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【论文摘要】:针对汽车覆盖件冲压的有限元模拟方面的具体问题进行了研究,采用弹塑性有限元的数值模拟及试验研究的方法,对汽车覆盖件拉延过程中的成形进行了研究。针对拉延模拟结果进行应力应变分析,寻找工艺参数的优化方案,改进的工艺方案使破裂情况明显改善。
由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状等一系列优点,在机械行业的应用非常广泛,占有十分重要的地位[1]。但是冲压模具的设计主要依据工程师长期积累的经验。对于复杂的成形工艺和模具,设计质量难以得到保证;一些关键性的设计参数要在模具制造出来之后,通过反复的调试、修改才能确定。这样就浪费了大量的人力、物力和时问[2-3]。随着有限元技术和计算机技术的发展,数值模拟已逐渐成为工艺分析及优化设计的有效工具。
1. 有限元模型的建立和参数设定
一般汽车覆盖件工艺设计流程具体分析如下: (1) 根据产品图及产品冲压工艺设计,进行详细的车身产品工艺性分析。为了实现拉延或创造良好的拉延条件,必须合理考虑冲压方向、工艺补充部分形状以及压料面形式、拉延筋布置等重要工艺因素。其中包括利用计算机进行的工艺补充面三维设计。(2) 在满足产品使用的前提下,将过剩的质量要求及时反馈给产品设计部门,进行研讨,力争把产品完善到最简单、最合理的工艺要求,以克服产品的过剩质量,减少不必要的工装投入。(3) 利用计算机进行车身产品的冲压工艺性分析,进行图面形状的分析探讨和尺寸公差的分析研究,在充分理解、把握产品使用性能要求的前提下,考虑用户使用和维修,利用塑性加工原理、冲压工艺知识和模具设计结构的有关知识,设计冲压工艺过程图。在设计过程中,同时要分析冲压工艺方案,发现不足之处,进行必要的修正。(4) 模具设计人员按照冲压工艺过程图的基本要求进行模具设计,模具CAD设计包括上、下模座,工作部分零件,导向部件,定位零件和进出料装置等设计。数控编程和模型人员按照冲压工艺过程图和模具图进行数控编程和模型制造,最后按照冲压工艺过程模具图要求进行机械加工和模具装配调试,最终调试出合格的产品。
选用某轿车内部地板零件产品图,此零件是一个比较复杂的中小型车身结构件。由于零件拉延深度深,并且具有局部反拉延,因此成形过程估计会出现问题,为了验证问题所在我们利用CAE软件进行模拟成形计算。对于复杂冲压零件的成形过程,不但同一时刻不同位置的板坯所承受的变形方式和变形程度不同,而且不同时刻同一位置的板坯所承受的变形方式和变形程度也不同;另外,冲压工艺边界条件的设定对变形路径和各部分的变形程度的影响也非常明显。
一般划分网格时,首先建立一个拓扑结构模型。这一步骤是连接分离的型面,使你可以在网格划分的时候得到连续的网格(两个相连的元素在分界线之问共同享用相同的节点)。系统能通过你所定义的公差自动辨认普通表面之问的分界线,以建立我们所说的拓扑模型。建立好拓扑结构以后,应定义网格划分的参数,并进行网格的自动划分。一般情况下要求用户最少确定四个参数,包括最小元素大小,最大元素大小,两个相连的元素之问的法向夹角,网格的弦高。最小元素的大小影响着网格划分中最小元素的尺寸。当模型的型面比较平坦时它最大元素的大小则受最大元素参数的影响。两个相连的元素之问的法向夹角所起的作用是规定了两个相连元素之问的最大法向夹角,即当两个元素的夹角大于用户给定的值时,这两个元素会分裂为更多的元素,故它影响着倒角和小圆角部分的网格密度,它的值越小网格则越密。例如:一般我们在划分模具网格时,它的拉延圆角最好有五行元素,这时调整法向夹角的参数就可以达到目的。弦高的大小则影响着大网格半径表面上的网格密度,它的值越大,则网格越少。在汽车覆盖件模拟中,板料数据一般都是曲线,因此板料的网格划分与模具的划分不一样。 转贴于
根据实际需要确定板料特性,应力应变关系=537(0.0102+)0.23MPa,法向各项异性系数为1.8。其他参数如下:扬氏模量2.07E+5 MPa;屈服极限210 MPa;泊松比0.28;板材厚度0.8mm;板料质量密度7.83E-9;r0=1.87, r45=1.27,r90=2.17。由于摩擦系数必须有实验得出,特别是几种常用材料在工业生产中的实际摩擦系数。考虑到汽车覆盖件生产厂家和模具生产厂家的实际,一般不考虑使用油,在拉延前要使用清洁防锈油清理兼。因此我们必须通过试验来得出在几种不同条件下的摩擦系数,例如干摩擦和加清洁防锈油后的摩擦。还有就是拉延筋的拉延阻力在不同形状拉延筋情况下的取值。测定为此我们设计了覆盖件模具的摩擦系数和实际拉延筋拉延阻力的测定的试验,详细试验结果在第六章中。摩擦系数根据测量结果给定0.175 ,拉延筋选取单圆筋,拉延阻力为0.178KN/mm。
2. 汽车覆盖件冲压的有限元模拟结果分析
经过计算后,板料的FLD如图2所示。在FLD图中,红色表示破裂,粉红色表示起皱,而在应变云图中红色表示正应变,深蓝表示副应变。从FLD图中我们可以看出四处破裂,分别是大鼓包处,凹坑底部,最下方的小鼓包处,右上方的直壁处。通过主应变和次应变云图可以看出在突起的鼓包顶端处为双向拉应变发生破裂,并目_从板料轮廓的变化发现在有拉延筋的地方板料儿乎没有流动,形成过度胀形,凹坑底部破裂处也同样出现胀形过度问题。而模具拉延直壁处的破裂却是不同形式的,该处的主应变为拉应变,次应变为压应变,为明显的拉深破裂状态。之所以只有这个直壁角破裂是因为这个角离大鼓包最近,并且通过成形过程的模拟我们发现这个直角壁首先成形,从而在凹坑成形前破裂。其它四个角由于拉延高度低并且没有复杂的凸凹变形,都有足够的板料流动量,板料的流动情况良好,所以没有破裂。
3. 汽车覆盖件冲压工艺改进方案
在去掉拉延筋,变化压边力后还是无法缓解,于是决定改变模型,我们把拉延直壁消除降低了模具拉延高度;把型面中那一个接近大直角型面过渡改为一个小缓坡,减缓了陡峭程度;由于模具进料困难,所以去掉拉延筋,然后设定压边力为400KN,摩擦系数为0.12,进行模拟后如图4所示。可以看出与未改前的情况有很大的不同,破裂情况明显改善,尤其是右上角直壁处的破裂变得很小,这是由于降低了它的拉延高度。
4. 结论
世界上每年的钢材有半数以上被轧制成板料和管料。金属板、管的成形和加工在航空、航天、汽车、船舶及许多民用工业中都占有相当重的比例。因此,提高相应的成形技术和制造水平是一个具有普遍意义的大课题。因此,文章在汽车覆盖件数值模拟和试验研究的基础上,采用有限元的数值模拟及试验研究的方法,对汽车覆盖件拉延过程中的成形进行了数值模拟和试验研究。
参考文献
[1] 李东升, 黄小明, 胡世光. 汽车覆盖件拉延筋的单元模拟试验研究[D]. 北京航空航天大学学报,1995.21(2):67-71.
关键词:微车后桥桥壳;制造工艺;冲压
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.011
1 后桥壳工序介绍
后桥壳是汽车的重要零件之一,当在动载荷条件下时,要求桥壳在具有足够的强度和刚度,因为它起着支承汽车荷重的作用,同时它还是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置的外壳。再同等条件下还应该力求减小桥壳的总体质量。另外桥壳还应具备结构简单,制造成本低,便于保证主减速器拆装、维修、保养、调整等等优点。
现今在微车行业中因三段式冲压焊接整体式桥壳制造工艺简单、制造成本低等优势,使其成为是后桥壳最普遍使用的结构形式,其结构组成如图1。
桥壳中段主要构件:一、后桥上下半壳焊接体,见图2。二、背盖,见图3。
2 后壳盖工艺技术分析
后桥上下壳体是一个外形非常复杂的零件,成型后不需要整形、切割就直接焊接上/下半壳体以目前的制造技术是不太可能实现的,生产中要得到合格的冲压壳体,一般要经过以下几道冲压工艺:一、落料;二、拉延成形;三、打平;四、切两端头;五、切两边;六、冲孔。
第一道工序:落料,经过实践,把其形状设计为带角带圆弧的可以避免拉延成形时纵向和横向严重起邹。见下图4。落料工序边角毛刺必须保持在图纸要求的公差范围内,否则对后面的工序会有不同程度的影响!
第二道工序:拉延成形,根据桥壳应力分布情况的不同,将桥壳分为三个区域进行分析,如图5所示
拉延成形工序是上凸模在冲压机滑块的作用下把落料件送入下凹模里的过程。在成形前用定位块完全限制好它的平面自由度,当冲压机滑块下行时,上凸模与落料件接触,并开始弯曲成形。随着冲压机滑块的进一步下行,上凸模压着落料件进入下凹模中,最后压紧成形。冲压机滑块上行后,成形后的零件由于钢材的回弹作用与退料块留在凹模中,最后推料块成形的零件顶出凹模,再由人工或机械手取出。
Ⅰ区域可以把它近似看成U形零件的弯曲,主变形是区圆角部分,受压应力是材料的内层,受拉应力是材料外层。
Ⅱ区域在零件成形的过程中材料厚度有变小的趋势。零件底面部分因为受到较大压应力作用,所以在零件成形的过程易于产生失稳而出现凹陷变形。
Ⅲ区域圆角部分应力、应变与弯曲相似,侧壁在径向受拉应力的同时,周向受到压应力的作用,因此侧壁材料厚度有增大的趋势,在成形过程中零件容易产生起皱现象。
在生产过程中模具的凸凹模间隙值的大小对弯曲件质量有直接影响。间隙过大,则回弹也大,零件的尺寸和形状不易保证;间隙过小,会使零件边部壁厚减薄,降低模具寿命,且弯曲力大,必须选择合理的凸凹模间隙,间隙小一些,起皱区域小,桥壳的质量和后续加工性能得到保证而随着间隙值的减小,工艺力却大幅增加,对成行设备和模具提出了更高的要求,需要更高吨位的设备和更高质量的模具。在实际应用中应该综合考虑设备条件,包括成形设备和后续切割焊接设备条件,以及对桥壳零件的精度、质量等的要求确定合理的凸凹模间隙值。
在这道工序中必须保证整个零件最高高度值与把零件平铺在水平面上的平面度符合图纸要求。
综上所述,拉延成形工序注意事项是预防侧面起皱,零件表面发生拉伤等。同时,如图6所示开口处的尺寸必修保持在一定的尺寸范围,才能保证下一道工序打平时得到开口处的尺寸在合格范围,面1,2,3,4的平面度也要保持在一定的尺寸范围,以保证后面切边工序时有足够的边料。同时,成形阶段零件表面不允许有拉伤,否则也会影响后面的工序!
第三道工序,打平,首先,该工序常出现的问题是定位不稳,打平出来的各个零件误差大,这样就会引起切两端和切两边时主要尺寸无法保证。在打平过程中一旦调好模具就得把定位点焊死;其次,因为该零件的表面是过度面,很难保证打平模上下模能很好地接触,常出现有些点打不着的现象,该现象也只能靠现场人工修复,同时加强整个模具纵横向的定位;再次,如果拉延成形时壳体开口尺寸太大,在打平过程中因为材料的回弹性,也无法把零件打平到合格的尺寸!
第四道工序,切两端头,第一、该工序必须保证刃口锋利,切后的零件不能有毛刺,否则会严重影响到下到工序的,如果上模的型腔不合格在切两端时零件的开口尺寸会变大,这时得对型腔进行人工修复!第二、零件的定位必须保证零件对称切两端头,一般调好定位后就点焊死!
第五道工序,切两边,这道工序常引起的问题是切两边后,上下壳体合并时左右互相错开、上下面互相错开达不到图纸要求,左右错开一般是由模具的左右定位引起的,一般需要调好定位后点焊死,上下错一般是由切边时模具间隙难于保证或者刃口不锋利引起切边时把壳体的开口尺寸拉大,这样我们只能加大模具的修复工作!另外为了保证切边时零件尺寸的稳定性,还得增加一个气夹定位装置来实现零件的稳定性。
第六道工序,冲孔,该工序容易在冲孔的过程让零件的开口尺寸增大,引起该问题的主要原因是零件与下模的接触不稳定造成的,出现该问题时需要我们及时修复下模,保证零件的定位接触良好。
后盖冲压主要工艺如下:一、落料;二、拉延成形;三、打平;四、切边冲孔;五、手工去毛刺。后盖冲压工艺常出现的问题如下:
(1)后盖选用的材料是为一定厚度的的钢材,刚开始落料为正方形状,经过批量生产我们发现该零件在拉延成形中会出现撕裂现象,图7所示。
过现场工艺技术分析:发现该零件在拉延成形过程中侧壁变薄不一致,特别是成形四个角对应的壁厚出现严重拉延变薄现象。经过不断的现场实践及分析,我们发现当把落料改为圆形即落料为圆板材料时发现后盖拉延成形的壁厚得到大大的改善,因此我们决定采用落料为圆板料来拉延成形,此后的批量生产再也没有出现过后盖侧壁被拉裂的现象过。
(2)后盖打平位置如图8所示,该地方的平边度要求比较高,一般不能大于0.05mm,在切边冲孔工序时,废料切断刃口要保持锋利并及时清除废料,否则在该工序会引起零件报废,冲出的孔大小要在图纸要求的公差范围内,并且毛刺要小,否则就得调整修复凹凸模。
参考文献:
[1]于斌.冲压焊接式驱动桥壳成形过程数值仿真研究[D].山东:山东大学硕士学位论文,2007.
[2]刘为.汽车后驱动桥壳有限元分析[D].合肥:合肥工业大学硕士学位论文,2012.
[3]徐迎强.汽车桥壳机械式整体成形关键技术研究[D].合肥:合肥工业大学硕士学位论文,2012.
关键词:汽车冲压车间设备布局调整优化方案
中图分类号:F407.471 文献标识码: A
1引言
我国社会经济全面化发展进程中,人们的物质生活水平在不断提高,从而汽车的需求量在不断加大,所以需要汽车生产与制造车间能够提供更多的产品,随着汽车产品的更新换代,要求汽车冲压车间的产能达到最大化,在这一要求下,就必须对冲压车间的设备进行阶段性的调整和优化,以达到产能最大化的基本要求,使冲压车间的产能与社会需求能够有效衔接,同时创造最大的经济效益。
2汽车冲压车间设备布局调整优化的研究
2.1 汽车冲压车间设备布局存在问题
A汽车冲压车间负责的工作是生产两种不同车型的冲压零件,每一年的生产效能可以达到五万台。汽车冲压车间一共有19台压力机,设备布局的主要方式是将油压机集中排列、机械压力机集中排列。
A汽车冲压车间自东向西的车间主跨为:
12MN油压机、8MN油压机、6MN油压机、油压机、8MN油压机、6MN油压机、5MN油压机、13MN机械压力机、8MN机械压力机、5MN机械压力机、5MN机械压力机、5MN机械压力机、13MN机械压力机、8MN机械压力机、8MN机械压力机。
A汽车冲压车间自西向东的车间副跨为:6MN机械压力机、6MN机械压力机、6MN机械压力机、6MN机械压力机。
由此我们能够看出A汽车冲压车间的总体设备布局的方式是传统型的功能式布局,随着生活水平的提高,消费群体的多样化,消费者对汽车的追求越来越个性化,小批量多车型的生产是汽车企业面临的新问题,为此,对冲压车间提出了更高要求。当汽车冲压车间产能提高到三种车型的冲压零件生产时,就会看出A汽车冲压车间的设备与效率都是不能完全符合的,因为三种不同车型的冲压零件需要七百套大型冲压模具来生产,如果车间的作息三班制的话,每年能够生产10-12万台左右。针对这种产生效能的要求,汽车冲压车间首要解决的问题就是冲压设备的布局调整和优化。
2.2冲压车间设备布局调整优化的研究方法
本文制定汽车冲压车间设备布局调整优化方案主要遵循三个要素:产品冲压工艺、压力机设备排列组合以及物流路径,之后采用静态与动态的定性、定量分析,从而得出A汽车冲压车间设备布局调整优化的整体方案。
第一,以汽车冲压车间的工艺为主体,组织生产单元设备布局的整体构建。
第二,汽车冲压车间的优化目标设定为最低物流费用、设备最小占用面积等成本最小化。
满足以上两点,结合汽车冲压车间整体安全性、美观性,就能够为A汽车冲压车间制定出全面的、综合的设备布局调整优化方案。
3以汽车冲压车间的工艺为主体,组织生产单元设备布局的整体构建
A汽车冲压车间原有19台压力机设备,为了适应更高的生产效能要求,再增添9大压力设备。A汽车冲压车间生产项目有三种,结合不同的产量要求,可以制作成一个整体的制造系统,我们将二十八台压力机组成起来,之后有效分为单元,可以成组分类,分为七个小单元,单元中的压力机设备的布局和构建参见表1与图2。在这种布局状态下,能够有效提高A汽车冲压车间的生产效能。
表1汽车冲压车间成组生产单元设备布局基本框架表
生产单元
号
排号 设备类型及规格
工作台面长×宽/m×m
主要生产零件
备注
1线
1
2
3
4 12MN油压机
8MN机械压力机
8MN机械压力机
8MN机械压力机
4.200x2.400
4.000x2.240
3.350x2.134
3.350x2.134
卡车系列驾驶室、商务车和轿车的车身等人型内外板覆盖件
2线
1
2
3
4 8MN油压机
SMN机械压力机
SMN机械压力机
SMN机械压力机
3.500x2.000
3.150x1.800
3.150x1.800
3.150x1.800
卡车系列驾驶室、商务车和轿车的车身等中等内板件
3线
1
2
3
4
5 10MN油压机
6MN机械压力机
6MN机械压力机
6MN机械压力机
6MN机械压力机
3.500x2.000
3.040x2.181
3.040x2.181
3.040x2.181
3.040x2.181
卡车系列驾驶室、商务车和轿
车的车身等门盖类内外板件
4线
1
2
3
4 6MN油压机
5MN机械压力机
5MN机械压力机
5MN油压机
3.000x1.800
3.052x1.065
3.052x1.065
3.000x1.800
卡车系列驾驶室、商务车和轿车的车身等梁类件和加强板件
新增加
新增加
5线
1
2
3 8MN油压机
6MN机械压力机
6MN油压机
3.500x2.000
3.040x2.181
3.040x2.181
卡车系列驾驶室、商务车和轿车的车身等中型外板件
新增加
6线
1
2
3
4 8MN机械压力机
5MN机械压力机
5MN机械压力机
5MN机械压力机
3.350x1.800
3.052x1.065
3.052x1.065
3.052x1.065
卡车系列驾驶室、商务车和轿车的车身等人型、特人型内外板覆盖件
新增加
新增加
7线
1
2
3
4 16MN油压机
8MN机械压力机
8MN机械压力机
10MN油压机
5.200x2.500
4.200x2.200
4.200x2.200
5.200x2.500
卡车系列驾驶室、商务车和轿车的车身等梁类与加强板件
新增加
新增加
新增加
新增加
图2汽车冲压车间成组生产单元设备布局基本框架图
4汽车冲压车间的优化目标设定为最低物流费用、设备最小占用面积等成本最小化
在这一部分中可以采用Flexsim仿真软件对A汽车冲压车间成本最小化、效益最大化进行设计与分析。
(1)首先需要对上文中A汽车冲压车间二十八台压力机的布局方式进行仿真验证,采用Flexsim软件中的三维模型效果,这样能够分析出不同种类的压力机组成与排列,不同的成组生产单元形式经过试验之后,可以得出比较适合A汽车冲压车间的生产效能要求,使调整优化方案的效果更好。仿真实验中设备的动态布局能够分析出适合A汽车冲压车间的设备布局最佳方案,以此来降低压力机正常运行时遭遇的风险指数,有效节省车间整体的运行成本,具体可以参见表2.
表2汽车冲压车间设备布局的最佳方案
成组生产单元 组合类别 设备布局位置 备注
1线
2线
3线 A A1
A2
A3 A区为车间的第一主跨
4线
5线 B B1
B2 B区为车间的副跨
6线
7线 C C1
C2 C区为车间的第二主跨
(2)得出适合A汽车冲压车间的设备布局方案之后,需要制定的是汽车冲压车间的物流路线。运用Flexsim软件中的仿真实验步骤,对生产物流进行实验,从运行开始能够观察出仿真运行的细节,这样针对实际生产物流过程中出现的弊端和错误,可以早期发现、早期判断、早期解决,及时的制定出预防与解决措施,使A汽车冲压车间的投入成本降低、同时保证经济效益最大化。
(3)采用Flexsim仿真软件的实验,最终能够得出A汽车冲压车间设备布局调整优化的相关数据以及报表,根据这些因素制定出符合A汽车冲压车间的方案,使其具有合理性、物流畅通性、生产操作安全性和整齐美观性,最终还是要利用Flexsim软件对整体的方案进行利用率的数据进行实验,这样能够得出方案的综合性评价,使A汽车冲压车间设备布局调整优化的方案具有科学性、合理性,也是对此方案的验证与完善,保证生产的效率与运行的安全性,如图3所示。
图3汽车冲压车间设备布局的优化方案图
五、结语
综上所述,在社会经济的发展下,推动科技的发展是必然要求,对生产效能是社会发展中必须提高的一个因素,这样才能够满足社会大众的需求。文中利用Flexsim软件技术实现了A汽车冲压车间设备布局调整优化的方案制定,从中我们可以根据科学的数据与模型来实现最低成本投入、最大经济效益的生产过程,这也说明在生产效能被提高的前提下,合理应用科学技术与信息技术,也是提高经营效益最有效的方式。
参考文献:
[1] 张晓萍. 系统仿真软件Flexsim3.0实用教程[M]. 北京: 清华大学出版社, 2006.
[2] 孙军艳. 基于Flexsim的车间设备布局优化设计[J]. 起重运输机械, 2008(09).
[3] 孙洪华. 基于Flexsim的制造单元仿真研究[J]. 中国现代教育装备, 2009(07).
[4] 肖昭然, 王凯. 基于Web的虚拟现实仿真实验室设计[J]. 系统仿真学报, 2006(06).
关键词 网络教学平台;项目化教学;塑性加工工艺及模具设计课程
中图分类号:G642 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)21-0061-02
1 前言
模具是现代工业生产重要的基础工艺装备,在汽车、电子、电器、通信和家电等产品中,60%~80%的零部件依靠模具成形,因此,模具被称之为“百业之母”。当前,我国正由制造业大国向制造业强国迈进,我国要实现制造强国的梦想,模具必须先行。虽然我国模具设计及制造水平有了明显进步,但我国模具行业发展前景依然广阔,有很大的提升空间,这就对模具技术人才的培养提出更高的要求。当前我国对高素质模具设计工程师及经验丰富的技工仍有较大需求。
江苏科技大学材料成型及控制工程专业为江苏省特色专业,塑性加工工艺及模具设计是该专业的一门主干专业课。为提高课程教学质量,本课程教学团队持续进行教学改革方面的研究与实践[1-2],采用启发式、讨论式教学方法,制作、搜集生产现场录像、教学动画,部分二维零件及装配图三维化,改革考核方式,取得一定的效果。
由于当前的互联网技术和计算机技术比较发达,导致学生的学习方式和学习思维等都发生转变,这势必会影响传统教学模式的教学效果,对于一些纯知识、理论的应试教育学生可能会产生一些排斥倾向,因此为教学模式的发展与改革提出更高的要求。虽然前述的教学改革一定程度上增强了教学效果,但这些措施主要还是通过从“教”的方面加以改进,从外部引起学生学习的兴趣,忽视学生在学习中的积极性及主动性的培养,导致学生在学习中的自学能力和自我管理能力不强,学习积极性不够高,教学效率相对低下。因此,本文应用建构主义学习理论为基础的项目教学法,为模具设计与制造类课程的教学开辟一个新的天地。
2 项目教学法
项目教学法的实施和开展围绕一个学科相关项目实现,在这个过程中,教师和学生共同合作完成一个项目,其应用的主要效用就是将理论教学和实践教学结合在一起,充分调动学生在学习中的主观能力性,自己构思、查找Y料解决相关的问题,教师从旁进行指导,培养学生自主解决问题的能力及创造能力。和传统教学方法相比,主要存在以下三方面的不同。
1)项目教学法以学生为中心,并且教学内容以“项目”为中心,注重学生的实际经验培养。在这个教学过程中,教师只是协助者,不再是主导者。
2)学生在这个过程中才是真正的主导者,在整个项目中,学生主动参与,以项目为线索进行自主探索。
3)在这个过程中,学生真正了解了项目涉及的相关知识和能力,亲自体验了解决问题的过程,培养了对整个学科的学习兴趣,同时自主解决问题的能力也会进一步提升,开阔思维[3-6],对将来的学习十分有益。
3 网络教学平台的建设
为了配合项目化教学的需要,将现代教育理论和教育技术与专业课程相结合,构建出基于网络教学平台的项目化教学模式,改革传统教学,突出学生教学过程中的主体地位,强化学生自主学习和多途径、多渠道构建知识。课题以项目化教学为核心,以网络平台为辅助工具,以提高人才培养质量为最终目标,探讨网络环境下教师和学生的新角色和新定位,转变“教”和“学”的传统思想和理念,充分发挥以计算机与互联网为核心的信息技术作为促进学生学习认知新工具的作用,变革课程教学结构和教学模式,转变学生的学习方式,实现对学习者进行创新精神和实践能力的有效培养。课程教学团队依托学校的天空教室网络教学平台主要完成以下内容。
教学资源建设 根据课程理论性、实践性强及内容抽象的特点,进一步加强课程教学资源建设,再进一步对模具零件进行造型,对于难以理解的材料变形过程,通过CAE技术使其可视化。通过上述措施把抽象的教学内容形象化、具体化,利于学生理解,增强教学效果。
教学平台建设 教学平台资源包括基本资源和立体化资源。基本教学资源包括教学课件、授课录像、模具视频与动画、授课计划、教案、教学大纲、实验教学大纲、实验指导书、课程设计大纲、课程设计指导书等。立体化教学资源包括电子图书、模具设计标准、模具设计案例、试题库、往届试卷、学科前沿论文资料等。网络教学平台为学生的课后自学和项目完成提供了条件。
互动教学环节的建设 为及时了解学生学习状况和答疑解惑,网络教学平台还开通了互动教学环节,包括公告、作业、讨论、答疑、交流、文件等项目,为师生互动和答疑提供了更多渠道。通过该平台,教师可以与课程相关的通知公告,布置项目、作业、课程论文等;学生可在线提交作业,教师在线批改后传回。
总之,该网络教学平台为学生创造了一个图文并茂、丰富多彩、人机交互、及时反馈、可用于多层次探究的学习环境。
4 网络教学平台的应用及效果
学生利用情况 由于学生在前几个学期使用网络教学平台较少,没有养成自主学习的良好习惯,本课程前期教学中学生使用教学平台较少。但随着课程教学的深入以及项目任务的不断增加,学生访问教学平台的频率逐渐增加,教学平台中丰富的教学资源也逐渐吸引了学生,学生查看授课录像、视频、动画、课件、教学案例,下载电子资源,完成教学项目,学习专业前沿知识,提交各类作业。学期学生访问量达1400多人次,人均近25次,人均在线时长约50小时。
应用效果 与未采用网络教学平台时相比,采用网络教学平台教学后取得以下效果。
1)学生的学习态度和方式转变。项目教学要求学生以小组形式完成三个项目,这样的项目在书本上并没有现成的答案,而且知识涉及方方面面,课堂讲授也不能面面俱到。学生只有按照模具设计流程,通过课堂上的学习,结合课下自学,分步骤地完成项目任务,并且需要公开进行项目汇报并接受师生的质疑。这就“逼迫”学生改变以往上课听听、课后不学习的学习态度,积极主动地参与教学过程,不能仅仅依赖教师的教,而是要发挥学生教学活动主体地位,主动地去学习。因为项目任务明确,而且每节课的内容都可能和完成项目息息相关,所以为了节约课后时间,学生上课的效率明显提高。
2)项目和课程设计完成质量明显提高。该平台提供了完成项目所需要的基础理论和基本技能,提供了自主学习素材资源及师生、项目组成员间交流互动的平台。呈现在学生眼前的是图文并茂的音像资料、课件、视听组合的多媒体教学环境,以及在网络、远距离双向传输的教学系统,使得传统教学方法中抽象的书本知识转变为易于学生接受的立体多元组合形式,从而使教学过程和教学效果达到最优化。学生在学习过程中充分利用听觉和视觉功能,对大脑产生多重刺激作用,使学习效果显著增强,项目完成质量和课程设计质量均明显提高。
3)考试成绩较往届提高,知识面更宽广。采用基于网络教学平台的项目化教学后,学生通过课堂学习、自学、讨论、汇报、答辩、实验、课程设计等环节的学习和训练,掌握了较为扎实的理论知识和工程实践能力。学生的成绩较往届有一定提高。除成绩外,更为重要的是,学生受到现代工程师的思维训练,分析问题和解决问题的能力以及创新能力得以提高。学生的知识面变得更广,掌握了模具设计、制造、安装、调试、维修等多方面的知R,这种影响相较以往更为深远。虽然在课程开始学生觉得任务重、压力大,但通过系统训练后,学生找到基于网络平台学习的乐趣,课程教学受到好评,学生评教成绩为98.3分。该课程也被评为校级精品课程,说明课程的建设与教学受到认可。
5 结语
前期的教学改革实践已表明,项目化教学在塑性加工工艺及模具设计课程教学中能充分调动学生学习的积极性和主动性,激发学生的学习兴趣与热情,完成自主构建知识的过程。为满足项目化教学的需要,便于学生的自主学习,建设了塑性加工工艺及模具设计课程网络教学平台,该平台资源丰富、立体,受到学生的欢迎,在教学过程中发挥了重要作用。
参考文献
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专业代码及名称
7 月 8 日
7 月 9 日
上午 9:00 - 11:30
下午 14:30 - 17:00
上午 9:00 - 11:30
下午 14:30 - 17:00
课程代码
课程名称
课程代码
课程名称
课程代码
课程名称
课程代码
课程名称
A020103 财税(专科)#
00064
纳税检查
00061
国家税收
00062
税收管理
00999
政府预算管理
A020179 会展管理(专科)
03875
会展概论
03872
会展营销
08883
会展政策法规
08884
会展经济学
A020201
工商企业管理(专科)
05171
中小企业战略管理
A020205 人力资源管理(专科)
00164
劳动经济学
00071
社会保障概论
00165
劳动就业概论
06183
工资管理
A020228
物流管理(专科)
07031
物流管理概论
07802
采购管理与库存控制
07032
运输与配送
07008
采购与仓储管理
07037
信息技术与物流管理
01001
物流案例与实训
A020234 物业管理(专科)
00172
房地产经营管理
04363
物业管理实务(一)
04365
物业管理财务基础
05565
物业管理法规
07489
应用写作
04364
物业管理实务(二)
07481
管理学基础
07482
物业管理概论
18960
礼仪学
11429
物业管理英语
A020238 国际旅游管理(专科)
00192
旅游市场学
06010
旅游英语
03529
国际旅游饭店管理
00194
旅游法规
02519
食品营养与卫生
11341
国际旅游学
06123
导游学概论
11506
旅游饭店财务管理
07489
应用写作
A020242 会计电算化(专科)
05946
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08310
会计电算化
02600
C语言程序设计
A020265
采购与供应管理(专科)
05727
采购原理与战略
05729
国际物流
05731
采购绩效测量与商业分析
05732
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02764
水土污染与防治技术
04540
写作基础与应用
02472
环境质量评价
02471
环境生态学
07847
环境经济学
05580
环境保护
03164
环境科学概论
02757
环境监测(二)
07481
管理学基础
04516
环境问题案例分析
A040101
学前教育(专科)
00393
学前儿童语言教育
00390
学前儿童科学教育
A040106 教育管理(专科)
01281
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00442
教育学(二)
01282
外国教育史
00448
学校管理学
A040109 心理健康教育(专科)
04265
社会心理学
03518
特殊儿童心理与教育
03517
心理健康教育课程设计
03372
团体心理辅导
A050102 秘书(专科)
00346
办公自动化原理及应用
A050128 汉语言文学教育(专科)
11486
中学心理学
11350
基础写作
11493
现代汉语(二)
11485
中学教育学
11495
古代汉语(二)
11496
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11494
古代汉语(一)
11492
现代汉语(一)
A050129 商务秘书〔商务管理〕
(专科)
07489
应用写作
00776
档案学概论
08020
商务秘书学
07786
国际商务
18960
礼仪学
18961
财务管理与会计基础
11520
秘书事务管理
18956
法律事务管理
A050226 商务英语(专科)
05439
商务英语阅读
05440
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A050301 广告(专科)
00635
广告法规与管理
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广告心理学
00634
广告策划
00638
企业形象与策划
00850
广告设计基础
00851
广告文案写作
A050303 公共关系(专科)
00638
企业形象与策划
A050316 广播电视编导(专科)#
01172
数字制作技术基础
01169
影视摄影技术
01170
电视画面编辑基础
01171
电视摄影造型基础
01173
影视声音艺术
01176
电视写作
01177
电视作品赏析
01175
视听元素基础
A050407 音乐教育(专科)#
07975
音乐欣赏(一)
11372
歌曲作法(一)
11371
和声学(一)
A050436 艺术设计(专科)
00504
艺术概论
10177
设计基础
A050442 服装设计与工程(专科)
03904
服装生产管理
00683
服装市场与营销
00677
服装材料
03902
服装发展简史
03905
服装企业督导管理
03906
服装品质管理
A050454 动漫设计与制作(专科)
08878
动漫产业概论
08881
动画编导基础
A080301 机械制造及自动化(专科)
05875
汽车发动机构造与维修
10726
数控机床与编程(一)
07743
机械设计基础(一)
02358
单片机原理及应用
10723
流体传动与控制
04108
电工电子技术基础
A080304 模具设计与制造(专科)
02220
塑料成型工艺与模具设计
01632
压铸模及其他模具
01622
冷冲压工艺与模具设计
01634
塑料成型机械
07743
机械设计基础(一)
01639
企业管理与技术经济
A080311 农村机电工程(专科)
11478
农村电力系统
02189
机械制造基础
07743
机械设计基础(一)
04108
电工电子技术基础
11479
电器设备使用与维护
04540
写作基础与应用
09439
计算机实用基础
08214
农业机械
11480
汽车拖拉机构造原理与应用
A080602 工业电气自动化技术
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10737
电子技术基础
07840
微型计算机技术及应用
10736
电气测量技术
08182
自动控制原理(一)
10738
工厂电气设备控制
A080604 电力系统及其自动化
(专科)#
02151
工程制图
02302
电力系统继电保护
02271
电机学
02273
电子技术基础(二)
02277
微型计算机原理及应用
A080704 电子技术(专科)
08679
电路分析基础
02277
微型计算机原理及应用
A080744 数控技术应用(专科)
04118
数控加工编程与操作
02189
机械制造基础
03395
数控机床故障诊断与维护
02609
互换性原理与测量技术基础
04108
电工电子技术基础
A080786 移动商务技术(专科)
03333
电子政务概论
09016
移动通信原理与应用
A080788 嵌入式技术(专科)
06143
电路基础
12730
嵌入式LINUX应用编程
12732
ARM结构与程序开发入门
A080801 房屋建筑工程(专科)
02394
房屋建筑学
A081310
营养、食品与健康(专科)
00988
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A082217 电子政务(专科)
03333
电子政务概论
03332
政府信息资源管理
03331
公共事业管理
00346
办公自动化原理及应用
A082229 汽车服务工程(专科)
05872
汽车营销案例分析
05868
职业道德与礼仪
05870
汽车售后服务管理
05869
汽车应用英语
05875
汽车发动机构造与维修
05881
汽车诊断与维修
05877
汽车底盘构造与维修
05871
汽车营销技术
05879
汽车电气设备与维修
05873
汽车保险与理赔
A090603 乡镇企业管理(专科)
03971
经济学基础
04540
写作基础与应用
00333
乡镇资源开发与环境保护
07492
农村政策法规
08114
财务管理学(一)
11383
乡镇企业生产管理
07481
管理学基础
11382
乡镇企业经营管理
07787
会计学原理
A090604 农村财会与审计(专科)
03172
农业经济学(二)
02827
农村企事业会计
04534
财政与农村金融
00944
审计
08114
财务管理学(一)
04540
写作基础与应用
07481
管理学基础
07492
农村政策法规
07787
会计学原理
B020104 财税(独立本科段)
03403
国有资产管理
00069
国际税收
00062
税收管理
00999
政府预算管理
00068
外国财政
B020110 国际贸易(独立本科段)
11465
现代公司管理
B020157 财务会计与审计
(独立本科段)
00974
统计学原理
00061
国家税收
03703
国际会计与审计准则
00944
审计
04532
财务会计专题
03702
会计制度设计与比较
04534
财政与农村金融
04533
管理与成本会计
04531
微观经济学
06069
审计学原理
06270
技术经济学
B020177
投资理财(独立本科段)
05175
税收筹划
07250
投资学原理
08592
房地产投资
12327
金融理财规划
B020180 会展管理(独立本科段)
03875
会展概论
03872
会展营销
03878
会议运营管理
08884
会展经济学
03877
会展项目管理
08888
会展企业战略管理
08889
会议酒店管理
08887
会展场馆经营与管理
08725
会展客户关系管理
08890
会展管理信息系统
B020204 会计(独立本科段)
00974
统计学原理
04531
微观经济学
03703
国际会计与审计准则
B020208 市场营销(独立本科段)
07072
企业形象设计(CIS)
07353
管理学原理(一)
B020216 电子商务(独立本科段)
03339
信息化理论与实践
B020218 人力资源管理(独立本科段)
00164
劳动经济学
00324
人事管理学
00463
现代人员测评
06183
工资管理
00294
劳动社会学
07484
社会保障学
11467
人力资源统计学
11366
人口与劳动资源
11365
劳动力市场学
11466
现代企业人力资源管理概论
11470
国际劳务合作和海外就业
11468
工作岗位研究原理与应用
11465
现代公司管理
11469
宏观劳动力配置
11471
劳动争议处理概论
B020222 物业管理(独立本科段)
02659
房地产项目管理
05673
城市社区建设概论
00176
物业管理
05674
物业信息管理
05672
物业设备管理
05675
物业管理国际标准与质量认证
06569
物业管理实务
05676
城市环境保护
07519
公司管理学
B020229
物流管理(独立本科段)
07006
供应链与企业物流管理
03361
企业物流
03365
物流运输管理
03364
供应链物流学
07724
物流系统工程
07729
仓储技术和库存理论
07725
物流规划
B020230 公共事业管理(独立本科段)
03335
公共管理学
05724
公共卫生管理
03331
公共事业管理
03312
劳动和社会保障概论
B020235 国际旅游管理
(独立本科段)
00191
旅行社经营与管理
00187
旅游经济学
00188
旅游心理学
04138
旅游文化
11403
中国旅游文学作品选
05034
旅游地理学
03529
国际旅游饭店管理
11404
旅游饭店设备管理
18960
礼仪学
11341
国际旅游学
11343
旅游会计学
11405
美食与菜系
11406
旅游资源开发与环境保护
B020236 会计电算化(独立本科段)
08674
计算机网络基础
03703
国际会计与审计准则
02376
信息系统开发
B020256 项目管理(独立本科段)
05060
项目范围管理
05058
管理数量方法
04154
项目采购管理
05063
项目时间管理
05067
项目管理案例分析
05062
项目质量管理
05061
项目成本管理
05066
项目论证与评估
09413
项目管理概论
10427
项目人力资源与沟通管理
B020277 环境保护与管理
(独立本科段)
04518
环境化学
04523
水污染控制工程(一)
02472
环境质量评价
02471
环境生态学
04525
环境微生物学
04526
环境工程导论
04521
大气污染控制技术
04519
固体废物管理
04528
城市生态与环境学
05580
环境保护
04527
环境规划与管理
06270
技术经济学
B020279 工程管理(独立本科段)
03303
建筑力学与结构
06087
工程项目管理
06289
工程招标与合同管理
04037
施工技术与组织
03823
建筑制图
08263
工程经济学与项目融资
06936
建筑法规
06393
土木工程概论
08262
房地产开发与经营
06962
工程造价确定与控制
B020282
采购与供应管理
(独立本科段)
03613
采购与供应关系管理
03615
采购绩效管理
03618
采购项目管理
03619
运作管理
B020309 现代企业管理
(独立本科段)
08816
现代企业管理信息系统
05171
中小企业战略管理
06092
工作分析
08819
企业管理咨询与诊断
10425
企业内部控制
06093
人力资源开发与管理
07114
现代物流学
10422
电子商务运营管理
18960
礼仪学
10421
客户服务管理
07481
管理学基础
10424
资本运营与融资
10423
销售业务管理
10426
团队管理
B030203 社会工作与管理
(独立本科段)
00285
中国福利思想
00279
团体社会工作
00283
社会行政
00282
个案社会工作
03335
公共管理学
05963
绩效管理
00280
西方社会学理论
00281
社区社会工作
00278
社会统计学
00276
人类成长与环境
03346
项目管理
B040102 学前教育(独立本科段)
00881
学前教育科学研究与论文写作
00403
学前儿童家庭教育
00886
学前儿童心理卫生与辅导
00399
学前游戏论
00884
学前教育行政与管理
00887
儿童文学名著导读
00885
学前教育诊断与咨询
B040107 教育管理(独立本科段)
10488
班级管理学
00442
教育学(二)
10489
现代学校人力资源管理
10490
教育财政学
00459
高等教育管理
B040108 教育学(独立本科段)
01281
中国教育史
00442
教育学(二)
00471
认知心理
00448
学校管理学
02018
数学教育学
01282
外国教育史
07824
语文教育学导论
B040110 心理健康教育
(独立本科段)
00266
社会心理学(一)
02108
实验心理学
00471
认知心理
03519
心理测评技术与档案建立
05951
心理与教育统计
04269
人格心理学
04267
学习心理与辅导
B040302 体育教育(独立本科段)
11123
社会体育学
00486
运动生理学
00497
运动训练学
06743
运动医学
11397
体育科研方法
00501
体育史
B050113 汉语言文学教育
(独立本科段)
00821
现代汉语语法研究
00814
中国古代文论选读
11344
中国近代文学史
11345
文体写作
11495
古代汉语(二)
04579
中学语文教学法
11494
古代汉语(一)
11346
近代汉语
11347
唐诗宋词研究
11501
中国当代文学史
B050206 英语教育(独立本科段)
00841
第二外语(法语)
05187
中学英语教学法(小教)
07374
高级英语(一)
00840
第二外语(日语)
10101
美国文学选读
06422
英语语言学
11416
翻译
10100
英国文学选读
11499
英语论文写作
11488
基础英语(二)
11487
基础英语(一)
10876
英美报刊选读
11489
基础英语(三)
11497
高级英语(二)
11500
外语教学心理学
B050218 商务英语(独立本科段)
05355
商务英语翻译
05439
商务英语阅读
05440
商务英语写作
00840
第二外语(日语)
B050302 广告学(独立本科段)
00635
广告法规与管理
00639
广播电视广告
00641
中外广告史
00634
广告策划
00850
广告设计基础
00640
平面广告设计
B050311 广播电视编导
(独立本科段)
01178
电视艺术概论
01180
电视采访
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B070102 数学教育(独立本科段)
02014
微分几何