新形勢(shì)下《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》課程的改革

李亞敏 劉志丹 趙亞利 劉爽 馬偉偉

摘? ?要：隨著科學(xué)技術(shù)日新化，沖壓模具向信息化、智能化的集成制造方向發(fā)展，同時(shí)沖壓新材料的不斷出現(xiàn)，沖壓模具面臨著新的挑戰(zhàn)。這就要求高校培養(yǎng)出來(lái)的沖壓模具工程師不僅有深厚的基礎(chǔ)知識(shí)，還要解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。通過(guò)采用線上線下混合式課堂教學(xué)、第二課堂輔助授課;通過(guò)反復(fù)的觀察、拆裝、測(cè)量沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)和零件的實(shí)踐;通過(guò)給學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_(kāi)放性的查詢作業(yè);采用網(wǎng)絡(luò)資源和三維軟件的級(jí)進(jìn)模模塊結(jié)合的方法，從而達(dá)到模具內(nèi)容的深度和廣度大大提高，認(rèn)識(shí)到較為先進(jìn)的模具和設(shè)計(jì)方法，做到與企業(yè)的同步。

關(guān)鍵詞：沖壓? 級(jí)進(jìn)模? 混合式? 復(fù)雜? 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(guó)模具產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值就居世界首位，隨著科學(xué)技術(shù)日新化、知識(shí)爆炸化，沖壓模具已經(jīng)向信息化、智能化的集成制造方向發(fā)展，將沖壓與焊接、組裝等工藝組合到一起;同時(shí)隨著新材料的不斷出現(xiàn)，例如1GPa超強(qiáng)度鋼板、“三明治”型復(fù)合板材的出現(xiàn)，也給沖壓模具帶來(lái)新的挑戰(zhàn)[1]。這就要求我們高校培養(yǎng)出來(lái)的沖壓模具工程師不僅有深厚的基礎(chǔ)知識(shí)，還要解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，從而緊跟時(shí)代的步伐、適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。

《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》是一門(mén)將沖壓成形加工原理、沖壓工藝、沖模設(shè)計(jì)有機(jī)融合，綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。大量的資料說(shuō)明目前還是通過(guò)讓學(xué)生拆裝模具的典型結(jié)構(gòu)并且繪制模具圖、課程設(shè)計(jì)、企業(yè)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)、項(xiàng)目式教學(xué)以及CAD軟件和仿真軟件的引入，來(lái)提高學(xué)生對(duì)成形過(guò)程和模具的認(rèn)識(shí)能力[2-10]。但是，由于模具數(shù)量和種類(lèi)繁多，模具拆裝工具較少，模具拆裝上課時(shí)間不夠，學(xué)生理解和動(dòng)手完成起來(lái)比較困難，并且相應(yīng)手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)較多，因此學(xué)生學(xué)的效果不是很好，與國(guó)家和企業(yè)的發(fā)展不適應(yīng)。

本文來(lái)改革該門(mén)課程主要通過(guò)以下方式：采用線上線下課堂結(jié)合，第二課堂輔助的方式;通過(guò)反復(fù)的觀察、拆裝、測(cè)量沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)和零件;通過(guò)給以學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_(kāi)放性的查詢作業(yè);采用網(wǎng)絡(luò)資源和三維軟件的級(jí)進(jìn)模模塊結(jié)合的方式。

1? 線上線下課程結(jié)合，第二課程輔助

在網(wǎng)絡(luò)大力發(fā)展的作用下，學(xué)生獲得知識(shí)的渠道增多了，比如愛(ài)課程網(wǎng)上的成都工業(yè)學(xué)院的《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》是2005年國(guó)家精品課程、2013年國(guó)家精品資源共享課程，是唯一獲得國(guó)家精品資源共享課的本科高校。基于此按照布魯姆《教育目標(biāo)分類(lèi)學(xué)》中觀點(diǎn)，把課程知識(shí)按照“識(shí)記-理解-分析-應(yīng)用-評(píng)價(jià)-創(chuàng)新”等項(xiàng)目分類(lèi)。其中，“識(shí)記-理解-分析-應(yīng)用”的內(nèi)容通過(guò)愛(ài)課程網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，提前布置給學(xué)生，課堂上主要對(duì)“理解-分析-應(yīng)用”的內(nèi)容加以檢測(cè)，同時(shí)給出實(shí)際工程問(wèn)題，用案例來(lái)說(shuō)明知識(shí)的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生向“評(píng)價(jià)-創(chuàng)新”前進(jìn)。

除此之外開(kāi)設(shè)第二課堂，內(nèi)容包括：復(fù)雜鈑金件的三維建模以及毛坯的展開(kāi)，汽車(chē)沖壓件成形過(guò)程模擬，25工位的多工位級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)，等。通過(guò)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了由“零件二維工程圖-三維零件-毛坯-成形分析-模具”的過(guò)程，知識(shí)的內(nèi)容更加深入和全面，為解決實(shí)際復(fù)雜問(wèn)題打下基礎(chǔ)。

2? 反復(fù)的觀察、拆裝、測(cè)量沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)和零件

沖壓模具中最典型的模具有單工序沖裁、彎曲、拉深模具，利用現(xiàn)有資源對(duì)這些典型模具一次只拆卸一個(gè)模具零件，并且在拆之前讓學(xué)生識(shí)記其整體結(jié)構(gòu)、想想其作用;拆下零件之后，讓學(xué)生再進(jìn)行觀察拆卸零件的結(jié)構(gòu)形狀和模具上拆下來(lái)之后的結(jié)構(gòu)，測(cè)量其拆下的零件的尺寸，想想其作用，如何用圖紙表達(dá);接著詢問(wèn)學(xué)生這個(gè)模具零件如何能固定到模具上、怎樣保證其安裝的精度、如何來(lái)測(cè)量，學(xué)生清楚之后再把剛才的模具零件裝到模具上并對(duì)其安裝精度測(cè)量。

經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程學(xué)生認(rèn)識(shí)到了模具上這個(gè)零件的結(jié)構(gòu)和作用、固定方式、拆裝方法，增加學(xué)生的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐能力，來(lái)夯實(shí)學(xué)生對(duì)沖壓模具基本結(jié)構(gòu)和零件的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)模具結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。

3? 給學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_(kāi)放性的查詢作業(yè)

通過(guò)給以學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_(kāi)放性的查詢作業(yè)，調(diào)動(dòng)其積極能動(dòng)性和興趣。沖壓模具有很多標(biāo)準(zhǔn)，有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)還在不斷的更新，沖壓工藝及模具部分標(biāo)準(zhǔn)有1999、2006、2007、2008、2009、2013等，將來(lái)可能還會(huì)有新的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)學(xué)生自己查閱，就可以更加清楚的認(rèn)識(shí)到?jīng)_壓工藝和模具的部分要求，為將來(lái)合理選擇模具結(jié)構(gòu)和零件打下基礎(chǔ)，同時(shí)也讓他們意識(shí)到標(biāo)準(zhǔn)的制定和更新是與技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)的，他們要有一個(gè)發(fā)展的眼光對(duì)待各種標(biāo)準(zhǔn)。

除此之外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，沖壓技術(shù)也在不斷發(fā)展，該階段技術(shù)發(fā)展的大致水平怎么樣，下一階段可能出現(xiàn)那些新的方法，這些內(nèi)容基本上都可以通過(guò)上網(wǎng)查出來(lái)。給學(xué)生布置類(lèi)似的作業(yè)，學(xué)生將會(huì)大量的文獻(xiàn)搜索，在此過(guò)程中，從而對(duì)本行業(yè)的現(xiàn)狀和將來(lái)有所了解，并且產(chǎn)生興趣。并且在查找中獲取信息的渠道，為以后工作中信息的查找，復(fù)雜的新問(wèn)題的解決提供路徑。

就業(yè)問(wèn)題也是學(xué)生畢業(yè)后必須面對(duì)的問(wèn)題，為了增加對(duì)沖壓行業(yè)和企業(yè)的了解，為學(xué)生布置以下問(wèn)題，例如國(guó)際上發(fā)展好的沖壓企業(yè)有哪些，國(guó)內(nèi)代表性龍頭企業(yè)有那些，省內(nèi)的沖壓發(fā)展水平怎么樣，代表性的企業(yè)有哪些，等等。學(xué)生對(duì)這些內(nèi)容的搜索，會(huì)加深對(duì)沖壓企業(yè)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也為將來(lái)的就業(yè)做好前期的調(diào)研工作。

4? 網(wǎng)絡(luò)資源和三維軟件的級(jí)進(jìn)模模塊結(jié)合

網(wǎng)上的“沖壓行業(yè)聯(lián)盟”和“金屬加工”展現(xiàn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)沖壓模具加工視頻及沖壓模具結(jié)構(gòu)原理動(dòng)畫(huà)。其中包括利用彎曲多工位級(jí)進(jìn)模具、拉深多工位進(jìn)模、汽車(chē)覆蓋件模具、精沖模具等等，通過(guò)這些資源的學(xué)習(xí)，可以增加自動(dòng)送料裝置、導(dǎo)正銷(xiāo)的布局、浮頂銷(xiāo)的布局和作用、斜楔機(jī)構(gòu)的作用和工作過(guò)程、以及廢料刀的外形和布置等等，復(fù)雜模具的結(jié)構(gòu)有大致的了解。

借助三維軟件的級(jí)進(jìn)模模塊建立中等難度的多工位級(jí)進(jìn)模具，在這里面給學(xué)生講述和操作實(shí)踐，排樣、進(jìn)距、料寬的設(shè)定;沖孔中以凸模為基準(zhǔn)、間隙取在凹模上，落料時(shí)以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，凹模廢料孔的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì);標(biāo)準(zhǔn)模架的組成，卸料螺釘、卸料彈簧、卸料板的結(jié)構(gòu)和組成，上摸固定螺釘、銷(xiāo)釘，下模固定螺釘、銷(xiāo)釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)和布局;導(dǎo)正銷(xiāo)的布局、浮頂銷(xiāo)的布局、斜楔機(jī)構(gòu)的組成。

通過(guò)借助網(wǎng)絡(luò)資源和三維軟件的級(jí)進(jìn)模模塊，學(xué)生了解和認(rèn)識(shí)先進(jìn)的沖壓模具，掌握中等復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)，基本適應(yīng)企業(yè)的要求，盡管一些企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有一定的出入，設(shè)計(jì)的方法也和三維軟件的級(jí)進(jìn)模模塊稍有區(qū)別。

5? 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)采用線上線下課堂結(jié)合，第二課堂輔助的方式來(lái)拓展該課程的知識(shí)廣度和深度;通過(guò)反復(fù)的觀察、拆裝、測(cè)量沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)、零件的認(rèn)識(shí)，來(lái)夯實(shí)學(xué)生對(duì)沖壓模具基本結(jié)構(gòu)和零件的認(rèn)識(shí);通過(guò)給以學(xué)生布置適當(dāng)?shù)拈_(kāi)放性的查詢作業(yè)，調(diào)動(dòng)其積極能動(dòng)性和興趣;采用網(wǎng)絡(luò)資源和UG的PDW模塊的結(jié)合使模具的內(nèi)容的深度和廣度大大提高，認(rèn)識(shí)到較為先進(jìn)的模具和設(shè)計(jì)方法，做到與企業(yè)的同步。經(jīng)過(guò)上述幾個(gè)環(huán)節(jié)從而培養(yǎng)出來(lái)的沖壓模具工程師不僅有深厚的基礎(chǔ)知識(shí)，還要解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，從而緊跟時(shí)代的步伐、適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。

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