浙江机电职业技术学院材料成型与控制技术专业《铸造三维工艺设计与优化》课程标准

1、浙江机电职业技术学院材料成型控制技术专业课程标准铸造三维工艺设计与优化课程标准1 前言1.1 课程基本信息本课程总课时为44学时，学分4，其中以项目为载体的“教学做一体化”教学占30学时，其它教学占14学时，安排在第5学期实施，适用于3年制高中或中职生源材料成型与控制专业（适用于2016级铸造方向）。1.2课程性质随着计算机技术的普及，计算机虚拟铸造已经广泛应用于大型复杂铸造技术的工艺设计，这种技术以三维实体图形技术为基础，在三维绘图环境中进行工艺设计，然后将工艺设计图导入到CAE分析软件环境中，工艺人员在计算机上设置与生产实际相一致的虚拟铸造环境，通过传热耦合计算和流动耦合计算，形象地显示铸

2、件可能产生的铸造缩孔、裂纹和夹渣、夹气和浇不到等可能产生的铸造缺陷，在此基础上改进工艺设计，直致达到所要求的计算结果为止。作为计算机技术与现代凝固技术的交叉而形成的CAE铸造工艺技术，对铸造工艺设计产生了重要的影响，掌握这种技术和操作技能对学生工艺设计水平和职业能力的提升具有重要意义。该课程的学习需要以三维绘图软件和铸造工艺为基础，其后继课程是毕业综合实践1。1.3 设计思路课程的教学以能力为本位，以训练为核心，融“教、学、做”于一体，实施“项目导向、任务驱动、讲解+演示+训练”教学模式；同时将职业指导分解到课程目标，强化课程教学的职业性。本课程采用教学和集中操作实训两阶段实施，采用一体化教学

3、与项目实训相结合的方式，以典型铸件的计算机凝固模拟操作为主线，进行三维工艺设计、格试转换、导入、三维网格剖分、铸造工艺参数设置、基于传热与流动耦合的凝固计算，缺陷分析、分析报告导出等基本工序操作，在操作过程中获得知识点和操作技能。教学过程以教师课堂演示为主，手把手的引导学生进行操作，并对每一个操作项的知识点进行讲解，然后布置实例由学生进行体验操作一体化教学主要讲解关键知识点和典型案例，采用3W1H教学法、课堂陷阱教学法、任务驱动教学法、典型案例教学法等，教学安排以连续4学时为一个单元，其中2学时在多媒体教室集中进行“教、学”，接下来的2学时在一体化实训室进行“学、练、做”以巩固所学知识，提升技

4、能。2 课程目标2.1总目标本课程以典型铸件的计算机CAE工艺优化设计的操作为主线，通过课程的学习和工作任务的实施，使学生具有较强的团队意识和协作精神，具有明确的职业目标，具备使用三维工艺设计、格式转换、模型导入、网格剖分、物性参数设置、耦合计算和色温图分析、缺陷判别和工艺分析等，能根据计算结果进行优化设计，最终找出最优的工艺方案和工艺参数，达到铸造工艺技术人员员实际工作所需的职业岗位能力。2.2具体目标课程目标描述一览表具体目标目标描述知识目标1. 掌握UG软件进行铸件三维工艺设计的操作方法和技巧。2. 了解凝固模拟软件的基本原理。3. 了解UG三维实体零件的进入CAE系统的格式转换原理和方

5、法。4. 了解网格划分原理和方法。5. 掌握华铸CAE的操作方法和参数设置。6. 掌握色谱图缺陷判别方法。7. 掌握三维凝固数据分析方法。能力目标1. 能用UG软件熟练进行铸件三维画图和进行工艺三维设计。2. 能将三维软件的工艺设计转换成华铸CAE软件所能接受的格式文件。3. 能熟练使用华铸软件的安装、设置和计算操作。4. 能对色谱图进行缺陷判别。5. 能利用计算数据进行工艺性分析。6. 对在计算的结果上进行工艺改进和优化设计。素质目标1. 感知CAE技术的应用价值，进一步明确职业取向，完善、细化职业生涯规划。2. 培养学生守时的习惯。3. 培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度、精神。4.

6、培养学生团队意识和协作精神。5. 培养学生独立学习习惯，提高学生自学能力和创新精神。3 课程内容和要求3.1 课程内容和要求序号任 务知识内容及要求技能内容及要求课时1UG三维工艺设计与绘图1. 了解UG软件的三维绘图方法。2. 了解软件的变换操作。3. 熟悉掌握绘图技巧和工艺设计技巧。1. 熟悉进行铸件三维绘图和三维工艺设计，能够创建一个附加工艺设计的铸件铸造模型。2. 能熟练进行.stl格式转换。202华铸CAE分析计算1. 了解华铸CAE的安装、功能、软件特点和环境设置。2. 掌握华铸CAE.stl模型的导入、处理和装配。3. 掌握.stl文件的附加材质属性和物性参数设置。4. 掌握.s

7、tl文件的网格划分。5. 掌握铸型参数的设置。6. 掌握剖分检查方法及错误处理方法。7. 掌握华铸CAE耦合计算参数设置和计算方法。8. 掌握华铸CAE后置处理设置和图形显示设置。9. 掌握色温图缺陷判别及图像文件生成和处理。10. 掌握分析报告生成、处理和应用。1. 能够熟练进行华铸CAE设置操作和数据处理。2 能够全程对一个复杂铸件进行CAE分析，判别工艺优劣、生成分析报告，进行工艺改进。244 实施建议4.1 教学参考书选用及教材编写课程涉及两个教学阶段，在教材的选用上建议分为两部分：一体化教学教材和项目实训教材，其中一体化教学教材选择建议采用如下教材：展迪优，UN NX 8.5 机械设

8、计教程，机械工业出版社，出版时间2015年07月第三版。项目实训所用教材，建议由课程教学团队根据教学实际情况，编制课程设计指导书。指导书应包含知识、技能、素养等三方面的要求，以训练学生的铸造CAE的职业能力、技能及该课程所面向的职业岗位所需要的职业素养。以本课程标准为依据，在条件允许的情况下，通过校企合作的形式编写项目式校本教材。教材以完成任务的典型活动项目来驱动，除了提供纸质的教材资料外，还应通过电子教材、网络资源、音像资料等多种手段提供学习素材，使学生在各种活动中掌握信息化进行CAE操作的基本职业能力；教材中的活动设计要具有可操作性，所列举的教学情景，要具有可推广性和实施性。4.2 教学建

9、议应加强对学生实际职业能力的培养，鼓励创新精神，关注学生思维，注重提高学生的兴趣，在工作任务实施过程中不断强化使学生逐渐掌握华铸CAE操作技能。在教学上应采用教、学、练一体化模式，学生通过理解教师对工作任务的分解和提示，及对典型案例的分析和相关理论知识的讲解，按要求完成工作任务，掌握本课程教学要求达到的职业能力。在教学中应注重培养学生的学习能力和社会能力。应注意培养学生独立分析问题、解决问题的能力，以及在团队中与人沟通、交流和相互协作的能力。在教学过程中教师应充分使用任务分析、互动交流、项目导向、思维引导等多种教学方法。同时应根据软件更新和案例更新应适时更新教学内容。部分教学活动设计建议如下：

10、（1）项目驱动教学：课程分成二个阶段教学，一个阶段的一体化教学和一个阶段的实战训练，都采用项目驱动式教学。项目的选择由简单到复杂，通过“教学做”的循环推进，提升学生华铸CAE方面的操作技能和工艺设计能力。（2）3W1H教学：教师在授课时，对一个知识点，首先告诉学生为什么会有这个知识点(why)，然后给学生讲解这个知识点是什么(what),进一步告诉学生该知识点在哪儿会用到(where)，最后讲解该知识点如何去用(how)，使学生学习目标明确，并能准确地应用该知识。（3）课堂陷阱教学：课堂陷阱教学主要针对学生华铸CAE操作容易出错的地方，以及理解不深刻，在上机、实训中容易持续犯错误的地方。实施过

11、程中，教师在典型的、容易出错误的地方故意犯错，通过“出问题了”来吸引学生注意力、加深印象，提升学生对概念的理解及认识。（4）角色互换法：在教学和实训过程中，教师和学生的角色可以互换。（5）分组行动教学：分组教学通过以下四个步骤，确保项目组之间的协调，合理分配，提升学生学习积极性。分组的时候，教师在自愿基础上注意平均组合，根据学生技能、自主性、兴趣、性别等方面进行把关，并指定能力较好的学生当项目组长，尽可能避免组别之间的实力悬殊，教师调配时按照1:2:1能力配比原则，关注两头的学生，即能力较强和能力较弱的群体，根据项目情况适当考虑性别平衡。项目组长按照能力、兴趣分派组员不同的岗位制定计划、分工合

12、作完成工作任务。4.3 教学评价课程的课堂教学评价由过程考核和能力测试两部分组成，过程考核、能力测试各占50%。过程考核主要考核学生的职业素养及上机操作，其中职业素养占40%，上机操作占60%。职业素养主要考查学生的钻研及解决问题的能力、时间管理能力、任务执行能力、仪态等方面，上机操作主要考核学生上机操作结果上交的及时度、操作结果的正确性及创新等方面。考核内容过程考核（40%）能力测试（60%）职业素养上机操作笔试机试分数构成（总分100）40%60%50%50%能力测试由笔试和机试两部分组成。笔记、机试各占50%，主要考查学生对知识点的掌握程度和操作熟练水平。能力测试评价一览表序号项目考核内容评价内容与标准1UG三维工艺设计与绘图l 铸件三维实体造型和工艺三维设计l .stl文件导出l 图形的正确性（80%）l .stl文件的精度设置和操作正确性（20%）2华铸CAE分析计算l .stl文件的导入和管理l 华铸CAE软件环境设置l 前置处理操作l 物性参数设置l 铸造工艺参数设置l 计算参数设置l 文件计算数据处理l 缺陷判别和分析报告l 正确性（5%）l 正确性（5%）l 正确性（10%）l 正确性（10%）l 正确性