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【摘 要】从“冲压模具设计与制造”课程实际出发，设计一个综合性的实训项目，提出具体的设计思路、任务内容、实施方案，并阐述关于项目实施过程的考核内容和考核方法。
【关键词】“冲压模具设计与制造”课程 综合实训项目 设计 实施
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2013）11C-
0030-02
一、设计“冲压模具设计与制造”课程综合实训项目的必要性
“冲压模具设计与制造”课程综合实
训是指学生在学完相应的专业基础课程，掌握了一种或多种专业技能后，在专业教师指导下进行的综合性实践教学过程，包括模具结构的设计、模具零部件图的绘制、成形零部件的加工、模具的装配、试模及实际应用等一系列工作流程和内容。学生需要完成从图纸绘制到零件加工的模具设计与制造全过程。
由于受教学体系和实验手段限制，目前“冲压模具设计与制造”课程的实验教学内容和形式单一，学生在学完课程后大多只能进行冲压模具拆装和模具冲裁综合性实验两个基本型实验，极大地限制了学生对该课程的实践认识，实践效果不够理想。主要表现在：学生动手能力欠佳，缺乏自主创新实验，对于细节知识很难理解，不能真正做到“学以致用”，进行模具创新设计也就无从谈起。为此，有必要开发一个综合性的实训项目，不断提高学生对专业知识的综合应用能力、创新能力和职业素养，增强学生的创新创业和就业能力，为学生今后从事模具设计打下良好的基础，这对创新人才的培养也具有重大意义。
二、“冲压模具设计与制造”课程综合实训项目设计原则
（一）项目设计突出应用性，体现创新性。冲压模具技术不仅在模具设计、技术研究和加工制造中大量使用CAD、CAM等技术软件，而且在包括CAE分析软件和快速成型等技术在内的应用和开发方面也有许多新的发展，教师必须克服机械式的验证实验模式，除基础实验外，应结合新技术开发一些更具特色和实际应用价值的综合实训。
（二）项目设计源于科研项目。教师的科研项目成果经过适应化处理，可以开发出应用性和实用性强的实训项目，在减少经费开支的条件下，增强自主创新实验力度，创造性地进行实验教学改革。另外，可以将科研课题融入教学活动中，增强实验教学的灵活性，使学生有更大的独立思考和自主设计空间，开拓学生的思维，把实验当做一种开发过程来完成，使学生对模具技术有更深层次的理解，从而提高学习兴趣。
（三）项目设计以“学生为主体，教师为主导”。实训项目教学过程中，采用以“学生为主体，教师为主导”的训练模式，由学生作为项目的实施者，指导教师只是起监督和指导作用，以便充分调动学生的学习兴趣，有效发挥学生的学习自主性，激发学生的创造力，培养学生的创新意识。学生充分利用实验室的软、硬件资源，查阅文献资料，总结分析，亲自设计模具方案，进行模拟分析，处理和分析相关数据，优化参数，并进行加工、装配、实验；教师及时解答实训过程中的相关问题，督促学生完成实训任务，从而提高自主学习能力、参与性、主动性和创造性，为推广研究性学习和个性化、实用化培养的教学方式奠定基础。
三、“冲压模具设计与制造”课程综合实训项目任务内容
从“冲压模具设计与制造”课程的实际教学内容出发，结合教师的科研项目，将实训项目内容分解成以下几个部分：
（一）查阅项目文献资料。教师指导学生利用图书馆和网络资源查阅相关资料，熟悉课题的研究现状和发展趋势，了解成形技术的研究现状和发展趋势，特别是成形工艺的原理、特点和应用情况。学生通过文献查阅掌握文献查阅的方法，培养知识总结能力。
（二）成形工艺分析。基于对文献资料的分析、总结，利用所学的专业知识对成形工艺进行分析，确定具体成形方法和成形步骤，确定总体设计方案，采用最简单、最经济的成形工艺获取最好的产品。学生通过工艺分析掌握模具材料、成形工艺、模具设计等知识，培养分析能力。
（三）模具设计分析。基于成形工艺分析结果，设计合理的模具装配图和全套零件图，让学生掌握CAXA、Pre/E、AutoCAD、UG、SolidWorks等绘图软件的使用方法，以及零件图的绘制标准、装配图表达、模具结构表达，培养学生的模具设计创新能力。
（四）模具参数优化。根据设计的模具参数，利用有限元软件建立有限元模型，对成形工艺过程进行模拟，并提取相关的模拟数据；对数据进行分析，根据结果对相应的模具参数进行优化。学生通过模具参数优化熟悉有限元的相关知识、有限元软件的具体操作方法，培养对数据的分析处理能力。
（五）模具制造。根据优化后的设计图纸，分析加工工艺，编制零件加工工艺卡片，然后利用实验室现有的车床、铣床、钻床等各种机械设备，对各个零部件进行加工制造，最后将加工好的零部件进行装配调试。学生通过加工实践，掌握模具制造工艺、机械加工的知识、机床的操作方法，培养实际动手能力。
（六）冲压成形工艺实验。将调试好的模具安装到相应的成形设备上，完成不同参数的冲压成形工艺实验，对成形产品进行质量和强度分析等，并对总体设计方案进行改进。学生通过实验掌握成形工艺、成形设备的使用方法，了解和熟悉产品的质量和强度评价分析方法，提高设计能力，培养创新意识。
（七）项目成果。实训结束后，学生要对项目进行总结，提交模具设计全套图纸（二维图和三维图）与设计说明书、实训总结、其他的过程资料（包括图片、文字、影像）等项目成果，培养和提高材料撰写和总结能力。
四、“冲压模具设计与制造”课程综合实训项目的实施
明确项目内容后进入实训项目实施阶段。项目实施，即采用分工合作方式完成所有的内容，因此需要科学合理分配每个任务的时间和各项目成员。将学生分成若干组，每组3～5人，由专业课教师作为指导教师。教师按照实训题目，提出模具设计的具体目标与要求，要求学生在初步掌握理论内容的基础上，通过查阅项目相关文献资料，设计出模具设计方案，与指导教师讨论后，进行参数优化，确定可行的工艺路线。学生根据自己的设计方案，进行加工制造，模具装配、调试，并进行实验和数据分析，最后提交结题材料。 综合实训内容要求学生在整个课程学习连续或间断的时间内（48学时/人）完成实训课题。学生在实训过程中充分发挥主观能动性，提高实践、分析和处理问题能力，并体会科研工作的艰辛与乐趣。
五、对项目实施过程的考核
（一）考核内容。实训项目的考核内容主要是对学生的专业知识、应用能力、动手能力、团结协作能力、分析总结能力、语言表达能力等综合能力、职业素养方面进行考核。
1.专业知识。主要考核学生的学习能力，以及对冲压工艺、模具选材、模具制造工艺、模具结构特点等理论知识的理解和掌握程度，从学生获取文献的方法和手段、设计说明书品质、设计分析过程表现来进行考核。
2.模具设计能力。学生模具设计能
力，主要通过模具装配图表达是否完整、零件图标准是否合理、模具结构设计是否合理和是否具有创新性等来考核。
3.软件应用能力。主要考核学生使用CAXA、Pre/E、AutoCAD等绘图软件和Deform等有限元分析软件的水平，从学生操作软件的熟练程度、设计过程、图纸质量等方面进行考核。
4.分析解决问题能力。主要考核学生对模具设计优化分析和数据处理的能力，从模具优化是否合理、实验数据的分析处理是否准确、产品质量是否合格等方面进行考核。
5.职业道德和素养。主要考核学生的学习态度和工作状况，从学生的日常行为习惯、学习纪律、与同学之间的交流合作等方面进行考核。
（二）考核方法。项目考核成员由学生（即各小组组长）和指导教师组成。首先各项目组按抽签顺序进行答辩，项目考核成员通过听取答辩汇报、查看过程资料，根据考核内容和评定方法（见表1）进行评审打分，根据得分去掉最高分和最低分，然后取平均值，最后按照优、良、中、及格、不及格五个等级确定最终考核成绩。
考核方法综合学生专业技能、综合能力和职业素养等多个方面，让学生和教师共同参与评审，既调动了学生学习的积极性，又保证了成绩评定的客观性和公平、公正，提高了实训教学的质量。
六、项目实施成效与不足
本项目的开发实现了“冲压模具设计与制造”课程实践内容由“单一型”向“综合型”转变，设计方法由“示范型”、“验证型”向“参与型”、“开发型”、“研究型”转变。笔者根据上述思路和内容组织开展了相应的实践活动，在机械制造及其自动化应用型专业中，采用自愿报名的形式组织部分学生参加项目实训，并取得了良好的成效。一方面，提高了学生的综合能力。从学习查阅文献资料、模具结构设计、有限元软件的建模与分析、模具结构参数和工艺参数优化，到模具加工工艺编制、制造、装配、应用整个实训过程，学生的学习能力、设计能力、知识和软件应用能力、分析总结能力、实际动手能力和解决问题能力等都得到了锻炼和提高。另一方面，培养了学生的职业素养。在实训过程中，学生明确了学习内容，端正了学习态度；通过撰写项目材料，文字表达能力得到了提高，为毕业设计打下了基础；通过小组分工合作、汇报交流，培养团队合作意识，提高了交流沟通和语言表达能力，为以后走上社会奠定了基础。
然而，实践中也存在一些不足，由于实训过程贯穿于课程学习的整个过程，而且分组进行训练，要使每一名学生获得足够的训练机会，除需要调动学生的学习兴趣和培养学生的学习自主性外，还必须有足够的实践场地、设备和指导实践的师资队伍，才更有利于实训项目的实施，然而这些方面都还有待完善。
【参考文献】
[1]何柏海.模具专业综合实训模式的改革与探索[J].模具制造，2010（5）
[2]李光耀，王琥，杨旭静.板料冲压成形工艺与模具设计制造中的若干前沿技术[J].机械工程学报，2010（10）
[3]毕大森，李云涛，褚亮.关于本科院校模具专业方向高端人才培养的教学改革探索[J].模具工业，2012（2）
[4]李昌雪，陆锦明，等.基于自主学习能力培养的《冲压工艺与模具设计》课程改革与研究[J].装备制造技术，2013（2）
【基金项目】2013年度广西高等教育教学改革工程重点项目（2013JGZ126）；2012年桂林电子科技大学实践教学改革项目（ZL230238）
【作者简介】何玉林（1980- ），女，湖南永州人，桂林电子科技大学机电工程学院讲师，硕士。
（责编 吴 筱）
【关键词】“冲压模具设计与制造”课程 综合实训项目 设计 实施
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2013）11C-
0030-02
一、设计“冲压模具设计与制造”课程综合实训项目的必要性
“冲压模具设计与制造”课程综合实
训是指学生在学完相应的专业基础课程，掌握了一种或多种专业技能后，在专业教师指导下进行的综合性实践教学过程，包括模具结构的设计、模具零部件图的绘制、成形零部件的加工、模具的装配、试模及实际应用等一系列工作流程和内容。学生需要完成从图纸绘制到零件加工的模具设计与制造全过程。
由于受教学体系和实验手段限制，目前“冲压模具设计与制造”课程的实验教学内容和形式单一，学生在学完课程后大多只能进行冲压模具拆装和模具冲裁综合性实验两个基本型实验，极大地限制了学生对该课程的实践认识，实践效果不够理想。主要表现在：学生动手能力欠佳，缺乏自主创新实验，对于细节知识很难理解，不能真正做到“学以致用”，进行模具创新设计也就无从谈起。为此，有必要开发一个综合性的实训项目，不断提高学生对专业知识的综合应用能力、创新能力和职业素养，增强学生的创新创业和就业能力，为学生今后从事模具设计打下良好的基础，这对创新人才的培养也具有重大意义。
二、“冲压模具设计与制造”课程综合实训项目设计原则
（一）项目设计突出应用性，体现创新性。冲压模具技术不仅在模具设计、技术研究和加工制造中大量使用CAD、CAM等技术软件，而且在包括CAE分析软件和快速成型等技术在内的应用和开发方面也有许多新的发展，教师必须克服机械式的验证实验模式，除基础实验外，应结合新技术开发一些更具特色和实际应用价值的综合实训。
（二）项目设计源于科研项目。教师的科研项目成果经过适应化处理，可以开发出应用性和实用性强的实训项目，在减少经费开支的条件下，增强自主创新实验力度，创造性地进行实验教学改革。另外，可以将科研课题融入教学活动中，增强实验教学的灵活性，使学生有更大的独立思考和自主设计空间，开拓学生的思维，把实验当做一种开发过程来完成，使学生对模具技术有更深层次的理解，从而提高学习兴趣。
（三）项目设计以“学生为主体，教师为主导”。实训项目教学过程中，采用以“学生为主体，教师为主导”的训练模式，由学生作为项目的实施者，指导教师只是起监督和指导作用，以便充分调动学生的学习兴趣，有效发挥学生的学习自主性，激发学生的创造力，培养学生的创新意识。学生充分利用实验室的软、硬件资源，查阅文献资料，总结分析，亲自设计模具方案，进行模拟分析，处理和分析相关数据，优化参数，并进行加工、装配、实验；教师及时解答实训过程中的相关问题，督促学生完成实训任务，从而提高自主学习能力、参与性、主动性和创造性，为推广研究性学习和个性化、实用化培养的教学方式奠定基础。
三、“冲压模具设计与制造”课程综合实训项目任务内容
从“冲压模具设计与制造”课程的实际教学内容出发，结合教师的科研项目，将实训项目内容分解成以下几个部分：
（一）查阅项目文献资料。教师指导学生利用图书馆和网络资源查阅相关资料，熟悉课题的研究现状和发展趋势，了解成形技术的研究现状和发展趋势，特别是成形工艺的原理、特点和应用情况。学生通过文献查阅掌握文献查阅的方法，培养知识总结能力。
（二）成形工艺分析。基于对文献资料的分析、总结，利用所学的专业知识对成形工艺进行分析，确定具体成形方法和成形步骤，确定总体设计方案，采用最简单、最经济的成形工艺获取最好的产品。学生通过工艺分析掌握模具材料、成形工艺、模具设计等知识，培养分析能力。
（三）模具设计分析。基于成形工艺分析结果，设计合理的模具装配图和全套零件图，让学生掌握CAXA、Pre/E、AutoCAD、UG、SolidWorks等绘图软件的使用方法，以及零件图的绘制标准、装配图表达、模具结构表达，培养学生的模具设计创新能力。
（四）模具参数优化。根据设计的模具参数，利用有限元软件建立有限元模型，对成形工艺过程进行模拟，并提取相关的模拟数据；对数据进行分析，根据结果对相应的模具参数进行优化。学生通过模具参数优化熟悉有限元的相关知识、有限元软件的具体操作方法，培养对数据的分析处理能力。
（五）模具制造。根据优化后的设计图纸，分析加工工艺，编制零件加工工艺卡片，然后利用实验室现有的车床、铣床、钻床等各种机械设备，对各个零部件进行加工制造，最后将加工好的零部件进行装配调试。学生通过加工实践，掌握模具制造工艺、机械加工的知识、机床的操作方法，培养实际动手能力。
（六）冲压成形工艺实验。将调试好的模具安装到相应的成形设备上，完成不同参数的冲压成形工艺实验，对成形产品进行质量和强度分析等，并对总体设计方案进行改进。学生通过实验掌握成形工艺、成形设备的使用方法，了解和熟悉产品的质量和强度评价分析方法，提高设计能力，培养创新意识。
（七）项目成果。实训结束后，学生要对项目进行总结，提交模具设计全套图纸（二维图和三维图）与设计说明书、实训总结、其他的过程资料（包括图片、文字、影像）等项目成果，培养和提高材料撰写和总结能力。
四、“冲压模具设计与制造”课程综合实训项目的实施
明确项目内容后进入实训项目实施阶段。项目实施，即采用分工合作方式完成所有的内容，因此需要科学合理分配每个任务的时间和各项目成员。将学生分成若干组，每组3～5人，由专业课教师作为指导教师。教师按照实训题目，提出模具设计的具体目标与要求，要求学生在初步掌握理论内容的基础上，通过查阅项目相关文献资料，设计出模具设计方案，与指导教师讨论后，进行参数优化，确定可行的工艺路线。学生根据自己的设计方案，进行加工制造，模具装配、调试，并进行实验和数据分析，最后提交结题材料。 综合实训内容要求学生在整个课程学习连续或间断的时间内（48学时/人）完成实训课题。学生在实训过程中充分发挥主观能动性，提高实践、分析和处理问题能力，并体会科研工作的艰辛与乐趣。
五、对项目实施过程的考核
（一）考核内容。实训项目的考核内容主要是对学生的专业知识、应用能力、动手能力、团结协作能力、分析总结能力、语言表达能力等综合能力、职业素养方面进行考核。
1.专业知识。主要考核学生的学习能力，以及对冲压工艺、模具选材、模具制造工艺、模具结构特点等理论知识的理解和掌握程度，从学生获取文献的方法和手段、设计说明书品质、设计分析过程表现来进行考核。
2.模具设计能力。学生模具设计能
力，主要通过模具装配图表达是否完整、零件图标准是否合理、模具结构设计是否合理和是否具有创新性等来考核。
3.软件应用能力。主要考核学生使用CAXA、Pre/E、AutoCAD等绘图软件和Deform等有限元分析软件的水平，从学生操作软件的熟练程度、设计过程、图纸质量等方面进行考核。
4.分析解决问题能力。主要考核学生对模具设计优化分析和数据处理的能力，从模具优化是否合理、实验数据的分析处理是否准确、产品质量是否合格等方面进行考核。
5.职业道德和素养。主要考核学生的学习态度和工作状况，从学生的日常行为习惯、学习纪律、与同学之间的交流合作等方面进行考核。
（二）考核方法。项目考核成员由学生（即各小组组长）和指导教师组成。首先各项目组按抽签顺序进行答辩，项目考核成员通过听取答辩汇报、查看过程资料，根据考核内容和评定方法（见表1）进行评审打分，根据得分去掉最高分和最低分，然后取平均值，最后按照优、良、中、及格、不及格五个等级确定最终考核成绩。
考核方法综合学生专业技能、综合能力和职业素养等多个方面，让学生和教师共同参与评审，既调动了学生学习的积极性，又保证了成绩评定的客观性和公平、公正，提高了实训教学的质量。
六、项目实施成效与不足
本项目的开发实现了“冲压模具设计与制造”课程实践内容由“单一型”向“综合型”转变，设计方法由“示范型”、“验证型”向“参与型”、“开发型”、“研究型”转变。笔者根据上述思路和内容组织开展了相应的实践活动，在机械制造及其自动化应用型专业中，采用自愿报名的形式组织部分学生参加项目实训，并取得了良好的成效。一方面，提高了学生的综合能力。从学习查阅文献资料、模具结构设计、有限元软件的建模与分析、模具结构参数和工艺参数优化，到模具加工工艺编制、制造、装配、应用整个实训过程，学生的学习能力、设计能力、知识和软件应用能力、分析总结能力、实际动手能力和解决问题能力等都得到了锻炼和提高。另一方面，培养了学生的职业素养。在实训过程中，学生明确了学习内容，端正了学习态度；通过撰写项目材料，文字表达能力得到了提高，为毕业设计打下了基础；通过小组分工合作、汇报交流，培养团队合作意识，提高了交流沟通和语言表达能力，为以后走上社会奠定了基础。
然而，实践中也存在一些不足，由于实训过程贯穿于课程学习的整个过程，而且分组进行训练，要使每一名学生获得足够的训练机会，除需要调动学生的学习兴趣和培养学生的学习自主性外，还必须有足够的实践场地、设备和指导实践的师资队伍，才更有利于实训项目的实施，然而这些方面都还有待完善。
【参考文献】
[1]何柏海.模具专业综合实训模式的改革与探索[J].模具制造，2010（5）
[2]李光耀，王琥，杨旭静.板料冲压成形工艺与模具设计制造中的若干前沿技术[J].机械工程学报，2010（10）
[3]毕大森，李云涛，褚亮.关于本科院校模具专业方向高端人才培养的教学改革探索[J].模具工业，2012（2）
[4]李昌雪，陆锦明，等.基于自主学习能力培养的《冲压工艺与模具设计》课程改革与研究[J].装备制造技术，2013（2）
【基金项目】2013年度广西高等教育教学改革工程重点项目（2013JGZ126）；2012年桂林电子科技大学实践教学改革项目（ZL230238）
【作者简介】何玉林（1980- ），女，湖南永州人，桂林电子科技大学机电工程学院讲师，硕士。
（责编 吴 筱）