冲压工艺课程设计质量研究

摘要：为了解决近年来冲压工艺课程设计中存在的问题，保证设计质量，近几年在相关的专业课程内容、设计题目及内容、指导方法和考核体系建设等方面尝试采取了一些调整措施，经实践证明取得了良好的效果，对提高课程设计质量是有益的。

关键词：冲压工艺；课程设计；教学质量

冲压工艺课程设计是材料成型及控制工程专业重要的实践性环节之一，是运用冲压工艺及模具设计专业理论知识尝试进行的工程设计，是培养学生综合应用知识能力和提高创新意识的重要手段，是对专业课教学效果检验和评价的一种非常有效的形式[1]。通过对多年来尤其是近年高校扩招生源质量发生较大变化的形势下指导的课程设计进行的总结，感觉在许多方面存在着一些亟待解决的问题，所以在近两年的课程设计教学中尝试采用了一些新的措施和方法，以达到提高课程设计质量的目的。

一、冲压工艺课程设计现状及存在的问题

辽宁工业大学（以下简称我校）于1983年成立锻压工艺及设备专业，1998年高校专业进行调整后与铸造工艺及设备专业合并成立了材料成型及控制工程专业。目前该专业设置铸造和冲压两个工艺课程设计，共四周。通过多年指导冲压工艺课程设计，笔者感到存在一些问题。

（一）专业课内容

工艺课程设计须与专业理论课相关联，学完后再通过课程设计进一步理解和巩固，达到教学大纲的要求，例如冲压工艺课程设计离不开冲压工艺及模具设计课的内容，但是该课程内容有关连续模设计、汽车覆盖件模具内容更少，与近年来冲压实际生产情况和发展方向有些脱节，要拓展题目类型得不到课程内容的支撑，不利于题目与内容的改进与调整。为培养应用型人才，提高就业率，使学生切实具有融入到地方经济发展的能力，必须对课程内容做出相应调整，使其更适应冲压生产发展呈现出的新特点。

（二）课程设计的教学计划安排问题

按照教学计划，课程设计安排在与专业课同学期的期末进行，理论上没有问题，但近几年受到其他因素影响比较大，例如学时偏少，要完整地设计一套模具及工艺，两周时间对于学生有一定的困难，尤其是较复杂的模具更难保证质量，应适当增加课时；另一个影响因素是课程设计时间段与研究生考试日期重叠或临近，每年考研人数比例都较高，多数学生不能全心投入专业课学习和课程设计，导致设计质量总体严重下降，有些学生不能保质保量按时完成设计，影响和冲击正常教学进度。

（三）学生自身条件和学习态度问题

近年来高等教育已实现了由精英化向大众化的转变[2]，学生生源质量参差不齐，少数专心刻苦学习，多数学习态度一般，极少数较差或疲于应付重修课等遗留问题，无心专业课学习和课程设计。要正常完成课程设计必须掌握相关的专业基础课和专业课知识，与冲压工艺课程设计关系最密切的专业课程有多门，其中对机械制图知识的掌握程度如何直接影响绘图质量，绘图前要求学生复习相关内容，但大多数学生不认真按要求做，绘图中出现一些不应有的错误，完全依靠教师指出后改正，不能主动自检，态度不认真，这方面消耗了很多时间，挤掉大量的本应用于指导结构和工艺设计的时间。

（四）课程设计题目、内容与指导等教学问题

近年指导学生数较多，在确定题目时会遇到相互矛盾的问题。首先，如果选题比较单一即只给一个班指定几个较难的题目，再通过给定不同的工件材料等条件区别开学生的任务，这样供学生自选的题目较少，影响学生的整体学习兴趣和创新设计的产生，不能适应学生个人学习兴趣、学习基础等方面个体差异的需求，最大问题是相同或相似题目一定程度上易造成懒惰不努力学生抄袭现象。另外给每个人完全不同的题目，主要指工件形状、模具类型不同，能适应学生个体差异的需求，对于主动性强的学生有利，但对于多数基础一般、独立工作能力较差的学生不利。互相学习探讨问题的基础没有了，也不利于培养相互协作精神。教学内容方面，多年一直进行简单冲裁模设计，独立完成一套模具和工艺设计并编写设计计算说明书，绘出全部图纸，二周时间比较紧张，只能按设计步骤进行最基本的设计，不能太深入，例如最佳工艺方案确定时不能比较多种方案，只能计算单个步距的材料利用率，确定原料规格时不能通过横裁、纵裁和复合裁利用率的比较进行选择。另外，设计内容很少涉及复合模和连续模等，弯曲、拉深等成形模也极少，学生总体得不到较全面的锻炼。指导方面也需要适应当前大众化高等教育。过去精英化教育阶段不担心学生学习态度、水平差异等问题，教师可将主要精力放在设计内容本身，学生都很努力，不需面面俱到和反复强调，其他如内容安排、考勤及考核等不需耗费很多精力也可取得较好的设计质量。但近年来情况有很大变化，随着招生规模扩大，生源质量的变化，指导设计的方式方法也不得不变化，必须强化各环节管理，尤其是纪律方面，必须经常督促，指导更细化。

二、提高课程设计质量的措施及效果

针对存在问题，近几年尝试采取了一些措施，以适应当前教学状况，具体措施及效果如下。

（一）调整课程内容，强化复习制图知识

为将复合模、连续模、汽车覆盖件模具增加到题目中，授课中增加了连续模和汽车覆盖件模具的设计步骤、要点及与其他模具设计的区别等内容，对选择此类题目的学生非常有利，这几年的实践证明效果不错，讨论可直接切入关键问题，不需再先讲基础再解决设计问题。为提高绘图质量，有必要督促甚至直接带学生复习绘图知识，如线型、绘图比例、粗糙度标注、尺寸标注尤其是形位公差标注等。这些方面出现错误较多，一是反映学生态度是否认真，也反映基础知识掌握程度，直接影响图纸质量。不论是手工还是计算机绘图都是必要的，图纸表达方面出现的错误显著减少，粗略统计近两年情况，图纸上初次出现此类错误的人数比例可减少32%左右，错误处数减少40%左右，减少了教师检查图纸和学生改图时间，更多的时间用于工艺及结构设计方面，设计质量有显著提高。

（二）合理设计课程设计题目和内容

根据教学大纲的要求和学校对题目设置方面的相关规定，近几年在题目设计方面进行了研究，遵循综合性强、难度适中、紧密结合工程实际的原则，按照三十人班型准备了至少三十个独立题目，涉及的模具种类有简单模、复合模和连续模，工件类型主要以冲裁件为主，包括9类外形即方形、梯形、三角形、圆及多边形、半圆及山字形、椭圆及盘形、十字形、丁字形和角尺形，每一类又包括几种形状，也可以根据需要改变工件形状即加入弯曲、翻边等经成形工序完成的形状。按照因材施教的原则将题目设计成不同难度即模具类型、工件复杂程度、需计算尺寸的数量、工艺计算内容、模具结构设计等方面，工作量不同，但工件的材料和料厚等参数变化不大，利于学生相对独立地完成设计，也利于共同讨论制定设计方案，也适应不同基础和学习主动性存在差异的学生，给不同兴趣类型的学生选题提供了空间。为配合大学生创新创业性能力的培养，更好地培养学生综合应用能力和创新意识[3]，也考虑添加了几个汽车覆盖件模具设计题目，激发学生对冲压前沿领域进一步探索的热情。例如轿车侧围、翼子板等工件的模具设计等，此类工件包含分离和成形工序，模具设计相对较难，可将此类题目分配给基础好的学生。在安排课程设计内容方面，主要考虑规定时间内能完成哪些任务，要合理安排内容，既要满足教学目的又要给学生充分的时间使其设计是经过了至少两套工艺方案比较、必要的工艺计算和结构设计计算等步骤完成的。每名学生的任务既有相似的部分如压力中心计算，又有不同的部分如毛坯展开尺寸计算、冲压力计算、模具结构设计等，保证在设计过程中，既培养团结协作精神，又充分发挥其创新能力，有效避免互相抄袭现象。一般要求手工绘制图纸，虽然方法老旧，但是学生可以得到更好的锻炼。用计算机绘图也是学生应该掌握的，但不是课程设计必须要求的，对于精力充沛、基础好、独立工作能力强的学生可自选绘图方式，也可以二者兼备，基于保证学生独立完成任务方面考虑，全部采用计算机绘图弊大利小，复制、替绘图现象难以避免，很难控制。图纸数量要求每个学生必须完成一张模具总装图及两个主要零件图，有能力也可多绘。要求编写一份设计计算说明书，内容必须完整，具体格式按照学校要求执行。

（三）改变指导方式方法，加强考核体系建设

采取什么样的指导方式方法直接取决于学生状况。就近两年学生专业课学习情况和基础知识水平情况，按照学校要求每天必须保证两小时指导时间已经远不能满足保证设计质量所必须的时间要求。如果学生基础好，主动学习能力强，学习态度端正，指导时可以注重具体设计问题等环节，管理可以少占用一些时间，但目前多数学生不是这种情况，所以现在是全天指导并贯穿于整个设计阶段。指导时遵循因材施教的原则进行分类指导，对于基础较差的学生，采取正面直接帮扶反复指导，也鼓励与其他同学讨论问题；对于基础较好的学生，采用启发引导式的方法，鼓励创新设计；对于基础中等的学生，则两种方法结合使用，既保证提高综合应用能力，也给学生产生创新意识实现创新设计创造良好环境[1]；对于大部分学生面临的共性问题，主要采用当日集中讲解和讨论的方法解决。不论采取什么指导方式方法，都需要学生的积极配合，积极主动学习，提高自学能力非常重要。采用提前布置任务的新措施，把课程设计的教学大纲、指导书、任务书和题目表等资料在专业课授课之初下发，让学生尽早了解课程设计的目的、意义、方法和要求，预读资料产生的疑问可在专业课学习中解决。按照模具设计流程布置有关内容的作业，完成设计中工艺计算内容，也可以和老师提前讨论课程设计中可能出现的问题，实践证明效果不错。可以促进和激发学习态度不端正或基础不好的学生的积极转变和学习兴趣，对于提高课程设计质量起到了十分有益的促进作用。成绩考核主要是针对各阶段进行评价，起到督促学习的作用。考核内容着重三个方面：一是完成设计情况和设计资料的完整性及质量，模具总装图、零件图的结构表达是否合理准确，如结构错误、无法漏料、模架不能运动、模具零件不能加工、标注是否齐全、绘图规范性等，设计说明书中图表及数据是否正确、有无重大或明显错误、是否缺少主要内容、格式规范性等。二是专业知识的掌握情况，可通过平时指导质疑与考核、设计修改情况、图纸与说明书批阅和答辩各环节了解这方面情况。三是出勤与纪律方面，主要考查旷课、病事假、是否独立完成设计、有无抄袭或代做设计情况等。评出各阶段成绩，综合给出最终成绩。

三、结束语

应用上述措施对提高课程设计质量起到了积极的作用，效果比较显著,但从培养应用型人才目标方面考虑仍有一定的缺失。应尝试采用更积极的措施，设立一些与生产实际结合紧密的题目，从企业中请从事冲压工艺设计的技术人员参与部分指导并对设计结果进行考核，即能提高学生实际设计能力也利于增加学生对所设计结果负责任的态度。对于不负责任、随意设计的学生实施一票否决的考核制度，相信对提高设计质量会有更积极的作用。

参考文献：

[1]冒国兵，张光胜，张海涛，等．材料成型及控制工程专业课程设计改革与实践[J]．安徽工业大学学报（社会科学版），2009,26(6):121-122．

[2]金昌浩．简析中国大学课程设计[J]．学园，2014（16）:25.

[3]唐志伟，米倡华．关于提高高校课程设计质量的探讨[J]．中国校外教育，2015（3）:128.

作者：赵志忠 伍复发 孟力凯 单位：辽宁工业大学 材料科学与工程学院