《冷冲压模具设计》课程教学改革探索

◆周跃华

(大连市轻工业学校)

当今世界，知识已成为提高综合国力和国际竞争力的决定性因素，各国都将教育作为国家发展的战略性举措。大力发展职业教育，培养多层次、多样化的技能型人才，造就数以千万计的高技能人才和数以亿计的高素质劳动者，这是《国家教育事业发展“十一五”规划纲要》中对职业教育提出的明确目标。为完成这一关乎国家可持续发展的宏伟目标，作为职业学校的专业教师深感任重而道远，于是在模具设计与制造专业《冷冲压模具设计》专业课的教授中，改变了传统的教育教学手段，尝试了新的教学模式，对于教材的内容进行了大胆的改革，教学手段实施了创新。

一、教授本课程学科的指导思想

《冷冲压模具设计》课程是模具设计与制造专业重要的专业课之一。教学大纲对本学科的教学要求是:分析冲裁、弯曲、引伸、成形、冷挤压等基本工艺的特征，确定其主要工艺参数，和相应模具的结构、尺寸与公差，其次是介绍金属塑性变形的基本概念，冷冲压件工艺规程的编制，以及冷冲压设备、冷冲压新工艺、冷冲压加工自动化、模具安全装置、模具新技术、模具材料和模具寿命等与模具设计有关的基本知识。通过本课程的教学，应使学生能拟定冷冲压零件的工艺规程，能熟练地设计冷冲压单一工序的模具，具有设计中等复杂程度的复合模、级进模(跳步模、连续模)和自动模的能力。本课程若采用传统的讲授方法，很难适应新形式下，对新型人才的要求。为此，我们对本课程学科内容的侧重面进行改革，对理论知识的讲授精讲或少讲，加强实践环节和动手能力的培养。本学科内容包含三个方面:一是冲压板料的塑性变形原理及各种冲压加工工艺及特点，二是冲压加工设备类型、其结构组成及工作原理，三是各种冲压加工模具的结构、特点及工作原理。经考虑认为，本课程的讲授要从分析各种冲压工艺变形原理入手，阐述为完成各种冲压工艺所设计的冲压模具的工作原理、零部件组成及结构特点，综合完成一至两付简单冲压模具的设计及加工，最后通过设计及加工的简单冲压模具，安装在冲压设备(压力机)上对板料进行试冲，加工出冲压制件，完成本学科的教学任务，达到学生完全掌握本课程内容，实现从设计计算到生产加工——即教学和生产顺利转变的过程，达到理论学习到实践动手能力完整统一的目的。以这一设想为出发点，教材内容的改革、教学方法及手段的创新是在必行。

二、课程教学特点及教学模式和教学方法的探索

根据教材内容，本课程在教学过程中，要始终围绕培养学生设计能力这一中心，夯实学生冲压制件毛坯尺寸设计和模具各零部件结构设计两个基础知识，搞好简单冲压模具设计及主要零件加工这一综合训练环节，贯彻执行理论讲授、现场教学、动画演示、拆装实验、加工制作、“五位一体”的教学模式。

1.教学要围绕一个中心

培养学生设计冲压模具的能力是本课程的教学中心。设计过程是学习的重要环节，也是创新的过程，是建立在对模具各零件的作用、特点、应用场合充分了解的情况下，进行选用、计算、校核、组合的过程。讲授时，如果没有一条清晰的主线，极容易使学生听得如坠迷雾，没有头绪，造成理解上的混乱。所以在讲授该课程时，要紧紧围绕培养学生设计能力这条主线，不管是什么类型的零件，都遵循着相同的基本设计程序，即按冲压制件的形状、精度、生产批量等选择模具的类型，按工况选择模具各主要零件的类型，按应用场合设计模具零件的结构，在对主要零件进行受力分析的基础上，选择材料、确定热处理规范、分析零件失效的形式、计算校核关键尺寸，然后确定各零件主要部位的结构形状，直到确定各模具零件的结构尺寸。教师按这条主线讲授，学生学习起来就会感到脉络清晰，条理明确，不自觉当中理出一条鲜明的设计思路，掌握本课程的学习精髓。

2.教学要夯实两个基础

本课程有两大基础知识需要夯实，其中一个基础知识，是冲压制件的毛坯料尺寸设计计算的基础知识，其核心是针对模具所要加工的冲压制件，计算出冲压制件成形前毛坯的形状和尺寸。如冲裁制件冲裁前条料的长、宽、厚度尺寸，又如弯曲制件或引伸制件的毛坯展开形状及尺寸确定等;另一个基础知识，是模具各零部件的形状类型和结构尺寸的选用、设计、校核直至确定，如凸模、凹模或凸凹模的刃口尺寸计算、固定部分的结构选用及尺寸核算等。学生在学习时，往往只单纯注意模具结构零件的设计，而忽略(或抛开)对冲压制件的各种必要计算，把两个基础知识割裂开。事实上，模具各零部件的设计，要建立在对冲压制件加工工艺及精度要求必要的计算和掌握的基础上，教师在讲授时对这部分知识要讲透，再逐步延伸到所采用模具的设计制造知识上，即不能让学生感到两个基础知识互无联系，又不能让他们感到课程在冲压制件和模具零件间频繁跳换，而造成思路混乱。

3.教学要把握一个综合训练环节

本课程是专业课，是学生将知识转换为生产服务的过渡桥梁，多门课程知识交汇于该课程上。故讲完本课程后，应对学生进行一次综合性训练，这个环节就是课程设计。通过课程设计可以使学生将冷冲压模具设计知识和相关课程的基础知识融汇在一起，利用手册、查阅资料、使用标准、规范，自行设计简单模具。教师将课程设计分为几个阶段，每个阶段开始前有讲座、期间有指导、期后有检查和提问，指导学生按步骤逐步完成设计任务:进行计算、画草图、装配图、零件图，编写设计说明书，最后完成答辨。这个过程还是围绕培养学生设计能力这个中心展开的，也是为将来学生的毕业设计以及参加工作后的实际设计进行的演练。通过编写说明书锻炼学生的设计计算能力，通过绘制装配图和零件图锻炼学生的结构设计能力，并且要把锻炼学生的这两种能力有机的结合起来，用以提高学生的综合设计能力。所以课程设计是继本课程书本知识掌握之后对学生设计能力的再提高。我们在指导学生课程设计中，应做到单题单做、手绘和机绘结合、教师指导和学生自行设计结合、参考资料与创新设计结合，这样才能达到设计的目的。

4.教学要实施“五位一体”施教模式

为提高教学质量，教师应走出“一块黑板一支粉笔”式的单一课堂讲课和圈子，执行“五位一体”的施教模式。

(1)理论授课。这是本课程的基本讲授方式。由教师利用合适的教学方法(如比较法、归纳法、空白艺术等)在课堂上讲授本课程的基本概念、重点、难点。教师在讲课中要突出重点、抓住关键、解决难点，不可主次不分，平铺直叙，也不可避重就轻，首末倒置。所谓重点就是各章节的核心内容，在组织教学时，要弄清各部分的重点章节和核心内容，并要将其讲清讲透。解决难点的方法是抓住问题的关键，由表及里、从浅到深，层层深入，最后引出结论。

(2)现场教学。由于没有生产实际经验，学生对课程中所涉及的原理、各种机构和零件缺乏感性认识。若在理论授课的同时，安排必要的现场教学，则会起到事半功倍的效果。比如让学生到企业现场观察各种冲压设备—压力机，可以用很少的学时让学生了解压力机的组成、结构、工作原理，压力机的工作实质就是采用曲柄连杆滑块机构，将电机的旋转运动转变为滑块的上下往复直线运动，而为了使滑块获得向下较大的瞬时冲压力，在曲轴上安装了很大的飞轮等等;再比如，企业现场有各种冲压加工的模具，由于模具安装在压力机上，而获得动力，完成对各种冲压制件的加工。则模具的工作原理及冲压制件的各种形态也让学生有了很感性的认识，然后再讲授相应的理论知识，这样的教学，学生会感觉教学内容很直观、具体、印象会很深刻，接受起来迅速，理解透彻、掌握牢固，是课堂教学所无法替代的。

(3)动画演示。多媒体技术已经非常广泛地融入了现代教学。教师在教学中，将某些重点、难点制成动画课件，用动画的形式演示给学生。事实上，一付模具犹如一个小机器，各部件相互合作，相互配合，共同完成一个冲压制件的加工。学生在学习模具的内部结构组成及各零部件的工作情况时，仅用挂图和模型等传统讲解方法是很难理解清楚的。而如果利用Flash技术，将模具中的工作零件、定位零件、卸料零件、导向零件及一些模具结构制成动画，例如我们制作的《冷冲压模具典型机构》课件，就可将空洞的静态教学变为形象的动态教学，让学生听得自然贴切，其思路会立刻融入到教师所讲授的知识中，也不会感到空乏费解，难以接受了。

(4)实验教学。实践性很强是本课程的一大特点。教师在教学中不能仅仅局限于课堂教学，还应该重视课堂外的实践教学环节。除了前面已陈述的现场教学外，实验教学亦是一种重要的实践教学方式。通过实验教学，可使学生印证和巩固课堂上所讲的理论知识，及时发现学习上的不足和缺陷，还可为后续课程的深入学习铺平道路。本课程教学时，教师在教学中采用边讲边动手实验的教学方法。例如，简单冲裁模的课程内容讲完后，指导学生对照图纸拆卸、装配一付简单冲裁模，一方面，加强了学生对简单冲裁模各零部件的组成、类型、结构的认知，充分消化了课堂知识;另一方面，为看懂比较复杂的级进模、复合模等图纸，领会其工作原理打基础。

(5)加工制作。为了巩固学生所学知识，提高其设计能力，使他们既能动脑又能动手，而不是纸上谈兵，教师应把模具的加工制作结合到教学中。有条件的话，当然最好用金属材料，由学生个人将其所设计的简单模具中的各零件，用机加工的方法加工制作出来，组装成模具，安装到压力机上，进行加工试冲。没有条件也可用泡沫、木材或塑料等比较便宜的材料代替金属。通过对所设计模具的加工制作，达到教学大纲要求。加工制作可以利用学生的课余时间，成立若干课外兴趣小组，由教师指导，学生动手制作。通过课外制作，学生的意志品质、团队精神、设计能力、技能技巧等都能得到很大提高。

教育的实质是培养人才，这是国家的百年大计，是关系到我国“全面建设小康社会宏伟目标的实现，关系到我国社会主义现代化建设的全局，关系到党和国家的兴旺发达，关系到中华民族的前途和命运”。而职业教育质量水平很大程度上取决于教师的教学水平。教师在课程的教学中应该始终坚持贯彻正确的学科指导思想，把培养高素质、全面发展的人才为己任，开展更深入的教学改革探索，将对于教材的不断钻研，对于教法的无尽探索作为自己永恒的目标，不断提高教学质量。