锻造工艺及模具设计论文

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锻造工艺及模具设计论文

1课程现状

(1)理论内容抽象难懂。该课程既有较强的实用性,也有较多的概念和原理知识,但缺少简明易懂、与理论相结合的实例。学生普遍反映学习难度大,不易理解,渐渐丧失了学习兴趣。

(2)缺少对知识的融会贯通和运用。在教学过程中重视单个知识点,却忽略了从锻件项目的层面对知识点进行梳理,从而将各知识点贯通运用起来。结果学生知道自由锻、模锻、校正等工艺,却不知道这些锻造方法在实际生产中如何发挥作用。

(3)试验项目中缺少模具设计、制造的练习。该课程有4个学时的试验,在试验中安排了使用De⁃form-3D软件进行材料成型分析的内容,结果学生的主要时间和精力用在软件操作和有限元分析上,却忽略了应该重点掌握的模具设计知识。

2CDIO工程教育理念

CDIO理念的核心是:以工业产品从构思、设计、制造、投入使用、反馈改进到终结废弃的全生命周期为载体,培养、训练学生的工程意识和能力,其范畴不仅包括专业知识,而且涵盖了学生在进入社会后的终身学习能力,在企业中的团队交流能力以及在企业和社会环境下的“构思—设计—实施—运行”能力。CDIO在具体实施中具有“基于项目的教学”和“边做边学”的特点,以任务为驱动,通过项目的“构思—设计—实施—运行”过程,实现培养学生能力的目标。

3基于CDIO的课程改革思路和内容

根据CDIO理念和思路,从材料成型及控制工程的专业培养目标和《锻造工艺模具设计》课程的要求出发,课程组提出了以典型锻件的生产项目为载体,以锻造工艺及模具设计为主线,实施项目演练,对课程现有的教学模式进行改革探索,着重培养学生掌握锻件的工艺流程和模具设计的综合技能。基于CDIO理念的课程改革内容如下:

(1)重新调整、分配知识点的学时,在知识点讲授上,着重于自由锻的镦粗和拔长、开式模锻、模锻件设计、模具设计这几项最常用的锻造方法,其余如自由锻冲孔、锤上模锻、特种锻造等内容,学生只需用少量学时了解即可。同时,课堂讲授的重点放在对知识的运用上,通过简单易懂的实例,运用实物模型、动画等手段,向学生介绍各种锻造工艺方法、模具设计要点及压力设备的选用。

(2)以典型锻件项目(如连杆)为范例进行教学,给学生讲解其锻造工艺流程,从下料开始一直到完成锻压生产检验为止。进一步设计连杆锻模。在讲解锻造工艺的同时,还详细介绍锻件图设计、锻模设计方法、锻模加工及所用设备等知识。在整个过程中,以连杆的锻造工艺流程及其锻模设计为主线,将各知识点串联起来,同时结合其他专业课程,使学生学习工艺规程的设计规范、产品检测、成本分析等知识。学生在这一过程中,初步掌握项目规划、工艺设计、质量管理等工程方面的概念,对理解锻造工艺理论知识更加深刻,对课程学习产生了浓厚的兴趣。

(3)教师给出2~3个典型的杆类锻件,要求学生全盘考虑其锻造过程,规划工艺路线,编写工艺规程,设计模具以及制定模具加工方案,并设计详细的锻件图和锻模图,作为课程的最终作业。学生可3~5人为1组,也可独自完成作业。整个过程类似于本科生的毕业设计,学生在指导教师的帮助下,全面深入地了解锻件生产的规律、规范及要点,建立锻造专业技术人员的项目观念和意识。

(4)指导教师选出最有代表性的几组学生作业进行分析总结,并根据最好的一组作业将锻模加工出来。这种基于CDIO理念的教学过程与学校的传统教学方式有很大区别,但与企业中培养工程技术人员的模式基本一致,通过实际的锻件项目帮助学生获取技术知识和经验,有效地激发了学生的学习兴趣,使学生从中初步建立起工程意识和概念,对学生适应今后的工作有极大的帮助。

4新课程体系特点

新《锻造工艺及模具设计》课程体系主要有以下特点:

(1)基于CDIO理念,以典型锻件项目为载体,以锻造工艺及模具设计为主线,实施工程项目演练,培养学生的技术综合能力和工程实践能力。

(2)实行“从实践到理论,再从理论到实践”的教学模式,使学生在这一过程中获得的知识和经验,远比单纯地实习或学习理论课程丰富,理解更加深刻。

(3)以典型锻件项目为范例进行教学,先给学生一个可以参照、模仿的对象,使学生吸收、消化其中的知识和经验后,进行自主创新设计时不会觉得无所适从。

(4)新课程内容以锻造工艺及模具设计为主线,涵盖了锻造技术的主要知识点,具有较强的实用性和系统性,学生在学习时不再觉得抽象、空洞,起到了良好的效果。

(5)以锻模的设计、制造为课程最终要求,使学生建立基本的工程意识和创新能力,为今后工作打下扎实的基础。

5新课程体系实施的关键点

新《锻造工艺及模具设计》课程体系在实施过程中,有以下几个关键点:

(1)教师不仅要有丰富的教学经验和理论知识,更要有较强的技术能力和实践经验,是“双师型”教师。

(2)选作范例的锻件项目,内容难度要适中,以锻造工艺流程和锻模设计为主线,较全面地涵盖了相关知识点,从实际出发,使学生清楚地了解作为锻造专业技术人员所需具备的知识和技能。

(3)教师要采用科学的评价体系,对学生完成锻件项目的评价不应只以简单的结果为标准,而应全面地看待学生在这一过程中的表现,不仅需要关注学生对各知识点的掌握程度、锻造工艺方案的经济性和可行性、锻模设计的合理性和实用性等专业技能,还需要关注学生在项目完成过程中的主动性,对新知识、新技能的学习能力,能否在工作过程中及时总结经验等方面,促使学生全面发展,提高学生对今后工作的适应能力。

6结束语

课程组借鉴国际工程教育CDIO的先进理念,对《锻造工艺及模具设计》课程进行了改革和探索,改革后的教学模式实施一个学期以来,取得了良好的成效。通过以锻件项目为载体,以锻造工艺及模具设计为主线的教学模式,学生对锻造专业知识和技术的掌握程度大大提高,工程意识、技术综合应用能力和创新设计能力明显增强,为后续教学改革积累经验奠定了良好的基础。

作者:王勇 赖思琦 单位:西南科技大学工程技术中心