挤压模具设计课程教学改革与实践

谢玲玲，邓小民

(安徽工业大学 冶金工程学院，安徽 马鞍山 243002)



挤压模具设计课程教学改革与实践

谢玲玲，邓小民

(安徽工业大学 冶金工程学院，安徽 马鞍山 243002)

挤压模具设计课程实践性强、实践经验要求高。基于学生实践能力培养的该课程教学，可从更新专业理论教学内容、落实生产实习、完善课程体系等方面着手改革教学内容，从强化多媒体技术辅助教学、扩充实验教学模式、渗入仿真技术、加强校企合作等方面着手改革教学方式、方法和手段。

挤压模具设计；实践能力；教学改革

我校模具专业方向侧重材料学科，与偏向机械学科的传统模具专业有很大区别，其主要目标是培养成形工艺分析和模具设计人才。因此，挤压成形模具专业是以挤压加工工艺为技术、以铝及其合金材料为主要加工对象、以过程控制技术来保证质量、以实现铝型材产品生产为目的，以现代化和自动化的信息技术为重点来强化模具设计的工科专业。

挤压模具设计的主流程为：产品图纸→挤压工艺分析→模具CAD→模具CAM→模具使用。在我校的教学计划中，挤压模具设计课程的总学时为32学时(其中含4学时的上机)，之后再进行2周的课程设计，主要集中在产品图纸、挤压工艺分析和模具CAD部分，涉及到的实践教学内容较少，且存在以下问题：一是刚上课时学生对模具结构感觉很抽象，对模具整体和各个组成部分缺乏感性认识，不能马上进入角色，学习效率低；二是缺乏经济性概念，在坯料的选取、挤压机设备的选用等方面不考虑经济成本；三是挤压加工工艺性较差，对于材料表面质量和加工精度的概念比较模糊，在加工方法的选取、挤压加工工艺流程的编制等方面的能力较弱；四是实际操作技能训练不够，难以满足学生毕业后从事模具设计与制造工作的实际需求；五是从知识结构看，学生学完该课程后，因不能及时与应用“接口”或与相关知识“接轨”，很难在专业教育阶段形成综合应用能力。六是从教学方式看，在实践教学环节方面，还是沿袭过去的模拟训练方式，实训课题、方法、要求等与生产实际有一定距离，学生分析与解决实际问题的训练离要求有较大差距。

针对上述问题，如何对该课程实践部分的教学内容、方法和手段等方面进行改革，增强学生在挤压模具专业方向的模具设计能力，培养学生的实践动手能力，提高实践教学效果，是亟需我们解决的问题。[1]

一、关于教学内容和方式改革

(一)更新专业理论教学内容

在讲授现有的挤压专业理论知识模块和传统技术运用的基础上，以提高新技术的应用为出发点，把一些先进的技术和工艺穿插到教学内容中，让学生充分意识到挤压技术的发展和进步。目前，铝加工工艺装备向大型化、现代化、精密化和生产线自动化方向发展。随着高速列车、地铁等现代化交通工具的兴起，大量的整体壁板等结构部件供不应求，故挤压设备趋向于大型化；传统的挤压机大都采用油压传动装置，而现代挤压机及其辅助设备都是采用PLC程序自动控制，因而促成诸多微机系统广泛渗入到挤压生产工艺中，涌现出了大量现代挤压加工新技术。此外，授课教师本人可通过学习汲取和开展企业课题等方式不断完善和深化有关挤压模具专业的知识系统，提高对挤压工艺操作的实践能力；同时将自己在科研项目实施中积累的新知识、新工艺、新技术介绍给学生，以激发学生的学习兴趣、丰富学生的知识面、培养学生的挤压工艺分析及模具设计能力。

(二)改革上机教学方式

传统的上机教学主要是根据授课内容按照要求简单设计一套实心型材模和一套平面分流模，重点在于了解设计流程和方法，但总是存在一些问题：学生没有模具方面的感性知识，只能按照教材和授课内容被动地“依葫芦画瓢”，缺乏主动性和学习热情，大大影响了教学质量，无法体现创新意识的培养。对此，在教学过程中，采用“项目教学法”和“任务驱动法”，在讲授专业理论知识之前把与之相关的上机练习题目分配给每位学生，这样学生才能有目的性地听课。在学生掌握好对应的知识点后逐渐布置上机任务，真正做到了有的放矢，进一步地提高了学生的实践能力。

(三)落实生产实习

生产实习是让学生深入企业熟悉挤压生产线、挤压设备和挤压工艺流程，系统掌握所学专业课程知识，重点培养学生理论联系实际素养，并在某种程度上可以解决生产现场的实际问题的实践教学环节。在以往学生学习挤压模具专业理论知识的过程中一直有着对设备和生产工艺认识模糊，对照生产现场图片和生产流程的视频进行教学在一定程度上能具体化某些概念和工艺理论，但效果不佳。我们增加生产实习环节，让学生对车间的安全培训、生产运作以及班组的运行有进一步的认识。结合现场大型的挤压设备实物，学生可以在工厂技术员的指导下对设备的维护操作以及辅机的运行有充分的了解；参与到工厂班组的工作岗位实践，更能树立规范的职业道德与积极的就业心态。

(四)完善理论与实践相结合的课程体系

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。目前该课程体系已在实施的教学策略是：在大四上学期上完挤压模具设计专业课的基础上安排两周的专业课程设计。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。随后，逐步提高要求，让学生根据给定的任务，绘制正规的模具装配图，绘制模具零件图时要求标注公差与配合；编写设计计算说明书等。通过这样一个理论结合实践的教学环节，让学生能掌握具体的模具设计思想和模型构造的空间意识，以更好地为大四下学期的毕业设计做好铺垫。

二、关于教学方法与手段的改革

为了提高挤压模具课程的教学效果，我们大力推行方法与手段改革教学，把知识的传授与能力的培养紧密结合起来，将能力培养贯穿于教学的过程。因此，在教学方法、手段等方面进行了以下的改革。

(一)强化多媒体技术辅助教学

在挤压模具专业教学中经常会遇到一些比较抽象的内容，学生不易理解，教学效果较差，因此在教学过程中充分利用多媒体技术辅助教学。[2]在课时安排上，尽量精讲纯理论性的知识，在满足“够用”的前提下，对于复杂的理论推导不再介绍，把知识点的应用结合实例讲解；将所有图形尽量通过三视图的挂图及模型方式表达；对于工件的成形过程采用Flash动画、Deform数值模拟仿真成形过程等视频方式辅以讲解和分析，这比单纯的理论讲解更便于学生的学习和消化。从而使学生能直观地认识模具结构组成和工艺的成形过程，增强了学生对模具空间结构的感性认识，有力地提高了学生对专业课程的学习兴趣和热情。

(二)加强软件运用的实践教学

学生毕业刚进入企业，要求能够熟练运用二维和三维软件设计模具结构。因此在课程实施阶段应加强AutoCAD、UG或Pro/e等软件的实践操练，同时在培训阶段应增加操作内容、提高使用要求以及加大考核力度，便于在随后的课程设计、毕业设计中运用相关软件进行绘制零件图，以加大学生使用软件和设计相结合的力度，待学生进入生产岗位时能得心应手。[3]通过在课堂教学中对学生灌输软件运用的意义，学生能充分意识到其必要性，更加乐于学习相关软件来深化理论学习。

(三)扩充实验教学模式

模具结构规格繁多、内部构造相当复杂，教材中穿插的静态图例大多都是二维主视图，只能看到主剖面，联想不到三维空间结构，图例说明简略，学生读图、看图均感抽象，这在很大程度上对学生在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实行模型、数值仿真、动画三种教学模式并驾齐驱，集模具拆装、现场教学等多功能的模具拆装室。[1]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，解决理论课中难以消化的模具设计的细节问题。

(四)渗入仿真技术于毕业设计

毕业设计是实践教学中最重要的环节，主要是培养学生运用多学科的知识与技能来分析与解决实际工程技术问题的能力。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。我们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。[1]学生在教师结合工程实际确定的毕业设计题目的要求下，正确选择建模方法，对工程实际问题建立优化模型。近几年，我们将挤压成形数值模拟融入到毕业设计环节，也能使同组做模具结构设计方向的学生对模具的实际运用有了深刻的掌握，较大地提高了学生的模具设计能力。

同时在毕业设计中，加强校企结合、真题真做。一方面，专业课教师加强与周边企业的合作，争取更多的产学研课题，并吸收部分学生参与课题研究，提高其解决实际问题的能力；另一方面，在实施课程设计和毕业设计教学环节时，拟定的题目来源于企业的真实工况，或由指导老师审定的贴近企业生产实际的题目，要求学生在思想上提前进入工作岗位，从“企业设计人员”的角度来进行模具CAD/CAM设计，注重考虑模具的加工精度和制造成本，强化学生进行模具设计与制造时的经济性和现实性观念，逐渐达到定向培养专业技术人才。

[1]王丽娟，鲁素玲，闫华军，代学蕊，王斌.针对模具专业方向实践教学改革的思考[J].实验科学与技术，2011(4)：97-99．

[2]李玉萍．高校材料成型专业《模具设计》课程教学改革初探[J].机械管理开发，2012(1)：174-175．

[3]李富波，李立明，贺勃.模具专业实践性教学环节改革初探[J].科技信息，2007(32)：479．

(责任编辑 雷金火)

On the Teaching Reform of Extrusion Die Design Course and its Practice

XIE Ling-ling, DENG Xiao-min

(School of Metallurgical Engineering, AHUT, Ma’anshan 243002, Anhui, China)

The course of extrusion die design is demanding. On the basis of cultivating students’ practical ability, we should do reform from renewing theoretical teaching contents, carrying out practice, and perfecting course system, and do reform of teaching methods from strengthening multimedia technology assisted teaching, adding experimental mode, introducing simulation techniques and strengthening the cooperation between university and enterprise.

extrusion die design; practice ability; teaching reform

2014-09-08

安徽工业大学校级教学研究重点项目(2013jy08)

谢玲玲(1978-),女，湖南娄底人，安徽工业大学冶金工程学院讲师，硕士。

G642

A

1671-9247(2015)02-0095-02