模具制造工艺教学大纲

PAGEPAGE11《模具制造工艺》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称模具制造工艺课程编号310040005课程性质必修课课程类别专业课开课单位材料成型教研室授课学期第六学期学分/学时2/32课内学时32理论授课32上机学时0课内实践0实验学时2课外学时0适用专业材料成型是否双语否先修课程工程制图、模具设计、机械制造技术后续课程毕业设计、模具CAD、模具综合实验等二、课程简介《模具制造工艺》课程是材料成型及控制专业模具方向的一门专业必修课，具有较强的综合性、实践性和灵活性，是模具设计课程的延续。本课程针对材料成型及控制工程专业的特点，以模具制造的传统方法和现代制造技术为主线，主要内容包括模架、成型零件、结构零件的加工方法以及模具装配与试模技术，以注射模具和板料冲压模具为载体，培养学生具有从事模具制造能力和组织模具生产管理的能力。本课程以适应社会需求为基本出发点，以实现学生模具制造工艺编制能力和模具制造实施能力为培养目标。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：1、学通过学习传统的模具一般机械加工方法、模具特种加工方法、模具制造工艺规程设计、模具装配与维修的有关概念、定义、特点等基本知识和理论，学生能正确表述模具加工过程中出现的各种现象及有关数据，并通过分析、比较得到正确的结论。通过对我国模具行业和制造业的发展成就以及现状的了解、对课程学习过程中有机融入的思想政治教育元素的感悟，增强自身科技报国的责任感、使命感、荣誉感，培育和弘扬社会主义核心价值观。2、学生能够运用常见的模具加工方法、模具装配和维护知识、模具试模技术、模具工艺规程编制的有关理论和知识，针对模具加工、装配、试模现场工艺问题进行合理预测、选择、剖析和鉴别，并得出有效结论。3、通过系统学习模具加工制造到使用维护全周期的技术方法，能运用有关理论知识分析和解决综合性模具制造工艺问题，能剖析模具制造过程与模具质量之间、模具加工与模具装配的紧密关系，掌握辩证思维方法；使学生具备运用所学专业基础知识进行分析工程问题、解决工程问题的能力。4、在“互联网+”背景下，学生通过线上线下的灵活、互补的学习方式，了解国内外先进的制模技术，具备相关手册的查阅能力与新知识的检索能力，能够完成自我专业知识的更新和迭代，激发学生追求卓越的创造精神、精益求精的品质精神。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点1-4：能综合应用模具设计、机械制造、装配技术、模具材料等领域的专业知识，对常见的模具制造问题的进行分析，对模具零件的加工工艺方案进一步优化。指标点3-1学习模具加工制造、装配、试模的一般流程和基本技术，了解影响模具制造的各种因素；了解我国模具行业和制造业的发展成就以及现状，增强自身科技报国的责任感、使命感、荣誉感，培育和弘扬社会主义核心价值观。工程知识2-问题分析课程目标2指标点2-2：能够将模具加工、工程力学和塑料成型工艺等相关理论用于表述复杂的模具零件的制造工艺问题，对工艺方案进行分析和对比，提出解决措施和途径；指标点3-1：能够综合运用模具制造专业基础知识、模具材料及热处理知识，并考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，提出模具制造及维护方案，体现创新意识。问题分析3-设计/开发解决方案课程目标3指标点1-4：能够综合应用模具设计、机械制造、装配技术、模具材料等领域的专业知识，对模具制造问题的进行分析、优化模具制造工艺方案。指标点3-1：学习模具零件加工制造的一般流程和基本方法，了解影响模具加工和装配精度的各种因素，推测模具生产现场常见问题的形成原因并力求解决、改进。1-工程知识3-设计/开发解决方案课程目标4指标点1-4：能够通过多种渠道获得先进的制模知识，并用于设计复杂的模具加工工艺问题，或改进特定零件的加工工艺方案。指标点2-2：能够将模具制造基础理论和先进制造技术相结合，综合应用于复杂的制模工程问题，对比不同加工流程和工艺措施并加以改进。1-工程知识2- 问题分析四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元模具制造工艺概述（学时数：4学时）1.课程主要内容（1）模具技术的发展（2）模具制造的基本要求与特点（3）模具制造的工艺路线（4）模具的主要加工方法2.重点和难点（1）模具制造的基本要求与特点（2）模具制造的工艺路线3.教学方法1.通过线上线下混合式的教学模式，借助网络、动画和视频等形式阐释模具制造的工艺路线和主要加工方法，丰富了学生的学习资源，提升了学生的自主学习能力；2.采用案例教学法，以典型模具零件为例，说明模具零件制造流程和主要加工方法，比较各种加工设备、刀具、量具、检测方法的特点，理解模具生产流程。3.加大信息化在考核中的作用，发布开放式学习内容，培养学生自我探索学习的能力，通过了解我国模具行业和制造业的发展成就以及现状，增强自身科技报国的责任感、使命感、荣誉感，培育和弘扬社会主义核心价值观，加大思政教育渗透。4.学生学习预期成果完成本单元学习后，学生能够描述模具的一般机械加工、精密加工、仿形加工的特点，了解模具加工的流程，能有正确选择模具零件加工方法的能力，具有自主学习新知识、新技术、主动查阅资料的能力。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标1和课程目标2。第二单元模具的机械加工（学时数：6学时）1.课程主要内容（1）模具的一般机械加工（2）模具的仿形加工（3）模具的精密加工（4）模具的数控加工（5）模具的CAD/CAM2.重点和难点（1）模具的一般机械加工（2）模具的精密加工（3）模具的数控加工3.教学方法1.通过线上线下混合式的教学模式，借助网络、动画和视频等形式阐释各种模具加工设备和加工方法的特点及适用性，丰富了学生的学习资源，形成线下线上教学优势互补；2.结合金工实习、机械制造等先修课程，阐释数控加工、一般机械加工、精密加工的原理与应用特点，用对比的教学方法，分析、探究不同加工方法对模具制造周期、加工精度、开发流程的影响；以冲压模具和注射模具典型零件为载体，培养学生处理模具制造中一般工艺技术问题的能力。3.充分利用互联网的强大能力，通过视频、动画或者模型例子向学生展示其他先进的模具加工方法，将课外的拓展知识穿插到学习的课程当中。鼓励学生自主学习，在主动沟通和小组合作中具备继续学习和继续提高的能力。4.学生学习预期成果通过本单元的学习，学生能够根据模具图纸，具有正确选择模具零件毛坯，分析零件结构工艺性，选择恰当的加工方法、加工设备与工装、工艺参数的能力；能够具有处理模具制造一般工艺技术问题的能力；在构建模具零件加工制造工艺过程中，有正确的质量意识和安全生产意识。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标2和课程目标3。第三单元模具的特种加工（学时数：8学时）1.课程主要内容（1）电火花成形加工，包括电火花加工的基本概念；电火花加工的特点和分类；电火花加工的微观机理；影响材料放电腐蚀的主要因素；电火加工中的基本工艺规律及电火花加工的表面质量；电火花成形加工在模具加工中的应用等；（2）电火花线切割加工，包括电火花线切割加工的原理、特点及应用范围；电火花线切割加工设备；线切割的编程技术；影响线切割工艺指标的因素；电火花线切割在模具加工中的应用等；（3）电化学加工，包括电解加工的特点、应用和加工机理；电解加工中的基本规律；电解液的种类及选用；电解加工在模具加工中的应用；电解磨削、电铸的原理、特点和应用范围。（4）超声波加工与激光加工，包括超声波加工与激光加工的原理与特点；超声波加工与激光加工的基本设备组成，超声波加工与激光加工在模具加工中的应用。2.重点和难点（1）电火花线成形加工的原理、特点及在模具制造中的应用；（2）线切割加工的原理、特点及在模具加工制造中的应用；（3）电化学加工的原理及其在模具加工制造中的应用3.教学方法1.通过线上线下混合式教学法，线上教学主要针对特种加工设备的组成、操作及加工演示等；线下教学主要阐释特种加工机理和工艺规律等理论知识，既利用了学生的碎片时间，也丰富了学习资源，提升了学习效果。2.采用启发式教学。在教学环节、教学内容方面增加与学生沟通频次，使学生了解到学习的基本内容与学习的方法，调动学生的主动性和积极性。3.通过模具结构案例，引导学生了解特种加工与常规切削加工的不同，建立非传统加工意识；培养学生对物理、化学、电工、液压、机械等多门课程各种学科知识的综合应用能力。4.学生学习预期成果完成本章学习后，学生能够建立非传统加工意识，勇于用辩证思维方法打破陈规，理解电、热、光、声、化学等形式能量也可用于模具零件的加工制造；能掌握电火花、线切割加工方法，对于特定的模具零件能完成电极设计和程序编制。对于既定的模具结构，能够根据塑件的结构特点和生产需求，对模具结构的合理性进行判断。培养学生模具工程师的专业素质。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标1和课程目标3。第四单元典型模具零件制造工艺（学时数：6学时）1.课程主要内容（1）模架制造，主要包括模架的组成和作用，模座的加工方法和性能要，导柱导套的性能特点及加工要求。（2）冷冲模具零件的制造，主要包括冲压模具零件的性能及使用要求，冲压模具成型零件加工工艺分析、材料及毛坯的确定、加工方案的选择、加工顺序的确定、热处理工序的确定、工艺装备的确定以及工艺规程的编制等。（3）塑料模具零件的制造，主要包括塑料模具零件的性能及使用要求，冲压模具成型零件加工工艺分析、材料及毛坯的确定、加工方案的选择、加工顺序的确定、热处理工序的确定、工艺装备的确定以及工艺规程的编制等。。2.重点和难点（1）冷冲模具成型零件的制造。（2）塑料模具成型零件的制造。3.教学方法1.通过传统课堂教学与现代信息技术深度融入的教学方式开展教学，通过动画、视频等资源展示常见模具及标准模架，结合各种模具加工方法的特点，引导学生理解、归纳模架及其他模具零件的加工特点；线下课堂注重针对性和综合性，全面培养学生，培养学生解决复杂工程问题的能力；2.用情境教学法，以模具成型零件加工为载体，对成型零件的技术要求、加工方法等进行系统教学。每个学习情境的教学安排，都由简单到复杂，遵循平行、递进、包容的原则，循序渐进地让学生去掌握知识点。3.通过案例分析的方法，结合工程手册、国家标准等制定模具零件的加工方案，通过专业问题的描述、理论联系实际的练习，引导学生树立专业理想、提升专业情操、培养具有“敬业，精益、专注、创新”内涵的工匠精神。4.学生学习预期成果完成本章学习后，学生能够理解模架的性能特点及加工工艺；能够针对特定的模具成型零件确定其加工方法、加工设备与工装、热处理工艺及工艺参数；对于实际工程问题，能够主动查阅资、工程手册、国家标准等解决模具零件的加工工艺问题，有责任意识和创新意识。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标2和课程目标3。第五单元模具装配工艺（学时数：4学时）1.课程主要内容（1）模具装配要求及流程（2）塑料模装配工艺及方法。（3）冲压模装配工艺及方法。（4）试模方法及试模常见问题。2.重点和难点（1）塑料模装配工艺及方法。（2）冲压模装配工艺及方法3.教学方法1.通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的工程知识；2.采用启发式、引导式教学，以注射模具和冲压模具为例，引导学生理解模具试模的必要性和重要性；借助网络资源，安排学生利用线下碎片时间通过视频和动画学习模具的装配过程，线下引导学生归纳模具装配原则和常见问题的应对措施。3.以模具工作过程为导向，打破模具设计、模具制造、模具装配和模具调试的知识壁垒，对模具全周期开发过程知识进行优化和衔接，构建系统的模具制造工艺体系；以主题讨论的形式对工艺方案提出可行性方面的质疑，教师提供指导意见，帮助形成工艺方案结论。4.学生学习预期成果完成本章学习后，学生能够阐释模具装配原理，准确描述模具的装配流程和装配要求，能够解决一般的装配工艺问题；对于特定的注射模具和冲压模具，能够描述试模的一般流程，阐释试模过程中制件出现缺陷的原因，并能提出改进措施；通过学习模具装配和试模的重要性，使学生感悟“工匠精神”的必要性和紧迫性，从而树立科技报国的爱国情怀，培育和弘扬社会主义核心价值观。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标1和课程目标3。第六单元模具快速成型制造技术（学时数：2学时）1.课程主要内容（1）快速原型制造技术概述（2）快速原型技术在模具行业的应用2.重点和难点（1）快速原型制造技术概述（2）快速原型技术在模具行业的应用3.教学方法1.通过传统课堂教学与现代信息技术深度融入的教学方式开展教学，通过动画、视频等资源的丰富学生知识结构，激发学生学习兴趣；线下课堂注重针对性和综合性，全面培养学生，培养学生解决复杂工程问题的能力；2.采用对比式教学法，对比“物体分层制造法”、“选择性激光烧结法”“熔化堆积造型法”“立体平板印刷法”等多种快速原型制造技术的特点及应用范围，归纳快速原型技术与传统成型技术的不同之处；结合模具制造的特点及要求，分析快速原型技术在快速制模中的应用。结合现阶段我国模具制造行业的发展现状、制造业在国民经济中的重要地位，激发学生的创新意识和爱国精神。3.采用问题式教学，即以提出问题、分析问题和解决问题为主线，通过创设问题情境，引导学生思考，训练学生的思维逻辑，培养学生分析问题、解决问题和综合运用所学知识的能力。4.学生学习预期成果完成本章学习后，学生能够掌握快速成型技术的原理，了解常见的几种快速成型技术的特点；了解快速成型技术在模具中的典型应用。给予学生足够的课上课下、线上线下自主学习空间，调动学生的学习积极性和进取心，引导学生用增材制造的思维考虑模具制造，培养创新意识。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标1和课程目标2。第七单元验证型实验（学时数：2学时）1.课程主要内容通过“熔丝堆积成形”实验，要求学生掌握熔丝堆积成形的基本原理；理解快速成型工艺与传统减材制造的异同；了解三维打印机的基本构造和操作；理解模型制作工艺过程。2.实验方法a.首先设计出所需零件的计算机三维模型，并存储为STL格式文件；b.利用UPBOX设备的软件将模型(STL文件)按照一定的规则离散为一系列有序的单元，将原来的三维模型变成一系列的层片文件；c．连接UPBOX3D打印机，设备自动识别离散后的模型文件，并开始执行程序打印模型，得到一个三维物理实体。(4)3D打印与传统成型工艺的区别传统加工工艺是去除加工，3D打印是增材制造。3.实验要求a.课前预习“熔丝堆积成形”实验原理，了解三维打印机的基本构造；b.实验过程中按照构建模型（模具零件，如异形水路等）；按要求操作三维打印机；具体见实验指导书及实验报告册要求。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元模具制造工艺概述讲授法、案例教学、比较课程目标1、241:1第二单元模具的机械加工讲授法、模型推理、随堂研讨课程目标2、361:1第三单元模具的特种加工讲授法、融合总结、随堂讨论课程目标1、381:1第四单元典型模具零件制造工艺讲授法、案例教学、对比课程目标1、461:1第五单元模具装配工艺讲授法、随堂讨论课程目标2、341:1第六单元模具快速成型制造技术讲授法、案例教学课程目标1、221:1第七单元增材制造实验实验321:1合计321:1五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩40%作业（百分制）20本门课程4次作业，主要考核每章的基本理论及基础知识，作业评分的具体标准（提交时间、作业正确率等）目标分值=0.2*作业平均成绩测验（百分制）20组织两次阶段测试，取每次阶段测试的平均成绩目标分值=0.2*测验平均成绩日常表现（百分制）25迟到或无故旷课扣1分/每次；课前练习、课堂提问≥9分，回答正确7-8分，回答比较正确≤6分，经提示后仍回答错误分组作业展示与讨论20分组展示其他的先进模具制造技术（重点展示加工原理及该中技术在模具加工中的优势）线上话题讨论10主题1其他模具零件先进加工技术主题2增材制造在模具零件加工中的应用主题3模具智能装配技术的关键技术每次较高质量发布讨论观点，加1分，10分封顶期末考试60%知识40考核内容：知识点