冲压工艺与模具设计任务驱动式校本教材的编制
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摘 要： 为了适应中小企业对模具设计人才的需要，培养既懂工艺又能进行模具设计的高素质技能型人才，编制一本适合高职学生使用的实用教材，显得尤为必要。作者针对冲压工艺与模具设计课程，结合高职学生学习、认知习惯和企业模具设计实际，选择了典型的以模具设计顺序为主线的模具设计案例，编写了校本教材，为本院课程的教学改革作了一些有益的探索。
冲压工艺与模具设计是我院模具设计与制造专业的一门主干核心课程，其主要任务是培养学生掌握冲压工艺编制和模具设计等相关知识。通过该课程的学习，学生会具有一般复杂程度的冷冲压工艺编制与模具设计的基本能力，掌握冲压模具设计的程序、规范、方法和技巧等。冲压工艺与模具设计课程的教学重点主要有两方面：一是冲压工艺规程编制及现场工艺的施工；二是能进行一般冲模，如冲裁模、弯曲模、拉深模等的设计。因而教师要围绕这两个主题组织教学工作。
一、现有教材概况
现有的冲压工艺与模具设计教材虽然基本内容来自实践，也符合先基础后专业、先理论后实践的常规教学顺序，但这些教材内容基本是沿用本科的学科体系来编写，理论偏多，案例偏少，对基础相对较差的高职学生来说，学习上有一定难度。目前也有许多所谓项目化教材、任务引领式教材，大多数只是在学科体系的教材的基础上改变一下章节的叫法，将章节改为项目，换汤不换药，不是真正意义上的任务驱动教材。课程学完后，在学生进行课程设计和毕业设计时，教材不能起示范指导作用。所以校本教材、教参的开发建设是当务之急［１］。
按照专业改革试点方案［2］，冲压工艺与模具设计课程属于学校控制课程（校本课程）。在开发教材之前，要进行市场调研，了解社会需求，仔细记录该专业毕业生的就业岗位，每个岗位需要的知识、技术、能力与素质。在此基础上，以学校教师为主，结合企业的工程师、技师等的意见，从而确定教学目标，围绕这个目标编写校本教材。教材的内容要体现冲压件工艺性分析、冷冲模结构认识、冷冲模设计方法等内容，删除纯理论的塑性成形原理部分。在教材的最后，安排常用的一些相关的国家标准，以便学生在课程设计、毕业设计时参考。
二、校本教材内容选取
根据走访企业情况，结合学习领域的认知规律，选择四大模块作为教材的主要内容。
1.成形设备
冲压生产所使用的设备主要是各种机械压力机，其中以曲柄压力机为主。因而，该模块安排曲柄压力机为主要内容，主要包括曲柄压力机的组成、工作原理、各组成部分的作用，曲柄压力机类型和应用场合，曲柄压力机的参数和选择原则，等等。
2.冲裁模设计
冲裁是冲压生产中应用最广的工序，它既可以直接生产成品零件，又可以为弯曲、拉深、成形等工序提供工序件。企业中大部分零件是由冲裁加工而得，因而学习冲裁模具的设计是学习其他冲压模具设计的前提。为了学习好冲裁模具设计，需将冲裁模设计作为几大模块的重点内容，安排落料、冲孔等工序为主要内容。在这些工序中还要将单工序模设计、连续模设计、复合模设计作为核心内容来安排，让学生通过该模块的学习，能掌握一般复杂程度冲裁模的设计方法。
3.弯曲模设计
弯曲模设计是冲压模具设计的重要内容。许多产品中的零件，比如汽车上的各类梁都是用弯曲工序完成的。弯曲模设计不同于冲裁模设计，准确的工艺计算难，模具动作复杂、结构设计规律性不强。为了学好该模块的知识和技能，需选用典型的弯曲件做案例来编排教学内容，这样可使学生通过案例掌握弯曲模的设计方法。
4.拉深模设计
拉深是成形工序中的主要工序，许多开口空心件是用拉深的方法来完成的，是成形生产的基础。该工序结合弯曲、成形等工序，可以完成极为复杂的成形件，比如汽车的覆盖件等。拉深工序中的工艺计算比较复杂，为了让学生学习好拉深模具的设计，必须学习好拉深工艺计算。为此，需安排典型需多次拉深才能成形的筒形件作为案例来组织课程内容，让学生学习该模块后能熟练计算工序件的尺寸和模具尺寸，为拉伸模具设计打下基础。
三、教材内容组织
本教材按照模具设计的顺序，用典型零件作为各模块的媒介，以任务驱动的形式，将该典型零件模具设计贯穿每个模块的始终。把所有模具设计涉及的理论和知识都渗透到模具的设计过程中。具体个模块的任务为：
模块一：选择曲柄压力机的型号；
模块二：托板冲裁模设计；
模块三：支架弯曲模设计；
模块四：杯盖拉深模设计。
现以模块二为案例，介绍托板冲裁模设计。
首先介绍工作任务：针对如图1所示托板零件，其概况为，材料：Q235；板料厚度：1.5mm；生产批量：大批量。试编制冲压工艺与模具设计。
冲裁模设计的步骤为：
冲裁件的工艺性分析；冲裁工艺方案的确定；选择模具的结构形式；进行必要的工艺计算；模具的主要零部件设计；校核模具闭合高度及压力机有关参数；绘制模具总装图和零件图。
教材编写按照冲裁模设计步骤展开。为了对托板零件进行冲裁件的工艺性分析，就要安排冲压工序的相关知识，此时需链接到基本知识的学习，包括冲压的基本工序；冲裁、落料、冲孔等概念；介绍冲裁件的工艺性分析知识，根据知识分析托板的冲裁工艺性，得出结论：托板零件的冲压工序为冲孔、落料。
冲裁工艺方案的确定，链接单工序、多工序（包括连续冲裁、复合冲裁）等相关知识的学习。根据所学知识对托板拟定工艺方案，并分析该方案，选择最适合的方案，最后得出结论：采用冲孔、落料连续生产。
选择托板模具的结构形式，就要链接到模具结构的学习上，安排单工序模具、连续模具和复合模具等结构的学习。根据所学知识，选择托板需要选择的模具结构形式为：用始用挡料销初定位，固定挡料销粗定位，导正销精定位的导板式冲孔、落料连续模结构。
工艺计算包括：排样设计与计算；冲压力的计算；模具压力中心的计算；凸、凹模工作部分尺寸及其制造公差的计算；弹性元件计算与选用等内容；根据该内容需要链接以上相关知识，根据所学知识完成托板冲裁工艺和模具设计的相关工作任务。
模具的主要零部件设计，需链接到模具零件的分类，各零件的作用和设计方法，从而安排相关内容。根据所学知识设计、计算各零件的结构和尺寸。
当模具零件设计完成后，绘制出模具的总装配图，校核模具闭合高度及压力机有关参数，确认选择的压力机是否符合要求，最后绘制出全部非标零件图。到此，本工作任务完成。其他几个模块的内容组织与此类同。
四、结语
本教材以任务驱动的方式编写，经过企业工程技术人员的精心审核和润饰，已经完成了样稿。我院本届有模具设计专业两个平行班级，一个班采用一般教材，另一个班使用本教材。从使用的效果和学生的反应看，使用校本教材的学生普遍反映该教材更适合他们的学习习惯，效果非常好。而另一个班在知识的学习和模具设计的技能上都不及采用前者，这一点从课程设计、期末考试的成绩中得到了有力的证明。
总之，为了培养高等职业院校学生的综合素质，适应各类企业对模具设计专业学生的要求，开发适合高职学生学习特点的以任务驱动式的校本教材，既很及时，又很必要。
参考文献：
［1］朱正才.高等院校教学改革思考.教师教育研究，2008.6.
［2］王伟廉等.高等学校教学改革的理论研究［M］.昆明:云南教育出版社，1993.
［3］群慧.培养高等技术应用性人才的必由之路［J］.中国教育报，2000，（1）：3-13.
本文系2011南京交通职业技术学院教学基本建设项目阶段性研究成果之一（编号：jx1121）。