模具设计与制造实训系统化研究

模具设计与制造实训系统化研究

摘要:

针对咸宁职业技术学院具体情况,对模具设计与制造专业的传统实训内容和方式进行了改革,对系统化综合实训的实训内容和实训实施进行了研究。结果表明,这种系统化的综合实训,不仅使学生获得了技能,且使学生的综合职业能力和职业发展潜力也得到提高。

关键词:

高职;模具设计与制造;综合实训;系统化

模具设计与制造专业(以下简称“模具专业”)是一个综合性较强的专业。近年来,随着现代工业的飞速发展,社会对模具行业也提出了更高的要求。然而,当前我国从事模具设计与制造行业的技术人员水平普遍参差不齐,且总体素质也不高[1]。这说明,我们现在培养出来的学生在专业综合能力上跟用人单位的需求还存在一定的差距。究其原因,主要在于学生所学知识过于片段化,“技能单一,专业潜力不足”[2]。为此,针对模具专业人才培养的现状,咸宁职业技术学院(以下简称“我校”)进行了一系列的改革,并取得了较好的教学效果。

一、系统化综合实训内容的选择与实训流程设计

在系统化综合实训内容的选择上,根据我校实际的实训条件和学生的动手能力,我们选取了一套简单的垫片冷冲裁模具的设计和加工作为实训内容。所谓系统化综合实训,即是将多门专业课程的教学内容有机融合到一副模具从设计到制造的整个实训过程之中。因此,在系统化综合实训流程的设计上,我们始终坚持工作任务的完整性。首先,在完成冷冲压工艺与模具设计课程的理论教学后,教师提出此套垫片冷冲压模具的设计任务,学生完成主要零部件的设计,接着学生在教师的指导下完成该套模具的生产加工和装配。显然,实训内容仍贯穿了几门模具专业必修课程的教学,比如垫片模具的设计任务体现了冷冲压工艺与模具设计课程的理论教学内容,还能够将AutoCAD、UG三维造型设计等内容根据实际情况决定是否纳入其中;机械制造技术课程中学生所学到的普通机床及其切削加工知识则能应用于模具零件的加工;若采用数控机床加工,实训还可与数控编程与加工课程的内容相联系;凸凹模的加工则需使用特种加工课程的知识;模具钳工工艺学理论知识则能指导模具的装配与试模。由此可见,在综合实训内容的选择与实训流程设计上,整个实训涵盖了整套模具的设计、模具各零部件的加工与装配,实训的实施流程也贴合实际生产过程,有助于学生明确认识整个工作过程,并使之前学到的理论知识与实践工作较好地融合起来,从而使学生不仅仅获得单一的技能,而是模具专业的综合职业能力,学生的职业发展潜力也得到了提高。

二、实训指导书的编写

作为实训组织、实施、教师指导、学生实操的重要依据,实训指导书在学生的实训中起着极其重要的作用。我院专门组织相关课程的教师为系统化的模具专业综合实训量身打造了实训指导书。实训指导书的内容在排列上仍然遵循实际的生产过程,并将指导部分与学生书写部分结合到一起。首先将模具设计列为第一模块,内容摒弃了繁杂的公式,将设计所需查找的图表截取相关部分附在指导书后面,缩短了学生查找资料的时间。实训时间较短时,我们还可以将整副模具的设计计算过程部分印刷出来,学生只需填写相应的设计内容或选择相应选项即可。这样可以大大缩短学生的书写时间,统一了书写格式,提高了学生的设计效率并便于教师评阅。设计所涉及的图纸,要求学生采用AutoCAD和UG软件代替手工进行绘制,图纸格式采用企业常用格式,如尺寸标注等,使学生将来即使刚开始在企业工作也不会对图纸感到陌生或不会读图。第二模块为一般模具零件的普通机床加工,指导书中列出相关机床及其基本操作,由学生编写工艺过程卡并进行相关加工。与以往机床操作实训由教师提供零件图纸,学生按部就班进行加工不同,这里是由学生自行设计零件并制定加工工艺,大大提高了学生的学习主体性和主动性。第三模块为一般模具零件的数控加工,视情况可选一个零件的数控加工为代表采用UG软件的数控编程模块进行自动编程与机床对接,还可选一个零件进行手动自主编程,前者能体现实际的生产情况,后者则能检验学生对数控编程知识的掌握。第四模块为模具凸凹模的特种加工,根据我院的实际实训条件可采用快走丝、慢走丝或电火花加工。该模块重点检验学生对加工过程中参数的设置的合理程度。第五模块为模具的装配与调试。实训指导书在内容安排上除了要简单扼要地列出操作步骤和常用工量具的使用方法,更重要的是要体现学生对各工量具的合理应用及对试模过程中出现问题的处理方法。

三、实训的组织与安排

联系到实际的工作生产过程,我们将整个系统化综合实训也是分阶段实施的。另外,学生分小组讨论模具设计方案,实施模具的生产加工,以每组不超过5人为宜。第一阶段为模具的设计阶段,学生从这个阶段起即进行分组。设计时间不超过7个工作日,设计完毕交由相关教师审核通过即可进行下一个阶段,鼓励学生提前完成设计。第二阶段为零件的加工。目前,我院在实训实施上遇到的最大问题是普通机床(除普车外)、特种加工机床数量少,难以同时容纳数量较多的学生进行操作,其他的部分院校也都在不同程度上存在着这个问题。各小组在完成第一阶段所产生的时间差可在一定程度上缓解这个问题。本院除普车外,其他铣、磨、刨、钻机床合计10台。当同一时间进行此阶段的小组较多机床不够用时,要错开各小组加工的时间段。为使此阶段有序进行并便于安全管理,机床的使用采用预约制,先完成上一步骤并检验合格的先预约。从另一方面来看,预约制减轻了同一时间多人实训的安全隐患,同一时间教学学生数量少,教学效果好,教学双方劳动强度降低,教师在没有预约的时候可以同时任教课堂教学课程,时间灵活。车、铣、磨、刨、钻、特种加工、数控加工分别由不同的教师指导,以满足学生同一时间有不同的小组进行不同的工序的指导要求。第三个阶段为零件的装配与调试。这一阶段可以单个教师指导多组学生,但不宜过多,否则会降低教学质量。第四个阶段为答辩阶段。答辩阶段每组成员全员参与,是学生对自己所从事的实训内容的全程回顾、分析与总结。教师对每组的实训表现也有更加深入的了解。

四、系统化综合实训总结与分析

总结上述内容,我们不难得到系统化综合实训实施的优点:①学生分小组,设计时相互讨论,加工时分工协作,答辩时总结汇报,培养了学生的团队合作精神和沟通协调能力,提高了学生的职业素养;②各实训阶段时间上灵活安排,缓解了实训设备不足的压力,减少了同一时间实训人数多带来的安全隐患,便于管理;③实训内容的选择和实施,体现了完整的工作过程,有机融合了模具专业的各门课程的理论和实践知识,以理论指导了实践,以实践巩固验证了理论,提高了学生的综合专业能力和职业发展潜力,弥补了传统教学各门课程知识脱节的情况;④提出了实训设备预约制,提高了实训设备的利用效率,间接地加强了学生在实训过程中的主人翁感和时间的紧迫感。

五、结语

通过前面对模具专业系统化实训的研究,我们不难发现,这种综合性系统化的实训模式提高了学生的知识迁移能力和综合运用能力,并提出了“预约式实训”这种新的实训安排方式,合理高效地使用了教学资源,教学效果也更好。然而,这种实训模式还处于探索阶段,是我们对专业实训系统化实施的初步尝试,它还存在着许多不完善的地方,我们还需在以下方面进行进一步的探讨和研究,比如建立健全的管理运行机制和相应的考核机制、奖励机制。由于系统化综合实训时间的灵活性,如何让学生有时间的紧迫性而不拖沓也是我们要注意的问题。另外,实训指导书也需要进一步的细化和完善。

作者:吴丽霞 李慧娟 单位:咸宁职业技术学院机电工程系

参考文献:

[1]金志刚,陈传端.《模具设计与制造综合实训》课程的教学实践[J].机械职业教育,2010(12):23-25.

[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2009.