課程教學改革擠壓模具設計論文

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課程教學改革擠壓模具設計論文

1合理構建理論課程體系,優化課程教學內容

專業基礎課內容涉及擠壓模具從設計、制造、使用及維修到操作整個擠壓工藝流程的各個環節,是從事擠壓模具行業工作所必備的知識,在課堂教學上應與生產實踐和社會環境相結合,理論指導實踐,實踐促進理論教學。因此,專業基礎理論課應以“實用”為本,學生應主修完《金屬塑性加工學(擠壓與拉拔)》、《塑性加工設備》等課程。專業課程要以“專、精”為準,針對性強。學生應主修完《模具CAD/CAM》、《擠壓模具設計》等課程。在專業課程方面,盡管眾多高校已對專業基礎課程以及基礎理論課程進行了較大力度的改革,但課程內容與企業生產實際脫節現象依然存在。在教學改革中,通過精心組織擠壓模具專業課程的教學,學生畢業上崗后,能夠運用理論知識指導實踐生產,靈活變通,逐漸學會解決實際工藝問題。

2積極探索課堂教學方法的改革

上述課程結構的設置是緊緊圍繞培養擠壓模具專業應用性人才這一目標,基于對學生模具設計能力和解決現場實際問題能力的培養,采取了更加靈活的方法來輔助教學。(1)在課時安排上,盡量精講一些純理論性的知識,在滿足“夠用”的前提下,對于一些復雜的理論推導不再介紹。(2)采用典型案例形象化理論教學內容,是改進擠壓工藝課程教學的有效方法之一。為豐富教學內容,增強教學效果,在教學過程中將實際企業中應用的各種擠壓加工技術介紹給學生,使學生對所學的專業知識有更深刻的理解。(3)在課堂教學中通過播放現場視頻,及時穿插諸多擠壓生產行業中出現的熱點問題,以此激發學生的學習興趣,增強學生對所學的理論知識學以致用、活學活用的意識,為將來走上工作崗位或進一步深造奠定了良好的基礎。(4)將零件的成形過程采用模型、動畫、成形仿真等授課方式展現在學生面前,這比純粹的理論講解更利于學生學習和接受。通過學生直觀地認識模具結構組成、模具工作過程,增強學生對模具結構零件作用的了解,培養學生對專業課程學習的積極性。

3實踐性教學環節實施重點

實踐性教學環節是培養學生創新能力的關鍵環節,為了把學生培養成為技能型人才,要讓學生參與到課堂教學中來,增加師生的互動性,增強教學效果?!稊D壓模具設計》課程在實踐教學中更應注重學生的實際操作,反復訓練,如增加對模型的認知。對于Autocad、UG、Pro/E等各類二維和三維繪圖軟件的教學,應注重對學生在熟練操作和創新能力方面的實訓。模具制造技能訓練環節,是讓學生在課程設計階段設計出模具結構后,在模具制造實驗課程中采用快速成型機模仿制造模具,并分析設計出模具結構是否合理。針對上述列舉出來的教學環節,可以從以下3個方面進行探討。

3.1強化學生對軟件使用的實訓技能

通過對學生就職于現有企業的情況分析,企業要求學生能夠熟練運用二維和三維繪圖軟件設計模具,因此在專業課和實驗上機操作的教學過程中,應強化學生Autocad、Pro/E或UG的實訓技能。在培養學生具有一定讀圖能力、空間想象和構思能力的基礎上,要求學生能熟練掌握CAD軟件繪圖和建模的方法和技能;同時應加大學生對軟件的使用要求以及考核力度,要求學生在隨后相關的課程設計、畢業設計環節,必須運用該類軟件進行設計、繪制工程圖,以便在進入生產崗位時能快速上手。

3.2更新實驗室教學方式,提高動手操作能力

模具結構規格繁多、內部構造復雜。教材中穿插的靜態圖例大多都是二維視圖,學生只能看到主剖面,聯想不到三維空間結構,而且圖例說明簡略,學生讀圖、看圖均感抽象,在很大程度上對學生專業課的學習及后續課程設計和畢業設計造成不利影響。因此,《擠壓模具設計》課程體系應增設實驗教學模型、數值仿真、動畫3種教學模式,在此基礎上建立模具拆裝、現場教學等多功能模具拆裝室。通過對模具的反復拆裝和測繪,加強學生對模具結構的感性認識,解決理論課程中難以消化的模具設計細節問題,提高動手能力,加強模具設計能力,有助于學生后續畢業設計的順利完成。目前實驗室對擠壓模具教學模型的現場教學已實現了初步階段,下學期學生就能通過教學模型的現場教學充實課堂學習內容,實現相輔相成。

3.3將數值模擬融入畢業設計,加強引導與互動

畢業設計是實踐教學中最重要的一個環節,主要培養學生運用多學科的知識和技能分析與解決實際工程技術及相關問題的能力,學生在修完專業課程和課程設計之后,運用所學理論知識,獨立檢索資料、調研,擬定設計的技術路線和研究方案,最終完成畢業設計。擠壓模具方向的畢業設計要求學生在教師指導下進行工藝分析和模具結構設計,重在訓練學生的模具設計能力。學生設計出模具結構后,無法將模具投入生產。由于沒有實踐經驗,學生不能完全確定模具結構的合理性,從而導致模具設計成為“閉門造車”,為此將仿真技術滲透到模具設計中,讓學生能熟練運用軟件和預先掌握先進的模具設計思想。學生在導師結合工程實際確定畢業設計題目的要求下,正確選擇建模方法,對工程實際問題的可行性方案進行驗證,并最終建立優化模型。通過近幾年來將擠壓成形數值模擬融入到畢業設計環節,模具結構設計方向的學生掌握了模具的實際運用,并能大大提高模具設計能力。針對擠壓模具方向的畢業設計,可按3個階段實施:第1階段為模具設計階段,大致占全部畢業設計時間的1/4,要求學生獨立設計一副擠壓模具。此階段主要讓學生閱讀大量參考文獻,盡可能深入企業調研分析以掌握第一手資料,在此基礎上,訓練學生緊密結合基礎理論知識和實踐經驗來完成模具設計的能力;第2階段為軟件學習階段,基本上占全部畢業設計時間的1/4,針對設計中的典型模具設計案例,以鋁型材實心型材模為主,先采用三維造型軟件Pro/E或UG對模具結構建模,之后利用塑性成型仿真軟件Deform對擠壓成形工藝過程進行數值模擬;第3階段為通過對仿真模擬結果進行后處理分析,探討設計方案和工藝參數的合理性,并制定出模具結構設計優化方案。歷經這一教學改革,加強了教師與學生的引導和互動,針對性強,學生應用現代設計軟件的能力得到了提高,充分調動了學生做畢業設計的積極性和提高學習工程設計軟件的熱情,更加鍛煉了學生通過設計軟件解決實際問題的能力,使學生能夠舉一反三,將來面對同類專業設計得心應手,全面提高了學生在擠壓模具設計方面的綜合能力。綜觀前幾屆學生在畢業設計階段的表現,通過對該教學環節進行教學改革和實施,采用仿真技術完成畢業設計的學生幾乎都受益匪淺,每年都有學生獲得校優秀畢業設計論文的榮譽。

3.4實踐性教學考試模式的探索

強化實踐教學環節,理論聯系實際,才能全面提高學生的綜合素質。結合模具專業本身實踐性較強的特點,安排實踐環節,可以大大提高學生的動手操作能力。例如:在上完《擠壓模具設計》專業課后安排2周的專業課程設計。課程設計的選題兼顧實用性和典型性,盡量選擇一些實際生產中的實例,提高學生分析實際問題的能力。逐步提高具體要求,讓學生根據給定任務,繪制正規的模具裝配圖,要求有主視圖、俯視圖、零件圖、技術要求及明細欄;學生繪制模具零件圖,要求標注公差與配合;學生編寫設計計算說明書1份,不得少于12頁。該環節有助于學生掌握具體的擠壓模具設計思想和設計過程。在實踐性教學環節考試模式上,從提高學生的動手能力和設計、操作技能方面入手。以課程設計為例,采用多種考試方法相結合:典型案例模具設計+上機操作+上機考試+實驗報告+答辯。通過對鋁型材工件的典型案例進行模具的結構要素設計,學生的模具設計能力、繪圖能力得到了提升;基于動手能力的培養,側重上機運行軟件練習并結合上機考試繪制模具圖,著重考核學生的軟件操作和繪圖能力,最后通過答辯考核學生獲取理論知識的程度?;趯嵺`教學環節的考試模式改革,實訓教學質量得到了保證,避免出現同學相互拷貝實踐教學考核內容以應付考試,有效地促進了學生自主學習的能力。

4結束語

在課程體系改革中,以培養學生的創新意識與創新能力為宗旨,以強化擠壓模具專業對工程設計軟件的應用為主線,緊密圍繞模具設計技術及實踐能力的培養為目標,試圖從理論課程的設置到教學內容、方法的改革,從實踐教學環節的如何實施到考試模式的探索,多角度地分析其可行性,為該課程教學提供了開發資源,更為學生今后職業生涯的發展增添砝碼。

作者:謝玲玲 鄧小民 單位:安徽工業大學冶金工程學院

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