课程教学改革挤压模具设计论文

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课程教学改革挤压模具设计论文

1合理构建理论课程体系,优化课程教学内容

专业基础课内容涉及挤压模具从设计、制造、使用及维修到操作整个挤压工艺流程的各个环节,是从事挤压模具行业工作所必备的知识,在课堂教学上应与生产实践和社会环境相结合,理论指导实践,实践促进理论教学。因此,专业基础理论课应以“实用”为本,学生应主修完《金属塑性加工学(挤压与拉拔)》、《塑性加工设备》等课程。专业课程要以“专、精”为准,针对性强。学生应主修完《模具CAD/CAM》、《挤压模具设计》等课程。在专业课程方面,尽管众多高校已对专业基础课程以及基础理论课程进行了较大力度的改革,但课程内容与企业生产实际脱节现象依然存在。在教学改革中,通过精心组织挤压模具专业课程的教学,学生毕业上岗后,能够运用理论知识指导实践生产,灵活变通,逐渐学会解决实际工艺问题。

2积极探索课堂教学方法的改革

上述课程结构的设置是紧紧围绕培养挤压模具专业应用性人才这一目标,基于对学生模具设计能力和解决现场实际问题能力的培养,采取了更加灵活的方法来辅助教学。(1)在课时安排上,尽量精讲一些纯理论性的知识,在满足“够用”的前提下,对于一些复杂的理论推导不再介绍。(2)采用典型案例形象化理论教学内容,是改进挤压工艺课程教学的有效方法之一。为丰富教学内容,增强教学效果,在教学过程中将实际企业中应用的各种挤压加工技术介绍给学生,使学生对所学的专业知识有更深刻的理解。(3)在课堂教学中通过播放现场视频,及时穿插诸多挤压生产行业中出现的热点问题,以此激发学生的学习兴趣,增强学生对所学的理论知识学以致用、活学活用的意识,为将来走上工作岗位或进一步深造奠定了良好的基础。(4)将零件的成形过程采用模型、动画、成形仿真等授课方式展现在学生面前,这比纯粹的理论讲解更利于学生学习和接受。通过学生直观地认识模具结构组成、模具工作过程,增强学生对模具结构零件作用的了解,培养学生对专业课程学习的积极性。

3实践性教学环节实施重点

实践性教学环节是培养学生创新能力的关键环节,为了把学生培养成为技能型人才,要让学生参与到课堂教学中来,增加师生的互动性,增强教学效果。《挤压模具设计》课程在实践教学中更应注重学生的实际操作,反复训练,如增加对模型的认知。对于Autocad、UG、Pro/E等各类二维和三维绘图软件的教学,应注重对学生在熟练操作和创新能力方面的实训。模具制造技能训练环节,是让学生在课程设计阶段设计出模具结构后,在模具制造实验课程中采用快速成型机模仿制造模具,并分析设计出模具结构是否合理。针对上述列举出来的教学环节,可以从以下3个方面进行探讨。

3.1强化学生对软件使用的实训技能

通过对学生就职于现有企业的情况分析,企业要求学生能够熟练运用二维和三维绘图软件设计模具,因此在专业课和实验上机操作的教学过程中,应强化学生Autocad、Pro/E或UG的实训技能。在培养学生具有一定读图能力、空间想象和构思能力的基础上,要求学生能熟练掌握CAD软件绘图和建模的方法和技能;同时应加大学生对软件的使用要求以及考核力度,要求学生在随后相关的课程设计、毕业设计环节,必须运用该类软件进行设计、绘制工程图,以便在进入生产岗位时能快速上手。

3.2更新实验室教学方式,提高动手操作能力

模具结构规格繁多、内部构造复杂。教材中穿插的静态图例大多都是二维视图,学生只能看到主剖面,联想不到三维空间结构,而且图例说明简略,学生读图、看图均感抽象,在很大程度上对学生专业课的学习及后续课程设计和毕业设计造成不利影响。因此,《挤压模具设计》课程体系应增设实验教学模型、数值仿真、动画3种教学模式,在此基础上建立模具拆装、现场教学等多功能模具拆装室。通过对模具的反复拆装和测绘,加强学生对模具结构的感性认识,解决理论课程中难以消化的模具设计细节问题,提高动手能力,加强模具设计能力,有助于学生后续毕业设计的顺利完成。目前实验室对挤压模具教学模型的现场教学已实现了初步阶段,下学期学生就能通过教学模型的现场教学充实课堂学习内容,实现相辅相成。

3.3将数值模拟融入毕业设计,加强引导与互动

毕业设计是实践教学中最重要的一个环节,主要培养学生运用多学科的知识和技能分析与解决实际工程技术及相关问题的能力,学生在修完专业课程和课程设计之后,运用所学理论知识,独立检索资料、调研,拟定设计的技术路线和研究方案,最终完成毕业设计。挤压模具方向的毕业设计要求学生在教师指导下进行工艺分析和模具结构设计,重在训练学生的模具设计能力。学生设计出模具结构后,无法将模具投入生产。由于没有实践经验,学生不能完全确定模具结构的合理性,从而导致模具设计成为“闭门造车”,为此将仿真技术渗透到模具设计中,让学生能熟练运用软件和预先掌握先进的模具设计思想。学生在导师结合工程实际确定毕业设计题目的要求下,正确选择建模方法,对工程实际问题的可行性方案进行验证,并最终建立优化模型。通过近几年来将挤压成形数值模拟融入到毕业设计环节,模具结构设计方向的学生掌握了模具的实际运用,并能大大提高模具设计能力。针对挤压模具方向的毕业设计,可按3个阶段实施:第1阶段为模具设计阶段,大致占全部毕业设计时间的1/4,要求学生独立设计一副挤压模具。此阶段主要让学生阅读大量参考文献,尽可能深入企业调研分析以掌握第一手资料,在此基础上,训练学生紧密结合基础理论知识和实践经验来完成模具设计的能力;第2阶段为软件学习阶段,基本上占全部毕业设计时间的1/4,针对设计中的典型模具设计案例,以铝型材实心型材模为主,先采用三维造型软件Pro/E或UG对模具结构建模,之后利用塑性成型仿真软件Deform对挤压成形工艺过程进行数值模拟;第3阶段为通过对仿真模拟结果进行后处理分析,探讨设计方案和工艺参数的合理性,并制定出模具结构设计优化方案。历经这一教学改革,加强了教师与学生的引导和互动,针对性强,学生应用现代设计软件的能力得到了提高,充分调动了学生做毕业设计的积极性和提高学习工程设计软件的热情,更加锻炼了学生通过设计软件解决实际问题的能力,使学生能够举一反三,将来面对同类专业设计得心应手,全面提高了学生在挤压模具设计方面的综合能力。综观前几届学生在毕业设计阶段的表现,通过对该教学环节进行教学改革和实施,采用仿真技术完成毕业设计的学生几乎都受益匪浅,每年都有学生获得校优秀毕业设计论文的荣誉。

3.4实践性教学考试模式的探索

强化实践教学环节,理论联系实际,才能全面提高学生的综合素质。结合模具专业本身实践性较强的特点,安排实践环节,可以大大提高学生的动手操作能力。例如:在上完《挤压模具设计》专业课后安排2周的专业课程设计。课程设计的选题兼顾实用性和典型性,尽量选择一些实际生产中的实例,提高学生分析实际问题的能力。逐步提高具体要求,让学生根据给定任务,绘制正规的模具装配图,要求有主视图、俯视图、零件图、技术要求及明细栏;学生绘制模具零件图,要求标注公差与配合;学生编写设计计算说明书1份,不得少于12页。该环节有助于学生掌握具体的挤压模具设计思想和设计过程。在实践性教学环节考试模式上,从提高学生的动手能力和设计、操作技能方面入手。以课程设计为例,采用多种考试方法相结合:典型案例模具设计+上机操作+上机考试+实验报告+答辩。通过对铝型材工件的典型案例进行模具的结构要素设计,学生的模具设计能力、绘图能力得到了提升;基于动手能力的培养,侧重上机运行软件练习并结合上机考试绘制模具图,着重考核学生的软件操作和绘图能力,最后通过答辩考核学生获取理论知识的程度。基于实践教学环节的考试模式改革,实训教学质量得到了保证,避免出现同学相互拷贝实践教学考核内容以应付考试,有效地促进了学生自主学习的能力。

4结束语

在课程体系改革中,以培养学生的创新意识与创新能力为宗旨,以强化挤压模具专业对工程设计软件的应用为主线,紧密围绕模具设计技术及实践能力的培养为目标,试图从理论课程的设置到教学内容、方法的改革,从实践教学环节的如何实施到考试模式的探索,多角度地分析其可行性,为该课程教学提供了开发资源,更为学生今后职业生涯的发展增添砝码。

作者:谢玲玲 邓小民 单位:安徽工业大学冶金工程学院