模具设计与制造模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇模具设计与制造，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

引言：模具作为工业的基本必须的工具，有“工业之母”之称。百分之七十五的粗制作的的工业部件、百分之五十的精制作的部件使用模具制作的，几乎全部的塑料产品也利用模具制作。我国的模具产业刚刚驶入快速发展阶段，然而其中的不足仍较多。在很多方面和起步较早、发展良好的国家比较还存在不小的差距。例如精密零部件的模具制作在行业中的比例仍然不高，部分简短的模具工艺使用仍不普及。尤其是在大批量、精密与长久使用的模具工艺上还有着较大差距。

一、模具设计与制造存在的问题

1、管理水平不高

因为现在制造工业里模具系统的具体使用基本通过人工来进行，而没形成健全的管理系统实施控制，致使企业较难衡量模具制作花费的时间与成本，更不好把握模具设计导致的品质高低，嫩亿精确计算模具生产过程中的实际成本与制作效率，因而无法及时对模具进行维修和检测模具的使用状态。再者，因为模具生产管理的不健全，使得企业在制作、维护模具上占用了过多的时间与成本，继而造成了企业生产成本的提高、出场日期延长等情况。

2、标准化水平较低

模具是专门用于塑形的工业零件，即使非常个性化，但也属于工业范畴，因此标准化水平十分关键。我国模具标准化的管理入手时间较短，所以模具标准化比生产滞后许多，更滞后于国籍上很多工业水平较高的国家。某些模具工业先进国家，比如美国、日本、德国，模具标准化至今已有百年的进程，模具准则的提出、模具标准件的制作和配备，已有着健全的系统。但我国模具标准化的起步，仅仅在“全国模具标准化技术委员会”建立之后的一九八三年才进行。现在我国已经存在两万多家模具制作企业，模具制作有了长足进步，然而和工业生产的需求相比，还不够现实的需要。

3、相关人才不足

目前全球正实行着影响深远的产业调整，有的模具生产慢慢往发展中国家迁移，我国正在变成全球模具大国，但当前我国模具工业人才不足已经成为关键的障碍。按劳动部门的统计，现在企业对模具人才的需求量逐渐提高，在北京、福建、深圳等地区，模具方面的人才、模具维护人才等正是社会需求最旺盛的人才之一。模具产业作为要在实践中积攒经验的产业，当前的工作者能够一直学习并且

二、模具制造过程中存在的缺陷及防止措施

2.现阶段

2.1锻造加工

由于市场的需要，高碳、高合金钢等生产材料被广泛用于制造模具。但这类钢不同程度的存在成分偏析、碳化物粗大不均匀、组织不均匀等缺陷。选用高碳、高合金钢制造模具，必须采用合理的锻造工艺来成形模块毛坯，这样一方面可使钢材达到模块毛坯的尺寸和规格，一方面可改善钢的组织和性能。另外高碳、高合金的模具钢导热性较差，加热速度不能太快，且加热要均匀，在锻造温度范围内，应采用合理的锻造比。

2.2切削加工

模具的切削加工应严格保证尺寸过渡处的圆角半径，圆弧与直线相接处应光滑。如果模具的切削加工质量较差，就可能在以下3 个方面造成模具损：（1）由于切削加工不恰当，造成的尖锐转角或圆角半径过小，会导致模具在工作时产生严重的应用力集中。（2）切削加工后的表面太粗糙，就有可能存在刀痕、裂口、切口等缺陷，它们既是应力集中点，又是裂纹、疲劳裂纹或热疲劳裂纹的萌生地。（3）切削加工没能完全、均匀地切除模具毛坯在轧制或锻造时产生的脱碳层，就可能在模具热处理时产生不均匀的硬化层，导致耐磨性下降。

2.3磨削加工

模具在淬火、回火后一般要进行磨削加工，以降低表面粗糙度值。由于磨削速度过大、砂轮粒度过细或冷却条件较差等因素的影响，引起的模具表层局部过热，造成局部显微组织变化，或引起表面软化、硬度降低，或产生较高的残余拉应力等现象，都会降低模具的使用寿命选择适当的磨削工艺参数减少局部发热，磨削后在可能的条件下进行去应力处理，就可有效地防止磨削裂纹的产生。防止磨削过热和磨削裂纹的措施较多，例如：采用切削力强的粗颗粒砂轮或粘结性较差的砂轮；减少模具的磨削进给量；选用合适的冷却剂；磨削加工后250～300 ℃的回火消除磨削应力等。

2.4电火花加工

应用电火花工艺加工模具时，放电区的电流密度很大，产生大量的热，模具被加工区域的温度高达10000℃左右，由于温度高，热影响区的金相组织必将发生变化，模具层由于高温而发生熔化，然后急冷，很快凝固，形成再凝固层。在显微镜下可看到，再凝固层呈白亮色，内部有较多显微裂纹。为了延长模具寿命可以采用以下措施：调整电火花加工参数用电解法或机械研磨法研磨电火花加工后的表面，除去异常层中的白亮层，尤其是要除去显微裂纹；在电火花加工后安排一次低温回火，使异常层稳定化，阻止显微裂纹扩展。根据上文中所述方法可缩短开发周期和有效地防止模具制造缺陷，提高模具制造质量、降低生产成本。有所作为的不多。因为开始的学习就非常单调无趣，所以很多初学者往往不能坚持到底。另外，中国一贯的教育模式，对模具人才的关注与教育投入仍然不够。某些院校即使在近几年时间里成立了模具专业，然而因为受软硬件设施限制，毕业了的学生们实际的工作能力不足。而社会里许多的的模具制作专业，因为缺乏健全的行业准则，导致学生们的实际能力不能完全适应需要。

三、新技术在模具制造中的应用

3.1快速原型制造（RP）技术

RP技术在模具制造领域的应用主要是制作模具设计制造过程中所用的母模，有时也用于直接制造模具。RP技术可分为直接快速模具与间接快速模具技术。如SL、LOM、SLS、SDM。其优点是制造环节简单，能够较充分地发挥其技术优势；对于那些需要复杂形状的内流道冷却模具与零件，采用直接RT（由RP直接制造出使用模具的技术称为直接RT技术）有着其他方法不能替代的独特优势。间接快速模具制造，通过快速原型技术与传统的模具翻制技术相结合制造模具。一方面可以较好地控制模具的精度、表面质量、机械性能与使用寿命，另一方面也可以满足经济性的要求。如基于喷射的成型技术，如FCM、3DP、快速精密铸造模具等。RP各成形工艺都是基于离散-叠加原理而实现快速加工原型或零件。

3.2虚拟制造技术（VMT）

虚拟制造是采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、品质检验以及企业各级过程的管理与控制等的产品制造全过程，是一种通过计算机虚拟模型来模拟生产各场景和预估产品功能、性能及加工性等各方面可能存在的问题，从而提高人们的预测和决策水平。虚拟制造技术是以三维建模和仿真技术为基础，以虚拟现实技术为支撑的全新的技术

3.3反求工程技术RE

篇2

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）04-0014-01

精密自动级进模具设计和制造实际上就是利用一系列大型的、大规模的金属零件器具，然后再利用相应的工程技术，实现了对现有模具的改善和开发挖掘的过程。本次研究主要提出了一种设计和制造创建，进一步对下游元件和器具的加工或者计算辅助处理进行规划，因此，整个模具从设计到开发是呈现出高度的集成化。

一、集成框架的设计研究

1.数据集成和过程集成

明确集成框架的主要目的是为了原来离散设计过程提供一种数据集成和过程集成的作用。在之前的设计和制造研究过程中，这些功能的体现都是在一系列的设计和工具制造过程中完成的。在整个框架中，对于数据集成功能的发挥，在终端的用户采用了一种全局性的数据，并对这些数据采用了一系列完全配套的设备和系统元件管理实施进行支撑。在整个框架中，对于特定的项目数据集成会将其立即的收集并进行不断的优化，方便用户对数据信息的搜集、共享，并在系统中以一种特殊的形式避免数据在储存过程中产生冲突，而对于集成功能的终端，用户可以采用标准的工程序列的方式进行体现。为了能够更好的完成相应的模具产品的设计和制造，终端用户需要不断对每一个设计流程进行咨询和关注，保证每一个项目中的任务以及采用的数据都是正确的，当每一位独立的项目完成任务之后，相应的数据输出就会自动的对数据进行储存，并作为相应配置数据被保存下来。

2.框架环境和功能

在本次研究的这个框架中，框架的工程环境主要包括基金模具设计和制造以及最后的集成框架等内容。在这个框架中还纳入了一个共享台、框架内核以及两个数据库。在框架中，管理数据储存主要包括了原始数据的库指针的原始数据，而框架内核主要是指将其设计成为一种制定的交易处理系统，在这个系统中其作用主要是保障好系统使数据库的功能在工作台应用程序的直接干预之下依然能够正常进行工作。而CAX工具能够在整个框架的监督之下自主的进行运行，其展示出的各种项目成果的进度情况都会被框架放置于一个集成的储存模块中，但是，在设计过程中，目前该框架的主要问题就是模具设计和制造过程中需要考虑到很多复杂的数据和管理功能，因此，在框架制定过程中，框架的内核功能应该被划成为四个单元，也就是数据管理单元、进程管理内核以及原始数据处理单元和设计数据处理单元等四个部分。

3.图谱的实现

框架结构在设立过程中应该包括三个过程，首先，第一个过程就是要在不考虑细节问题的情况下将框架的主要步骤进行确定，从而能够构建出一个整体的框架；其次，第二个过程就是开发数据机库管理或者相关新信息模块的制定，这个过程中需要对框架各个单位的功能和作用进行进一步的明确；最后，第三个过程就是要对工作台的界面进行开发。在这个工作界面中，对简单的工具进行包装能够使得这个框架能够在当前的界面中直接使用框架中的各个功能，因此，在原始框架设计过程中，美工应该具体考虑到装封的具体实现过程。

4.轮廓框架的确定

在初级框架中，整个框架的功能被分为了客户端和服务终端，其实现的主要策略如下所示，系统在以Windows和以太网为基础的大平台下，元数据的以及设计过程中诞生的数据在服务终端几种存放，并作为信息的HUB，常用的数据面向对象以编程语JAVA用来实现所有的新建框架单元。而管理的数据库主要是以面向对象的数据管理系统来实现的。在框架中远程访问的数据库需要和一个应用的服务器相连接，这个服务器和元数据以及原始线程之间进行交互。

5.系统建模和数据库管理

根据系统面向的对象不同以及设计的原则，对一个系统进行实例化就是对一系列对象相互之间的关系进行确定，因此，一旦建立了一个面相特定对象的的模型，整个项目的建设就已经基本快完毕了。对于本次研究的框架类型，其对象基本上可以分为两个部分，一种对象是短暂的，另一种对象就是持久，对象的确定需要一定的理论基础作为依据，尤其是在本次研究的系统中，一系列的模型被定义为了相关性，整个框架需要在相关工具的协同之下才能实现工作。通过对整个框架属性进行设计，改变其在使用过程中的衰弱程度。在框架设计过程中，采用一个先进的设计版本以及控制工具和配套的管理模型支持设计的传播管理，最终保证整个进程管理建立在产品管理模型的基础上。

二、进程动态

一般说来，集成框架的动态性能可能会使用户的想法和理念得到全面的改变。在集成框架下进行工作，用户在进行局部设计和加工过程中能够实现对整个动态的全面掌握，框架中工具之前相互协同合作只为了更好的得到虚拟化的结果。这样可以提高用户对系统的操作能力，从而在一定程度上降低技术含量。在框架中，产品数据的管理功能保证了用户对所有项目操作或者改变的永久性保留。这样用户在进行操作过程中就不容易出现错误了。在系统中如果没有这些保障措施，在对原始的设计数据进行改进过程中很可能就会很复杂，而在本次研究的框架之下，其不仅能够使开发者享受到最新产品的版本信息，而且还能为用户提品设计和开发的对策。其能够对复杂的序列化模具进行详细的分析，保证不同形式的设计恩物都能够不受影响的进行。

参考文献

[1]陈传胜，陈杰华.高速级进冲压中废料回跳问题的解决方案[J]. 模具技术. 2010（06）

[2]尚庆付，申永祥. 改善线切割加工精度与表面质量的方法[J]. 模具技术. 2010（05）

[3]单春艳，李春福，程立章. 精密多工位级进模嵌件板的设计及模具材料选用[J]. 机械设计与制造. 2010（08）

[4]邵国洪，姜伯军. 级进模排样图设计与选择对冲件质量的影响[J]. 模具制造. 2014（04）

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现如今，很多产品的制造与生产都要求极高的美学欣赏价值，除此之外还要顾及到产品所用材料的各种性能，在制作时所用的设备，产品的数量，还要考虑到生产产品所需的成本。当模具设计中应用到三维技术后，就为设计人员在进行产品的设计时，提供了更多的选择，可以根据三维技术的特点，迅速的对于模具进行设计与制造，为后期的工作提供了基础。

1.2CAD/CAM技术通过PC平台在模具制造与设计上的应用

进入上世纪90年代后，CAD/CAM技术主要采用的是UNIX操作系统，随着技术的发展和科技的进步，各个软件的工作站和平台都已经开发和应用了微机版，并能根据不同的计算机系统，做出不同风格的软件。在有些模具的制作和加工中进行了大量的编程，同时获得较大的收益。

1.3远程技术在模具制造与设计中的应用

在模具设计与制造中，如果想顺利的完成，必然要用到CAD/CAM软件。但是，这些软件之间由于各种各样的原因，数据之间不能够进行及时的交换，因此必须通过远程技术对其进行合理的集成。传统的CAD/CAM集成已经无法满足模具的设计与制造的需要。因此，必须重新研制开发新的集成。随着经济的发展，科技的进步，包含了各种设计需求的高端集成应运而生，满足了新形势下模具设计与制造的需要。

2CAM的加工方法及其在模具设计与制造中的重要技术

在模具的设计与制造中，包含了许多方法，本文主要介绍CAM的加工方法，主要有粗加工、精加工，知识加工等。

2.1粗加工

粗加工指的是：CAM在工作时主要的任务是加工型腔，在这个过程中，采用合适的轴，依据已知的模具的形状进行简单的加工，制造出大概的轮廓与形状，根据不同的线条，从凸模加工和凹模加工中，选取合适的加工模式，实现初级加工。

2.2精加工

在完成粗加工之后，紧接着就要对模具进行精加工，根据模具的等高线，把突出的部分进行曲面加工，使其变得平滑；通过使用扫描线对对前期粗加工所形成的各个不均匀的区域进行修整。通过等高线和扫面线的使用，使模具在设计与制造上更加的完善。

2.3知识加工

通过CAM对模具进行知识加工的过程中，主要包括了应用模板和生成模板。生成模板的主要功能是能够熟练的记录下在前期的加工过程中已经形成的各个流程，同时还能记录下在加工过程中所保留下来的参数。应用模板的主要功能是将生成模板所记录下来的各个加工流程和主要的参数应用到模具的设计与制造过程中。

2.4CAM在模具设计与制造中的重要技术

在模具设计与制造中CAM的一些重要技术起到了极其重要的作用。首先尽可能的用二维技术代替三维技术，三维技术在应用中，没有像二维技术那样能够生成较为清晰的轨迹。其次，在某些制作工艺上，模具对于造型有着较为特殊的要求。同样的设计图纸，根据不同的加工技术，可以设计和制作出不同的造型，因此要选取合适的技术进行设计制作。除此之外，还可以采用混合模型，对于二维线框，实体以及曲面进行使用。采用了混合模型，能够最大程度上的对原有的模型进行简化，大大的提高了工作效率。在对模型进行三维设计当中，由于零件较多，结构较为复杂，在运行的时候，效率不是很高。因此，必须把这些零件进行局部的加工整合，最大限度的提高运行效率。

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摘要：锥形套制品为深腔类产品，其模具设计与制造从产品工艺分析、模具结构等方面提出合理的解决方案，实践证明，模具结构合理、操作方便。

关键词 ：锥形套注塑模具；工艺与结构；合理方案

作者简介：曹会元，男，1972年生人，辽宁省抚顺人，副教授。东莞职业技术学院机电工程系教师，主要从事模具设计与制造方面教学研究工作。

1 前言

聚乙烯简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀。中低、压聚乙烯以注射成型制品及中空制品为主，广泛应用在制造盖壳、手柄、手轮等通用机械零件。

2 产品分析

该制品所用材料为低压聚乙烯，如图1所示是倒锥形结构，大端直径尺寸23mm，小端直径尺寸23mm，大端头部为圆弧形，塑件总长为43mm，为深腔类制品。且塑件大端壁厚最大可达到3mm，小端壁厚可达1mm，由塑件结构及成形特性可知，注射模具结构可采用三板式模具结构，由于塑件外形为倒锥形，且壁厚最大可达3mm，故应合理选择脱模方式。

3 模具设计

一副注射模具可以分成以下几个部分：成型零部件、浇注系统、导向部件、脱模机构、分型抽芯机构、温度调节系统、排气系统和其他零部件。对锥形套制品制品形状、精度及使用性能上综合分析，模具分型面的所在位置，要考虑到塑件外壁有斜度，为避免成型脱模困难，故分型面设在圆弧末端B-B处，如图2所示。浇口位置选择主要考虑塑件的结构与工艺特征和成型质量要求，在分析原材料的工艺特性与熔体在模具内的流动状态、成型工艺条件基础上，塑件的浇口选择在圆弧的顶端，如图3所示。

锥形套注塑模具装配图如图4所示，模具采用三板式点浇口进料，分流道采取梯形结构，并在浇口相接处采用圆弧过渡，有利于塑性流动。由于型腔到分流道的距离相同，近似平衡浇注系统，有利于同时充满各个型腔。浇注系统凝料的取出方式为手动取出，制品的脱模方式为二次顶出，该模具共有三个分模面。

4 模具制造

模具按用户要求，模架自制，材料为进口预硬不锈钢。型腔、型芯材料皆为进口淬火不锈钢。型腔精加工阶段采用成对加工方法，即将后模型芯18和定模板11按模具中的装配位置相应布置，靠电火花机床的平动功能来加工，在加工过程中电极还可绕Z轴不断转动，从而可有效地保证合模的准确性。

5 工作原理

随着注射机的开模动作，定模腔在顶出弹簧15的作用下首先在I—I处分模。在定模板上侧凹孔（冷料穴）的作用下，在开模时切断进料口。运行一段距离后，A板11在定距导柱拉杆16的作用下限位停止不动，模具在II—II处实现二次分型。继续开模，当动模和定模逐渐脱离接触后，B板8在弹簧9的作用下起到推板的作用将塑件从型芯18上脱模。脱模结束后，B板在限距螺钉10的作用下停止不动。开模结束后，在注射机的顶出作用下，顶杆很容易将塑件从动模腔顶出。取出塑件后，在定模侧同时取出浇口凝料。

参考文献

[1]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，1999.

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（二）技能培养与职业岗位能力要求相对接采取校企合作教学模式，确定模具设计与制造专业职业岗位群，明确岗位职业能力，以典型工作任务为载体，进一步序化、重构课程内容。

（三）学习过程与真实工作过程相对接改变传统课堂教学方式，学生在完成典型工作任务过程中掌握了有关理论知识，教师在教学过程中扮演着主导角色，学生为主体，有效激发了学生的学习热情。在完成任务过程中培养学生总结、归纳的能力，团队协作能力和应用所学知识解决实践问题的能力。基于工作过程导向的课程设计是课程教学的一大创举，满足了当前社会发展对高职人才的需求。

二、基于工作过程导向的模具设计与制造专业课程设计思路

（一）以市场需求为导向、校企合作为平台，准确定位专业培养目标根据对高职院校模具设计与制造专业毕业生跟踪调查得知，大多数毕业生就业于冲压、塑料等模具设计、模具装配、模具零件加工工艺编制、模具维修、数控机床操作、模具设备调试及模具管理经营工作等。在对模具行业企业走访调查的基础上，专业领头教师到校企进行锻炼实践，并积极同模具企业技术人员开展交流沟通，深入分析与总结我国模具行业人才需求情况、行业发展现状、职业能力素质要求、从业人员职业岗位及典型工作任务等方面。由模具专业骨干教师同企业技术人员进行深入分析与讨论，明确模具设计与制造专业培养的目标，即是面向模具设计与制造行业企业，从事模具设计及模具成型工艺制定、数控编程与数控机床操作、模具装配及维修等岗位，具备专业岗位群系统理论知识和岗位实践技能，具有解决工程实际问题和终身学习能力的高素质技能型人才。

（二）以工学结合为切入点，构建工作过程导向的课程体系

1.依据岗位调研分析，确定从业岗位典型工作任务对于模具设计与制造专业而言，人才培养面向的是岗位群，同岗位从业人员、基层技术人员及企业专家对岗位工作过程及工作任务进行重点分析，由专业带头人、企业专家、骨干教师组成小组进行讨论分析，制定模具设计与制造专业科学合理的典型工作任务，具体分为：（1）灵活使用Excel、Word等编制技术文件；（2）制作产品销售演示文稿；（3）机械零件测绘、识图；（4）用AutoCAD绘制图形；（5）零件公差配合技术要求的识读和标注；（6）机械图样三维造型；（7）编制机械零件加工工艺，普遍车床操作加工；（8）编制机械零件加工工艺，普遍铣床操作加工；（9）编制机械零件加工工艺，普通磨床操作加工；（10）选择模具材料及热处理；（11）钳工操作加工；（12）钻床操作加工；（13）机床操作及安全规范；（14）典型机械零件的测量；（15）车间生产组织与管理；（16）模具型腔及模具配件加工；（17）模具型腔放电加工；（18）模具结构及零件设计；（19）模具试模及鉴定；（20）模具装配与维修；（21）零件数控加工工艺编制；（22）产品质量检验；（23）模具成型设备及参数调制；（24）模具接单与报价；（25）设备维护与保养。

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中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）17-0239-02

0 引言

我院“模具设计与制造”专业建于1989年，至今已有二十多年的专业办学历史，一直是我院的重点建设专业之一。模具专业经过多年的发展，已成为全国机械行业技能人才培养特色专业、湖南省教育教学改革试点专业、湖南省高职院校专业建设评估优秀专业，获得湖南省高职省级专业教学团队的专业。

1 模具设计与制造专业的建设

1.1 专业定位 在对毕业生岗位能力要求进行广泛调研的基础上，确定本专业的定位是：面向湖南、沿海地区机械或模具制造企业，培养从事模具设计、模具制造工艺编制、模具制造设备的操作与维护、模具的安装、调试、维修及车间的生产和技术管理等高端技能型专门人才。本专业的主要岗位（群）是模具设计员、模具制造工艺员、模具制造工、模具装配调试工、模具项目管理员。

1.2 人才培养规格 通过对职业岗位、素质、技能和知识要求的分析，确定了专业人才培养规格是掌握模具制图、工程材料与热处理、机械加工、产品成形工艺、模具设计与加工、模具企业管理等相关知识，能识读、绘制模具图，分析、编制加工工艺，能利用计算机软件进行中等复杂程度的模具设计，会操作冲床和注射机并调试其工艺参数，能熟练操作电加工设备和数控加工机床，能进行模具的装配与试模，能进行模具生产与使用管理，能阅读专业外语文献，具有社会主义核心价值观和职业道德，具备团队精神，具备一定的语言表达能力、社会活动能力和健康体魄。

1.3 人才培养模式改革 在专业建设指导委员会的指导下，专业教学过程中突出模具设计与制造岗位技能的培养，实施了学校和企业、教学和训练“双循环”教学，采用了理论与实践相结合、实习实训与企业生产相结合、专业教学与职业素养相结合的专业教学模式，创建了基于工作岗位的“双证融通、教学做合一”的人才培养模式，形成了校企合作、校厂一体、教学做合一的教学组织模式。在教学过程中，教师成为学习情境的创设者、引领者、开发者，培养学生的自主学习能力、信息获取能力、创新能力，教学过程体现了实践性、开放性和职业性。引进企业绩效考评机制，多方参与评价学生课程学习成绩，引导学生认识并发展职业潜能。

1.4 课程体系构建与课程建设 按照基于工作过程导向的课程体系开发思路，在对企业进行充分调研的基础上，进行了岗位工作任务分析，将典型工作任务转化为专业行动领域（图1），再将行动领域转化为学习领域（图2），构建了专业课程体系（图3）。课程建设按岗位技能要求设置核心课程，成立由专业带头人、骨干教师和企业技术专家、能工巧匠组成的核心课程开发团队，制定课程标准、设计课程项目、研讨教学模式、编写与选用教材、开发教学资源、建设课程网络教学资源库，已建成省级精品课程1门，院级精品课程2门，校企共同开发教材4本。基本形成了涵盖规划教材、电子教案、多媒体课件、教学指南、授课素材、习题与模拟试题等立体化教材资源。

1.5 教学团队建设 坚持校企交流与内部培养相结合的原则，以专业带头人建设为重点，以中青年专业骨干教师建设为支撑，以优化学历结构、职称结构、年龄结构为主线，制订了一系列的师资培养制度，建成了一支由专业带头人（其中省级专业带头人1名，院级专业带头人1名）、骨干教师和行业企业技术专家组成的专兼职相结合的“双师结构”专业教学团队。2009年模具设计与制造专业团队被评为省级专业教学团队。

1.6 数字化资源库建设 以世界大学城和学校精品课程网站为平台，以精品课程建设为推手，以企业案例、企业标准为补充，重点建设由教学视频、企业案例、行业标准等构成的精品课程网络资源和包含行业状况、专业介绍、人才培养方案与课程体系、实训与培训等共享型优质教学资源库。已开发的数字化资源包含省级精品课程1门、院级精品课程2门以及授课视频、课件、辅助教学软件等。

2 取得的主要成果与经验

学校、政府、企业合作建设了生产性实训基地；学生的专业能力和综合素质明显提升；近年来模具专业学生在省级技能大赛中屡次获奖，毕业生100%获取双证，就业率一直保持在95%以上；教学资源库建设取得了阶段性成果；掌握行业前沿，适时引入了先进技术和先进设备；努力加强学习型、双师型专业教学团队的建设；将专业核心能力贯穿于整个教学过程。

参考文献：

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高职教育肩负着为生产、管理、服务第一线培养技能型人才的重任。然而，近年来高职院校人才培养与企业需求之间无法实现无缝衔接，已成为教育教学改革的首要问题。本课题研究和实践了与职业标准对接的高职模具设计与制造专业的教学改革，建立以职业标准为纽带、以职业能力为核心、凸现高职教育特色的人才教学模式，取得了显著效果。

一、模具设计与制造专业培养目标与职业标准

第一，培养目标设计。模具企业的技术工作种类多样。通过对技术岗位的调研分析，符合模具设计与制造专业就业方向的岗位，主要有冲压模具设计、塑料模具设计、模具加工制造与装调、模具企业生产技术管理。该专业的目标是培养从事现代模具设计、模具制造工艺设计与工艺准备、模具数控加工、模具装调与维修工作，具有较高职业素质和社会适应性的技能型人才。第二，对应职业标准。国家职业标准是在职业分类的基础上，以职业道德和基础知识为主，确定了从业知识与操作技能两个方面的工作要求，并对技能鉴定进行了规定[1]。通过对以上国家职业标准进行系统性分析，建设专业课程体系、制定课程标准、重构教学内容，可以摆脱“学科本位模式”下重理论、轻实践，重知识、轻技能，重学历文凭、轻职业证书的做法[2]。

二、模具设计与制造专业课程体系构建

第一，课程体系构建思路。模具设计与制造专业以培养从事模具设计、制造、装调、维护工作的技能型人才为主，其对应的职业岗位有车铣磨工、模具钳工、数控机床操作工、电加工、模具设计师等。通过对各工种职业标准中具有层次性和关联性的知识与能力模块进行科学分析和有机整合，系统化设计与岗位群职业标准有效对接的专业知识、职业技能和职业素养，确定毕业生必须具备冲压、塑压、压铸产品工艺设计与模具设计的能力；模具加工工艺规程设计、工装设计与组织实施的能力；模具CAD/CAE/CAM应用能力；模具零件数控制造工艺编制与加工能力；模具钳工加工、装调与维修能力；冲压与塑料成形设备调整和维护能力；车间管理能力。根据从事这些工作人员能力的要求，对典型工作任务进行分析，按照认知规律和职业成长规律，将技术基础课和技术课进行重构，形成具有“理实一体化”特色的专业课程体系。第二，“宽基础、专门化”人才培养体系。在模具设计中，CAD/CAM技术得到广泛应用；在模具加工中，数控设备越来越普及；在模具装配、调试、维护工作中，要求具有熟练的模具钳工技能，可以说模具专业人才是通晓设计、加工、装调、维修等技术的复合型人才，具有技术融合广、技术进步快、技术水平高的特点。为应对专业人才培养的严峻挑战，需采取“宽基础、专门化”人才培养策略，并为此搭建“机械设计与制造的基础理论与初步技能、模具设计制造的基础知识与能力培养、专门化方向的能力强化”三层次递进的课程体系[3]。宽基础、专门化、进阶式课程结构（如图1所示）第三，课程体系构建。按照基于岗位职业标准的“宽基础、专门化、进阶式”人才培养思路，在课程体系构建中，以模具制造为依托，以职业资格标准为纽带，形成公共基础、机械设计基础、模具制造、模具设计、专门化方向强化、素质与能力拓展6大模块组合的课程体系。公共基础模块以必需和够用为度，着眼于提升学生文化素养和综合素质。专业课模块中各门课程成为一个职业能力子模块，通过“理实一体化”教学，培养学生获得必要专业基础理论和实际应用能力。在课程子模块编排中，专门基本知识与基本技能安排在前段。之后的一个半学期，分方向进行专门化培养，利用校内实训基地安排模具工艺编制与数控加工实训课程。

三、基于职业标准的高职模具设计与制造人才培养模式改革

第一，师资队伍建设。专业教师不仅要有扎实的理论基础，还要有丰富的实践经验和较强的操作能力。一是要加强教师，特别是青年教师的培训，定期安排他们到模具企业进行专业实践，与技术人员协同参与技术研发，提高专业水准。二是要从模具企业聘请具有一定理论水平和丰富实践经验的专业技术人员和能工巧匠担任兼职教师。建立一支高水平的专兼结合、“双师”素质的教师队伍。第二，实习和实训基地建设。该专业安排有专业认识实习、金工实训、钳工实训、数控加工实训、CAD/CAM实训、模具制造工艺课程设计、冲压成型工艺及模具设计、塑料成型工艺及模具设计等实习实训，要按照实训教学要求和职业岗位特点建设专项实验室、综合实训室、模拟实训中心、实习车间等，承担从基础到综合等各阶段的实践教学任务[4]。第三，课程开发与考核。按照职业资格标准，融入企业要求，编写课程教学标准，形成教师教学、学生学习的指导性文件。要从核心课程入手，按照国家精品资源共享课程建设要求，整合课程资源，加大建设力度。在优选高职高专规划教材的基础上，适当的编写一些校本教材。校本教材编写可邀请企业具备实战经验的技术人员，保证人才培养方案的顺利实施。借鉴职业技能鉴定的技能评价和认证模式，形成“证课融通”的学业评价体系，实现学历证书、课程认证与职业技能鉴定的有机结合。第四，产学融合育人。产学融合教育是培养实用模具技术人才的有效途径，要坚定走产学融合的发展道路，加大与模具企业的合作力度，专业认识实习、专业综合实习、顶岗实习都要深入到技术先进的模具企业；专业课程教学，毕业设计，毕业实习指导要邀请企业技术专家参与；实践教学条件的建设由企业策划。

四、结语

我校紧密结合模具企业模具设计、模具制造、模具工等岗位所对应的国家职业资格标准，在专业培养目标制定、课程体系建设、教学条件建设、教学组织实施等改革中做了一些探索和实践，实现了教学要素与职业标准的有效对接。专业教学改革是一个永恒的课题，随着模具技术的快速发展，需要不断深化教学改革，从而达成为模具企业输送高素质技术技能型人才的培养目标。

参考文献：

[1]周大农,戚亚光,吴亚萍.分层化国家职业标准理念引导下的高职课程体系重组[J].教育与职业,2008(10):23-25.

[2]周国炳,周纯江,屠立.职业资格标准融入高职课程体系的实践[J].机电技术,2009(3):119-121.

篇8

一、高职模具专业课程设置合理性表征

（一）合理的课程结构

从不同层次分析，课程结构：一是指不同层次、类型课程间的比例及纵横关系；二是每门课程内容结构。宏观层面，主要从课程形态结构、课程门类、课时比例来阐述宏观层面课程结构的合理性问题。1．课程形态结构。课程形态结构是指不同层次、类型课程间的纵横关系，包括课程的排列顺序、课程的类别。课程按照职业发展的逻辑规律进行合理组织，遵循再现、重组、迁移和应用这一职业能力形成的过程规律构建课程体系框架。建立在“技术是科学的应用”“实践是理论的应用”这两种哲学理论基础上的课程结构模式已不适用于职业教育。具体说来，模具专业的课程不再是从基础理论到应用理论再到技术实践的顺序展开，而是尽可能地与工作结构结合起来，采用学习领域课程模式结构为优化的选择。如果以专业课程、综合专业课程、学科课程为例，这几种类型课程排序如下：（1）在专业课程中，“应当先开设综合专业实践课程，包括见习、学徒实习、独立实践等几门课程，这几门课程应当从见习到独立实践逐步展开；”（2）“学科课程应当安排在最后开设，其功能在于扩大学生的经验范围，促进对技术实践过程的理解。”［1］2．课程门类的工作相关性。采用任务模式划分课程门类，将核心课程围绕工作过程知识设置课程门类，即开发项目课程或学习领域课程，如学习领域课程，学习领域根据岗位典型工作任务领域的不同进行模块化，依据学习者认知规律和职业成长规律，从简单到复杂、从单一到综合，以产品、项目、案例、任务为主题确定教学课题。现以岗位“塑料模具设计”为简例，见表1．依据学习情境的难度及内容安排学时，在“学习情境”中，通过老师的讲解和指导，学生进行理解和具体操作，以“学习情境”为主，加以理论知识的学习，如职业素养方面的知识及模具工艺方面的知识，以此掌握模具设计这一模块的知识，根据学生的能力不同，可以进行不同数量学习领域模块和不同学习领域模块的学习，以能满足工作岗位需求为目的，实现学习、工作就业有效对接。3．课程门类的缩减。课程门类设置遵循学生的认知规律，在学生学习精力和时间允许的范围内进行，注重专精职业能力的培养，就某一两个工作岗位来开设相关课程，以提高其就业适应能力，使其掌握的知识、能力能够满足某岗位工作任务需求（如图1所示）。学生甲所学的课程是面向模具设计、模具钳工、模具管理、产品成型四个工作岗位的，学生乙是面向模具设计、产品成型两个工作岗位的，学生丙是面向模具钳工和模具管理两个工作岗位的，学生甲的就业选择面要比学生乙和学生丙大，但是由于学生乙和学生丙所学的专业口径要比学生甲小，因而他们在相应职业能力的精深程度上要高于学生甲。在就业市场，虽然学生甲就业选择面大，但他在每个可能就业的工作岗位都会遇到强有力的竞争对手学生乙和学生丙，从而使得其机会实际为零。因此，可以根据学校实际情况及不同学生的能力，模具设计与制造专业面向某一两个工作岗位来开设相关课程。4．课程门类的整合性。以项目为载体按照岗位职业能力整合课程，把相似、相关的课程整合成一门课程。例如把工程力学、金属材料和热处理、公差配合与测量、机械设计基础、机械制造基础等课程整合为“机械技术”一门课程；将数控加工工艺与编程、模具钳工、模具特种加工、CAD／CAM技术应用、模具材料与表面处理等课程整合为“模具加工技术”一门课程等等。5．课程学时分配。不同类型课程的所占课时比重均衡，进行合理有效的课时分配。例如，保证一定的选修课时数与合理的实践课时比例，遵循学生多样化发展的需求，使学生多样化成才，让学生掌握“必需、够用”的理论知识，强化动手能力的培养，促进理论与实践技能的融合。微观层面，每门课程内容结构遵循工作逻辑为中心，按照职业活动逻辑顺序，即以系统化工作过程为构架来组织课程结构。如以特种加工中火花机床加工模具工件为例，由收集信息、工艺分析制定加工工艺准备起动机床放置好模具上模，装夹电极输入相关数据到启动机床测评模具工件结束（或再加工）。

（二）合理的课程内容

1．按照职业逻辑组织课程内容。专业课程将工作任务转化为任务引领的课程，按照工作任务组织课程，摆脱学科体系知识本身的逻辑组织，按照围绕工作过程组织知识的过程观来构建课程，实现理论知识与实践知识的综合，职业技能与职业态度、情感的综合。以学习领域课程内容开发为例，先由工作过程导出“行动领域”，接着对其进行“通用化”处理使之成为具有普适性（即经教学整合形成）的“学习领域”，再通过具体的“学习情境”来实施，每个学习情境包含多个不同工作任务，通过多个不同工作任务的训练，把该学习领域的所有知识点都涵盖进去［2］。让学生通过完成具体学习情境来学习相关理论知识和实践技能，并发展模具专业相关的职业能力（如图2所示）。2．课程内容多元化。高职模具设计与制造专业按照培养人才的规格，处理好模具专业知识、操作技能、职业素养之间的关系，硬技能与软技能之间的关系，课程内容趋于多元化，开设素质教育课程。在理论知识的掌握或技能训练方面，注重职业素养（自我控制与管理、人际交流、团队协作和沟通、团队组织管理、工作责任心与职业道德、环保等社会责任心、安全与自我保护、批评与自我批评能力、职业精神）的培养，有利于发展关键能力，培养学生具备适应工作岗位要求的动手能力、知识素养、职业素养，有利于模具专业高素质人才的培养，以满足企业精益生产方式对员工提出的素质要求［3］。3．校、企共同开发课程内容。“课程是沟通个体与社会的桥梁，其内容不可能来自课程本身，而只能来自外部世界”［4］。课程设置也必须与社会需要的人才规格相符合［5］。通过对模具企业调研，多方参与，明确课程目标、选择课程内容、设计课程结构、构建课程体系，在实践过程中不断加以完善，克服课程内容陈旧、课程缺乏实用性的问题，实现课程内容与企业岗位需求对接及课程内容反映当前模具行业新知识、新工艺、新技术、新方法。我国现代职业教育的先驱黄炎培认为“社会化是职业教育机关唯一生命”。并深刻阐明了“离开社会无教育”，办“职业教育是绝对不许关了门干”的道理［6］。职业教育离不开社会界，只有在与社会企业很好沟通的基础上，才能有可持续性的蓬勃发展。

二、高职模具专业课程设置现状

（一）课程结构

1．课程结构模式的不合理。高职院校模具专业采用知识本位的“三段式”课程结构者居多，有些采用“宽基础、活模块”课程结构，而工作过程导向课程在实践领域的有效存在少之又少。“三段式”课程结构即基础课、专业基础课、专业课。“宽基础、活模块”课程结构是对三段式课程结构的优化，但其课程结构的实质是一致的。这两种课程结构存在着两种分离，一是课程结构与工作结构分离，学习内容没有与需要完成的工作任务联系起来；二是技术课与文化课分离，文化与专业课自成体系［7］。这两种分离使得各类课程搭配不合理、不能相互支撑，同时也意味着理论与实践处于二元分离状态，使理论知识未能在实践中及时得到融会贯通，也未达到理论指导实践的作用，学生最终不能学以致用。2．课程门类偏多。目前，大多数高职院校模具设计与制造专业开设的主要课程有：理论课程（大学英语、政治、机械制图、机械设计与制造基础、公差配合与测量技术、塑料成型工艺与模具设计、冲压成型工艺与模具设计、数控加工工艺与编程、模具钳工、CAD／CAM技术应用等）、实践课程（模具钳工实训、模具测绘与拆装实训、数控机床编程与操作、专业工种实训与考级、毕业设计等）。对于高职教育该专业学生来说，在2～3年的时间内完成如此多门的课程学习，会造成学生学制时间压迫感明显，课程压力大，不利于学生掌握精湛的技能，形成良好的素养。

（二）重理论轻实践

对于模具专业，存在着重理论轻实践的现象，表现为两种情况：“一是理论课时与实践课时比例失衡；二是课程内容不是按照工作任务逻辑组织而是按照学科知识逻辑组织，多是原理性和基础性的理论知识。”“由于传统职业教育观念没有充分实现向现代职业教育的转变，传统的学科本位课程理论深厚的思想基础，仍影响着现代职业教育的实践领域。”［8］课程安排以学科为导向，课程内容缺乏实际工作案例支撑，实践课时不足，实训流于形式，重视学术，重视知识的传授而轻视动手实践的培养。而模具专业的主干课程是综合实践性较强的课程，过分关注学科知识体系的传授而忽视学生动手能力的培养，学生的动手能力不强，而评价职业教育的好坏，学生的职业动手能力是评价其质量的一项重要指标，职业动手能力不足难以将知识应用于生产实践，就会导致毕业生受到社会的冷遇。

（三）课程内容

1．课程内容单一。课程内容重点集中在专业理论知识上或者技能训练上，忽略了职业素养的培养，导致单纯理论知识课程或者技能训练课程过多、课时过长，违背了职业发展的逻辑规律，不利于学生职业素养的培养，关键能力的发展。在精益的生产方式和管理模式下，劳动方式为动手、动脑结合，劳动组织形式以工作团队或小组为主要的形式，这样技术工人既要具有岗位适应能力，又要具有创造性解决任务的能力及团队合作精神、沟通能力、社会责任感等方面的综合能力［9］，因此，目前模具专业课程设置内容单一的现状是难以适应企业发展的。2．缺乏企业参与。在高职院校中，开设模具设计与制造专业的院校不在少数，每年也为社会培养大批模具技术人才，但在质量上却没达到用人单位的需求。主要在于高职院校在课程设置方面存在单方面的行为，没有充分与企业沟通、合作，没有按企业的意愿培养学生所需的知识与技能、开设相应的课程，没有充分调研企业相关岗位的能力需求，课程设置的针对性和实用性不强，导致学生掌握的知识和技能与企业的实际需求不同步，无法适应实际工作岗位的需要，人才培养的质量与用人单位的需求之间存在差距，无法满足企业的用工需求。尤其在这个产品开发周期短，产品更新换代快的时代，由于未能及时吸取该行业的新工艺、新方法、新技术、新装备，使得模具专业课程设置上存在着理论与实际脱节的现象，没有反应当前模具行业新发展知识，内容脱离了现今迅速发展的客观实际，例如，采用计算机技术辅助进行模具设计、加工制造已经成为现代模具生产的主要手段，让学生通过完成具体项目来学习相关理论知识和设计与制造，培养实践技能，并发展职业能力。

三、合理设置高职模具专业课程的路径

（一）坚持市场需求为导向

职业教育的职业性、社会性两大特点，要求职业院校学生要以就业为直接目的，职业教育办学必须与社会发展相适应［10］，课程设置坚持市场需求为导向，课程内容要与模具行业、企业需求紧密结合，与职业岗位（群）挂钩，即以市场需求为逻辑起点，以工作过程为导向，培养学生复杂的职业能力。要求模具专业教师在对模具企业广泛调研的基础上，确定培养目标，明确学生就业的职业（群）或岗位（群），再通过召开企业实践专家访谈会，对模具专业对应的社会职业工作过程进行分析，确定出本职业的典型工作任务，进一步归纳出行动领域，将行动领域转换配置为学习领域课程。高职院校需要不断地、积极主动地与模具行业企业进行沟通，了解所需人才类型及人才知识结构、能力需求、职业素养等，及时调整人才培养目标和人才培养方案，并将市场需求落实在课程目标的设置中［11］。

（二）基于学情分析

模具专业课程设置仅从模具行业、企业需求，个体就业角度考虑，会导致个体陷入某种狭隘的发展轨道，成为经济发展的工具［8］，因此，合理的课程设置也需要从学生的角度考虑，以学生为中心，符合职业发展的逻辑规律，开设合理的课程门类，对工作过程知识进行教学处理，使得学生在有限的时间、能力条件下能够掌握，增强学生就业能力，提高学生职业素养。开发学习领域、项目、任务引领等课程，让学生全程参与其中，激发学生学习动机；重视典型工作情境中的案例；重视学生自我管理学习［12］，提高学生的自我约束力。

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【关键词】

应用型课程；少学时；教学体系

独立学院逐渐向应用型本科转型，应用型本科是处于研究性高校和高职院校之间的一种教育类别，它强调的是应用型和技术型人才的培养[1]。独立学院在转型过程中面临教学体系的重建，而应用型课程的建设是应用型本科教学体系建设中非常重要的一部分。模具工业的迅速发展使得社会对模具人才的需求量迅速增加，企业对模具应用型人才需求也越来越大，所以模具类应用型课程建设是地方高校服务地方经济研究中的重要内容之一。在独立学院转型的背景下本文以机械工程及自动化专业为例，对《模具设计与制造》课程建设进行研究。

1机械工程及自动化专业《模具设计与制造》课程的特点

《模具设计与制造》是一门综合性、实践性很强的专业课，要求学生掌握冷冲压模具、注塑模具设计的基本知识，并能具备一定的模具设计能力，同时了解模具制造、模具装配和检测的相关知识。此外，机械工程及自动化专业《模具设计与制造》课程还具有如下特点：课程开设在大四机械工程及自动化专业的《模具设计与制造》课程开设在大四，学生已经具备了《机械制图》、《工程材料》、《机械设计基础》《CAD/CAM技术》等课程的基础知识。由于学生大四面临实习和就业的问题，在完成该课程的学习后可以到相关的模具类企业实习实践，加强该门课程的实际应用。课程学时少机械工程及自动化专业《模具设计与制造》课程内容与模具专业开设的模具类相关课程不同，开课的课时少（一般为32学时），需要使得学生在较少的学时内，具备模具设计及相关的知识。该课程内容涉及面较广，包括冷冲压模具、塑料模具设计基本知识，模具制造、装配和检测等内容。模具设计与制造专业的学生一般是冲压模具设计、注塑模具设计以及模具CAD/CAM等课程是分别开课，且课时充裕。区别于高职模具专业培养目标高职院校的模具专业主要培养模具类相关的职业技术人才，而应用型本科机械工程及自动化专业模具类方向培养的是模具类企业一线的专业技术人员，在培养要求上有着本质的不同。

2《模具设计与制造》应用型课程教学体系建设

针对《模具设计与制造》课程的特点，从应用型教材、应用型课程的理论教学和实验教学以及课程设计等方面进行改革，形成模具应用型课程的一体化教学体系，强调课程应用性，使学生掌握《模具设计与制造》基本知识的同时具备初步设计简单模具的能力，为将来就业打下良好基础。

2.1建设应用型课程教材

2.1.1强调模具设计为主，模具制造、装配等内容为辅

在课程教材内容编排上，将模具专业《冷冲压模具设计与制造》、《注塑模具设计与制造》等课程进行整合，重点以冷冲压模具设计为主。冲压模具设计的内容包括冲压成型的基本知识、冲裁模、弯曲模和拉深模的设计，而这些内容中又以最典型的冲裁模具设计为重点。对于注塑模具设计，内容上相对冲压模具较少。为了配合教学及学生课程设计，章节安排顺序应当以冷冲压模具和注塑模具设计顺序为内容编写。在课程内容最后安排模具制造、装配等内容，如对模具工艺规程编制、模具零件加工、模具装配工艺进行简要说明。最后在课程附录部分添加添加冲压及注塑模具设计常用标准规范，以供学生查阅。

2.1.2强调应用性知识为主，理论知识为辅

模具应用型课程特点是既要求课程基本理论，又要强调学生动手能力的培养[2]。而为了强调模具知识的应用性，去除大量的理论分析，只讲解简单的理论基础，给出设计需要的大量表格公式，而不过分追求其公式、表格数据背后的原因。同时，为了避免与模具生产实际相脱节，在内容上配备一定数量企业各类模具案例图片。

2.2建立应用型课程教学方法

2.2.1项目驱动教学。

传统的教学注重理论知识的掌握，知识系统性好，但实践性较差[3]。为了激发学生学习兴趣，强调知识的应用，以设计课题项目进行教学，将项目分解，各部分内容融入到具体教材章节中，实施教学。使学生了解模具基本理论知识的前提下，掌握模具设计的一般过程和思路。

2.2.2三维模型和动画教学。

将CAD软件建模技术引入到教学中。在课程重点讲解模具结构中，以CAD设计软件完成的3D图为主，改变以往课程以二维装配图为主[4]，使学生理解起来比较困难，配合多媒体课件教学中的三维动画和模具爆炸图展示其结构，增加学生对模具的感性认识。

2.3增加课程实验教学。

配合课堂的理论教学，增加实践教学，开设模具实验课。学生分组进行实验，通过模具拆装、测绘实验，并观看企业模具加工装配等视频，使得学生掌握模具装配的基本工艺过程，加深对模具设计知识的理解，同时通过观看视频对模具企业生产制造过程有更加深刻的认识，对模具结构的认识更加直观[5]。

2.4增加课程设计环节。

强调课程的应用性，必要做到教、学、做的融合，为了配合课程教学中引入的项目教学，将学生分组并以学生为中心，根据课程设计指导书布置任务，指导学生完成给定的课程设计，由于《模具设计与制造》具有很强的实践性，离不开模具CAD/CAM技术的运用[6]，要求学生用模具CAD软件完成三维建模和工程图，最后对学生课程设计进行答辩。

2.5建立应用型课程考核方式

建立应用型课程教学方法的同时，需要有相应的考核方式。在考核方式上，改革以往单纯以理论考试评价学生，将闭卷考试改为开卷考试，取消选择题、判断题等题型，改为设计题、识图题等大题，考察学生分析模具结构、查阅数据资料和设计计算等对知识的应用能力。成绩评定方式改为考试成绩占50%，实验课占20%以及课程设计占30%。该综合多方面的考核方式，考核的是学生对知识的应用能力、团队协作能力以及创新能力，能比较全面的反映学生对模具方面知识的掌握和运用。

3结语

该应用型课程的建设，能适应机械工程及自动化专业模具方向的应用型人才培养方案，通过对《模具设计与制造》应用型教材建设，制作应用型多媒体课件，配合应用型课程的教学方法，并增加应用型课程的实验和课程设计，形成全面一体化的应用型课程建设。在少学时的情况下，根据大四学生课程特点进行教学配合上学生外出实习实践，将学生课堂学习、实验室学习和企业的生产实习结合起来，增加了学生学习兴趣，取得良好的教学效果。

作者：张冬冬 赵恒文 单位：河海大学文天学院

参考文献：

[1]梅伶.《冷冲压模具设计与制造》课程教学改革初探[J].科技信息,2007(16):27~28.

[2]杨乔礼.少学时应用型课程教学改革研究[J].教改研究,2010(16):12~13.

[3]刘峰,肖海峰.以设计为导向，培养高素质应用型人才—塑料成型工艺及模具设计课程改革与实践[J].学园,2014(14):20~21.

[4]贾志欣,刘文.面向应用型人才培养的《塑料模具设计》课程教学改革与实践[J].模具制造,2010(06):88~91.

[5]刘细芬.应用型本科院校模具专业课程体系的研究[J]价值工程,2015(05):222~224.

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1 引言

随着计算机处理器性能的不断提高，模具制造对数字化加工环境有极大的依赖性。独立的DM软硬件工具固然重要，但是只有当这些工具能够集成到一个通用的数据和线程模块当中的时候，整个产品开发过程才是最有效的，这就促进了集成框架、基于的架构的发展，因而在加工过程、动力和资源信息方面建立起了牢固的关系。过去一些技术如CAD、CAE、CAM甚至产品规划都因此而成为一个流水线渠道，便于产品的升级、更新和检修[1]。

级进模具设计和加工工程实际上是采用一系列工具大规模生产金属零器件，用到好多工程技术，比如人工智能和虚拟现实工具，这些工具有效地改善了开发的进程。这些工具的数据处理和功能整合滞后于DM的技术的进步。例如，在最近的一份报道中在整个级进模具开发过程中使用了基于知识的黑板模型，然而这个模型本身次于当前流行的多系统（MAS）。本文中提出了一集成框架为从智能级进模具中发展来的工具组合提供一个通用的软件机制，进一步发展下游的元器件加工或者计算机辅助处理规划工具，因此整个模具开发从设计到加工会高度集成化[2]。

2 智能级进机制

本文中提出的集成框架是智能级进模具系统的一个拓展，由新加坡国立大学以及新加坡高性能计算研究院开发和持续升级维护[3]。智能级进模具系统包含5个功能模块，即基于特征的建模、处理规划模块、模具配置模块、绘制准备和两个补充模块（模板管理和基于知识的外壳）。设计过程和相应的功能模块同步进行， IPD主动性的贡献主要体现在两个方面。首先，每一个步骤的设计信息会以基于特征的形式存储，这样设计元素就可以实现复用；其次，可以用3D虚拟技术实现虚拟化设计，例如三维的条状布局。这样就提供了附加的校验层，在设计的早期会减少设计误差。

3 对集成框架的需求

尽管IPD系统为级进模具设计提供了一系列的人工智能和虚拟现实技术，然而这仅仅是外部工具的集成以及其他下游加工功能的改进。IPD系统中的集成问题事实上是不同功能模块只见的互动性。也就是说，该技术把设计过程中的复杂性分解成为一系列可操作的任务同时将它变成一种合适的描述信息，这样下游的描述可以直接使用上游步骤的结果。此外，IPD系统在基于知识的黑板的作用下还支持一些可操作的集成功能。可包含一个通用的知识对像基和一个参考引擎来实现每一个功能模块的运算功能。它在功能模块之间提供了一个附加层，支持对象检索，对过程集成很有益处。在最新的IPD系统中， 壳使得每一个功能模块具有智能计算功能，所有的功能模块被进一步分割因而变得更加自主。因此，很有必要为这些自主模块提供一个集成框架，就好比嵌入了一个特殊的产品数据管理/产品生命周期管理和流水线管理系统。

4 集成框架的设计

为了很快建立集成框架，我们从CAD框架中借鉴了一些基础的想法，该框架在20世纪初初步形成而且很快在电器设计自动化领域被广泛使用。此外，一系列先进的系统建模设计和分析技术，特别是面向对象和分布对象技术被使用来鉴定和优化系统功能。

4.1 数据集成和过程集成

提出集成框架的主要动机是为原来离散的设计活动提供一个数据集成和过程即成功能，之前这些都是由一些列的设计和制造工具完成的。对于数据集成功能，终端用户采用一种全局性的数据，并由一套配置和版本管理设施支持。特定项目的数据会立即被集中并优化便于搜索、共享，并会以特殊的形式存储来避免数据冲突。而对于过程集成功能终端用户可以采用标准的过程序列。为了完成整个产品的设计和加工，终端用户不断咨询设计流程确保每一项任务以及采用的数据都是正确的。每一个独立任务完成之后，相应的数据输出会自动进去数据存储模块并作为配置数据被存储下来[4]。

4.2 整个工程环境以及框架的功能

本文提出的框架中，真个工程环境包括级进模具设计加工工具、集成框架等。该框架还包括一个共享的工作台、框架内核、两个数据库（广利数据库和原始设计数据库）。管理数据存储包含指向原始数据库指针的元数据。框架内核被设计成一种交易处理系统，该系统保障依赖于系统数据库的功能在工作台应用程序GUI直接干预或者其他通过包装的工具干预之下正常运行。CAX工具能在框架的监督之下自主运行，所有展示项目进度的结果都被框架存放进一个集中的存储模块。然而，目前主要的问题是模具设计和加工要考虑到很多复杂的数据和管理功能。因此，框架内核被进一步分解为三个单元，即数据和进程管理内核、元数据处理单元以及设计数据处理单元。

4.3 实现图谱

建立框架结构包含三个步骤。第一个步骤就是在不考虑细节的情况将主要步骤构造成一个大致框架；第二个步骤就是开发数据集库管理机制或者相关的信息模块，同时需要进一步明确框架其他模块的单元；第三个步骤就是开发工作台界面图形用户界面。简单的工具包装会使得他们能够在当前界面直接使用框架功能，因此，在原型设计过程中美誉考虑封装的具体实现途径。

4.4 轮廓框架

初级框架中功能被分为客户端功能和服务端功能。主要的相关实现策略如下所示。在这里企业级的基于Windows的以太网应该是主要的工作平台，元数据以及设计数据在服务端集中存放作为信息Hub。常用的面向对象的编程语Java用来实所有新建的框架单元。一个面向对象的数据库管理系统备用来作为存储元数据的管理数据库。远程访问数据库需要和一个应用服务器通信，该服务器和元数据库以及远实现线程之间交互。设计对象文件的传送使用CIFS协议，高协议能够使Java应用远程访问共享文件以及存放在SMB文件服务器路径中的文件。

4.5 系统建模以及数据库管理机制

根据面向对象的设计原则，实例化一个对象的软件系统就等同于一系列对象以相互关系的认定。一旦一个面向对象的模型建立，整个项目的开发工作也接近尾声。对于像现在设计的集成框架。这些对象可以被分为两个部分：要么是短暂的要么是持久可用的。先期需要一定的理论准备来奠基基础。尤其是在该系统中，一系列的IDEF0模型被用来定义相关性，其中整个框架和相关的工具协同工作。通过对整个框架提取特征来捕捉设计改变衰减属性。采用了一个先进的设计版本控制工具和配置管理模型来支持设计传播管理。最终，整个进程管理模型建立在产品管理模型的基础之上。

5 进程动态

一般而言，改进的集成框架没有改变级进模具设计和加工过程。然而，进程的动态性能可能会更具用户的想法得到有效的改进。在集成框架下工作，用户在进行局部设计和加工的同时能够对整个进程有所掌握。潜入的进程及其相互作用是为了得到更好的虚拟化的结果，这样可以降低用户对于IPD系统节能的掌握程度，从而降低技术压力。

产品数据管理功能保确保所有对于操作项以及产品版本的改进能够永久保留。这样用户在对多个未完成的进程进行操作的时候就不容器出错。而且，单一更改对于整个产品版本的改进也是对立与其他相关的更改。如果没有这些保障措施，对于不同原始设计的改进都可能会很麻烦。集成框架不仅能够使开发者共享最新的产品版本信息，而且还能提供并发工程策略。它能够对复杂的从序列化模具进行分解，使得不同的设计任务能够平行进展。例如，要在CAPP上完成的不同模具任务以及不同的版本配置更改任务都可以被分给不同的工程师来同时完成，这样就加快了产品的开发进度。

6 结语

本文中提出并设计了集成级进模具设计框架。为模具设计中产品数据以及多设计版能够进行智能管理。受到CAD设计框架的启发，全局性的系统架构以及功能要求被采用到模具设计过程中。开发过程中还采用了其他三个步骤。首先，在做出一系列设计实施计划的同时搭建起了一个空的数据库管理框架；第二个步骤就是开发管理数据库模块以及先关的信息模块，并进一步细化框架中的其他元素，同时还进行了先关的理论准备。最后，开发了一个工作台图形用户界面来测试和评估框架的性能。

本文中设计出的集成框架可以在许多方面进行扩展，而且在今后的工作中也要测试完成这些扩展功能。例如，该系统在更新之后可以进行新建管理以及项目进度报告，同时也可以让它支持不同用户较色的管理。在开发过程如果有工程师轮换或者替代开发之类带来的交割问题也很容易解决。

甘肃省自然科学基金项目号1112RJZA045 项目名称 基于混合智能学习算法的并行多机作业调度问题研究

参考文献：

[1]屈贤明.装备制造业的振兴和产品创新.中国机械工程，2002.4