摘 要：以模具工藝課教學(xué)為例，介紹了計(jì)算機(jī)技術(shù)在各教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，包括多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等，提高了教學(xué)效果，強(qiáng)化了計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用能力，達(dá)到培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需要的模具人才的目的。

關(guān)鍵詞：多媒體技術(shù)；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；模具工藝課；輔助教學(xué)

Application of computer technology in the teaching of die process courses

Wang Lijuan， Yan Huajun

Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang， 050018， China

Abstract： With the development of science and technology， computer technology has gradually penetrated into all aspects of university teaching. The teaching of die technology courses is used as an example， applications of computer technology which include multimedia technology and computer simulation technology in all aspects of teaching were introduced. Applications of the teaching methods can improve teaching effectiveness， strengthen the ability of computer software applications， and train die talents that meet the business needs.

Key words： multimedia technology； computer simulation technology； die technology courses； assisted teaching

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)、鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)是模具核心主干工藝課程，要求學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)掌握金屬成形的流動(dòng)規(guī)律，能夠完成一般模具的設(shè)計(jì)，直接服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐，因此，實(shí)踐性和實(shí)用性都很強(qiáng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)各行各業(yè)都產(chǎn)生了深刻的影響，越來(lái)越多的模具企業(yè)采用先進(jìn)的CAD系統(tǒng)提高生產(chǎn)率[1]。科學(xué)的進(jìn)步，模具行業(yè)的發(fā)展，對(duì)模具教學(xué)提出了更高的要求，這就要求我們既要培養(yǎng)學(xué)生基本的模具設(shè)計(jì)能力，又要培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)學(xué)科的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，以適應(yīng)企業(yè)人才的需求。

鑒于此，在學(xué)校課程改革項(xiàng)目支持下，筆者將現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)融入工藝課教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)企業(yè)需求的綜合型人才。

1 大力開(kāi)展多媒體教學(xué)，提高教學(xué)效果

多媒體教學(xué)作為一種先進(jìn)的教學(xué)手段，已廣泛應(yīng)用于各學(xué)科的教學(xué)中，它具有傳統(tǒng)教學(xué)方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)[2]，尤其是對(duì)涉及大量圖片和結(jié)構(gòu)的模具工藝課程更能發(fā)揮其特長(zhǎng)，可將傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表達(dá)和難于觀察的模具結(jié)構(gòu)、工作原理等內(nèi)容，通過(guò)圖片、模型、仿真動(dòng)畫(huà)及視頻等多媒體手段生動(dòng)、形象、直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，變繁雜為簡(jiǎn)單，變抽象為具體，便于學(xué)生理解和掌握，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，對(duì)促進(jìn)學(xué)生的理解和認(rèn)知有著良好的輔助作用[3]。

1.1 制作虛擬模型、動(dòng)畫(huà)素材，輔助課堂教學(xué)

沖壓模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類(lèi)繁多，教師要講清其結(jié)構(gòu)、原理，尤其是動(dòng)作過(guò)程，僅靠教科書(shū)的二維平面圖形并輔以有限的模型及掛圖是比較困難的[4]。如沖模的剛性打料裝置，是很重要的卸料裝置之一。在介紹其原理、動(dòng)作過(guò)程時(shí)，涉及沖床的打料橫梁、打料螺釘?shù)攘慵膭?dòng)作狀態(tài)，模具與設(shè)備二者分別講解，學(xué)生不能透徹理解，經(jīng)過(guò)后續(xù)課程設(shè)計(jì)后，仍有相當(dāng)一部分學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容沒(méi)有給予足夠的重視，以致在課設(shè)答辯甚至畢設(shè)答辯時(shí)不能正確回答。為此，我們利用計(jì)算機(jī)軟件Solidworks和3DMAX軟件將其制作成虛擬模型并生成3D動(dòng)畫(huà)(如圖1所示)，使其抽象內(nèi)容具體化、靜態(tài)圖形動(dòng)態(tài)化，形象直觀，便于講解和理解，再加上實(shí)驗(yàn)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，這個(gè)裝置給學(xué)生留下深刻印象。另外，小型的廢料切刀形狀小而復(fù)雜，我們將其制成虛擬和模型并旋轉(zhuǎn)展示，對(duì)于學(xué)生理解其安裝、廢料切除原理有很好的輔助作用。

圖1 剛性打料裝置模型

鍛造工藝眾多，模具型腔復(fù)雜，不同類(lèi)型的鍛件鍛模型腔也不盡相同。課程學(xué)習(xí)目標(biāo)要求學(xué)生掌握各型腔的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、組成、作用、尺寸設(shè)計(jì)等教學(xué)內(nèi)容。在鍛模教具有限的情況下，為了讓學(xué)生看到更多不同的鍛模結(jié)構(gòu)，筆者利用Solidworks軟件分別制作了直長(zhǎng)軸類(lèi)、階梯軸類(lèi)、叉類(lèi)等鍛件及其錘鍛模三維虛擬模型(如圖2和圖3所示)，不同的模膛、鉗口、飛邊槽等采用不同的色彩渲染，學(xué)生一目了然。三維虛擬模型彌補(bǔ)了鍛模教具不足的缺陷，節(jié)省了教學(xué)成本，取得了良好的教學(xué)效果。

圖2 杠桿鍛件模型

圖3 杠桿錘鍛模模型

1.2 搜集最新科技信息視頻素材，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容

由于專(zhuān)業(yè)發(fā)展迅速，課本無(wú)法及時(shí)反映新技術(shù)、新工藝、新裝備等學(xué)科前沿信息，這些內(nèi)容均可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、新聞報(bào)道等途徑收集，以文字、圖片、視頻等形式展示給學(xué)生。例如：中央電視臺(tái)“經(jīng)濟(jì)半小時(shí)”新聞報(bào)道“36 000噸黑色金屬巨型垂直擠壓機(jī)誕生記”“1.65萬(wàn)噸自由鍛造油壓機(jī)在滬試生產(chǎn)”；中央電視臺(tái)“探索與發(fā)現(xiàn)”欄目的“百兵之神―龍泉?jiǎng)Α薄皩汃R汽車(chē)的生產(chǎn)過(guò)程”等視頻資料，經(jīng)剪輯后讓學(xué)生觀看，使學(xué)生在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)大屏幕獲取更多的信息，開(kāi)闊學(xué)生的視野，拓展知識(shí)面。

1.3 制作虛擬實(shí)習(xí)課件，輔助實(shí)習(xí)教學(xué)

利用多媒體技術(shù)，通過(guò)多種途徑制作和搜集素材，以工廠錄像、網(wǎng)絡(luò)視頻、3D動(dòng)畫(huà)及文字圖片多種形式制作系列生產(chǎn)實(shí)習(xí)課件，要求：錄制視頻文件，時(shí)長(zhǎng)30分鐘，以每個(gè)車(chē)間(成形方法)或每一種產(chǎn)品的生產(chǎn)方法為主題，如針對(duì)銅加工廠的連鑄連軋工藝、特種成形工藝；汽車(chē)拖拉機(jī)廠的覆蓋件生產(chǎn)工藝；壓力容器廠的高壓容器生產(chǎn)工藝；軸承廠的高速?zèng)_壓工藝；礦山機(jī)械廠的大型自由鍛造工藝等，主要解決實(shí)習(xí)中看不清楚、看不懂、看不到的實(shí)習(xí)內(nèi)容，在實(shí)習(xí)前后給學(xué)生觀看。虛擬實(shí)習(xí)課件在很大程度上豐富了生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容，彌補(bǔ)了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的不足，提高了生產(chǎn)實(shí)習(xí)效果，在當(dāng)前實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)緊張，實(shí)習(xí)時(shí)間有限的情況下，起到了很好的輔助實(shí)習(xí)效果。

2 將計(jì)算機(jī)軟件引入教學(xué)，加強(qiáng)軟件的應(yīng)用能力

2.1 將繪圖軟件引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，模具專(zhuān)業(yè)越來(lái)越離不開(kāi)計(jì)算機(jī)繪圖軟件，AutoCAD，CAXA，Pro/E，Solidworks等具有繪圖準(zhǔn)確、直觀、形象、快速、便于修改等特點(diǎn)，成為模具工程師必備的基本繪圖工具之一。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入計(jì)算機(jī)繪圖軟件，是對(duì)學(xué)生軟件應(yīng)用基本能力的訓(xùn)練。例如：模具拆裝實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要求學(xué)生通過(guò)熟悉模具結(jié)構(gòu)，測(cè)量各零件尺寸，最終徒手繪制出規(guī)范的模具裝配圖或零件圖。引入平面繪圖軟件AutoCAD，CAXA或三維造型軟件Pro/E，Solidworks后，學(xué)生可以利用計(jì)算機(jī)繪制模具圖或由模型直接生成模具二維工程圖樣。既可豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，又可訓(xùn)練學(xué)生對(duì)軟件的操作和應(yīng)用能力，同時(shí)，將學(xué)生繪制的模具工程圖樣、模具模型等打印出圖留作教學(xué)資料或制成展板(如圖4所示)，以備下屆學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)之用。

圖4 模具拆裝室展板

2.2 將仿真技術(shù)融入理論教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)

在沖壓理論教學(xué)后，我們通常會(huì)讓學(xué)生通過(guò)作業(yè)的練習(xí)鞏固理論知識(shí)。如《拉深》一章的作業(yè)是拉深次數(shù)及模具參數(shù)的設(shè)計(jì)，教師可利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬軟件，將作業(yè)中完成的多次拉深工藝過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，檢驗(yàn)參數(shù)計(jì)算合理與否并在課堂上講評(píng)，分析對(duì)比理論與模擬的差異，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)引入模擬軟件，學(xué)生可以在較為充足的時(shí)間內(nèi)對(duì)軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

表1是沖壓工藝課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)的綜合案例設(shè)計(jì)過(guò)程。仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，彌補(bǔ)了由于學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，模具不能投入生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)的合理性難以確定等造成的“紙上談兵”的缺憾。豐富模具工藝課教學(xué)的內(nèi)容，使部分學(xué)生盡早接觸先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)軟件和模具設(shè)計(jì)思想，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)軟件的熱情，為進(jìn)入模具企業(yè)工作打下軟件應(yīng)用的基礎(chǔ)。

表1 課程設(shè)計(jì)及個(gè)性發(fā)展實(shí)踐環(huán)節(jié)的案例設(shè)計(jì)過(guò)程

3 結(jié)束語(yǔ)

在模具工藝課教學(xué)中應(yīng)用多媒體技術(shù)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了工藝課的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量；同時(shí)將計(jì)算機(jī)軟件引入教學(xué)，使專(zhuān)業(yè)課教學(xué)緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，培養(yǎng)學(xué)生軟件應(yīng)用能力及利用軟件解決問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 艾會(huì)勇.計(jì)算機(jī)技術(shù)在服裝專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[J].遼寧教育行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，25(4)：121.

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机在模具设计中的应用课程设计,计算机技术在模具工艺课教学中的应用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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