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【摘要】本文介绍了金属塑性成形工艺及模具设计这门课的特点，根据教学大纲大要求，把金属塑性成形工艺及模具设计的教学目标分成知识目标和工程目标两类。从教学内容和教学方法两个方面进行教学改革，取得了较好的教学效果。
【关键词】教学大纲 知识目标 工程目标 教学内容 教学方法
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0017-01
《金属塑性成型工藝及模具设计》是材料成型及控制工程本科专业模具方向的重要基础课，它是将作为材料成形及控制工程锻压方向的专业方向课的《冲压工艺及模具设计》、《锻造工艺及模具设计》两门专业课合并在一起，组成一门作为模具专业的专业课。这门课涉及很多学科，基本概念、术语、工艺繁多，不同的工艺模具结构差异很大，设计原则也各不相同，工程实践性很强[1-4]。另外两门专业课合并为一门，总学时并没有增加，这些都增加了学生学习该课程的难度。传统的板书和挂图的教学方法已经不能满足时代的需要，降低了学生学习的兴趣，课堂学习效果比较差。
经过两年的教学实践，我们把这门课的教学目标设定为知识目标和工程目标，知识目标为学生全面运用锻压工艺及模具设计所需的《塑性成形原理》、《金属材料及热处理》、《机械制图》等知识掌握冲压、锻造各种工艺的基本概念、基本理论，掌握冲压、锻造模具结构特点。工程目标为学生初步具有工艺分析的能力，具有查阅设计参数及国家标准的能力，初步具有解决冲压、锻造生产中常见的产品质量的能力以及具有初步的模具设计、具有三维绘图的能力。为此，我们进行了教学内容和教学方法的探索和实践，在这两个方面实施了教学改革措施。
一 、改革教学内容
1.知识点的选取
教学中采用的教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材《金属塑性成形工艺及模具设计》，作者李春峰。教材中冲压工艺介绍了冲裁、弯曲、拉深、胀形、缩口，扩孔、翻边等。教学中选取了冲裁、弯曲、拉深工艺作为讲授的重点，因为日常生活中的冲压件60%以上是由这三种工艺完成的。考虑到学生生产实习会参观汽车覆盖件的生产，把翻边和胀形工艺作为非重点内容讲授。锻造工艺分为自由锻和模锻，自由锻工艺重点介绍镦粗、拔长、冲孔、扩孔，而弯曲、错移、扭转则不讲授。模锻中重点讲授开式模锻、闭式模锻、挤压和顶镦，精密模锻工艺作为非重点内容一带而过。《金属塑性成型工艺及模具设计》这门课具有概念多、工艺多、设计原则多的特点，要学生在一学期的时间全面掌握锻压的各种工艺及模具设计是不现实的，通过简化知识点，把学生有限的精力集中到常规、常见的工艺上来，有的放矢、重点突出，才能把这门课基础打好，为将来工作中的举一反三奠定基础。
2.典型案例的选取
《金属塑性成形工艺及模具设计》涉及的锻压工艺多，模具设计原则多样，学生在学的时候很难消化，很难把繁多的设计原则联系起来，通过典型模具设计案例的选择把基本概念、原则有机的联系起来，便于学生加强对这门课的理解，提高学生分析问题、解决问题的能力。例如在讲授冲压模具设计的时候，通过止动件的复合模设计实例，可以使学生掌握冲裁单工序模、复合模、级进模的选取原则，通过模具设计流程的讲解，可以使学生掌握冲压模具设计的一般流程，掌握工艺方案的确定原则、排样设计和定位方式的设计原则、模具设计的相关计算、标准零件的选取等。而在讲授锻造时，以长轴类锻件锤上模锻锻模的设计和工艺流程的编制为例，把锻件余量的选取、锻件图的绘制、制坯工步的选择、模膛的设计等锻模设计流程介绍清楚，使学生掌握锻模设计的一般方法，在将来的工作中即使涉及到压力机锻模、平锻机锻模也能知道查阅相关资料，按照流程规范去设计模具。
二、改革教学方法
1.强化多媒体教学，提高教学质量和效率
传统的教学均以教师课堂讲授为主，仅局限于教材上的内容，在讲解具体工艺的时候，把定义或是二维示意图做到PPT上，或是在讲解模具结构时把二维装配图做到ppt中，学生在学习的时候很难理解工艺的具体操作和应用，以及很难理解模具的装配、运动关系，会觉得课程空洞、抽象。为此我们搜集了大量的工艺和模具运动的二维、三维动画和视频，以及锻造工艺的生产现场视频，在讲解工艺、模具结构的时候辅助以动画等多媒体手段。经过这样的改革，学生的学习的兴趣提高了，课堂气氛活跃了，并且能够积极参与到教师的启发式教学当中。另外，多媒体可将抽象内容形象化，帮助学生理解难以用文字表达清楚的内容，突破教学难点。多媒体教学可以在短时间内提供大量信息，提高课堂效率。
2.注意与先修课程的联系，注重融会贯通
由于该课程其理论知识的渊源性和联系性，因此，在课堂教学中应适当复习和延伸已学内容，使学生们更加深刻理解该专业的精髓，系统而完整地掌握该专业的知识结构。例如在讲授拉深时的应力应变关系时，引导学生并将已经学过的塑性成形力学知识与这些内容的结合，提高学生利用所学知识问题和解决问题的能力。根据拉深时法兰变形区的特点，应用主应力法，求出切向压应力和径向拉应力的大小，可得法兰区外缘和凹模圆角处的变形性质，进一步可得出毛坯厚度变化趋势。再根据模具结构和受力特点得出桶壁部分和凸模圆角处的应力分布特点，最后可得桶底到桶口壁厚逐步增大的经验结论。这样授课就使前修课程与新课程的内容有机结合起来，使同学们掌握系统的学习方法以及知识由点及面再由面至点的过程。
3.调整授课计划，增设“冲压模具拆装”实验
为了提高学生的动手实践能力，加深对模具的理解，提高模具设计能力，增设冲压模具拆装实验。拆装实验安排在该课程冲压部分讲解完成后。学生把实际生产的模具拆分，了解设计方案和关键零件的构成，测量尺寸，然后把拆分后的零件组装成冲压模具。要求学生完成指定零件二维图纸的手绘，全部零件的三维造型，然后在UG中装配到一起，实现冲压模具的运动仿真。在课程结束之后，再进行两周的课程设计，每个学生完成一套冲压模具的设计。这样的调整，在模具设计之前使学生对模具结构、配合关系有了深刻的认识和深入的分析，对模具结构有一个直观清晰的印象，有效的促进对该门课知识的理解。另外通过UG三维建模和运动仿真也提高了模具设计的工程运用能力，开发了学生的创新实践精神。
三、结束语
两年的教学实践表明，经过上述改革措施，学生们对锻压工艺的基本知识及锻压模具设计的基本方法等有了初步的掌握，学生对这门课的学习兴趣提高了，动手能力和模具设计的能力以及工艺分析能力有了较大提高，培养了学生的实践能力和创新意识，提高了课程的讲课效率和质量。
参考文献：
[1]帅玉妹.浅谈“锻造工艺学及模具设计”的教学特点和方法[J].科技信息，2005，25：565.
[2]鲁素玲，王丽娟，韩鹏彪等.锻造工艺及模具设计的案例教学方法[J].中国科技信息，2010，12：257-258.
[3]申锐.基于项目教学的冲压工艺与模具设计课程改革的研究[J].长冶学院学报，2011，28（2）：114-116.
[4]曹秀中.冷冲压工艺与模具设计教学改革与实践[J].无锡职业技术学院学报，2007，6（1）：76-77.
基金项目：2013年度哈尔滨理工大学教育教学项目“基于提高综合技术应用能力的《金属塑性成形工艺及模具设计》课程教学改革的研究”（项目编号：B201300038）。
【关键词】教学大纲 知识目标 工程目标 教学内容 教学方法
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0017-01
《金属塑性成型工藝及模具设计》是材料成型及控制工程本科专业模具方向的重要基础课，它是将作为材料成形及控制工程锻压方向的专业方向课的《冲压工艺及模具设计》、《锻造工艺及模具设计》两门专业课合并在一起，组成一门作为模具专业的专业课。这门课涉及很多学科，基本概念、术语、工艺繁多，不同的工艺模具结构差异很大，设计原则也各不相同，工程实践性很强[1-4]。另外两门专业课合并为一门，总学时并没有增加，这些都增加了学生学习该课程的难度。传统的板书和挂图的教学方法已经不能满足时代的需要，降低了学生学习的兴趣，课堂学习效果比较差。
经过两年的教学实践，我们把这门课的教学目标设定为知识目标和工程目标，知识目标为学生全面运用锻压工艺及模具设计所需的《塑性成形原理》、《金属材料及热处理》、《机械制图》等知识掌握冲压、锻造各种工艺的基本概念、基本理论，掌握冲压、锻造模具结构特点。工程目标为学生初步具有工艺分析的能力，具有查阅设计参数及国家标准的能力，初步具有解决冲压、锻造生产中常见的产品质量的能力以及具有初步的模具设计、具有三维绘图的能力。为此，我们进行了教学内容和教学方法的探索和实践，在这两个方面实施了教学改革措施。
一 、改革教学内容
1.知识点的选取
教学中采用的教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材《金属塑性成形工艺及模具设计》，作者李春峰。教材中冲压工艺介绍了冲裁、弯曲、拉深、胀形、缩口，扩孔、翻边等。教学中选取了冲裁、弯曲、拉深工艺作为讲授的重点，因为日常生活中的冲压件60%以上是由这三种工艺完成的。考虑到学生生产实习会参观汽车覆盖件的生产，把翻边和胀形工艺作为非重点内容讲授。锻造工艺分为自由锻和模锻，自由锻工艺重点介绍镦粗、拔长、冲孔、扩孔，而弯曲、错移、扭转则不讲授。模锻中重点讲授开式模锻、闭式模锻、挤压和顶镦，精密模锻工艺作为非重点内容一带而过。《金属塑性成型工艺及模具设计》这门课具有概念多、工艺多、设计原则多的特点，要学生在一学期的时间全面掌握锻压的各种工艺及模具设计是不现实的，通过简化知识点，把学生有限的精力集中到常规、常见的工艺上来，有的放矢、重点突出，才能把这门课基础打好，为将来工作中的举一反三奠定基础。
2.典型案例的选取
《金属塑性成形工艺及模具设计》涉及的锻压工艺多，模具设计原则多样，学生在学的时候很难消化，很难把繁多的设计原则联系起来，通过典型模具设计案例的选择把基本概念、原则有机的联系起来，便于学生加强对这门课的理解，提高学生分析问题、解决问题的能力。例如在讲授冲压模具设计的时候，通过止动件的复合模设计实例，可以使学生掌握冲裁单工序模、复合模、级进模的选取原则，通过模具设计流程的讲解，可以使学生掌握冲压模具设计的一般流程，掌握工艺方案的确定原则、排样设计和定位方式的设计原则、模具设计的相关计算、标准零件的选取等。而在讲授锻造时，以长轴类锻件锤上模锻锻模的设计和工艺流程的编制为例，把锻件余量的选取、锻件图的绘制、制坯工步的选择、模膛的设计等锻模设计流程介绍清楚，使学生掌握锻模设计的一般方法，在将来的工作中即使涉及到压力机锻模、平锻机锻模也能知道查阅相关资料，按照流程规范去设计模具。
二、改革教学方法
1.强化多媒体教学，提高教学质量和效率
传统的教学均以教师课堂讲授为主，仅局限于教材上的内容，在讲解具体工艺的时候，把定义或是二维示意图做到PPT上，或是在讲解模具结构时把二维装配图做到ppt中，学生在学习的时候很难理解工艺的具体操作和应用，以及很难理解模具的装配、运动关系，会觉得课程空洞、抽象。为此我们搜集了大量的工艺和模具运动的二维、三维动画和视频，以及锻造工艺的生产现场视频，在讲解工艺、模具结构的时候辅助以动画等多媒体手段。经过这样的改革，学生的学习的兴趣提高了，课堂气氛活跃了，并且能够积极参与到教师的启发式教学当中。另外，多媒体可将抽象内容形象化，帮助学生理解难以用文字表达清楚的内容，突破教学难点。多媒体教学可以在短时间内提供大量信息，提高课堂效率。
2.注意与先修课程的联系，注重融会贯通
由于该课程其理论知识的渊源性和联系性，因此，在课堂教学中应适当复习和延伸已学内容，使学生们更加深刻理解该专业的精髓，系统而完整地掌握该专业的知识结构。例如在讲授拉深时的应力应变关系时，引导学生并将已经学过的塑性成形力学知识与这些内容的结合，提高学生利用所学知识问题和解决问题的能力。根据拉深时法兰变形区的特点，应用主应力法，求出切向压应力和径向拉应力的大小，可得法兰区外缘和凹模圆角处的变形性质，进一步可得出毛坯厚度变化趋势。再根据模具结构和受力特点得出桶壁部分和凸模圆角处的应力分布特点，最后可得桶底到桶口壁厚逐步增大的经验结论。这样授课就使前修课程与新课程的内容有机结合起来，使同学们掌握系统的学习方法以及知识由点及面再由面至点的过程。
3.调整授课计划，增设“冲压模具拆装”实验
为了提高学生的动手实践能力，加深对模具的理解，提高模具设计能力，增设冲压模具拆装实验。拆装实验安排在该课程冲压部分讲解完成后。学生把实际生产的模具拆分，了解设计方案和关键零件的构成，测量尺寸，然后把拆分后的零件组装成冲压模具。要求学生完成指定零件二维图纸的手绘，全部零件的三维造型，然后在UG中装配到一起，实现冲压模具的运动仿真。在课程结束之后，再进行两周的课程设计，每个学生完成一套冲压模具的设计。这样的调整，在模具设计之前使学生对模具结构、配合关系有了深刻的认识和深入的分析，对模具结构有一个直观清晰的印象，有效的促进对该门课知识的理解。另外通过UG三维建模和运动仿真也提高了模具设计的工程运用能力，开发了学生的创新实践精神。
三、结束语
两年的教学实践表明，经过上述改革措施，学生们对锻压工艺的基本知识及锻压模具设计的基本方法等有了初步的掌握，学生对这门课的学习兴趣提高了，动手能力和模具设计的能力以及工艺分析能力有了较大提高，培养了学生的实践能力和创新意识，提高了课程的讲课效率和质量。
参考文献：
[1]帅玉妹.浅谈“锻造工艺学及模具设计”的教学特点和方法[J].科技信息，2005，25：565.
[2]鲁素玲，王丽娟，韩鹏彪等.锻造工艺及模具设计的案例教学方法[J].中国科技信息，2010，12：257-258.
[3]申锐.基于项目教学的冲压工艺与模具设计课程改革的研究[J].长冶学院学报，2011，28（2）：114-116.
[4]曹秀中.冷冲压工艺与模具设计教学改革与实践[J].无锡职业技术学院学报，2007，6（1）：76-77.
基金项目：2013年度哈尔滨理工大学教育教学项目“基于提高综合技术应用能力的《金属塑性成形工艺及模具设计》课程教学改革的研究”（项目编号：B201300038）。