基于應用型冷沖壓工藝與模具設計教學探討*

◆孟普 甘瑞霞

作者：孟普、甘瑞霞，蚌埠學院機械與電子工程系（233030）。

隨著高等教育體制改革的不斷深入，我國職業教育已從精英模式人才培養轉變為應用型人才培養模式。應用型人才培養的目標是適應我國社會主義發展、經濟建設需要、信息化社會發展需要的應用型高級人才。

冷沖壓工藝與模具設計課程是材料成型及控制工程專業的核心專業課，該課程主要講述沖壓制品的沖壓工藝基本原理和模具設計的基本方法，內容多，知識廣，綜合性和實踐性較強，講授和學習都具有較大難度。隨著高新技術產業的不斷發展，企業對材料成型及控制工程專業（模具方向）技術人員的素質和能力要求越來越高。但是我國材料成型及控制工程專業人才的培養模式存在不足：1）教學過程中過于強調課程自身的系統性和完整性，對相關課程聯系和配合的關注不夠；2）注重基礎理論知識的學習，對實踐中分析問題和解決問題能力的培養不足；3）理論教學與生產實際相脫節。

為了進一步增強教學效果，實現應用型教學培養高素質技術型人才的目標，必須對冷沖壓工藝與模具設計進行教學改革。課程改革是材料成型及控制工程專業的重點和難點，必須根據專業技術的發展需求，按照專業服從于市場、課程服務業專業的原則，以就業為導向，按照應用型人才培養目標對課程教學內容和教學方法進行調整。

根據授課內容，教師應在圍繞提高學生模具設計能力這一中心的同時夯實學生基礎知識，做好實踐課程設計和主要零部件綜合加工訓練環節，貫徹理論教學、動畫教學、實驗教學、現場教學、加工制作“五位一體”教學模式，改革考試模式，逐步提高教學質量。

1 夯實學生基礎知識

對于冷沖壓工藝與模具設計這門課，應夯實學生在毛坯尺寸計算和模具零部件形狀結構及工藝尺寸計算兩方面的基礎知識。毛坯尺寸計算是指沖壓毛坯件在成形前如何計算毛坯的尺寸，如筒形件拉深之前，應根據表面積相等原則計算出原始毛坯尺寸。零部件形狀結構及工藝尺寸的計算是指沖壓之前應對模具的主要工藝尺寸進行計算，如設計沖裁模時，沖孔件以凸模為基準進行設計，落料件以凹模為基準進行設計，對凸、凹模刃口尺寸進行計算時，有分開加工和單配加工兩種方法，但是兩種算法的結果截然不同。在學習過程中，學生通常把主要精力放在模具設計上，忽略對零部件結構形狀及工藝尺寸的計算；但是，模具零部件的設計則建立在工藝尺寸計算的基礎上，所以在教學時，教師應把工藝尺寸計算的內容講透，使學生明白工藝尺寸計算的重要性，然后過渡到模具設計。在這個過程中，既不能使學生感覺到基礎知識與模具設計沒有關系，又不能在兩者之間頻繁更換，導致思路混亂。

2 圍繞提高模具設計能力中心

模具設計是冷沖壓工藝與模具設計這門課的核心，也是一創新過程，是在熟練掌握工藝零件和結構零件的結構、特點以及應用場合的情況下，對其進行選用、計算、校核和組合的過程。教師要始終圍繞提高學生模具設計能力這一中心進行，分清教學重點和難點。對教材的內容和章節不進行調整，按照教材順序講解，易造成思路的混亂，學生只是進行毫無興趣的填鴨式學習，不但理解困難，各知識點之間的脈絡關系也搞不清楚，更不用說達到學以致用的目的。

不管沖壓件的結構如何，設計時都應遵循相同的設計基本程序：對沖壓件進行工藝性分析→確定沖壓工藝方案→工藝設計計算→選擇沖壓設備→模具總體結構設計→模具主要零部件設計。只有這樣，學生學習起來才會感到脈絡清晰，條理明確，層次分明，掌握學習精髓。

3 把握實踐綜合訓練環節

冷沖壓工藝與模具設計是材料成型及控制工程專業（模具方向）的專業課，具有非常強的綜合性和實踐性。課程學習完后，應進行一個綜合訓練，不僅僅是計算工藝尺寸，繪制裝配圖、零件圖，編制零件加工工藝卡，更重要的是把自己設計的模具在學校金工實訓中心加工出來，進行組裝和調試，把零件加工出來。編寫說明書能提高學生設計計算的能力，繪制裝配圖和零件圖能提高學生的結構設計能力，“真槍實戰”能提高學生分析問題和解決問題的能力，把這三種鍛煉綜合起來，提高學生綜合設計和分析處理問題能力。只有通過認知—學習—實操—總結緊湊的綜合訓練，才能達到學以致用的教學目的，符合應用型教育的宗旨，不僅要有理論，還要有操作能力，更重要的是具有分析和解決問題能力。

4 “五位一體”教學模式

為了進一步提高教學質量和培養高級應用型技術人才，教師應該走出“黑板—粉筆”和“模型演示”的傳統課程授課方式，采用理論教學、動畫教學、實驗教學、現場教學、加工制作“五位一體”的教學模式。

理論教學理論教學是教學的基本方法，上課時，教師不僅要采用合適的教學方法（對比法、歸納法、案例法等）對基本概念、成形規律、模具結構進行講解，同時抓住關鍵，解決難點，突出重點；不能平鋪直敘，更不能避重就輕，否則會首末倒置。重難點屬于各章節核心部分，授課時要抓住問題關鍵，講清講透，由表及里，從淺到深，層層深入，得出結論。

動畫教學多媒體技術已經廣泛應用于現代教學，授課時，教師應將重難點制成動畫展示給學生。如在講解模具內部的結構和各零部件的工作情況時，僅僅利用模型和圖片很難解釋清楚；如果利用動畫技術，將模具中的工藝零件和結構零件制作成動畫，不僅可以把復雜抽象的靜態問題轉化成形象的動態教學，還能吸引學生的注意力，同時提高學生的接受能力和掌握能力。

實驗教學本課程的一重要特點就是實踐性強，教學不能只局限于理論教學，應更加注重實踐教學。實驗教學是實踐教學的一重要環節，不僅可以印證和鞏固課堂中所學理論知識，還可以發現學習上的缺陷和不足。針對本課程，應開展沖壓機的認知和調試實驗、模具認知和試模實驗、常見沖壓模具的拆裝和測繪實驗等，學生獨立完成。進行沖裁模拆裝實驗時，學生自己制定思路。首先學生分組，制訂方案；然后方案實施，問題總結；接下來重新制訂和實施新方案；最終總結。這樣不僅可以加強學生對所講模具的類型、組成和結構理解，還可以為進一步學習復雜模具奠定基礎。

現場教學學生基本沒用實踐經驗，對本課程所涉及的成形規律、原理、機構和零部件缺乏感性認知。授課時進行現場教學，能起到事半功倍的效果。如在工廠生產現場講解壓力機，學生可以很快掌握壓力機的組成、結構和工作原理。其工作實質是曲柄連桿機構，將電機的旋轉運動轉化為連桿的直線運動。通過現場觀察沖壓加工時的模具運動，可以增強學生對模具工作原理的理解，使教學內容直觀、具體、生動、印象深刻，接受迅速，理解透徹，掌握牢固，這是理論教學無法代替的。

加工制作為了鞏固學生所學知識和提高學生的設計以及動手能力，教師在教學中應把模具的加工過程和教學過程結合起來。購買材料，將所設計的模具各零部件加工出來，組裝模具，在壓力機上試沖，檢驗設計的合理性，發現問題進一步修改，鍛煉學生解決問題的能力。加工過程可以在課余時間進行，成立學習興趣小組，在教師的帶領下，學生自己完成。通過模具的制作，不僅可以鍛煉學生的意志力和團隊精神，同時設計能力和實際操作能力都會得到較大的提高。

5 改革考試模式

學生成績由三部分組成：平時成績、實驗成績和期末考試成績。平時成績不僅是課堂出勤情況，更重要的是學生的課堂表現（聽課效率、發言積極性、學生之間的交流）、平時學習態度和方式以及課堂作業。實驗成績應該根據學生的動手能力、紀律情況和團隊配合情況進行綜合的評價。期末考試時，試卷內容不是簡單的死記硬背，而是增加學生的主觀分析題的比重，比如給出一道級進模綜合應用題，要求學生說出模具類型、模具工作過程、模具零部件的名稱，計算沖裁力、壓力中心、凸凹模刃口尺寸、拉深系數、拉深次數、拉深凸模直徑、模具的優化，這樣就把整個工藝分析、方案選取和模具結構的設計有機融合到一起，考查學生模具設計的綜合理解和運用能力，鍛煉學生解決問題能力。

6 總結

教育的目標是培養人才，教師的教學水平很大程度上決定著教育水平。教師只有貫徹正確的教育指導思想，深入鉆研教材，教學過程中不斷地總結和體會，才能不斷地改進和完善教學模式，提高教學質量。

[1]周躍華.《冷沖壓模具設計》課程教學改革探討[J].中國校外研究，2013(4):112-113.

[2]RU XIONGLI, SONG HUIJIAO. Teaching technique innovation on CAD/CAM/CAE of mold course[J].IERI Procedia,2012(2):137-141.

[3]王蕾.《沖壓模具設計》課程教學改革淺析[J].科技教育創新，2013(4):198.