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時(shí)間:2023-05-15 16:08:37
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中圖分類號(hào):G718.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)03(b)-0247-03
當(dāng)前我國(guó)職業(yè)教育正面臨著新的突破性發(fā)展,2006年教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》的16號(hào)文件頒布后,全國(guó)各地各級(jí)高職院校都積極的進(jìn)行教學(xué)改革,探索高職教學(xué)新模式以提高教學(xué)質(zhì)量。
《Pro/E模具設(shè)計(jì)》課程是模具專業(yè)的主干專業(yè)課。在學(xué)習(xí)這門課時(shí),傳統(tǒng)的教材是先講菜單和命令的使用,最后再畫整體圖形,這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法學(xué)習(xí)效果不佳,因?yàn)榻處熤v的多,學(xué)生練的少,結(jié)果是學(xué)生上完課了,沒能學(xué)到多少東西。為適應(yīng)當(dāng)前高等職業(yè)教育發(fā)展的客觀需要,推進(jìn)教育教學(xué)改革的不斷深化,因此,筆者采用采用基于工作過程導(dǎo)向的方法,對(duì)《Pro/E模具設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行了重構(gòu),以先進(jìn)的教學(xué)方法來充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
1 教改理念
高職教育比較先進(jìn)的教學(xué)理念和方法是基于工作過程系統(tǒng)化導(dǎo)向的項(xiàng)目式教學(xué)法。所謂工作過程是指在企業(yè)里為完成一件工作并取得成果而進(jìn)行的一個(gè)完整的工作程序,它是一個(gè)處于動(dòng)態(tài)中的、結(jié)構(gòu)相對(duì)固定的系統(tǒng)[1]。基于工作過程導(dǎo)向的教學(xué)法的核心是以能力為本位,以學(xué)生為主體,做中學(xué)、學(xué)中做、做中通。美國(guó)學(xué)者Eric L.Wang編著的《ENGINEER ING W ITH LEGO BRICKS AND ROBOLAB》書中有一段話:“Tell m e and I forget;Show me and I remember;Involve me and I understand”基于此,本文進(jìn)行課程重構(gòu)的教改理念是:動(dòng)腦思考,動(dòng)手去做,全程參與[2]。
2 《Pro/E模具設(shè)計(jì)》課程重構(gòu)
2.1 模具專業(yè)崗位分析
經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研及整理分析后,模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)崗位群主要包括就業(yè)崗位和遷移崗位。具體的崗位群有:模具設(shè)計(jì)員、數(shù)控機(jī)床操作員、電火花機(jī)床操作員、線切割機(jī)床操作員、Pro/E制圖員、Pro/E模具設(shè)計(jì)師與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師等,如(圖1)所示。其中加矩形框的崗位為學(xué)完《冷沖壓、塑料模具設(shè)計(jì)》課程之后可應(yīng)聘的崗位。加橢圓框的為學(xué)完《Pro/E模具設(shè)計(jì)》課程和前面相關(guān)模具設(shè)計(jì)課程后可直接應(yīng)聘的崗位。
2.2 課程目標(biāo)設(shè)計(jì)
在模具專業(yè)崗位群里,本課程對(duì)應(yīng)的崗位是Pro/E制圖員和Pro/E模具設(shè)師,具體設(shè)計(jì)課程目標(biāo)如下。
2.2.1 總體目標(biāo)
通過《Pro/E模具設(shè)計(jì)》的課程教學(xué),使學(xué)生對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能得到進(jìn)一步的深化、理解、鞏固、提升和擴(kuò)展,使學(xué)生能靈活運(yùn)用PRO/E軟件,解決模具設(shè)計(jì)和制造中的具體問題,并能將其應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,滿足企業(yè)與市場(chǎng)對(duì)專業(yè)職業(yè)能力的要求,同時(shí)為學(xué)生在未來就業(yè)的崗位上不僅能與其相適應(yīng),而且能導(dǎo)引企業(yè)走在行業(yè)技術(shù)發(fā)展的前列奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
通過本課程之項(xiàng)目一Pro/E冷沖壓模具設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),使學(xué)生能掌握基本的二維草繪命令和方法;能對(duì)零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,能確定正確的建模順序,選擇合適的建模特征,掌握三維建模命令、方法和技巧;能分析零部件間的裝配約束關(guān)系和連接關(guān)系,裝配中等復(fù)雜程度的模具產(chǎn)品;能生成符合機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的零件工程圖及模具裝配工程圖;通過本課程之項(xiàng)目二Pro/E塑料模設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),使學(xué)生能掌握Pro/E塑料模具設(shè)計(jì)的一般步驟、EMX的安裝和配置、參照模型的加載、分型面與澆注系統(tǒng)的建立、模具工作零件的設(shè)計(jì)以及模架及其它模具機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(塑料模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))。通過本課程之項(xiàng)目三Pro/E工程圖設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),能生成符合機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的模具零件工程圖及模具裝配工程圖。從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,能用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)產(chǎn)品,同時(shí)增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生耐心、細(xì)心、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),為以后參加工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2.2 能力目標(biāo)和知識(shí)目標(biāo)
能力目標(biāo)和知識(shí)目標(biāo)按照職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律,由易到難設(shè)計(jì),如圖2所示。
2.3 課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)
本課程分課內(nèi)、課外兩條線進(jìn)行能力訓(xùn)練,共設(shè)計(jì)了三個(gè)必修項(xiàng)目和二個(gè)拓展項(xiàng)目。課內(nèi)必修項(xiàng)目為冷沖模設(shè)計(jì)和塑料模設(shè)計(jì),課外拓展項(xiàng)目為風(fēng)扇設(shè)計(jì)和花灑逆向造型設(shè)計(jì)。為了培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力,課外項(xiàng)目不規(guī)定產(chǎn)品具體尺寸和造型方法,任由學(xué)生發(fā)揮。其中冷沖模設(shè)計(jì)項(xiàng)目中,零件設(shè)計(jì)內(nèi)容涵蓋了工程中軸類、盤蓋類、標(biāo)準(zhǔn)件、常用件等四大類零件。通過對(duì)各零件的造型和裝配,不僅強(qiáng)化訓(xùn)練了學(xué)生進(jìn)行產(chǎn)品平面建模的能力,也鍛煉了學(xué)生冷沖壓模具設(shè)計(jì)的能力,在建模過程中,授以設(shè)計(jì)的思想;塑料模設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要強(qiáng)化參考件的加載、模仁分模設(shè)計(jì)、工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)模架及其它標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的選用能力;工程圖項(xiàng)目主要強(qiáng)化學(xué)生的Pro/E軟件參數(shù)配置和產(chǎn)品零件圖及裝配圖的出圖能力;拓展項(xiàng)目之風(fēng)扇設(shè)計(jì)主要鍛煉學(xué)生的曲面設(shè)計(jì)能力;拓展項(xiàng)目之花灑逆向造型設(shè)計(jì)主要鍛煉學(xué)生的逆向曲面造型設(shè)計(jì),讓學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法里的逆向工程思想和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)如圖3所示。
3 結(jié)語
把《Pro/E模具設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行基于工作過程導(dǎo)向重構(gòu)后,采用分組項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),在教學(xué)過程中,不能讓一部分基礎(chǔ)差的學(xué)生依賴能力強(qiáng)的學(xué)生,要讓他們?cè)陧?xiàng)目推進(jìn)過程中有事可做,所以在項(xiàng)目分工中任務(wù)明確,并推行“一幫一”的措施,對(duì)部分學(xué)生及時(shí)幫助糾正,提高教學(xué)質(zhì)量。在《Pro/E模具設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行基于工作過程導(dǎo)向重構(gòu)后,能夠充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,而且取得明顯的效果,在職業(yè)院校的專業(yè)課教學(xué)中,有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),具有進(jìn)一步大力推廣的意義。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)08-0048-02
一、說課的意義
“說課”是教學(xué)改革中涌現(xiàn)出來的新生事物,是進(jìn)行教學(xué)研究、教學(xué)交流的一種新的教學(xué)研究形式,是授課教師在獨(dú)立備課的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地談自己的教學(xué)設(shè)想及理論依據(jù),以達(dá)到相互交流、共同提高的教研形式。它有利于提高教師理論素養(yǎng)和駕馭教材的能力,也有利于提高教師的語言表達(dá)能力,是優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì),提高教學(xué)能力的一種有效途徑。教師在“說課”時(shí),不但要說清楚教什么,怎樣教,還要說清楚為什么這樣教。所以在“說課”前,教師必須認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)高職教育理論,要了解當(dāng)前高職教研教改動(dòng)態(tài)。從說課前的準(zhǔn)備到說課再到評(píng)課,這是教師緊密結(jié)合教學(xué)實(shí)際,主動(dòng)學(xué)習(xí)理論、獲取信息、鉆研教材、思考問題、解決問題、探索創(chuàng)新的艱苦實(shí)踐的過程,也是教師自覺學(xué)習(xí)、提升、不斷發(fā)展的過程,教師在教學(xué)思想認(rèn)識(shí)、教學(xué)實(shí)踐方面將產(chǎn)生由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的質(zhì)的飛躍。
二、說課的主要內(nèi)容
說課一般應(yīng)從以下幾個(gè)方面來闡述:第一說大綱;第二說教材和教學(xué)參考資料;第三說教學(xué)方法手段;第四說學(xué)情及學(xué)生學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo);第五說教學(xué)程序設(shè)計(jì)。
下面以我系《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》課程為例進(jìn)行說課設(shè)計(jì)。
三、《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》說課稿
1.課程定位。①課程的性質(zhì)與任務(wù)。本課程是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)重要的專業(yè)課程之一,培養(yǎng)學(xué)生的塑料成型技術(shù)應(yīng)用能力。②人才培養(yǎng)目標(biāo)。培養(yǎng)擁護(hù)黨的基本路線,適應(yīng)機(jī)械類行業(yè)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的,德、智、體、美等方面全面發(fā)展的,具有良好的職業(yè)道德和職業(yè)素質(zhì),具備高等職業(yè)技術(shù)人才的文化基礎(chǔ),具有突出的模具設(shè)計(jì)與制造工藝技術(shù)應(yīng)用能力,并能在工作中熟練地應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)等現(xiàn)代新技術(shù),具備較強(qiáng)的技術(shù)綜合實(shí)踐能力和技術(shù)規(guī)范實(shí)施能力的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。③專業(yè)面向的崗位群。在人才培養(yǎng)計(jì)劃中提出模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)面向的崗位群是:金屬?zèng)_壓模具、塑料成型模具設(shè)計(jì)與制造崗位;通用數(shù)控機(jī)床編程與操作崗位;特種數(shù)控機(jī)械加工設(shè)備程序的編制與實(shí)際操作崗位;車間生產(chǎn)與技術(shù)管理等崗位。四個(gè)崗位都要求能熟悉模具的結(jié)構(gòu)組成、動(dòng)作原理及典型零件的加工特點(diǎn)、工藝性,為此開設(shè)《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》課程對(duì)各崗位的職業(yè)能力都起著重要支撐作用。④先修及后續(xù)課程。如下表。
⑤能力要素。在我院模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)人才培養(yǎng)方案的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)分解表中有一項(xiàng)職業(yè)能力:設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度塑料模具,它要求的能力要素是審查制品工藝性;使用模具設(shè)計(jì)手冊(cè);確定塑模結(jié)構(gòu)和設(shè)備;塑模工藝設(shè)計(jì);使用軟件設(shè)計(jì)模具;選擇塑模標(biāo)準(zhǔn)件;設(shè)計(jì)塑模零件。⑥課程的教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)這些能力要素大綱將這門課程劃分為七個(gè)學(xué)習(xí)情境,分別為塑料模具的認(rèn)知;塑料成型基礎(chǔ);塑料成型工藝與設(shè)備;注射成型模具;壓縮成型設(shè)備與模具;擠出成型設(shè)備與擠出機(jī)頭;重點(diǎn)講述注射模設(shè)計(jì)、壓縮模設(shè)計(jì)、擠出機(jī)頭設(shè)計(jì),同時(shí)根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,適度介紹精密塑料模、熱流道模具等先進(jìn)模具技術(shù)。課程的難點(diǎn)是注射模的設(shè)計(jì),在講壓縮模和擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)時(shí),只講個(gè)性知識(shí),突出重點(diǎn)。
2.教材和教學(xué)參考資料。根據(jù)大綱中的教學(xué)內(nèi)容安排,本門課程選擇的教材是機(jī)械工業(yè)出版社出版的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》,這本教材在每一類模具設(shè)計(jì)內(nèi)容的編寫中詳細(xì)介紹了模具的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、模具成型生產(chǎn)所用的設(shè)備、模具材料以及熱處理要求等,而且緊貼模具技術(shù)的發(fā)展。在這本教材中一共有十一章,根據(jù)大綱安排,教學(xué)中把這些內(nèi)容有機(jī)融合起來,比如將教材的第二、第三章結(jié)合在一起講,重點(diǎn)講授塑料的性能和塑件的工藝性,還有把第四章第三節(jié)注射模與注射機(jī)的關(guān)系內(nèi)容移到塑料模具設(shè)計(jì)內(nèi)容學(xué)完之后再講,因?yàn)閷W(xué)生要是不系統(tǒng)學(xué)完模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),很難把注射機(jī)與注射模的參數(shù)聯(lián)系起來。在教學(xué)中還需要借助其他資料提供經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和典型的模具結(jié)構(gòu),還有幾本教學(xué)參考資料——《塑料成型模具與設(shè)備》、《塑料注射模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》、《模具設(shè)計(jì)圖冊(cè)》。
3.教學(xué)方法手段。①教學(xué)環(huán)節(jié)突出以應(yīng)用為主線,貫徹高等職業(yè)教育“必須、夠用”的原則,注重教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性,摒棄傳統(tǒng)的繁瑣計(jì)算,訓(xùn)練學(xué)生查找國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)的能力,通過習(xí)題檢查教學(xué)效果。②傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合。《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》課程中面臨大量的零、部件結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)認(rèn)知學(xué)習(xí),其中許多內(nèi)容難以用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行演示,而計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)往往可以達(dá)到事半功倍的效果。③采用啟發(fā)式教學(xué)。在教學(xué)中處理好“教”與“學(xué)”的關(guān)系,多引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生自主思考,變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。
4.教學(xué)程序設(shè)計(jì)。我認(rèn)為在《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》這門課程中,首先應(yīng)該讓學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的對(duì)象塑料模具有個(gè)認(rèn)識(shí),所以本章的重點(diǎn)定為介紹各類成型方法以及應(yīng)用。講這部分內(nèi)容時(shí),我先給學(xué)生看些圖片,圖片中的塑件都是日常生活中隨處可見的,此外讓學(xué)生踴躍發(fā)言補(bǔ)充還有哪些形式的塑件,然后討論為什么這些生產(chǎn)、生活中有這么多的塑料件,它們是怎么生產(chǎn)出來的,先讓學(xué)生產(chǎn)生一種新奇感,認(rèn)為這門課有東西可學(xué),有奧妙可探,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的沖動(dòng)和探索的愿望,而后結(jié)合動(dòng)畫一一介紹本次課的重點(diǎn)——成型方法,在這個(gè)過程中要注意介紹這些成型方法的應(yīng)用,本次課的課堂練習(xí)是要求每個(gè)學(xué)生寫出3至5個(gè)塑件,說出它的成型方法,然后組織學(xué)生一起討論,激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
高職教育以培養(yǎng)高技能人才為根本任務(wù),以適應(yīng)社會(huì)需要為基本目標(biāo),因此,高職教師必須以應(yīng)用為主旨,有特色地實(shí)施高職課程有效教學(xué)。經(jīng)常開展說課活動(dòng),可以在教師中形成鉆研教學(xué)業(yè)務(wù)、學(xué)習(xí)教育理論的濃厚氣氛。
中圖分類號(hào):TG386 文獻(xiàn)識(shí)別碼:A 文章編號(hào):1001-828X(2016)009-000-02
目前我國(guó)制造行業(yè)中,機(jī)械模具的實(shí)際應(yīng)用可有效的提高生產(chǎn)效率,因此其已成為現(xiàn)階段制造業(yè)的研究熱點(diǎn),其中模具成型階段的模具設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)機(jī)械制造效率影響較大,所以模具設(shè)計(jì)需參考相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平。同時(shí)我國(guó)的機(jī)械制造模具設(shè)計(jì)采用的技術(shù)種類繁多并各具優(yōu)缺點(diǎn),可用于不同用途的機(jī)械制造。因此對(duì)我國(guó)機(jī)械制造模具成型設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析具有重要意義。
一、模具設(shè)計(jì)與制造的研究現(xiàn)狀
目前我國(guó)的模具設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域還處于向世界先進(jìn)水平的學(xué)習(xí)階段,自主創(chuàng)新程度不足。與國(guó)際先進(jìn)水平相比,我國(guó)整體模具工業(yè)水平差距較大,尤其模具加工在線測(cè)量和質(zhì)量管理差距超過15年,具體為模具使用壽命低以及生產(chǎn)周期長(zhǎng),特別是一些精度要求高的模具,其壽命不到國(guó)外先進(jìn)水平的40%[1]。而目前我國(guó)模具設(shè)計(jì)發(fā)展較快,不僅模具的設(shè)計(jì)水平較高,同時(shí)模具設(shè)計(jì)總量已達(dá)到一定規(guī)模。與一些發(fā)達(dá)國(guó)家的模具設(shè)計(jì)相比,我國(guó)模具的設(shè)計(jì)水平還具有較大的發(fā)展空間。特別是大型、精密的模具的實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用比例較低,不到其他發(fā)達(dá)國(guó)家的50%,這主要是由于我國(guó)制造行業(yè)的研發(fā)能力、精密加工設(shè)備、人員專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)的不足造成的。這也使得我國(guó)的模具設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域差異性發(fā)展,中低檔模具出現(xiàn)供過于求的現(xiàn)象,而大型、精密的高技術(shù)模具則主要依靠進(jìn)口。因此我國(guó)的模具設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的發(fā)展必須依靠模具成型技術(shù)、設(shè)備加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高。
二、機(jī)械制造模具成型設(shè)計(jì)
機(jī)械制造模具成型設(shè)計(jì)是機(jī)械加工業(yè)的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一,其設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到模具成型質(zhì)量,因此應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)研究和分析。設(shè)計(jì)人員接受模具成型設(shè)計(jì)任務(wù)書后,應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙和模具的原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查,需對(duì)這些材料標(biāo)注具體性質(zhì)信息。同時(shí)也需對(duì)機(jī)械制造模具的技術(shù)要求進(jìn)行仔細(xì)的技術(shù)分析,使得生產(chǎn)出的模具的相關(guān)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求,進(jìn)而保證利用模具生產(chǎn)產(chǎn)品可達(dá)到企業(yè)加工和設(shè)計(jì)要求。還需對(duì)模具尺寸進(jìn)行精細(xì)計(jì)算,確保加工零件的尺寸和技術(shù)參數(shù)滿足模具成型設(shè)計(jì)任務(wù)書的具體要求。對(duì)于機(jī)械制造模具成型設(shè)計(jì)步驟,本文以注射模具設(shè)計(jì)為例進(jìn)行具體說明。
1.模具成型設(shè)計(jì)考慮的問題
注射模具設(shè)計(jì)是機(jī)械制造領(lǐng)域中比重較大的一類模具成型設(shè)計(jì),其具體設(shè)計(jì)應(yīng)考慮:首先是塑料材質(zhì)選擇,其是否符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求以及冷卻過程的收及補(bǔ)問題。其次是模具澆口和分型面的具體類型和參數(shù),同時(shí)也需考慮模具制造過程的冷卻或加熱對(duì)模具的性能影響。最后是根據(jù)模具尺寸合理選用注射機(jī),注射機(jī)選型應(yīng)考慮注射機(jī)的最大注射量、鎖模力以及模具尺寸等參數(shù),保證模具結(jié)構(gòu)和零件形狀簡(jiǎn)單實(shí)用,整個(gè)模具的精度、表面粗糙度和剛度符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,便于模具制造和加工[2]。
2.模具成型的設(shè)計(jì)步驟
(1)塑件分析
塑件分析的兩個(gè)重要考慮因素是塑件設(shè)計(jì)要求和塑件生產(chǎn)批量。確定塑件設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)根據(jù)塑件制品零件圖、成型工藝的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行設(shè)計(jì),要明確塑件性質(zhì)、形狀要求、尺寸精度和表面粗糙度等相關(guān)技術(shù)參數(shù),如塑件的相關(guān)技術(shù)參數(shù)需變動(dòng)時(shí),應(yīng)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員進(jìn)行商討變動(dòng)可能性。塑件生產(chǎn)批量對(duì)塑件生產(chǎn)成本影響較大,對(duì)其進(jìn)行分析時(shí),首先應(yīng)明確塑件的生產(chǎn)批量,根據(jù)其選擇合適的模具,如生產(chǎn)批量較小,可考慮使用簡(jiǎn)單模具,降低生產(chǎn)成本。而生產(chǎn)批量較大時(shí),在保證塑件質(zhì)量的前提下,盡量縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率,可考慮使用一模多腔或高速自動(dòng)化生產(chǎn)模式,同時(shí)也應(yīng)嚴(yán)格要求模具推出或脫模機(jī)構(gòu)的控制使用。除了上述兩種重要考慮因素外,塑件分析過程應(yīng)計(jì)算塑件的體積、質(zhì)量和模具型腔數(shù)量,為接下來的注塑機(jī)選用做好前期準(zhǔn)備工作。
(2)注塑機(jī)選用
根據(jù)塑件分析對(duì)塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算確定模具的結(jié)構(gòu),再進(jìn)行注塑機(jī)型號(hào)的選用,明確其與模具設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。這些技術(shù)參數(shù)主要包括注塑機(jī)最大注塑量,注塑壓力大小,安裝螺孔位置,注塑機(jī)模板面積、定位圈和噴嘴等相關(guān)構(gòu)件尺寸,進(jìn)而保證注塑機(jī)型號(hào)可以滿足實(shí)際模具設(shè)計(jì)需求。
(3)模具成型設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目
完成注塑機(jī)型號(hào)的選用后,可進(jìn)行模具設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目,明確具體技術(shù)參數(shù),如凹凸模尺寸計(jì)算,型腔壁厚和底板厚度的確定,以及模具加熱、冷卻系統(tǒng)的選型和設(shè)計(jì)。
(4)模具成型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具成型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)主要明確以下相關(guān)參數(shù),首先是塑件成型位置以及各分型面的實(shí)際應(yīng)用。其次是模具型腔數(shù)量、型腔排列的選擇。再次是模具相關(guān)零件、頂出機(jī)構(gòu)以及排氣方式等相關(guān)設(shè)計(jì)。最后是根據(jù)模具總體尺寸選擇適當(dāng)?shù)哪<?,目前模架型?hào)已標(biāo)準(zhǔn)化制造,可根據(jù)實(shí)際要求直接購買。通過上述參數(shù)的確定,進(jìn)而繪制完成的模具成型結(jié)構(gòu)圖。
(5)模具成型相關(guān)圖紙繪制
模具成型相關(guān)圖紙繪制主要包括繪制模具總裝圖和零件工作圖,其繪制過程應(yīng)嚴(yán)格參照機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范,其繪制原則與常規(guī)機(jī)械圖畫法基本一致,需明確模具成型的形狀和澆口位置。同時(shí)制模具總裝圖的俯視圖中,可去除定模部分,只保留相應(yīng)動(dòng)模部分。模具總裝圖應(yīng)包括模具外形尺寸,裝配尺寸、極限尺寸以及技術(shù)條件等,并編寫相應(yīng)的零件明細(xì)表。
3.機(jī)械制造模具成型設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)
(1)計(jì)算機(jī)CAD/CAM輔助設(shè)計(jì)軟件
機(jī)械設(shè)計(jì)和輔助加工制造技術(shù)的大量應(yīng)用,有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的研發(fā)效率,促進(jìn)現(xiàn)代制造業(yè)的研究開發(fā)工作,我國(guó)模具成型設(shè)計(jì)發(fā)展得益于計(jì)算機(jī)CAD/CAM輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展應(yīng)用。該技術(shù)可通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行模具成型模擬設(shè)計(jì),進(jìn)而有效提高設(shè)計(jì)效率。同時(shí)該技術(shù)可以與數(shù)字、數(shù)控等技術(shù)聯(lián)用,既可進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)過程中各種信息的定量表達(dá)、存儲(chǔ)和控制,實(shí)現(xiàn)模具成型設(shè)計(jì)全局優(yōu)化運(yùn)算,也可通過數(shù)字建模和仿真模擬和動(dòng)態(tài)分析優(yōu)化設(shè)計(jì)思路和要求,同時(shí)其可有效降低模具成型設(shè)計(jì)和改造成本,縮短模具成型設(shè)計(jì)時(shí)間,提高模具成型設(shè)計(jì)效率。目前計(jì)算機(jī)CAD/CAM輔助設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)利用,實(shí)現(xiàn)模具軟件應(yīng)用的集成化、網(wǎng)格化發(fā)展。如Power Solution CAD/CAM集成化系統(tǒng),其可完成幾何建模、工業(yè)設(shè)計(jì)和制圖、仿真分析、數(shù)控編程、測(cè)量分析等多種功能設(shè)計(jì),同時(shí)該系統(tǒng)的各功能模塊相對(duì)獨(dú)立,也可使用數(shù)據(jù)接口與其他系統(tǒng)聯(lián)用運(yùn)行,體現(xiàn)該系統(tǒng)的開放性和兼容性。
(2)模具成型三維化設(shè)計(jì)軟件
傳統(tǒng)的模具成設(shè)計(jì)是二維設(shè)計(jì)過程,其已不適應(yīng)現(xiàn)代制造行業(yè)的發(fā)展要求。而采用模具成型三維化設(shè)計(jì)軟件可以立體直觀的設(shè)計(jì)模具,設(shè)計(jì)出的三維數(shù)字化模型便于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具性能評(píng)估以及加工成型過程模擬。如Pro / E和CATIA等軟件的使用,可進(jìn)行模具并行工程設(shè)計(jì)。專業(yè)3D注塑模設(shè)計(jì)軟件,可實(shí)現(xiàn)3D型腔、型芯結(jié)構(gòu)、模架配置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。如Moldflow Advisers三維真實(shí)感流動(dòng)模擬軟件、3D Quickfill、HSC 3D4.5F、Z-mold等軟件實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用效果良好。
(3)模具成型設(shè)計(jì)相關(guān)的制造技術(shù)
機(jī)械制造模具成型設(shè)計(jì)過程中,對(duì)模具的加工精度和強(qiáng)度有嚴(yán)格的技術(shù)要求,而常規(guī)的模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)滿足不了這些要求,使得模具成型設(shè)計(jì)的實(shí)用性降低,同時(shí)也浪費(fèi)相應(yīng)的設(shè)計(jì)成本,因此需要采用先進(jìn)制造技術(shù)滿足技術(shù)要求。目前可采用的先進(jìn)制造技術(shù)主要包括以下3種:首先是電火花加工技術(shù),該技術(shù)是利用火花放電產(chǎn)生的瞬間高溫蝕去金屬進(jìn)行模具的加工成型。該技術(shù)分為電火花穿孔成型加工和電火花線切割加工兩種,電火花穿孔成型應(yīng)用在型腔加工環(huán)節(jié),而電火花線切割加工主要用于注射模、壓鑄模和熱鍛模等模具型腔成型作業(yè)[3]。其次是高速切削加工技術(shù),該技術(shù)主要利用高速切削對(duì)高硬度、耐磨損模具材料進(jìn)行加工處理。與傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)與制造相比,高速切削加工技術(shù)可有效提高模具加工效率,保障模具制造質(zhì)量。最后是快速模具制造技術(shù),該技術(shù)是快速成型技術(shù)(RPM)與常規(guī)模具制造技術(shù)的有效結(jié)合,其可以大量縮短模具設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)間,有效提高生產(chǎn)效率,節(jié)約生產(chǎn)成本,已成為模具設(shè)計(jì)與制造的重要技術(shù)方法。其主要包括基于RPM原型的精密鑄造模具、噴涂法、熔模鑄造以及直接制造金屬模具等具體技術(shù)方法。
三、結(jié)語
通過本文對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造的研究現(xiàn)狀以及機(jī)械制造模具成型設(shè)計(jì)的闡述分析來看,與國(guó)際先進(jìn)水平相比,我國(guó)機(jī)械制造模具成型設(shè)計(jì)水平差距較大,需增加模具成型設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域的研究力度,采用新設(shè)計(jì)軟件和先進(jìn)模具制造技術(shù),確保機(jī)械制造模具設(shè)計(jì)和制造向大型化、高精度、環(huán)保以及技術(shù)含量高的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞: 職業(yè)崗位;工作任務(wù);課程體系構(gòu)建
Key words: occupational status;work tasks;curriculum system construction
中圖分類號(hào):G423.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2013)28-0268-02
0 引言
目前,湖南省的高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院有60多家,其中有半數(shù)以上職業(yè)院校都開設(shè)了模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè),為湖南乃至全國(guó)各地培養(yǎng)了大批模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)人才。但是,從對(duì)企業(yè)調(diào)查的情況表明,普遍存在學(xué)校所學(xué)與企業(yè)需求之間還不相適應(yīng),畢業(yè)生到企業(yè)后的上崗前培訓(xùn)周期過長(zhǎng),專業(yè)技能、綜合素質(zhì)與崗位要求還有一定的差距。專業(yè)建設(shè)模式有待更新、課程體系有待完善、師資隊(duì)伍建設(shè)有待加強(qiáng),應(yīng)用性人才培養(yǎng)質(zhì)量急待提高?;谝陨犀F(xiàn)狀,不少學(xué)校都在積極探索高技能模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)人才培養(yǎng)模式,本文從模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)職業(yè)崗位與主要工作任務(wù)分析入手,介紹了模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)基于工作過程的課程體系構(gòu)建的過程,為模具專業(yè)人才的培養(yǎng)提供借鑒。
1 職業(yè)崗位與主要工作任務(wù)分析
通過市場(chǎng)調(diào)研、企業(yè)調(diào)研,確定本專業(yè)主要對(duì)應(yīng)模具設(shè)計(jì)工程師、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)工程師、機(jī)加工設(shè)備操作中、數(shù)控加工技術(shù)員、模具裝配鉗工、成型技術(shù)員、模具生產(chǎn)與管理員等7個(gè)職業(yè)崗位。最終我們根據(jù)畢業(yè)生就業(yè)情況,確定我院模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)對(duì)應(yīng)的核心職業(yè)崗位為模具設(shè)計(jì)工程師(注塑模具、冷沖模具)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)工程師、模具數(shù)控加工技術(shù)員、機(jī)加工設(shè)備操作員等4個(gè)職業(yè)崗位。(表1)
2 基于模具設(shè)計(jì)與制造工作過程的課程體系構(gòu)建
分析模具設(shè)計(jì)與制造典型工作過程為:模具設(shè)計(jì)——工藝編制——模具制造——模具裝配調(diào)試四個(gè)過程,分析各崗位所需的能力和技能,確定模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程,構(gòu)建以模具設(shè)計(jì)與制造工作過程為導(dǎo)向的課程體系,形成三大專業(yè)核心能力模塊體系——通用制造技術(shù)模塊、模具設(shè)計(jì)模塊、現(xiàn)代制造技術(shù)模塊。
①通用制造技術(shù)模塊:圖1所示為通用制造技術(shù)模塊分析圖,它是進(jìn)入制造業(yè)的入門模塊,完成此模塊的學(xué)習(xí),即可獲得模具鉗工中(高)級(jí)證、普通機(jī)床操作工證、繪圖員證。具備從事普通機(jī)床加工、模具鉗工和繪圖員的上崗能力。
考核方式:完成中等難度的鉗工單件合格零件考核;完成簡(jiǎn)單模具配合件考核;完成模具標(biāo)準(zhǔn)件加工考核;完成合格的生產(chǎn)準(zhǔn)備過程和良好的職業(yè)習(xí)慣考核。
②模具設(shè)計(jì)模塊:圖2所示為模具設(shè)計(jì)模塊分析圖,學(xué)生在完成第一模塊學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)械制造工藝過程有較清晰的了解,為模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。通過該模塊的學(xué)習(xí),學(xué)生可獲得三維模具設(shè)計(jì)繪圖員證、模具設(shè)計(jì)師證,具備了進(jìn)行成套模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品開發(fā)的基本能力。
考核方式:運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)完成一套中等難度的注塑模、冷沖模和壓鑄設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)工程圖應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),合格的設(shè)計(jì)過程和良好職業(yè)習(xí)慣的考核。
③現(xiàn)代制造技術(shù)模塊:圖3所示為現(xiàn)代制造技術(shù)模塊分析圖,完成該模塊的學(xué)習(xí),學(xué)生可以獲得數(shù)控車、銑、加工中心操作工證。具備運(yùn)用高精設(shè)備,高效率、高質(zhì)量、低成本地完成成套模具制造工作的基本能力。
考核方式:運(yùn)用掌握的各種制造技術(shù)制造一套中等難度、質(zhì)量符合圖紙技術(shù)要求的注塑模模具,并生產(chǎn)一件塑料制品;運(yùn)用掌握的各種制造技術(shù)制造一套中等難度、質(zhì)量符合圖紙技術(shù)要求的冷沖模模具,并生產(chǎn)一件沖壓制品;合格的生產(chǎn)工藝過程設(shè)計(jì)與工裝準(zhǔn)備以及良好的職業(yè)習(xí)慣考核。
3 結(jié)束語
我們通過深入企業(yè)調(diào)研、歷屆畢業(yè)生的信息反饋、模具企業(yè)高管及技術(shù)專家來學(xué)院講座及座談、用人單位來學(xué)院招聘交談、教師去企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)、互聯(lián)網(wǎng)的查詢等,明確本專業(yè)各崗位工作任務(wù),根據(jù)崗位能力要求,構(gòu)建了基于模具設(shè)計(jì)與制造工作過程的課程體系,在充分考慮了職業(yè)崗位的相關(guān)性和遷移性的基礎(chǔ)上,將專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域及拓展領(lǐng)域課程整合為三大模塊——通用制造技術(shù)模塊、模具設(shè)計(jì)模塊及現(xiàn)代制造技術(shù)模塊,使學(xué)生的職業(yè)能力呈現(xiàn)螺旋式循序上升的趨勢(shì),同時(shí)課程內(nèi)容對(duì)接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn),將模具設(shè)計(jì)師、制圖員、工具鉗工等職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引入教學(xué)中。企業(yè)專家參與專業(yè)及課程建設(shè)。同時(shí),我們將拿學(xué)分與考證并舉,從而保證了畢業(yè)生與所從事工作崗位的無縫對(duì)接,學(xué)生學(xué)習(xí)完各模塊后,能勝任多個(gè)就業(yè)崗位,在今后找工作時(shí)就可左右逢源,保證了學(xué)生職業(yè)生涯的可持續(xù)發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:汽車覆蓋件 模具標(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn)件
中圖分類號(hào):H12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2016)08(a)-0056-02
中國(guó)已經(jīng)成為模具制造大國(guó),但想要成為模具制造強(qiáng)國(guó)還有較長(zhǎng)的路要走。高端汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)制造具有難度大、質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn),能夠較好地體現(xiàn)汽車模具水平。高端汽車覆蓋件設(shè)計(jì)制造水平最能體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家模具制造水平,但就目前來看,國(guó)內(nèi)高端汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)、制造和管理和國(guó)外相比是存在技術(shù)差距的,普通汽車覆蓋件模具在設(shè)計(jì)、制造和管理方面也缺乏完善的標(biāo)準(zhǔn),以至于模具的標(biāo)準(zhǔn)化水平較低,生產(chǎn)制造效率也較為低下,無法滿足行業(yè)做大做強(qiáng)的發(fā)展需求。
1 國(guó)內(nèi)汽車模具行業(yè)發(fā)展情況分析
相較于美國(guó)、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家,我國(guó)汽車制造業(yè)發(fā)展時(shí)間相對(duì)較晚,國(guó)內(nèi)模具也僅有1/3左右是為汽車制造業(yè)服務(wù),國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家汽車模具則占據(jù)整個(gè)模具產(chǎn)業(yè)的50%左右。一直以來,國(guó)內(nèi)汽車模具行業(yè)發(fā)展都是散、差、亂的局面,缺乏完善的模具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),多數(shù)汽車模具制造企業(yè)的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)點(diǎn)較少,并且呈現(xiàn)出散亂分布的狀態(tài),無法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件的批量生產(chǎn)。在汽車模具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用管理方面,國(guó)標(biāo)、行標(biāo)或一些企標(biāo)出現(xiàn)并存混用的現(xiàn)象,標(biāo)準(zhǔn)的使用較為混亂。
2 汽車覆蓋件模具標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)存在的問題
2.1 缺乏先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
作為汽車模具的重要組成部分,覆蓋件模具的設(shè)計(jì)技術(shù)較為密集。目前,國(guó)內(nèi)中小型汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)大多采取傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)方法和二維CAD設(shè)計(jì)技術(shù),部分較大型模具生產(chǎn)企業(yè)引入了UG等三維設(shè)計(jì)技術(shù)。但由于缺乏完善的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),以至于影響了設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展進(jìn)程。在實(shí)際的模具設(shè)計(jì)工作中,汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)組成較為復(fù)雜,包含吊耳、導(dǎo)板和凸臺(tái)等。但由于缺乏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)常常會(huì)與模具造型發(fā)生沖突,從而導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)造型無法實(shí)現(xiàn),繼而造成設(shè)計(jì)人員和實(shí)型鑄造造型師進(jìn)行重復(fù)返工。
2.2 缺乏科學(xué)的模具制造標(biāo)準(zhǔn)
不同于其他汽車模具,汽車覆蓋件模具的加工難度較大。在國(guó)內(nèi),只有少數(shù)企業(yè)使用高速切削加工技術(shù)進(jìn)行覆蓋件模具的加工,所以整個(gè)模具行業(yè)尚未形成相應(yīng)的生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)。而多數(shù)企業(yè)采取的則是以數(shù)控為主的加工方式,需要通過引進(jìn)數(shù)控設(shè)備機(jī)床實(shí)現(xiàn)覆蓋件模具的分序加工,生產(chǎn)出的模具余量較大,并且精度較差,需要通過鉗工研修[1]。但是,無論是利用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行模具加工還是對(duì)模具進(jìn)行鉗工研修,都需要憑借人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行生產(chǎn)制造,因此較難形成生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 缺乏有效的模具管理標(biāo)準(zhǔn)
在模具管理方面,不少汽車企業(yè)雖然使用標(biāo)準(zhǔn)件,但是主要會(huì)通過進(jìn)口實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件采購。所以在汽車覆蓋件模具管理方面,尚未建立典型的模具結(jié)構(gòu)工藝標(biāo)準(zhǔn),也尚未形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件管理標(biāo)準(zhǔn),以至于國(guó)內(nèi)覆蓋件模具標(biāo)準(zhǔn)件種類不全,無法與國(guó)外汽車模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。
3 汽車覆蓋件模具的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)措施
3.1 借鑒先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
在汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)方面,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)形成了較為完善的模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),可以為國(guó)內(nèi)覆蓋件模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供指導(dǎo)。具體來講,就是結(jié)合國(guó)外先進(jìn)模具設(shè)計(jì)技術(shù),完成模具設(shè)計(jì)技術(shù)條件和驗(yàn)收技術(shù)條件等標(biāo)準(zhǔn)的制定。而汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包含基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面,需要完成制圖和公差與配合等標(biāo)準(zhǔn)的制定。而在應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面,則可以引入國(guó)外的3D造型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),從而利用統(tǒng)計(jì)圖表形式將模具設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)部件表示出來,繼而降低模具的實(shí)型鑄造難度[2]。實(shí)際上,汽車覆蓋件除了擁有復(fù)雜的型面,其他部分都具有一定的相似性、對(duì)稱性或重復(fù)性。在模具設(shè)計(jì)中進(jìn)行模具特征結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用,則能夠促使模具設(shè)計(jì)向著標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。如圖1所示,為集成化的標(biāo)準(zhǔn)件。利用參數(shù)間的關(guān)聯(lián)使安裝臺(tái)尺寸隨著標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格變化而變化,然后將標(biāo)準(zhǔn)件裝配到模具文件中,就可以生成標(biāo)準(zhǔn)件單元體。在此基礎(chǔ)上,將需要的標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)入,就能夠?qū)崿F(xiàn)模具的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),從而避免出現(xiàn)搭配錯(cuò)誤。
3.2 建立科學(xué)的模具制造標(biāo)準(zhǔn)
相較于傳統(tǒng)切削工藝,高速切削可以依靠較高的切削速度、加工質(zhì)量和進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)模具加工,能夠?yàn)槟>呒庸?biāo)準(zhǔn)的建立提供支持。根據(jù)高速切削的數(shù)據(jù)軟件,并結(jié)合覆蓋件模具的加工特點(diǎn),可以進(jìn)行具有完整品種、精度和質(zhì)量要求的加工規(guī)范的制定。而在規(guī)模設(shè)備和生產(chǎn)方法方面,也需要建立有關(guān)加工效率和加工方法的規(guī)范,以便利用最短時(shí)間、最少的人力和物力投入完成各種覆蓋件模具的制造[3]。就目前來看,汽車覆蓋件模具通用標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在模具加工生產(chǎn)方面,還要結(jié)合加工效率、加工方法和專用模具等內(nèi)容進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)的完善。
3.3 完善行業(yè)和企業(yè)的模具管理標(biāo)準(zhǔn)
在汽車覆蓋件模具的管理方面,還要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有管理標(biāo)準(zhǔn)的完善,以便實(shí)施模具的標(biāo)準(zhǔn)化管理。一方面,需要以模具結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)完成企業(yè)模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的編制,即完成標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)和零件圖的統(tǒng)一繪制,然后利用圖形和參數(shù)實(shí)現(xiàn)模具形狀和加工公差的標(biāo)準(zhǔn)化管理。另一方面,企業(yè)需要在機(jī)床空閑時(shí)間進(jìn)行預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)件的加工,從而縮短企業(yè)常用模具的制造周期,并且對(duì)機(jī)床工作量實(shí)施平衡管理。此外,在加工設(shè)備管理方面,需要完成不同機(jī)床的不同加工規(guī)范的制定,以便對(duì)模具制造進(jìn)行規(guī)范化的管理。
4 汽車覆蓋件模具標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的前景及方向
4.1 汽車覆蓋件模具標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的前景
就目前來看,汽車模具標(biāo)準(zhǔn)化制造水平已經(jīng)成為了衡量國(guó)家工業(yè)化水平的標(biāo)志之一。而近年來,國(guó)內(nèi)汽車覆蓋件模具占整個(gè)模具產(chǎn)業(yè)的份額也在不斷增加,具有年產(chǎn)5 000萬元模具能力的企業(yè)已經(jīng)多達(dá)30多家。在這種情況下,汽車模具覆蓋件必須完成標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè),才能夠形成更大的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。因此,無論是從國(guó)家科技發(fā)展還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度來看,汽車覆蓋件模具標(biāo)準(zhǔn)件的品種都將得到擴(kuò)大,模具的生產(chǎn)精度也將得到提高。因此,在模具標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方面,汽車覆蓋件模具將獲得較好的發(fā)展前景。
4.2 汽車覆蓋件模具標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的方向
從建設(shè)方向上來看,汽車覆蓋件模具想要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展,還要對(duì)模具單件生產(chǎn)方式和機(jī)制進(jìn)行改制,以便建立相應(yīng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理標(biāo)準(zhǔn),從而提高模具設(shè)計(jì)、制造和管理水平,繼而使其向著現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)方式和專業(yè)化量產(chǎn)的方向轉(zhuǎn)型。為此,汽車覆蓋件模具行業(yè)還要進(jìn)行通用零部件標(biāo)準(zhǔn)化品種的擴(kuò)大,從而提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和程度。而為擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用范圍,還要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件技術(shù)含量的提高,從而使標(biāo)準(zhǔn)件的組合率得到提高。此外,在模具標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方面,還要完成模具結(jié)構(gòu)形式等多個(gè)數(shù)據(jù)庫的建設(shè),并且建立模具驗(yàn)收技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)。
5 結(jié)語
總之,想要提升汽車覆蓋件模具標(biāo)準(zhǔn)化水平,還要加快模具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理標(biāo)準(zhǔn)的制定,從而進(jìn)一步促進(jìn)模具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平的提升。為此,相關(guān)人員還要了解國(guó)內(nèi)汽車模具行業(yè)發(fā)展情況,并且加強(qiáng)汽車覆蓋件模具標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)目前存在問題的分析,以便明確模具標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的方向和任務(wù),同時(shí)提出標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的對(duì)策,從而更好地促進(jìn)汽車覆蓋件模具行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品的需求量逐年上升,在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下,工業(yè)產(chǎn)品的升級(jí)與更新速度不斷加快。為了使所生產(chǎn)的產(chǎn)品與市場(chǎng)需求相一致,工業(yè)企業(yè)需要對(duì)生產(chǎn)線以及模具設(shè)備進(jìn)行不斷地調(diào)整,設(shè)計(jì)周期大幅縮短,模具設(shè)計(jì)方面的工作任務(wù)更加艱巨。其中,繪制模具模式與制造模具標(biāo)準(zhǔn)件等方面的工作是模具改造環(huán)節(jié)中十分重要的工作內(nèi)容。通常情況下,每生產(chǎn)一副模具,其中50%以上的工作是標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)工作。為了提高標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)效率,設(shè)計(jì)人員需要綜合運(yùn)用各種方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行更加全面的設(shè)計(jì),使企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)部門能夠準(zhǔn)確了解與標(biāo)準(zhǔn)件有關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)。利用CAD三維圖庫對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行設(shè)計(jì)是當(dāng)工業(yè)企業(yè)廣泛應(yīng)用的模具設(shè)計(jì)方式之一。然而,當(dāng)前我國(guó)工業(yè)企業(yè)在CAD三維圖庫的使用與操作上還存在著一定程度的不足,不同類型的工業(yè)企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方法等方面存在著比較大的偏差。因此,工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)部門需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件庫進(jìn)行有針對(duì)性地刪除、補(bǔ)充以及修改,提高標(biāo)準(zhǔn)件庫的實(shí)用性與可靠性。
模具生產(chǎn)工作中最核心的生產(chǎn)工具是沖壓模具。沖壓模具的設(shè)計(jì)工作需要在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下完成,所使用的設(shè)計(jì)軟件主要為CAD三維圖庫系。由于該系統(tǒng)中不包含數(shù)字化的項(xiàng)目數(shù)據(jù)資源,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行操作時(shí)需要借助一定的數(shù)據(jù)資源對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行處理,所使用的數(shù)據(jù)資源主要來自于手冊(cè)工具書等。另外,三維圖庫系統(tǒng)中也不包含設(shè)計(jì)工作所需要參照的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)人員在_始進(jìn)行模具設(shè)計(jì)工作之前需要對(duì)相關(guān)的法律法規(guī)進(jìn)行全面且深入的分析,使相關(guān)的設(shè)計(jì)方案既符合生產(chǎn)要求也符合行業(yè)規(guī)范。工業(yè)企業(yè)單位需要深刻認(rèn)識(shí)到三維圖庫系統(tǒng)對(duì)于沖壓模具設(shè)計(jì)工作的重要意義。在對(duì)技術(shù)手冊(cè)資源進(jìn)行深入調(diào)查研究的同時(shí)也要學(xué)會(huì)通過三維圖庫系統(tǒng)中所包含的參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)、資源分析技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。
三維圖庫系統(tǒng)對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)工作產(chǎn)生了巨大的影響,工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)需要對(duì)三維圖庫系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究與分析。在對(duì)該設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究與分析的基礎(chǔ)上,也要根據(jù)已往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)目前所采用的設(shè)計(jì)資源進(jìn)行全面的數(shù)字化處理,豐富三維圖庫系統(tǒng)與設(shè)計(jì)資源的數(shù)據(jù)量,使接下來的設(shè)計(jì)工作能夠直接對(duì)設(shè)計(jì)資源進(jìn)行調(diào)用。工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的工程技術(shù)人員建立起一套新型的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維,了解模具設(shè)計(jì)的具體操作方法。工業(yè)企業(yè)所采用的模具標(biāo)準(zhǔn)主要包含典型模具結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)模架以及標(biāo)準(zhǔn)件等。依照形狀特點(diǎn)可以將模具標(biāo)準(zhǔn)分為桿件和板件兩類。其中板件主要包含卸料板、固定板以及上下模座等;桿件通常包含卸料桿、螺釘以及導(dǎo)柱等。標(biāo)準(zhǔn)模架包含對(duì)角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架以及對(duì)角導(dǎo)柱模架等。典型模具結(jié)構(gòu)主要包含下頂出落料模以及v形件彎曲模等。三維圖庫系統(tǒng)中包含典型模具結(jié)構(gòu)裝配表、規(guī)格構(gòu)造表以及圖形參數(shù)表等數(shù)據(jù)資源。沖壓模具的設(shè)計(jì)工作需要在系統(tǒng)需求以及系統(tǒng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,對(duì)總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)的討論與設(shè)計(jì),對(duì)功能模塊和系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行明確的表述與說明,在對(duì)三維圖庫系統(tǒng)進(jìn)行研究與分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)化的有關(guān)理論,對(duì)模具設(shè)計(jì)資源進(jìn)行了新的排列與組合,為了工業(yè)企業(yè)的沖壓模具設(shè)計(jì)工作提建立了軟件系統(tǒng)思想以及輔助模具設(shè)計(jì)思想。在數(shù)據(jù)管理技術(shù)長(zhǎng)期的發(fā)展過程中,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在設(shè)計(jì)理論上對(duì)有關(guān)的設(shè)計(jì)資源進(jìn)行也全面的總結(jié)與歸類,通過DataBaseDeskTop程序?qū)Y源數(shù)據(jù)庫進(jìn)行整合與創(chuàng)建。
當(dāng)前我國(guó)工業(yè)企業(yè)所廣泛應(yīng)用的三維圖像技術(shù)主要以Engineer軟件為載體,該計(jì)算程序的主要特點(diǎn)是系統(tǒng)相關(guān)性較高,可以對(duì)沖壓模具的造型進(jìn)行參數(shù)化分析,主要應(yīng)用于塑料模具、電子以及機(jī)械等方面。相比起Engineer程序,Pro/E程序作為一種繪圖工具則適應(yīng)于開發(fā)環(huán)境比較簡(jiǎn)單的工業(yè)模具設(shè)計(jì),該程序?qū)I(yè)化程度不高,無論是在技術(shù)習(xí)慣上還是在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上都與專業(yè)的設(shè)計(jì)平臺(tái)之間存在著比較大的差距。因此,工業(yè)企業(yè)需要根據(jù)自身的設(shè)計(jì)需求通過二次開發(fā)的方式對(duì)有關(guān)程序進(jìn)行改良與創(chuàng)新。程序改造等方面的工作需要借助一些開發(fā)工具,比如Toolkit等,開發(fā)環(huán)境則主要為VisualCH6.0,其開發(fā)目的在于建立一個(gè)能夠使沖壓模具各方面參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化展示的系統(tǒng)程序。通過對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)方案以及自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行論述的方式,對(duì)三維圖形庫在模具標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)方面的有關(guān)應(yīng)用情況進(jìn)行全面且深入的分析。其中需要重點(diǎn)闡述的是三維圖庫在模具標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)中具體的程序?qū)崿F(xiàn)方法。工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)部門人員可以對(duì)運(yùn)動(dòng)演示動(dòng)畫進(jìn)行觀察,對(duì)材料加工過程以及零件運(yùn)用方式有一具直觀的理解。
綜上所述,設(shè)計(jì)人員需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用方式以及生產(chǎn)原則通過動(dòng)畫的方式進(jìn)行演示,將標(biāo)準(zhǔn)件的實(shí)際運(yùn)行效果進(jìn)行展示,便于工程人員對(duì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的使用方法進(jìn)行調(diào)整并且對(duì)安裝技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。
一任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在模具設(shè)計(jì)課程實(shí)施中存在的問題
1任務(wù)選取不合適
選取的任務(wù)難易程度不合適。選取任務(wù)太難,學(xué)生感覺吃力,容易打消學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;選取的任務(wù)太容易,使學(xué)生不易獲得應(yīng)有的知識(shí),不易培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
選取的任務(wù)脫離生活,使用性不強(qiáng),激發(fā)不起學(xué)生的興趣。來源于生活、應(yīng)用于生活。
2任課教師的工程實(shí)踐能力和經(jīng)歷有待于進(jìn)一步提高
在任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法中,對(duì)任課教師的工程實(shí)踐能力要求較高,不僅具備模具設(shè)計(jì)制造必須的理論知識(shí)結(jié)構(gòu),還要具備現(xiàn)代模具企業(yè)一線的工作經(jīng)歷和豐富、熟練的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn),否則,容易造成選取的任務(wù)實(shí)用性不強(qiáng),講授照本宣科,指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)的過程不符合企業(yè)的生產(chǎn)流程、步驟、要求,學(xué)生完成任務(wù)的圖紙成果存在圖形表達(dá)不完整、尺寸漏標(biāo)、尺寸標(biāo)注錯(cuò)誤、形位公差標(biāo)注不合理、技術(shù)要求不會(huì)表達(dá)、裝配結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密、零件結(jié)構(gòu)工藝性欠佳等問題時(shí),老師也不能及時(shí)提出來進(jìn)行指導(dǎo),導(dǎo)致學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力不能全面提高,因此就不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的“任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”。
3任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的配套教材尚未開發(fā)
傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)教材基本上都是一個(gè)個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)的羅列,沒有涉及完整模具設(shè)計(jì)制造的真正流程、步驟等知識(shí),更沒有按照模具企業(yè)模具設(shè)計(jì)制造的流程、步驟安排知識(shí)順序,缺乏模具設(shè)計(jì)中使用較多的模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、壓力機(jī)型號(hào)選擇及校核、文獻(xiàn)資料檢索查閱、模具設(shè)計(jì)成果正確表達(dá)等相關(guān)內(nèi)容,因此不能滿足任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的教學(xué)要求。
4任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)施造成原課程學(xué)時(shí)數(shù)明顯不足
按模具設(shè)計(jì)教學(xué)大綱的要求,課程學(xué)時(shí)總數(shù)為40學(xué)時(shí),沒有實(shí)驗(yàn),只是純理論講授時(shí)間,涵蓋的內(nèi)容也較多,既有沖裁、彎曲、拉深等多種沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)知識(shí),又有塑料成型工藝及塑料模具設(shè)計(jì)知識(shí),還有模具制造基礎(chǔ)知識(shí)等內(nèi)容,知識(shí)點(diǎn)多、雜,探索實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法后,要求學(xué)生邊學(xué)邊干、邊干邊學(xué),因此學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)只是一部分內(nèi)容,關(guān)鍵是系統(tǒng)應(yīng)用理論知識(shí)完成給定任務(wù)的工藝分析、方案擬定、工藝計(jì)算、裝配圖及零件圖的設(shè)計(jì)繪制、模具零件的加工工藝規(guī)程編制及加工操作、裝配等過程,使學(xué)生通過完成具體任務(wù)的鍛煉過程系統(tǒng)掌握模具設(shè)計(jì)制造的完整流程,提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力;同時(shí),每組大方案還要在課堂上討論,以提升學(xué)生的口頭表達(dá)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、對(duì)理論知識(shí)舉一反三的應(yīng)用能力,因此造成原定學(xué)時(shí)數(shù)明顯不足。
5課程設(shè)計(jì)與理論課學(xué)習(xí)存在時(shí)間上的脫節(jié)
模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在理論課程學(xué)完之后進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),主要是應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí),對(duì)給定的具體零件進(jìn)行工藝分析、工藝計(jì)算、方案擬定、模具結(jié)構(gòu)確定、模具零件設(shè)計(jì)等,是承上啟下的必要教學(xué)環(huán)節(jié),是課堂教學(xué)的必要補(bǔ)充,是綜合應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能解決實(shí)際問題的一項(xiàng)模擬訓(xùn)練。但傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)都是安排在學(xué)期末,與理論課學(xué)習(xí)結(jié)束至少間隔1個(gè)月時(shí)間,很多學(xué)生已將部分理論知識(shí)遺忘,使理論學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用存在斷檔、脫節(jié),學(xué)生在做課程設(shè)計(jì)時(shí),需要重新復(fù)習(xí)理論知識(shí),浪費(fèi)時(shí)間,影響學(xué)習(xí)效果。
6缺乏模具制造實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)
在實(shí)際模具企業(yè),模具設(shè)計(jì)制造是一個(gè)完整的流程,模具制造是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。但在模具設(shè)計(jì)教學(xué)大綱中,分配給模具制造部分的時(shí)間只有4個(gè)學(xué)時(shí),只能簡(jiǎn)單講解模具制造基礎(chǔ)知識(shí)、典型模具零件加工工藝和模具裝配工藝等理論內(nèi)容,缺乏模具制造實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),學(xué)生學(xué)完之后還是不知道具體模具零件加工工藝如何編制、如何加工,模具裝配工藝如何編制、如何裝配等,缺乏模具制造能力的鍛煉和培養(yǎng),造成與模具實(shí)際制造環(huán)節(jié)的嚴(yán)重脫節(jié)。
二關(guān)于任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在模具設(shè)計(jì)實(shí)施中存在問題的解決對(duì)策
1選取真實(shí)的、實(shí)用的、難易程度合適的任務(wù)
根據(jù)我校應(yīng)用型本科畢業(yè)生面向地方企業(yè)、面向生產(chǎn)第一線的目標(biāo)定位,模具設(shè)計(jì)課程的任務(wù)選取既要以課程教學(xué)大綱主要知識(shí)點(diǎn)為依據(jù),參照教材內(nèi)容,而又不完全拘泥于教材,同時(shí)還要與沖壓模具企業(yè)實(shí)際工作中的具體任務(wù)為參考、來源,做到緊扣實(shí)際,面向運(yùn)用,使任務(wù)具有很強(qiáng)的實(shí)用性、真實(shí)性和可操作性。
為激發(fā)學(xué)生的參與意識(shí)和興趣,任務(wù)也可由學(xué)生從日常生活中接觸到的零件中選取,但難易程度需經(jīng)老師把關(guān)。
2增加教師的模具企業(yè)工作經(jīng)歷和實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)
提高教師的模具企業(yè)工作經(jīng)歷和實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)是推進(jìn)“任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”的關(guān)鍵,可以選聘有模具企業(yè)工作經(jīng)歷的老師擔(dān)任該課程的主講老師,或聘任模具企業(yè)的設(shè)計(jì)人員作兼職教師,或組織專業(yè)教師到模具企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀、考察學(xué)習(xí)、掛職鍛煉或進(jìn)行模具企業(yè)和模具任課老師的校企合作,經(jīng)常性組織專業(yè)課老師和企業(yè)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)交流,不斷提升、增長(zhǎng)任課老師的模具企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn),真正了解模具設(shè)計(jì)制造的流程。同時(shí)在教學(xué)中,任課老師應(yīng)注重塑造以淵博的知識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn)、高尚的師德為核心的人格魅力,感染學(xué)生,縮短師生之間的心理距離,使選取的任務(wù)來源于生活,應(yīng)用于生活,引起學(xué)生情感上的共鳴,激發(fā)學(xué)生解決實(shí)際問題的興趣和愿望,大幅提高任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在《模具設(shè)計(jì)》課程中的實(shí)施效果。
3開發(fā)適應(yīng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的配套教材
教材建設(shè)是教學(xué)改革和創(chuàng)建新型教學(xué)體系的關(guān)鍵之一。成立以模具設(shè)計(jì)專業(yè)課老師、大型模具企業(yè)知名專家、模具企業(yè)設(shè)計(jì)人員為成員的教材建設(shè)隊(duì)伍,依據(jù)模具設(shè)計(jì)必備的理論知識(shí),按照模具企業(yè)模具設(shè)計(jì)、制造流程、步驟,編寫與任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法配套的模具設(shè)計(jì)教材,并增加相關(guān)模具標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)件選用、壓力機(jī)型號(hào)選擇及校核、符合企業(yè)要求的實(shí)際模具設(shè)計(jì)過程及實(shí)際模具裝配圖、零件圖設(shè)計(jì)成果展示等內(nèi)容,以提升教材知識(shí)的系統(tǒng)性、指導(dǎo)性、應(yīng)用性,滿足任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的教學(xué)要求。
4采用一體化教學(xué)模式
一體化教學(xué)模式,就是理論與實(shí)踐緊密結(jié)合,教中學(xué),學(xué)中做,教、學(xué)、做一體化的教學(xué)模式。具體措施為:
(1)教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)
圍繞模具設(shè)計(jì)課程實(shí)踐性強(qiáng)、重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的要求,根據(jù)學(xué)生完成給定任務(wù)的實(shí)際需要,結(jié)合模具企業(yè)設(shè)計(jì)、制造模具的具體步驟、流程,調(diào)整、改進(jìn)理論教學(xué)內(nèi)容和順序,如增加具體零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析知識(shí),模具結(jié)構(gòu)、尺寸確定后增加壓力機(jī)型號(hào)校核內(nèi)容,增加現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)中較為重要的標(biāo)準(zhǔn)模架及標(biāo)準(zhǔn)件選取知識(shí),將壓力機(jī)簡(jiǎn)介及壓力機(jī)型號(hào)選擇內(nèi)容調(diào)整到?jīng)_壓工序力計(jì)算之后,增強(qiáng)知識(shí)學(xué)習(xí)目的性和連貫性;將沖壓工藝設(shè)計(jì)部分從最后總結(jié)講解調(diào)整穿插到前期及具體設(shè)計(jì)過程中講解,針對(duì)性強(qiáng),學(xué)生便于理解和應(yīng)用。
(2)教學(xué)模式的改進(jìn)
為使學(xué)生邊學(xué)邊干、邊干邊學(xué),傳統(tǒng)的、分散的、純理論式的課堂教學(xué)模式,顯然不能滿足要求,因此從時(shí)間安排上,一改傳統(tǒng)的每周4學(xué)時(shí)、需要10周才能講授完的純課堂教學(xué)模式,而采用集中4周時(shí)間上這一門課程,并將理論教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、模具制造實(shí)訓(xùn)有機(jī)融合在一起的教學(xué)模式改進(jìn)。4周時(shí)間安排為:前2周,老師一邊講,學(xué)生一邊練,完成分配給的設(shè)計(jì)任務(wù),后2周時(shí)間,學(xué)生根據(jù)老師講解的模具制造工藝知識(shí),完成設(shè)計(jì)圖紙的工藝編制、具體加工、裝配等實(shí)際操作。這種教學(xué)模式改進(jìn),使理論講授學(xué)時(shí)與課程設(shè)計(jì)時(shí)間有機(jī)地柔和、連貫在一起,時(shí)間銜接緊湊,使學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)能及時(shí)得到實(shí)際應(yīng)用,使學(xué)生感到學(xué)有所用,增加知識(shí)連貫性,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)習(xí)效果,有效解決了原來學(xué)時(shí)數(shù)不足的問題;同時(shí)學(xué)生一氣呵成、真刀真槍地完成給定任務(wù)的設(shè)計(jì)工作,親身經(jīng)歷了一次企業(yè)實(shí)景訓(xùn)練,增加了成就感,使任務(wù)完成具有連續(xù)性、完整性,有效克服了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與理論教學(xué)的脫節(jié)問題;后2周時(shí)間的工藝編制、具體加工、裝配等實(shí)際操作練習(xí),既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力,增強(qiáng)教學(xué)直觀性,又讓學(xué)生親身體驗(yàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的工藝性優(yōu)劣問題,及時(shí)驗(yàn)證了自己的設(shè)計(jì)成果,增強(qiáng)了學(xué)生的成功感,更為重要的是學(xué)生親身經(jīng)歷了一次企業(yè)實(shí)景訓(xùn)練,大幅提升了學(xué)生的工程實(shí)踐能力,
這種一體化教學(xué)模式采用理論教學(xué)與實(shí)踐能力培養(yǎng)相互結(jié)合、相互穿插,較好解決了實(shí)踐性較強(qiáng)課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)問題,減少理論課之間及理論與實(shí)踐課之間知識(shí)的重復(fù),充分體現(xiàn)學(xué)生主體參與作用,有助于教學(xué)質(zhì)量的提高和應(yīng)用型高技能人才的培養(yǎng)。
模具設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程,采用“以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體,使學(xué)生邊學(xué)邊干,邊干邊學(xué)”的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法后,學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確,主動(dòng)性增強(qiáng),學(xué)習(xí)興趣濃厚,工程實(shí)踐能力提高,是一種行之有效的方法。針對(duì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在模具設(shè)計(jì)課程實(shí)施過程中存在的任務(wù)選擇不合適、任課教師本身工程實(shí)踐能力不高、相配套的課程教材尚未開發(fā)、課程教學(xué)大綱學(xué)時(shí)數(shù)明顯不足、實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論課學(xué)習(xí)存在時(shí)間上脫節(jié)、缺乏模具制造實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)等問題,直接影響了實(shí)施效果,經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐探索后,分析了問題產(chǎn)生的根源,找到了相應(yīng)的解決對(duì)策:提升任課教師工程實(shí)踐能力,開發(fā)相配套的課程教材,采用一體化教學(xué)模式等,這些措施可以有效提升任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在模具設(shè)計(jì)課程中的實(shí)施效果。
參考文獻(xiàn)
1排樣方案設(shè)計(jì)
選擇合理的排樣方案可以在滿足工件使用要求的前提下,提高材料的利用率,使工藝廢料盡量小。工件中兩個(gè)孔完全對(duì)稱,在一條直線上,適用于直排,如圖3排樣圖所示,可顯著減少廢料,材料利用率高。搭邊值查表取a=3.5mm和a1=4mm,條料寬度為137mm,步距為30.5mm,即可得到一個(gè)步距的材料利用率:
2模具設(shè)計(jì)
2.1實(shí)體模具設(shè)計(jì)
應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行插秧機(jī)撥叉的模具設(shè)計(jì)如圖4、圖5所示。模具工作時(shí),條料由卸料板14上面送入;上模下行時(shí),卸料板14與卸料器12壓緊板料;上模繼續(xù)下行,條料被逐漸壓平,然后由凸模6完成沖孔工作,沖孔廢料直接由沖孔凸模6從凸凹模15內(nèi)孔推下,無頂件裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,凸凹模15內(nèi)不存積廢料;上模繼續(xù)下行,工件被凹模13壓緊,卸料器沖壓板料即而完成落料,上?;厣龝r(shí),卡在凹模13中的沖件由打桿、頂板4、頂桿7及退料器12完成卸料。
2.2撥叉模具的主要特點(diǎn)
1)卸料裝置為彈性卸料裝置(包括卸料板、彈性元件(彈簧或橡膠)卸料螺釘?shù)?,彈壓卸料裝置的卸料力較小,既起卸料作用又起壓料作用,所得沖裁零件質(zhì)量較好,平直度較高。2)對(duì)于卸料推件裝置,它是由4部分組成(打桿、頂板4、頂桿7及退料器12)。在保證順利推出工件的同時(shí)不與凹模13、凸模固定板8等零件發(fā)生干涉,應(yīng)用實(shí)體建模和仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確性。3)連接板里面的卸料器與凸凹模連接板里的凸凹模,由三個(gè)連接銷連接,方便模具的換拆,能夠提高整個(gè)模具的使用壽命,節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。4)條料排樣采用直排,沖裁零件外形與條料安排在一個(gè)凸凹模中完成,材料最省。5)為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心重合。否則,沖壓時(shí),滑塊就會(huì)承受偏心載荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損,還會(huì)使合理間隙得不到保證,從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。6)模具的模架選用按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2855.5―81模架選用的,采用后側(cè)導(dǎo)柱模架,導(dǎo)柱分布在模座的后側(cè),且直徑相同,其優(yōu)點(diǎn)是工作面敞開,適于大件邊緣沖裁。
中圖分類號(hào):G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)19-0060-02
模具工業(yè)在近幾年里發(fā)展迅速,目前已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),而模具高級(jí)技術(shù)人才緊缺。針對(duì)這種情況,許多高校對(duì)非模具專業(yè)學(xué)生開設(shè)了模具課程,以適應(yīng)這種社會(huì)需要,以便于擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面和就業(yè)面。
“模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是一門綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖、公差和配合、材料科學(xué)、材料成型及加工等多方面的知識(shí),授課內(nèi)容多且較抽象,系統(tǒng)性不強(qiáng)。[1]和模具專業(yè)比較,非模具專業(yè)授課學(xué)時(shí)少,實(shí)驗(yàn)設(shè)備和種類少,實(shí)踐教學(xué)薄弱,加上原有教學(xué)手段和教學(xué)方法落后,這就造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不可避免地產(chǎn)生一些困難,這些都嚴(yán)重地影響和制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。針對(duì)上述問題,本文詳細(xì)介紹了非模具專業(yè)如何更好地結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn),運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)手段和方法,開展模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)工作,以達(dá)到事半功倍的效果。
一、明確課程教學(xué)目標(biāo)
對(duì)于非模具專業(yè)的學(xué)生來說,課時(shí)有限、無法全面深入學(xué)習(xí),所以模具課程的理論講解不能過多。針對(duì)以上情況,結(jié)合專業(yè)特色,以培養(yǎng)綜合素質(zhì)良好的模具設(shè)計(jì)中初級(jí)技術(shù)人才為目標(biāo),重新編寫了“模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)大綱,使學(xué)生了解常見沖壓和塑模工序的變形規(guī)律;認(rèn)識(shí)沖壓和塑模成形工藝方法、模具典型結(jié)構(gòu)、模具加工方法與手段;掌握沖壓和塑模工藝與模具設(shè)計(jì)方法、模具制造工藝設(shè)計(jì)方法;具備進(jìn)行中等復(fù)雜沖壓和塑料零件的工藝編制、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝編制的能力,為以后從事模具設(shè)計(jì)工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
“模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是一門綜合性很強(qiáng)的課程,它包括了沖壓成型工藝及沖壓模、塑料成型工藝及塑料模設(shè)計(jì)、沖壓及注塑成型設(shè)備、模具制造工藝學(xué)、CAD/CAM、特種加工等內(nèi)容。但是非模具專業(yè)一般授課學(xué)時(shí)不超過48個(gè)學(xué)時(shí),不能像模具專業(yè)學(xué)生那樣全面、精通地掌握這些內(nèi)容,必須注意培養(yǎng)學(xué)生對(duì)模具設(shè)計(jì)方法的掌握,精選典型實(shí)例,突出教學(xué)重點(diǎn),適當(dāng)壓縮或刪減一些不重要的或僅限于了解的內(nèi)容,有待學(xué)生在后續(xù)實(shí)踐學(xué)習(xí)和工作中自我學(xué)習(xí)和補(bǔ)充。
比如沖壓成型包括沖裁、彎曲、拉深、脹形、翻邊、縮口等其他成型工序,教學(xué)中不能全面講到,只能以沖裁為例重點(diǎn)講授沖壓件的模具設(shè)計(jì)方法、過程、注意事項(xiàng)等,壓縮彎曲和拉深章節(jié)內(nèi)容,只講授與沖裁不同的成型過程和典型結(jié)構(gòu),不會(huì)詳細(xì)講零部件的設(shè)計(jì),刪減脹形、翻邊、縮口等其他成形工序的內(nèi)容;塑料成型工藝及塑料模包括注射、壓縮、壓注、吹塑、擠壓等方法中,由于注射模應(yīng)用最為廣泛,且設(shè)計(jì)過程最為復(fù)雜,故以注射為例典型講授塑件的模具設(shè)計(jì)方法、過程、注意事項(xiàng)等。
三、改革教學(xué)手段和方法
“模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”涉及很多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件和組裝圖,傳統(tǒng)板書或掛圖無法表達(dá)模具結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)機(jī)理,講課時(shí)難以與學(xué)生溝通。因此,在課堂教學(xué)中,采用板書與多媒體課件相結(jié)合的方式授課,采用啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué)方法,充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),使原來難以理解的知識(shí)以直觀的方式表達(dá)出來,使得課堂教學(xué)形象、直觀、生動(dòng),激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高了課堂效率。比如對(duì)沖壓和注射的典型模具結(jié)構(gòu),利用Pro/e等軟件進(jìn)行三維建模,對(duì)模具零件圖和裝配圖進(jìn)行進(jìn)行各視角展示,還可以提供半剖圖、局剖圖,使學(xué)生更方便認(rèn)識(shí)模具的結(jié)構(gòu),提高他們的識(shí)圖和空間想象能力,同時(shí)還可輸出制作成動(dòng)畫,將復(fù)雜結(jié)構(gòu)模具的開合過程動(dòng)態(tài)地展示出來。[2]
四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
對(duì)于非模具專業(yè)的學(xué)生來說,實(shí)踐教學(xué)是非常重要,也是相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié),薄弱的實(shí)踐教學(xué)阻礙了學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。根據(jù)該門課的培養(yǎng)目標(biāo),圍繞實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)這一問題,從以下三方面入手:
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)
對(duì)于非模具專業(yè)的學(xué)生來說,實(shí)驗(yàn)課時(shí)少,實(shí)驗(yàn)設(shè)備、工具的數(shù)量有限,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一,驗(yàn)證性、演示性類實(shí)驗(yàn)較多,學(xué)生動(dòng)手操作、主動(dòng)思考的較少,很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,這些都嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。針對(duì)以上情況,重新修改教學(xué)大綱增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),自制一系列沖壓模、塑料模教具及模擬機(jī)進(jìn)行模具運(yùn)行演示、模具拆裝與測(cè)繪實(shí)驗(yàn),并利用學(xué)院和校內(nèi)金工實(shí)習(xí)工廠的機(jī)加工設(shè)備開展模具加工的實(shí)驗(yàn)。另外,利用多媒體讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前熟悉實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;并通過虛擬技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備的工作過程,學(xué)生能清楚全面掌握比如擠出模具、吹塑模具的結(jié)構(gòu),工作過程和模具拆裝測(cè)繪過程;提高實(shí)驗(yàn)室的開放程度,可以讓學(xué)生利用課外時(shí)間增加親手操作機(jī)會(huì),充分利用實(shí)驗(yàn)室資源加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解,提高學(xué)生對(duì)模具結(jié)構(gòu)及新技術(shù)的感性認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力,以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足。
2.課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)是強(qiáng)化理論教學(xué)的重要環(huán)節(jié),為了強(qiáng)化學(xué)生的模具設(shè)計(jì)能力,教學(xué)計(jì)劃中安排了三周的課程設(shè)計(jì)。為了更好地發(fā)揮課程設(shè)計(jì)的作用,從工程實(shí)踐中直接選題,力爭(zhēng)做到一人一題或幾人一題(做同一題目的不同部分),要求學(xué)生按正規(guī)的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行零件的工藝性分析、工藝參數(shù)計(jì)算和確定、設(shè)備選型、模具結(jié)構(gòu)方案分析,完成模具總裝圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的繪制,并撰寫詳細(xì)的模具設(shè)計(jì)說明書和成型(形)工藝過程卡,并讓學(xué)生通過答辯真正弄懂設(shè)計(jì)中的各關(guān)鍵問題。[3]課程設(shè)計(jì)通過解決工程實(shí)際問題,不僅提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、查閱資料的能力、獨(dú)立思考及綜合分析實(shí)際問題的能力,而且使學(xué)生了解了使用有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及各種設(shè)計(jì)規(guī)范與規(guī)定。
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)過程最終階段的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是檢驗(yàn)學(xué)生在四年中所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐操作技能的主要途徑。根據(jù)學(xué)生的情況,將畢業(yè)設(shè)計(jì)分為校內(nèi)設(shè)計(jì)和校外設(shè)計(jì)。
校內(nèi)建立模具方向畢業(yè)設(shè)計(jì)小組,制定嚴(yán)格的畢業(yè)設(shè)計(jì)管理制度,按任務(wù)書的要求及進(jìn)度安排開展畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)選題應(yīng)與該專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和定位、就業(yè)形勢(shì)以及教師的科研課題內(nèi)容和科研方向相結(jié)合,并且積極體現(xiàn)學(xué)科的發(fā)展方向和動(dòng)態(tài),保證增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)的適用性和競(jìng)爭(zhēng)性。[4]
學(xué)校推薦一部分優(yōu)秀的學(xué)生到校企合作單位完成畢業(yè)設(shè)計(jì),學(xué)校和企業(yè)給每一個(gè)學(xué)生都指定一名指導(dǎo)老師,共同指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題,嚴(yán)格把關(guān)以保證畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。鼓勵(lì)已經(jīng)簽了模具相關(guān)工作的學(xué)生到自己的公司完成畢業(yè)設(shè)計(jì),直接選擇企業(yè)的課題,設(shè)計(jì)成果直接應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐。在企業(yè)這個(gè)新的環(huán)境中,學(xué)生有強(qiáng)烈的求知欲。在企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì),不但有利于培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際工作中分析問題、解決問題的能力,而且使學(xué)生提早熟悉工作崗位、進(jìn)入工作狀態(tài),順利地完成由學(xué)生到模具從業(yè)人員的過渡。
總之,加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)要相互配合、互相促進(jìn),是培養(yǎng)企業(yè)急需的應(yīng)用型工程技術(shù)人才的保證。
五、結(jié)語
經(jīng)過這幾年的對(duì)教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、實(shí)踐教學(xué)等方面的改革與實(shí)踐,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和工程設(shè)計(jì)能力。然而要將改革的理念全面付諸實(shí)施,還有很多困難,改革仍在繼續(xù)摸索和推進(jìn),需要在實(shí)踐中不斷完善實(shí)踐教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]賈鐵鋼.提高“模具設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)效果[J].機(jī)械職業(yè)教育,
2011,(7).
沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)是我院模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的一門主干核心課程,其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握沖壓工藝編制和模具設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)。通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生會(huì)具有一般復(fù)雜程度的冷沖壓工藝編制與模具設(shè)計(jì)的基本能力,掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的程序、規(guī)范、方法和技巧等。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程的教學(xué)重點(diǎn)主要有兩方面:一是沖壓工藝規(guī)程編制及現(xiàn)場(chǎng)工藝的施工;二是能進(jìn)行一般沖模,如沖裁模、彎曲模、拉深模等的設(shè)計(jì)。因而教師要圍繞這兩個(gè)主題組織教學(xué)工作。
一、現(xiàn)有教材概況
現(xiàn)有的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)教材雖然基本內(nèi)容來自實(shí)踐,也符合先基礎(chǔ)后專業(yè)、先理論后實(shí)踐的常規(guī)教學(xué)順序,但這些教材內(nèi)容基本是沿用本科的學(xué)科體系來編寫,理論偏多,案例偏少,對(duì)基礎(chǔ)相對(duì)較差的高職學(xué)生來說,學(xué)習(xí)上有一定難度。目前也有許多所謂項(xiàng)目化教材、任務(wù)引領(lǐng)式教材,大多數(shù)只是在學(xué)科體系的教材的基礎(chǔ)上改變一下章節(jié)的叫法,將章節(jié)改為項(xiàng)目,換湯不換藥,不是真正意義上的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教材。課程學(xué)完后,在學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),教材不能起示范指導(dǎo)作用。所以校本教材、教參的開發(fā)建設(shè)是當(dāng)務(wù)之急[1]。
按照專業(yè)改革試點(diǎn)方案[2],沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課程屬于學(xué)??刂普n程(校本課程)。在開發(fā)教材之前,要進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研,了解社會(huì)需求,仔細(xì)記錄該專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)崗位,每個(gè)崗位需要的知識(shí)、技術(shù)、能力與素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,以學(xué)校教師為主,結(jié)合企業(yè)的工程師、技師等的意見,從而確定教學(xué)目標(biāo),圍繞這個(gè)目標(biāo)編寫校本教材。教材的內(nèi)容要體現(xiàn)沖壓件工藝性分析、冷沖模結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)、冷沖模設(shè)計(jì)方法等內(nèi)容,刪除純理論的塑性成形原理部分。在教材的最后,安排常用的一些相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),以便學(xué)生在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)參考。
二、校本教材內(nèi)容選取
根據(jù)走訪企業(yè)情況,結(jié)合學(xué)習(xí)領(lǐng)域的認(rèn)知規(guī)律,選擇四大模塊作為教材的主要內(nèi)容。
1.成形設(shè)備
沖壓生產(chǎn)所使用的設(shè)備主要是各種機(jī)械壓力機(jī),其中以曲柄壓力機(jī)為主。因而,該模塊安排曲柄壓力機(jī)為主要內(nèi)容,主要包括曲柄壓力機(jī)的組成、工作原理、各組成部分的作用,曲柄壓力機(jī)類型和應(yīng)用場(chǎng)合,曲柄壓力機(jī)的參數(shù)和選擇原則,等等。
2.沖裁模設(shè)計(jì)
沖裁是沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的工序,它既可以直接生產(chǎn)成品零件,又可以為彎曲、拉深、成形等工序提供工序件。企業(yè)中大部分零件是由沖裁加工而得,因而學(xué)習(xí)沖裁模具的設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)其他沖壓模具設(shè)計(jì)的前提。為了學(xué)習(xí)好沖裁模具設(shè)計(jì),需將沖裁模設(shè)計(jì)作為幾大模塊的重點(diǎn)內(nèi)容,安排落料、沖孔等工序?yàn)橹饕獌?nèi)容。在這些工序中還要將單工序模設(shè)計(jì)、連續(xù)模設(shè)計(jì)、復(fù)合模設(shè)計(jì)作為核心內(nèi)容來安排,讓學(xué)生通過該模塊的學(xué)習(xí),能掌握一般復(fù)雜程度沖裁模的設(shè)計(jì)方法。
3.彎曲模設(shè)計(jì)
彎曲模設(shè)計(jì)是沖壓模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。許多產(chǎn)品中的零件,比如汽車上的各類梁都是用彎曲工序完成的。彎曲模設(shè)計(jì)不同于沖裁模設(shè)計(jì),準(zhǔn)確的工藝計(jì)算難,模具動(dòng)作復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律性不強(qiáng)。為了學(xué)好該模塊的知識(shí)和技能,需選用典型的彎曲件做案例來編排教學(xué)內(nèi)容,這樣可使學(xué)生通過案例掌握彎曲模的設(shè)計(jì)方法。
4.拉深模設(shè)計(jì)
拉深是成形工序中的主要工序,許多開口空心件是用拉深的方法來完成的,是成形生產(chǎn)的基礎(chǔ)。該工序結(jié)合彎曲、成形等工序,可以完成極為復(fù)雜的成形件,比如汽車的覆蓋件等。拉深工序中的工藝計(jì)算比較復(fù)雜,為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)好拉深模具的設(shè)計(jì),必須學(xué)習(xí)好拉深工藝計(jì)算。為此,需安排典型需多次拉深才能成形的筒形件作為案例來組織課程內(nèi)容,讓學(xué)生學(xué)習(xí)該模塊后能熟練計(jì)算工序件的尺寸和模具尺寸,為拉伸模具設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
三、教材內(nèi)容組織
本教材按照模具設(shè)計(jì)的順序,用典型零件作為各模塊的媒介,以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式,將該典型零件模具設(shè)計(jì)貫穿每個(gè)模塊的始終。把所有模具設(shè)計(jì)涉及的理論和知識(shí)都滲透到模具的設(shè)計(jì)過程中。具體個(gè)模塊的任務(wù)為:
模塊一:選擇曲柄壓力機(jī)的型號(hào);
模塊二:托板沖裁模設(shè)計(jì);
模塊三:支架彎曲模設(shè)計(jì);
模塊四:杯蓋拉深模設(shè)計(jì)。
現(xiàn)以模塊二為案例,介紹托板沖裁模設(shè)計(jì)。
首先介紹工作任務(wù):針對(duì)如圖1所示托板零件,其概況為,材料:Q235;板料厚度:1.5mm;生產(chǎn)批量:大批量。試編制沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)。
沖裁模設(shè)計(jì)的步驟為:
沖裁件的工藝性分析;沖裁工藝方案的確定;選擇模具的結(jié)構(gòu)形式;進(jìn)行必要的工藝計(jì)算;模具的主要零部件設(shè)計(jì);校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù);繪制模具總裝圖和零件圖。
教材編寫按照沖裁模設(shè)計(jì)步驟展開。為了對(duì)托板零件進(jìn)行沖裁件的工藝性分析,就要安排沖壓工序的相關(guān)知識(shí),此時(shí)需鏈接到基本知識(shí)的學(xué)習(xí),包括沖壓的基本工序;沖裁、落料、沖孔等概念;介紹沖裁件的工藝性分析知識(shí),根據(jù)知識(shí)分析托板的沖裁工藝性,得出結(jié)論:托板零件的沖壓工序?yàn)闆_孔、落料。
沖裁工藝方案的確定,鏈接單工序、多工序(包括連續(xù)沖裁、復(fù)合沖裁)等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。根據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)托板擬定工藝方案,并分析該方案,選擇最適合的方案,最后得出結(jié)論:采用沖孔、落料連續(xù)生產(chǎn)。
選擇托板模具的結(jié)構(gòu)形式,就要鏈接到模具結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)上,安排單工序模具、連續(xù)模具和復(fù)合模具等結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。根據(jù)所學(xué)知識(shí),選擇托板需要選擇的模具結(jié)構(gòu)形式為:用始用擋料銷初定位,固定擋料銷粗定位,導(dǎo)正銷精定位的導(dǎo)板式?jīng)_孔、落料連續(xù)模結(jié)構(gòu)。
工藝計(jì)算包括:排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算;沖壓力的計(jì)算;模具壓力中心的計(jì)算;凸、凹模工作部分尺寸及其制造公差的計(jì)算;彈性元件計(jì)算與選用等內(nèi)容;根據(jù)該內(nèi)容需要鏈接以上相關(guān)知識(shí),根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成托板沖裁工藝和模具設(shè)計(jì)的相關(guān)工作任務(wù)。
模具的主要零部件設(shè)計(jì),需鏈接到模具零件的分類,各零件的作用和設(shè)計(jì)方法,從而安排相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)、計(jì)算各零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。
當(dāng)模具零件設(shè)計(jì)完成后,繪制出模具的總裝配圖,校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù),確認(rèn)選擇的壓力機(jī)是否符合要求,最后繪制出全部非標(biāo)零件圖。到此,本工作任務(wù)完成。其他幾個(gè)模塊的內(nèi)容組織與此類同。
四、結(jié)語
本教材以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式編寫,經(jīng)過企業(yè)工程技術(shù)人員的精心審核和潤(rùn)飾,已經(jīng)完成了樣稿。我院本屆有模具設(shè)計(jì)專業(yè)兩個(gè)平行班級(jí),一個(gè)班采用一般教材,另一個(gè)班使用本教材。從使用的效果和學(xué)生的反應(yīng)看,使用校本教材的學(xué)生普遍反映該教材更適合他們的學(xué)習(xí)習(xí)慣,效果非常好。而另一個(gè)班在知識(shí)的學(xué)習(xí)和模具設(shè)計(jì)的技能上都不及采用前者,這一點(diǎn)從課程設(shè)計(jì)、期末考試的成績(jī)中得到了有力的證明。
總之,為了培養(yǎng)高等職業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì),適應(yīng)各類企業(yè)對(duì)模具設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的要求,開發(fā)適合高職學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的校本教材,既很及時(shí),又很必要。
參考文獻(xiàn):
[1]朱正才.高等院校教學(xué)改革思考.教師教育研究,2008.6.
1 對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)的要求與原則
1.1 出于安全性的要求
(1) 首先由于模具在實(shí)際中用途不同,很多部件在日常生活中關(guān)乎人們的安全問題,所以其本身的質(zhì)量與性能是非常關(guān)鍵的一個(gè)屬性。那么我們?cè)谠O(shè)計(jì)與生產(chǎn)的過程中,要將安全性放在第一位,堅(jiān)決的按照最為安全合理的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn),將實(shí)際生活中發(fā)生危險(xiǎn)的概率降到最低。
(2) 在生產(chǎn)過程中,不允許出現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)計(jì)原理上的缺陷而導(dǎo)致的部分部件再生產(chǎn)中會(huì)對(duì)操作員發(fā)生危險(xiǎn)的情況,而且模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)一定要足夠穩(wěn)定,這樣在其使用過程中不會(huì)因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)的缺陷而造成事故。
(3) 在模具的生產(chǎn)過程中,因?yàn)椴糠帜>咭?jīng)過沖壓或者轉(zhuǎn)向的處理,所以這就要求生產(chǎn)者在操作過程中不允許將身體的任意部位深入到可能有危險(xiǎn)的區(qū)域內(nèi),這樣就要求在設(shè)計(jì)時(shí)要充分地考慮這個(gè)問題。
(4) 模具在外形與其質(zhì)量的要求上,不能對(duì)使用者或生產(chǎn)者產(chǎn)生其具有不穩(wěn)定性的感覺。
1.2 模具設(shè)計(jì)安全的理念要求
(1) 框架內(nèi)受力部分的厚度不應(yīng)過薄,同時(shí)受力面的直接接觸面積不易過小,要充分的考慮各部位受力情況與具體施力的大小范圍,并對(duì)其受力是否具有反轉(zhuǎn)性進(jìn)行驗(yàn)證。
(2) 在模具的材料選擇上不要過分的追求低成本,而質(zhì)量較差的材料,這會(huì)在使用過程中對(duì)材料的壽命有著直接的影響,進(jìn)而減少使用時(shí)間和用戶體驗(yàn)。
(3) 在連接部位的緊固螺釘尺寸應(yīng)該合理,否則在安裝過程中會(huì)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性,同樣用于吊掛等部分的構(gòu)件也要保持一定的強(qiáng)度,否則在使用過程中容易造成危險(xiǎn)與不穩(wěn)定。
(4) 在設(shè)計(jì)上,原則上要求模具的整體都在要在加工設(shè)備的工作范圍內(nèi),不要將部分模具露出設(shè)備,如果露出后模具稍微有所振動(dòng)會(huì)對(duì)加工人員的人身安全造成較大的危害,同時(shí)對(duì)有危險(xiǎn)的部分要進(jìn)行警示標(biāo)記處理。
(5) 在模具的生產(chǎn)過程中,要盡量的設(shè)計(jì)成讓操作員可以清晰的看清模具內(nèi)部的工作狀態(tài)形式,這樣才能讓其在一個(gè)充分安全的環(huán)境下進(jìn)行操作。同時(shí),在制造過程中,應(yīng)該架設(shè)防護(hù)板以防止過程中有零碎的廢物料飛出的情況。
(6) 在模具的大小與加工平臺(tái)的選取上也要有一定的原則,充分考慮到操作員的可操作性與安全性,同時(shí)在平臺(tái)上架設(shè)多個(gè)安全操控臺(tái),這樣可以有效的保護(hù)操作員的安全與易操作性。
2 對(duì)模具結(jié)構(gòu)的幾點(diǎn)設(shè)計(jì)要求
2.1 雙層模具的排布要點(diǎn)
(1) 現(xiàn)今一般情況的雙層模具連接方式有添加導(dǎo)向柱、導(dǎo)向板與導(dǎo)腿三種方式,在上下層的模具進(jìn)行組合之前,應(yīng)該在連接處進(jìn)行壓邊、注心以及充分接入以保證穩(wěn)定性的處理過程,之后大型模具的導(dǎo)入量最小極限為90毫米,中型模具的導(dǎo)入極限為50毫米,而小模具的為30毫米,其整個(gè)結(jié)構(gòu)如下圖所示。
(2)同時(shí),由于很多情況下,上下兩層的模具較為相似,所以有裝反的危險(xiǎn),那么我們就要在導(dǎo)體接入面上設(shè)置方向?qū)驑?biāo)。通過導(dǎo)柱進(jìn)行連接的分體,我們一般在安裝孔中心線上的Y軸方向錯(cuò)開15毫米進(jìn)行安裝,這樣能夠有效的防止裝反,同時(shí)也可以通過配加不同尺寸的導(dǎo)軌套來進(jìn)行上下層的分辨。對(duì)于大型的模具我們一般要求安裝板與錯(cuò)位孔之間相隔10毫米以上進(jìn)行安裝。
2.2 模具導(dǎo)向與壓板槽的作用
(1) 在加工大中小型沖裁類模具的時(shí)候,我們往往需要用到導(dǎo)板導(dǎo)向,其主要作用是通過對(duì)各種不同類型的模具進(jìn)行邊沿拉伸與翻板的作用,而導(dǎo)板導(dǎo)向在其加工過程中也有著保證加工精度與準(zhǔn)確性的重要功效,其示意圖如下所示。
圖2.3 導(dǎo)板導(dǎo)向示意圖
(2) 在模具的沖壓過程中也需要配備相應(yīng)的壓板槽,其數(shù)量與作用方式主要是根據(jù)客戶的基本要求設(shè)計(jì)的,其安防的主要依據(jù)是讓整個(gè)模具在加工過程中盡量的保持穩(wěn)定,同時(shí)其位置的選擇也應(yīng)該盡量的避開壓板槽的接口,避免落下的廢料對(duì)后續(xù)的操作過程有影響。
2.3 作用部件的尺寸標(biāo)準(zhǔn)與要求
(1) 對(duì)于一般的鑲嵌塊,其主要類別分為鍛件與鑄造件,通常情況下我們要求鍛件的質(zhì)量要小于16公斤,同時(shí)因?yàn)槠湫螤畹奶厥庑?,長(zhǎng)度一般在160毫米到320毫米之間,高度在50到90毫米之間,寬度在1至1.5倍的高度范圍內(nèi)即可,特殊情況下鑄件的質(zhì)量上限可以小于25公斤。對(duì)于鑄造鑲嵌塊的要求與前者類似,但是其用途較為單一,主要適用于薄板類的沖壓件。
(2) 其他種類的非標(biāo)準(zhǔn)件的組織機(jī)構(gòu)滑動(dòng)組成與模具尺寸的也有著較為復(fù)雜的關(guān)系,這類標(biāo)準(zhǔn)件主要是為了對(duì)造型較為獨(dú)特的模具所設(shè)計(jì),其一般構(gòu)型為輪廓較長(zhǎng),沖裁部分加多,而工作組成結(jié)構(gòu)較為單一。
2.3 壓料芯組成與其固定結(jié)構(gòu)適用條件
(1) 通常情況下,我們常用的壓料芯材料為鑄鐵焊件,因?yàn)檫@可以讓焊件在最小的空間占有度下具備足夠的強(qiáng)度與剛性的需求,同時(shí)也可以滿足在沖壓過程中的受力,同時(shí)具備可調(diào)整與操控性,這個(gè)部件主要適用于大中型的模具結(jié)構(gòu)。
(2)同時(shí)我們一般在壓料芯的表面沖鉆上小孔以為沖壓過程中壓料板的安裝與調(diào)試加工做好準(zhǔn)備,在實(shí)際的模具加工過程中,這兩個(gè)小孔一方面可以做安裝定位來使用,同時(shí)可以減少安裝振動(dòng)過程中模具的抖動(dòng)情況,因此在實(shí)際操作中,要充分的發(fā)揮這些小孔的作用。
(3) 在壓料板的設(shè)計(jì)中,我們通常要考慮大、中型模具結(jié)構(gòu)的限制性,在其翻轉(zhuǎn)過程中其他部位的狀態(tài)分析,因?yàn)樵谡麄€(gè)模具的翻轉(zhuǎn)過程中,部分的安裝限位塊的位置與強(qiáng)度可以影響到整個(gè)部件的性能與強(qiáng)度,同時(shí)也可以根據(jù)其加工與調(diào)試的性能,將滑塊設(shè)計(jì)與模具內(nèi)表面的底部平面上,這樣一方面可以利于沖壓過程的進(jìn)行,同時(shí)也更方便于沖后部件的平整度與水平性校準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)
[1]史茂華.沖壓模具設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵要素[J].汽車工藝與材料,2011,03:44-58.