锻造工艺及模具设计论文

2022-04-20

摘要：在工程教育专业认证背景下，本文针对锻造工艺与模具设计课程教学现状，根据课程目标和性质对课程的教学模式、成绩评价方式提出改革思路。本文认为，针对一个具体的复杂工程问题，教师可以项目教学为主，组织开展教学改革，彻底贯彻以学生为中心的工程认证教育理念，加强学生的工程训练，促进学生主动深度学习，从而解决大量实际问题，锻炼学生解决复杂工程问题的能力。下面是小编整理的《锻造工艺及模具设计论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

锻造工艺及模具设计论文篇1：

“锻造工艺及模具设计”课程的教学改革探索

摘要：针对“锻造工艺及模具设计”课程的教学现状，改革了课程的教学方法和考核方式。提出了以任务驱动式教学法为主、以多媒体教学为辅的教学思路，使理论和实践有机地结合在一起，提高了学生的学习兴趣，增强了实践能力的培养。建立了多种形式的考核方式并贯穿整个教学过程，促进了学生主动学习的热情。

关键词：任务驱动式教学；教学改革；考核方式；多媒体教学

“锻造工艺及模具设计”是模具学生的重要专业课，课程要求学生掌握常用锻造方法，能够正确设计一般的锻造模具，具有初步分析产品缺陷、解决锻件质量问题的能力。与生产实践有着十分紧密的联系，是直接服务于生产的一门学问。[1]随着教育部专业目录的调整，各院校的教学计划也随之进行了相应的改变，河北科技大学“锻造工艺及模具设计”课程由于学时压缩改为选修课程，并取消了课程设计，给教学带来了一系列新问题，尤其是实践能力的培养大打折扣。因此笔者在河北科技大学教研项目支持下，对“锻造工艺及模具设计”课程的教学方法和考核形式进行了改革，以提高学生兴趣，加强实践能力的培养，为应用型本科院校同类专业选修课提供可供借鉴的教学经验。

一、“锻造工艺及模具设计”课程教学现状分析

“锻造工艺及模具设计”课程目前的现状是：

第一，作为专业选修课的“锻造工艺及模具设计”没有了课程设计，既降低了课程的重要性，又弱化了实践能力的训练，课程基本上是纯理论授课变成了名副其实的“纸上谈兵”。

第二，课程压缩至32学时，在教学内容变化不大的情况下，学时的减少使得一些设计计算内容不得不删除，加之缺乏实践环节的支撑，定义、概念及原则学了不少，但却不知学有何用、怎样用，慢慢就丧失了学习的兴趣。

第三，授课对象由模具转为成型专业（铸造、模具、焊接），受众面增加，但学生对选修课重视不够，许多同学认为毕业后不会从事锻造相关工作，混学分现象比较严重。虽然教师将平时考勤计入总成绩加以约束，但留住人留不住心，课堂效果不佳。

基于此，本课程的改革思路是：以任务驱动式教学为主线，通过任务的完成，将理论知识和实践训练相结合，让学生所学知所用，提高实践能力；以多媒体教学为手段，增强课程的趣味性，提高学生的学习兴趣，牢牢抓住学生的心；改革课程考核方式，重视过程考核，调动学生参与学习的热情，避免“一考定成败”。经过教学应用与实践取得了一定的效果。

二、利用多媒体教学，全面提高学生的学习兴趣

随着信息技术的发展和普及，多媒体作为先进的教学手段已广泛运用于各学科的课堂教学中，它具有传统的教学方法无法比拟的优势。通过图片、模型、仿真动画及视频等向学生展示平时无法看到金属流动规律、设备、模具及专业发展的前沿信息，开阔学生视野，激发学生的兴趣和积极性。在有限的时间内增加教学信息量，提高教学效率，[2]尤其适用于像“锻造工艺及模具设计”这样的专业选修课的理论教学。

1.利用多媒体上好第一课

兴趣是最好的老师，而兴趣往往来源于第一课。本课绪论的内容之一是介绍锻造的发展历史和发展现状。通过计算机网络、新闻报道、图书资料等多种途径收集素材，以多媒体形式让学生了解中国古代锻造的悠久历史及现代的重大成就。从商代中期的“铁刃铜钺”到隋代赵州桥的“铁拉杆”，[3]从第一台万吨水压机的诞生到大型船用曲轴的国产化，都见证了古人的智慧和现代的成就。同样，在每个知识单元的第一课将相关的新技术、新装备等学科前沿信息及探索性专题的视频资料剪辑后放给学生观看，例如：中央电视台新闻报道“36000吨黑色金属巨型垂直挤压机诞生记”、探索与发现栏目的“百兵之神-龙泉剑”等，增加了课程的趣味性，提高了学生学习的兴趣，同时开阔了学生的视野，拓展了学生的知识面。

2.利用多媒体了解典型锻件的应用背景

锻造工艺是为零件提供机加工毛坯的，锻件与最终零件仅形状就有很大的差别，无法一目了然。由于锻件是机器设备内部的重要零件，日常生活难见真容，例如大型锻件水轮发电机主轴，汽车发动机曲轴、连杆、凸轮轴等模锻件。因此课前通过多媒体展示水轮发电机组或汽车发动机的结构、原理等内容，让学生了解相关锻件的工作环境、所处位置及作用，则有助于提高相关知识学习的针对性，从而加深印象，提高教学效果。

3.利用多媒体将生产实景引入课堂

锻造很重要的教学内容是锻造工序及其操作方法、典型锻件的锻造工艺过程，完全的口头讲解及图片展示，枯燥而缺乏真实感。利用工厂的真实生产录像加以展示，例如汽车前桥热模锻压机锻造生产自动线、汽车连杆热模锻压机锻造等，学生会有身临其境的感觉，加深对理论知识的理解，提高教学质量。

三、采用任务驱动式教学法，理论联系实践，增强实践能力

任务驱动式教学法是以具体的、实用的“任务”为学习动力，以完成“任务”的过程为学习过程，在学中做，在做中学；以“任务”为主线，以教师为主导，以学生为主体的一种科学而合理的教学方法。在整个教学过程中，教师将传统课程中的知识内容转化为若干个“任务”，并围绕具体的“任务”展开教学，学生直接参与“任务”的全过程，在完成指定“任务”的同时也完成了新知识的学习，在实践操作中培养发现问题和解决问题的能力。[4，5]

“任务”的设计是任务驱动教学法成败的关键。教师应根据学生具体情况及教学大纲要求制订“任务”，要具有难度适中、较强的可操作性和实用性、涉及知识的全面性等特点，让学生通过努力既能顺利完成又能提高综合能力。笔者最终选择长轴类锻件的自由锻造生产工艺、锤上模锻生产工艺及锻模设计作为本课程的“任务”（如表1所示），通过设置不同材质、不同形状、不同尺寸的锻件来避免“任务”的雷同。

表1 中小型阶梯轴锻件锻造工艺设计和锻模设计的任务分解

任务编号任务名称相关理论知识提交成果

任务1 自由锻件图绘制自由锻件的分类，自由锻造工序及其分析，自由锻件图的绘制方法自由锻件图

任务2 自由锻造工艺卡片绘制（协作完成）中小型自由锻的生产工艺流程（下料、加热、锻造工序、热处理），锻造设备及选择，自由锻工艺规程的制订内容自由锻造工艺卡片

任务3 锤上模锻冷锻件图绘制模锻件分类，模锻工艺类型，冷锻件图的作用及绘制方法冷锻件图

任务4 计算毛坯图的绘制，制坯模膛的设计模锻工步的分类，计算毛坯图的计算与绘制，制坯工步的选择，制坯模膛的结构、组成、作用及尺寸设计计算毛坯图，制坯模膛截面图

任务5 热锻件图的绘制，终锻模膛的设计冷热锻件图的区别，热锻件图的作用及绘制，终锻模膛的结构、组成、作用及尺寸设计，模锻工艺方案及切断模膛的设计热锻件图，终锻模膛截面图

任务6 锤锻模结构设计锤锻模结构要素，模膛排布方式，错移力平衡及锁扣设计，模块设计要点锻模结构及模膛排布图

任务7 锤上模锻工艺卡片绘制（协作完成）毛坯计算，锻前加热，锻造后续工序，锻造设备的选择锤上模锻工艺卡片

组织和实施是任务驱动教学法顺利进行的保证。“任务”应在第一课布置给学生，以便学生能够以“任务”为中心，有的放矢地进行后面相关知识的学习。学生4～5人组成任务小组，可自愿组队，实行组长制，组长负责全组分工协作。分组应本着“组内互补、组间平衡”的原则以有利于学生相互协作、优势互补。在教师的主导下，任务小组通过借阅资料、查阅手册，学习相关知识要点并完成各项任务，提交各项任务的图纸、工艺卡片等成果。任务驱动教学法给了学生一个由表及里、由浅入深、循序渐进的学习途径，有利于充分调动学生积极性，培养自主学习及独立分析问题和解决问题的能力。

任何一个“任务”都不可能涵盖所有的课程知识点。首先教师应根据“任务”的进程，打破传统的以教材为中心、以章节为顺序的授课方式，应以“任务”为主线，通过课堂讲授、师生讨论、辅导答疑等方式完成相关的理论知识学习，实现边干边学，边学边干。其次“任务”未直接涉及到的知识点则利用多媒体穿插讲解，形式多样，例如绪论、锻造设备的结构原理等内容用多媒体教学；大锻件自由锻、其他压力机模锻等内容采用讲座式教学并以小论文方式结题；锻造加热和热处理方法及缺陷、部分后续锻造工序等内容采用自学方式以缓解学时紧张的状况。受课时限制，“任务”会挤占学生课下时间，因此辅导答疑必不可少；阶段性检查、监督进度是确保“任务”保质保量完成的法宝。

四、改革课程考核形式，摒弃“一考定成败”

课程考核是教学过程中的一个重要环节，它是评价学生学习效果的主要手段，也是教师获取反馈信息，检查自身教学效果的重要方法和途径，对教学过程起着重要的引导和监控作用。[6，7]随着课程教学方式的改革，传统的期末闭卷考核方式难以达到全面评价学生的目的，因此课程的考核方式也将随之改变。变知识型闭卷考试为贯穿始终的过程考核；将单一考核变成平常考核、期中小论文、“任务”考核、知识小结、抽签答辩等多种形式相结合（如表2所示），全面考核学生在整个学习过程中对知识的理解、掌握和完成“任务”的能力，激发学生的学习热情，调动学生的积极性。

表2 课程考核任务一览表

考核任务分数所占比例考核内容

平时成绩 10% 出勤、课堂问答等

“任务”完成 50% 工作态度、学习能力、任务贡献、团队协作、成果质量

期中小论文 15% 针对大锻件自由锻造方向

知识小结 5% 其他压力机上模锻

抽签答辩 20% 针对“任务”成果及理论知识

课程考核中占比最大的是“任务”完成一项，这是由于“任务”完成需要课程绝大部分理论知识的支撑，要做到在学中做，在做中学，过程的参与至关重要。学生完成“任务”过程中的态度、能力、贡献、协作及质量都是考核的内容，力求考核客观、公正和全面。最后学生需携带“任务”成果及抽签题卡参加答辩，教师针对“任务”及题卡上的理论知识面询，对学生知识的掌握及“任务”完成中的水分进一步过滤和把关，体现考核的公平性和合理性。

五、结束语

经过教学实践证明，任务驱动教学法和多媒体辅助教学对于专业选修课“锻造工艺及模具设计”是可行的，它将理论和实践很好地结合在一起，所学知所用，充分调动了学生主动学习的积极性和运用理论知识解决问题的实践能力；贯穿始终的多种形式的考核方式，避免了“一考定成败”，对于促进学生参与“任务”主动学习起到了重要的作用。

参考文献：

[1]鲁素玲，王丽娟，韩鹏彪.锻造工艺及模具设计的案例教学方法[J].科技信息，2010，（12）：257-258.

[2]于琳华，殷秋菊，周超梅.多媒体技术在模具专业课教学中的应用[J].辽宁高职学校，2009，（4）：50-51.

[3]王德拥，王丽娟.追溯中国古代的锻造[J].塑性工程学报，2006，

13（3）：115-117.

[4]林红旗，杨样.任务驱动教学法在模具设计课程实施中存在的问题与解决对策[J].教学研究，2013，（5）：94-95.

[5]傅宝根.项目教学法在冲压模具设计课程教学中的问题与对策[J].职业教育研究，2011，（1）：110-111.

[6]陈胡兰，陈海红，黄珍，等.《有机化学》课程考核方式改革的探索[J].成都中医药大学学报（教育科学版），2012，15（1）：46-47.

[7]李江昊，常丹华，张宝荣.议“随堂考”的公平性与效果性[J].教学研究，2013，（4）：108-110.

（责任编辑：王意琴）

作者：王丽娟?鲁素玲

锻造工艺及模具设计论文篇2：

工程教育专业认证背景下项目式教学改革探索

摘要：在工程教育专业认证背景下，本文针对锻造工艺与模具设计课程教学现状，根据课程目标和性质对课程的教学模式、成绩评价方式提出改革思路。本文认为，针对一个具体的复杂工程问题，教师可以项目教学为主，组织开展教学改革，彻底贯彻以学生为中心的工程认证教育理念，加强学生的工程训练，促进学生主动深度学习，从而解决大量实际问题，锻炼学生解决复杂工程问题的能力。同时，教师还可围绕项目式教学建立多种过程考核形式，形成持续改进教学质量的良性循环，合理增加课程难度，拓展课程深度。

关键词：项目式教学；教学改革；复杂工程问题；锻造工艺；过程评价

基金项目院本文为2019年兰州理工大学高教研究项目（项目编号：GJ2019B-40）；2019年兰州理工大学示范性项目式教学课程（项目编号：269082）；2020年兰州理工大学一流本科课程研究成果之一。

2016年6月2日，我国正式加入《华盛顿协议》，被认为是中国高等教育取得的具有里程碑意义的历史性突破[1]。《华盛顿协议》是针对本科培养而提出的，本科生专业教育的目标着重体现在一个“本”字，即要求学生能较好地掌握本门学科的基础理论、专门知识和基本技能，重点关注学生的学习效果。工程教育专业认证是我国高等教育的重要组成部分，是国际通行的工程教育质量保障制度[2]。它以工程教育国际接轨为突破口，通过强化内涵发展提高质量，在促进教育观念的更新、标准意识的建立、质量意识的强化上发挥了重大作用。

2018年9月17日，教育部发布《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》[3]，其中基本原则提到：坚持学生中心，全面发展。以促进学生全面发展为中心，既注重“教得好”，更注重“学得好”，激发学生学习兴趣和潜能。这和工程教育专业认证的理念高度一致。

锻造工艺与模具设计是材料成型及控制工程专业金属塑性加工方向的一门专业必修课。它以金属塑性成形原理为指导，是研究金属材料体积成形原理、方法和质量控制的技术科学。该课程具有很强的工程性和实践性，与生产实践有着十分紧密的联系，是直接服务于工程的一门学科，必须加强学生的工程训练[4]，培养其解决复杂工程问题的能力。

一、教学背景与现状分析

长期以来，该课程采用以内容为主的传统授课模式，以教师为授课主体、学生以听为主接受知识灌输，完全以教师为中心，学生接受知识极其被动，造成的后果之一就是学生“考完即忘”，学习效果差；锻造工艺教学所涉及的章节内容比较分散、抽象[5]。课程教学应该是由教师主导、学生积极参与共同构成的双方活动，以培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力。

在工程认证核心理念“以学生学习为中心”教育理念下[6]，为了提高教学效果，让学生能更好地将理论与实践相结合，本研究就如何组织好课堂教学与实践环节、提高课堂教学质量，进行了相关探索。

二、项目式教学特点

项目式教学法以项目为主线、教师为引导、学生为主体，具有目标指向多重性、项目周期短、见效快、可控性好、注重理论与实践相结合等特点。在教学过程中，学生需不断地根据“项目”的需求学习，变被动接受知识为主动地寻求知识。在整个项目执行过程中，以学生为主体，教师为引导，两条主线一一对应，将学生的学习过程变为一个人人参与的创造性实践活动，它注重的不是最终结果，而是完成项目的过程[7]。项目式教学完全改变了传统的师生之间角色关系，真正把学生置于主体和主导地位，而老师变成了引导者和辅助者[8]。

基于此，该课程教学改革思路为：以项目式教学为改革契机，通过课程项目的完成，强化学生的工程意识，系统地培养、训练学生解决复杂工程问题的能力。

三、项目式教学在课程中的教学实施

在工程教育认证理念的课程教学中，课程的学习目标已经不再是单纯地进行理论知识学习，不是强调老师教了什么，而是强调学生学到了什么，强调知识的学习、能力的培养、素质的提高，强调学生能够运用锻造工艺的基本原理分析金属锻造成形过程中存在的问题、利用各种工具手段或技术解决实际工程问题。

（一）教学具体设计

在项目初始，教师可以布置一个名为“锻件加工工艺设计与制造”的项目，该项目最终要拿出一个有明显锻造成形特征的工件。与该项目教学内容相关的知识点有：锻造的概念，锻造工艺分类，锻造原材料的选用与下料方法，金属锻前加热，自由锻工艺，自由锻件分类，自由锻基本工序特点及应用等。

综合考虑学生、教学内容特点、教学资源状况等实际情况，教师应在深入把握教材和学情的基础之上，提升学生的学习兴趣，提高课堂的教学效果。从复杂工程問题背景着手，引导学生将其分解为一个个的简单问题，讨论并制定出实现每一个小目标的方案。教师在项目中起指导作用，将一个相对独立的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价，都由学生负责。

（二）具体的实施过程

任务在学期初即下发学生，要求7-9人为一组，教师提出项目的具体实施要求和条件：完成一个带有锻造成形特征工件的项目。其主要环节包括：设计资料的收集，项目设计分工与协作，设计锻件，材料的比较与选择、购买必要材料，锻件锻造方法的选择与锻造方案的确定，设计锻造加工工艺以及明确锻造工艺流程，锻件锻制具体过程及实施等。

教师并不指定具体锻件，项目小组可按要求发挥想象力，自行选择锻件类型，并设计锻件形状与尺寸。在这个环节中，指导老师在线引导、答疑，并审核锻件成形的可行性，直到帮助学生确定具体的项目实施锻件及金属材料，让学生充分发挥主观能动性。

选题确定后，项目小组线下多次共同商讨，以学生为主体实施项目；老师提供与项目相关的答疑，帮助学生制定出具体实施方案。

进入车间后，项目小组可以开始锻制一个经过设计的锻件，这一过程也是困难重重。例如，虽然理论上学生对锻前金属加热目的很清楚，但在实践过程中，学生才能够体会到难变形与易变形金属的巨大差异，真正明白加热后的金属材料可锻性会得到明显改善。实验过程中，老师全程在实验场地巡回指导，为在实验中遇到问题的学生答疑或与其商讨解决方案，现场拓展相关理论知识和原理，让学生加强理解。

经过以上项目各环节，学生总结经验教训，开始撰写项目报告书、制作答辩汇报PPT，进行项目答辩。项目将进行全过程影音记录，剪辑小视频形成完整的一个锻件自由锻造生产流程。

（三）建立项目的考核评价

教师应建立并完善锻造工艺与模具设计课程要求的考核评价，围绕项目式教学建立多种过程考核形式，注重和加大过程性考核比例，增加考核内容的丰富性。

由于项目教学环节刚引入课程，与以往课堂理论学习相比，需要学生们花费更多的精力来执行项目，除了需要自学自由锻造工艺相关基本原理和工艺，学生还要多方查找收集资料，甚至要自学课程以外的知识，因此教师应将项目环节占总评成绩的考核权重设置为30%。其中，组内互评成绩30%，小组团体成绩55%，组间互评成绩15%，具体涉及的项目考核内容有：锻件创意、锻制工艺方案设计、影音过程记录、项目研究报告、锻件完成度及外观质量、操作的安全、劳动纪律、项目答辩等。

（四）持续改进

教学不是独立的过程，需要不断持续改进，根据此轮课程项目的教学目标与实际达成的教学效果，教师可以分析整个项目教学过程中的成效与存在的问题，进一步改善教学手段、优化教学设计，针对过程中遇到的情况和问题对下一轮项目实施进行改进，从而不断提升教学质量。

四、结语

本文结合锻造工艺与模具设计课程的基本特点，以项目教学法为指导，有针对性地加大实践教学的力度。项目式教学实踐的教学方式，彻底贯彻以学生为中心的原则，激发学生主动学习的兴趣和潜能，合理增加了课程的难度，拓展了课程的深度。在这种创造性的实践活动中，学生需自行查找收集相关资料，积极思考、运用多种思维方式主动深度学习，解决大量实际问题；能有效地理解和把握该课程要求的知识技能，提升自主学习能力、接纳新知识的学习能力。同时，分组让学生相互合作，能够让学生体验创新的艰辛与乐趣，形成认真负责、敢于探究的实践精神，从而培养分析问题和解决问题的能力。在项目式教学中，学生将亲手完成一件件独一无二的作品，求实严谨、注重细节，体现当代工匠精神。

参考文献：

[1]蒋宗礼.本科工程教育：聚焦学生解决复杂工程问题能力的培养[J].中国大学教育，2016：27-30.

[2]中华人民共和国教育部.第一份《中国工程教育质量报告》“问世”[EB/OL]. http：//old.moe.gov.cn//publicfiles/business/htmlfiles/moe/s5987/201411/178168.html.

[3]中华人民共和国教育部.教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见[EB/OL].（2018-10-17）[2020-08-29]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/ 201810/t20181017_351887.html.

[4]杜赵新.工程教育专业认证背景下锻造工艺及模具设计课程教学改革探索[J].中国教育技术装备，2019（06）：82-83.

[5]吕知清，傅万堂，金淼，钱志平.“锻压工艺及模具设计”实践性教学改革[J].中国冶金教育，2010（05）：51-53.

[6]谭春娇，陈微，赵亮，周海芳，钱程东.工程教育认证理念指导下的教学改革[J].计算机教育，2019（02）：123-126.

[7]朱秀清，周莉，王旭.《项目教学法》指导课程设计教学实践的思考[J].教育教学论坛，2019（11）：149-150.

[8]屈仁雄.德国项目教学的内涵及实施探究[J].南京工业职业技术学院学报，2015（15）：66-68.

（责任编辑：邹宇铭）

作者：张涵杨浩李庆林

锻造工艺及模具设计论文篇3：

关节轴承套圈锻造工艺优化

摘要根据关节轴承产品的结构特点和生产实际情况，主要从套圈形状对传统的轴承套圈锻造工艺进行优化改进，从而提高材料利用率，减少车加工留量，以达到降本增效的目的。阐述了工艺改进的过程及要点。经过生产实践验证，改进后的工艺切实可行。

关键词关节轴承；轴承套圈；辗扩；模具设计

关节轴承广泛应用于工程液压油缸、锻压机床、工程机械、自动化设备、汽车减震器，水利机械及航空航天等行业。主要是由一个有外球面的轴圈和一个有内球面的座圈组成的，球形滑动接触面积大、倾斜角大。套圈锻造工艺普遍采用普通辗扩工艺，材料利用率低，车加工余量较大、加工效率低。因此有必要对关节轴承套圈锻造工艺进行优化改进，以提高材料利用率、减少车加工余量及提高生产效率，最高限度降低生产成本，提高企业的经济效益。

1 普通辗扩锻造工艺流程图如下图所示

2 锻造工艺改进后采用仿形辗扩工艺流程

1）轴圈锻造工艺流程如图2所示。

2）座圈锻造工艺流程如图3所示。

3 效果分析与应用预测

3.1 效果分析

1）对轴承套圈锻造工艺优化后，采用仿形辗扩预制大倒角，锻坯形状更接近成品形状，可大幅降低材料消耗，提高节材料利用率。

2）减少车加工余量，提高车加工效率。

3）降低工人劳动强度。

4）延长轴承使用寿命

3.2 应用预测

此锻造工艺在GE、GEZ、GEEM等系列向心关节轴承及角接触球面轴承套圈锻造中被广泛应用，节能降耗效果显著，为企业降低大量生产成本。