的校企合作力度，就業(yè)質(zhì)量得到顯著提高。實(shí)踐證明只有在教學(xué)實(shí)踐中勇于創(chuàng)新，才能夠促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，實(shí)現(xiàn)為地區(qū)裝備制造業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能人才的目標(biāo)。