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摘要:针对模具专业学生的毕业设计存在的问题,提出了一套以模具专业为主线的理论教学课程内容和实践教学内容的改革方案,探讨了模具专业教学的针对性、实用性、先进性、综合性。
关键词:模具专业;毕业设计;理论教学;实践教学;改革
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)11-0073-02
模具专业毕业设计存在的主要问题
毕业设计是高等教育的一个非常重要的实践环节,是对学生所学基础课、专业基础课、专业课掌握程度的检验,是综合运用多学科理论知识和技能进行实践的过程,是对各种课程知识的融会贯通、深化和升华的过程。而模具专业的毕业设计普遍存在重理论、轻实践,重设计、轻制造,重装配、轻零件,重圖形、轻标注的现象。虽然通过在校学习,学生获得了丰富的理论知识和一定的设计能力,但没有涉及急需的实际综合应用能力和操作能力,毕业后还需要接受较长时间的再培训,不能实现“零距离”上岗。
模具专业毕业设计的突出问题具体表现为:(1)学生的毕业设计是按照课本或相关参考书籍做的,没有实践经验,多数停留在理论上,也就是“纸上谈兵”;(2)学生在设计模具时往往只考虑模具结构而忽略加工制造,导致制造工艺性差,成本高且不切实际;(3)装配图方面,模具中用的一些机构表达不合理,如塑模中的齿轮齿条脱模机构、多工位级进模中的自动送料机构,而且明细表中材料的选择及热处理硬度的确定比较混乱;(4)零件图形绘制方面,标注错误百出或杂乱不堪,缺少尺寸、公差值、技术要求等现象,没有按照装配图上装配关系来标注尺寸,也不符合企业生产需求。
因此,学生无法把前期学到的专业基础知识,如机械制图、机械设计、机械制造、模具材料及热处理与专业知识结合,也做不到综合应用,毕业指导教师大量的时间花在培训学生的基础知识上,使得整体效果不佳。所以,必须大胆改革理论教学、实践教学的内容,通过对理论教学的删减和更新,缩短理论教学学时,增加实践教学学时。必须打造一套围绕“模具专业”主线的课程;一套培养具有模具数字化制图、数字化设计、数字化模拟仿真、数字化制造加工、模具装配、安装、维修、模具生产管理和质量控制能力的实践教学体系,以满足企业对模具行业高级应用型人才的需求,缩短学校培养与企业需求的差距。
理论教学内容的针对性改革
在前期教改中,应采取“精简、融合、重组、增设”等方式,整合课程体系,优化、重组课程结构,突出实用性、针对性、先进性、综合性。但整合后有些课程的内容不相衔接,对于模具专业针对性不强,没有突出性、先进性。笔者结合多年的教学经验,通过与相关专家探讨,按照理论“必需,够用”的原则,对主要专业技术课程的内容进行了更新,提高了学生对所学基础知识融会贯通的能力以及对先进知识的掌握能力。
目前,《机械制图》课程是面向机械类的学生,主要讲述制图和识图的基础知识、基本理论,没有涉及相关专业,学生学完制图课程后,读不懂模具图,与企业的用人需要有很大差距。针对这一点,将《机械制图》改为《模具机械制图》,在原来内容的基础上增加模具制图和识图的基础知识,提高学生的读图能力和作图技巧。在教学中,不但要重点强调第一象限画法,还要注重第三象限画法,适应模具市场国际化的要求;重视投影绘图方法,深入浅出地结合三维造型和二维绘图方法,有利于学生理解。
《机械设计基础》传统的教学内容与模具专业所需的知识脱节,学生不能把学到的知识与模具专业联系起来。为了解决这一问题,在讲授机构原理设计时,可结合冲压生产用的自动送料机构,如辊轴式、夹持式、转盘式等;讲授齿轮传动的设计计算时,可结合塑压生产用的齿轮齿条脱螺纹机构和侧抽芯机构;讲授机械设计受力分析计算时,可结合机械压力机的曲柄滑块机构。课程设计要放弃传统的减速箱设计,尝试一些与模具相关的机械产品题目,如精密送料装置、冲压机械手装置等。
《机械制造基础》和《模具制造工艺》这两门课程系统性差,内容相互独立,不衔接,且部分内容重复、繁琐、陈旧。为此,可将这两门课程整合为《模具机械制造工艺及设备》,以实际模具产品中典型的冷冲模具和塑料模具为主线,内容包括机械制造工艺基础、模具的常规机械加工、模具的特种加工、典型模具的制造、模具的装配与调试五部分,增加模具制造新工艺、新技术,突出人才培养的应用性和先进性。
《模具材料及热处理》对传统内容删繁就简,突出模具用钢的选材及热处理这条主线,增加塑料模具的选材及热处理,增加“三新”内容,即新材料(新型模具材料)、新工艺(模具热处理和表面处理新工艺)和新技术(模具选材与热处理中的计算机应用技术)。增加日本和美国等国家地区模具钢的牌号与中国钢号的对应关系,避免学生在课程设计、毕业设计甚至走上工作岗位后还是从旧的设计手册上沿用或照搬那些传统的材料和热处理方法,提高学生在模具选材方面的实际应用能力。
冲压工艺与模具设计、塑料成型工艺与模具设计、其他成型与模具设计(如压铸、精冲等)等专门化方向主干课程均将工艺知识、模具设计知识和成型设备选择、使用、维护保养知识有机地组合进行教学,避免分开学习模具与成型设备造成的知识脱节现象,同时也可避免模具中讲授设备、设备中学习模具造成重复教学及课时膨胀的弊端。
模具CAD/CAM技术的教学,主要注重于相关软件基本操作的教学而忽视了模具CAD/CAM应用技术的培养。调整后的内容包括:基于Pro/E软件的塑料模具设计、基于UG软件的冲压模具设计、基于Cimatron、Power Mill软件的数控编程设计三大模块,增加一些分析软件应用,如MoldFlow、Analysis。
实践教学内容的针对性改革
模具设计与制造专业是一个实践性与应用性都很强的专业,实践教学在整个教学过程中起着非常重要的作用且占有较高的比例。而一般院校重理论、轻实践,重设计、轻制造,教学与生产岗位脱节,设计与制造严重脱节,实践未能有机地联系理论,导致学生的动手能力、适应能力、创新能力差。一般院校实践教学环节包括:课程设计类有《机械原理》、《机械设计》、《冲压工艺与模具设计》、《塑压工艺与模具设计》、《模具制造工艺》、《毕业设计》六种课程设计;实习类有专业实习、毕业实习;而实训类一般只有金工实训、模具拆装实训。实践教学环节应增加模具制造实训内容,包括模具加工(数控车削、数控铣削、线切割、数控电火花成形、加工中心)实训,模具钳工实训。
冲压模具和塑压模具课程设计应与模具制造工艺课程设计结合起来,学生在设计模具时考虑零件加工,既可以避免设计完成后零件加工非常困难,甚至无法加工,也可以避免制定的模具零件加工工艺与普通机械零件完全一样,达不到模具使用的要求。制造工艺课程设计与模具制造实训相结合,应选择典型的工作零件进行工艺设计和数控编程设计,将纸质加工工艺卡变成可行的加工工艺路线,使理论与实践、设计与制造融合在一起。
毕业设计是实践教学中最重要的一个环节,主要是培养学生运用多学科的知识与技能分析与解决实际工程技术和相关问题的能力,但由于顶岗实习和就业压力,毕业设计流于形式,且毕业设计作品都是纸质图纸,没有起到应有的作用。为改变这种现状,应采用基于生产流程”的毕业设计模式:把“模具的价格估算、产品设计与分析(pro/E造型)、设计方案分析(MoldFlow、Analysis)、模具设计(pro/E、UG)、模具制造(cimatron编程及数控加工、常规机加工、特种加工)、模具装配、试模与调试、试制产品、模具的失效与防护等模具生产模块都做出来,把设计的图纸真正变成模具,并用模具加工出合格的产品,使毕业设计真正成为学生实际工作前的一次全过程模拟,缩短学校培养与企业需求之间的差距。
参考文献:
[1]张鲁阳.改革模具专业理论教学 提高学生工程素质[J].郑州工业高等专科学校学报,2000,(4).
[2]李彩霞,等.模具设计与制造专业教学改革初探[J].武汉船舶职业技术学院学报,2004,(1).
[3]唐秀兰.高职模具专业“基于生产过程”的毕业设计模式改革[J].科技资讯,2008,(32).
作者简介:
王浩钢(1971—),男,河南郑州人,河南工业大学机电学院讲师,主要从事模具设计及制造方面的教学和科研。
李海平(1977—),女,河南郑州人,硕士,河南工业大学机电学院讲师,研究方向为板材成形的智能化控制。
关键词:模具专业;毕业设计;理论教学;实践教学;改革
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)11-0073-02
模具专业毕业设计存在的主要问题
毕业设计是高等教育的一个非常重要的实践环节,是对学生所学基础课、专业基础课、专业课掌握程度的检验,是综合运用多学科理论知识和技能进行实践的过程,是对各种课程知识的融会贯通、深化和升华的过程。而模具专业的毕业设计普遍存在重理论、轻实践,重设计、轻制造,重装配、轻零件,重圖形、轻标注的现象。虽然通过在校学习,学生获得了丰富的理论知识和一定的设计能力,但没有涉及急需的实际综合应用能力和操作能力,毕业后还需要接受较长时间的再培训,不能实现“零距离”上岗。
模具专业毕业设计的突出问题具体表现为:(1)学生的毕业设计是按照课本或相关参考书籍做的,没有实践经验,多数停留在理论上,也就是“纸上谈兵”;(2)学生在设计模具时往往只考虑模具结构而忽略加工制造,导致制造工艺性差,成本高且不切实际;(3)装配图方面,模具中用的一些机构表达不合理,如塑模中的齿轮齿条脱模机构、多工位级进模中的自动送料机构,而且明细表中材料的选择及热处理硬度的确定比较混乱;(4)零件图形绘制方面,标注错误百出或杂乱不堪,缺少尺寸、公差值、技术要求等现象,没有按照装配图上装配关系来标注尺寸,也不符合企业生产需求。
因此,学生无法把前期学到的专业基础知识,如机械制图、机械设计、机械制造、模具材料及热处理与专业知识结合,也做不到综合应用,毕业指导教师大量的时间花在培训学生的基础知识上,使得整体效果不佳。所以,必须大胆改革理论教学、实践教学的内容,通过对理论教学的删减和更新,缩短理论教学学时,增加实践教学学时。必须打造一套围绕“模具专业”主线的课程;一套培养具有模具数字化制图、数字化设计、数字化模拟仿真、数字化制造加工、模具装配、安装、维修、模具生产管理和质量控制能力的实践教学体系,以满足企业对模具行业高级应用型人才的需求,缩短学校培养与企业需求的差距。
理论教学内容的针对性改革
在前期教改中,应采取“精简、融合、重组、增设”等方式,整合课程体系,优化、重组课程结构,突出实用性、针对性、先进性、综合性。但整合后有些课程的内容不相衔接,对于模具专业针对性不强,没有突出性、先进性。笔者结合多年的教学经验,通过与相关专家探讨,按照理论“必需,够用”的原则,对主要专业技术课程的内容进行了更新,提高了学生对所学基础知识融会贯通的能力以及对先进知识的掌握能力。
目前,《机械制图》课程是面向机械类的学生,主要讲述制图和识图的基础知识、基本理论,没有涉及相关专业,学生学完制图课程后,读不懂模具图,与企业的用人需要有很大差距。针对这一点,将《机械制图》改为《模具机械制图》,在原来内容的基础上增加模具制图和识图的基础知识,提高学生的读图能力和作图技巧。在教学中,不但要重点强调第一象限画法,还要注重第三象限画法,适应模具市场国际化的要求;重视投影绘图方法,深入浅出地结合三维造型和二维绘图方法,有利于学生理解。
《机械设计基础》传统的教学内容与模具专业所需的知识脱节,学生不能把学到的知识与模具专业联系起来。为了解决这一问题,在讲授机构原理设计时,可结合冲压生产用的自动送料机构,如辊轴式、夹持式、转盘式等;讲授齿轮传动的设计计算时,可结合塑压生产用的齿轮齿条脱螺纹机构和侧抽芯机构;讲授机械设计受力分析计算时,可结合机械压力机的曲柄滑块机构。课程设计要放弃传统的减速箱设计,尝试一些与模具相关的机械产品题目,如精密送料装置、冲压机械手装置等。
《机械制造基础》和《模具制造工艺》这两门课程系统性差,内容相互独立,不衔接,且部分内容重复、繁琐、陈旧。为此,可将这两门课程整合为《模具机械制造工艺及设备》,以实际模具产品中典型的冷冲模具和塑料模具为主线,内容包括机械制造工艺基础、模具的常规机械加工、模具的特种加工、典型模具的制造、模具的装配与调试五部分,增加模具制造新工艺、新技术,突出人才培养的应用性和先进性。
《模具材料及热处理》对传统内容删繁就简,突出模具用钢的选材及热处理这条主线,增加塑料模具的选材及热处理,增加“三新”内容,即新材料(新型模具材料)、新工艺(模具热处理和表面处理新工艺)和新技术(模具选材与热处理中的计算机应用技术)。增加日本和美国等国家地区模具钢的牌号与中国钢号的对应关系,避免学生在课程设计、毕业设计甚至走上工作岗位后还是从旧的设计手册上沿用或照搬那些传统的材料和热处理方法,提高学生在模具选材方面的实际应用能力。
冲压工艺与模具设计、塑料成型工艺与模具设计、其他成型与模具设计(如压铸、精冲等)等专门化方向主干课程均将工艺知识、模具设计知识和成型设备选择、使用、维护保养知识有机地组合进行教学,避免分开学习模具与成型设备造成的知识脱节现象,同时也可避免模具中讲授设备、设备中学习模具造成重复教学及课时膨胀的弊端。
模具CAD/CAM技术的教学,主要注重于相关软件基本操作的教学而忽视了模具CAD/CAM应用技术的培养。调整后的内容包括:基于Pro/E软件的塑料模具设计、基于UG软件的冲压模具设计、基于Cimatron、Power Mill软件的数控编程设计三大模块,增加一些分析软件应用,如MoldFlow、Analysis。
实践教学内容的针对性改革
模具设计与制造专业是一个实践性与应用性都很强的专业,实践教学在整个教学过程中起着非常重要的作用且占有较高的比例。而一般院校重理论、轻实践,重设计、轻制造,教学与生产岗位脱节,设计与制造严重脱节,实践未能有机地联系理论,导致学生的动手能力、适应能力、创新能力差。一般院校实践教学环节包括:课程设计类有《机械原理》、《机械设计》、《冲压工艺与模具设计》、《塑压工艺与模具设计》、《模具制造工艺》、《毕业设计》六种课程设计;实习类有专业实习、毕业实习;而实训类一般只有金工实训、模具拆装实训。实践教学环节应增加模具制造实训内容,包括模具加工(数控车削、数控铣削、线切割、数控电火花成形、加工中心)实训,模具钳工实训。
冲压模具和塑压模具课程设计应与模具制造工艺课程设计结合起来,学生在设计模具时考虑零件加工,既可以避免设计完成后零件加工非常困难,甚至无法加工,也可以避免制定的模具零件加工工艺与普通机械零件完全一样,达不到模具使用的要求。制造工艺课程设计与模具制造实训相结合,应选择典型的工作零件进行工艺设计和数控编程设计,将纸质加工工艺卡变成可行的加工工艺路线,使理论与实践、设计与制造融合在一起。
毕业设计是实践教学中最重要的一个环节,主要是培养学生运用多学科的知识与技能分析与解决实际工程技术和相关问题的能力,但由于顶岗实习和就业压力,毕业设计流于形式,且毕业设计作品都是纸质图纸,没有起到应有的作用。为改变这种现状,应采用基于生产流程”的毕业设计模式:把“模具的价格估算、产品设计与分析(pro/E造型)、设计方案分析(MoldFlow、Analysis)、模具设计(pro/E、UG)、模具制造(cimatron编程及数控加工、常规机加工、特种加工)、模具装配、试模与调试、试制产品、模具的失效与防护等模具生产模块都做出来,把设计的图纸真正变成模具,并用模具加工出合格的产品,使毕业设计真正成为学生实际工作前的一次全过程模拟,缩短学校培养与企业需求之间的差距。
参考文献:
[1]张鲁阳.改革模具专业理论教学 提高学生工程素质[J].郑州工业高等专科学校学报,2000,(4).
[2]李彩霞,等.模具设计与制造专业教学改革初探[J].武汉船舶职业技术学院学报,2004,(1).
[3]唐秀兰.高职模具专业“基于生产过程”的毕业设计模式改革[J].科技资讯,2008,(32).
作者简介:
王浩钢(1971—),男,河南郑州人,河南工业大学机电学院讲师,主要从事模具设计及制造方面的教学和科研。
李海平(1977—),女,河南郑州人,硕士,河南工业大学机电学院讲师,研究方向为板材成形的智能化控制。