模具设计与制造范文

导语：如何才能写好一篇模具设计与制造，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：问题；防止措施；新技术

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

随着检测技术的发展，将现代测量技术不断融入模具产品设计中，进一步推动了模具制造产品快速制造的能力。反求工程是以设计方法学为指导，以现代化设计理论、方法、技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有产品进行解剖、深化和再创造。反求工程是通过对存在实物模型或零件进行测量，然后根据数据进行重构设计

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（东莞职业技术学院，广东东莞，523808）

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.

[2]孙向勤.模具制造工艺与设备[M].北京：机械工业出版社,1999.

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关键词：职业标准；高职；模具设计与制造；教学改革

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.

[3]孔韬.与英国职业标准相衔接的BTEC教学体系构建[J].职业技术教育,2012,33(17):89-92.

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关键词：模具；设计；智能

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

[2]国家自然科学基金委员会， 先进制造技术基础 北京：高等教育出版社，施普林格出版社，1998

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我国正在向着全球化发展，这就要求我们各大企业必须具备自己的创新能力，对于产品开发以及产品质量的提高有更高的要求，还要做到一切节约，符合各方面的要求。但是，当今社会大部分企业采用的串行工程，所能达到的效果并不是很理想，所以，接着出现的并行工程思想就是为了解决现存的一些问题而提出的。我们所说的并行工程实际上也就是集成地、并行地设计我们所需要的产品以及其零部件，还有就是与之相关的各种过程的一种系统的方法。并行工程在产品开发以及制作等环节都需要所有相关职员一起工作，而且并行工程在产品设计开始时就把各种因素都考虑进去了，也考虑到了需要符合的各种要求。本文围绕模具设计与制造过程中的并行工程应用进行探讨分析，希望与大家共同学习分享这方面的内容。

关键词:

模具设计与制造;创新

1并行工程在现代社会的应用以及在模具设计中的作用

并行工程具有一定的先决条件，并行工程在产品开发以及制作等环节都需要所有相关职员一起工作，而且并行工程在产品设计开始时就把各种因素都考虑进去了，包括需要符合的各种要求。我们要想实现并行工程思想，就必须拥有一定技术水平，包括信息技术水平、实际技术手段等，而且，在进行产品开发的过程中，还要拥有有用有效的信息网络，如此才可能实现产品的开发与制造。并行工程在模具设计与制造中有以下几方面的作用。(1)让我们所生产的产品以最短的时间出现在市场中。作为消费者，我们的选择和要求不是固定的，在不断地改变，所以加快交货期是非常重要的。并行工程就可以做到这一点，它能最大化缩短工期，甚至能比预期时间更早地完成生产任务。(2)并行工程在生产过程中，能够将生产过程中的所有材料合理有效地利用，降低了浪费，节省了本钱。在模具产品生产过程中更是这样。在模具产品生产过程中，并行工程在设计的阶段就会将错误给控制起来，就算过程中出现错误，也会及时发现错误并改正。另外，并行工程是一次性完成工作，不需要来回进行，这样就节省了很多时间。而且，在设计过程中就会将一切因素都考虑得很清楚，这样就会降低一切可能的浪费。(3)采用并行工程技术，可大大提升产品质量。在采用并行工程设计制造模具产品的过程中可将质量问题进行严格控制，既便于上市，也避免了产品上市后出现其他问题。(4)通过前文可知，并行工程的作用很强大，同时，它在市场上的竞争能力也是很强大的。采用并行工程可将产品更快的地投入社会、投入市场，降低了本钱，而且质量进步很大，所以模具将会更好地发展，企业也将更好的地立足于社会，在市场中占有一席之地。

2模具并行设计的方法

2．1CAD、CAE、CAM集成化方法

CAD、CAE、CAM都是在产品设计过程中用到的软件。CAE的作用主要体现在设计结束以后的检验。利用CAE检验，可以避免产品上市后出现一些问题。我们用这些集成的方法有序地将设计、生产与制造联系起来，而且将CAD、CAM、CAE进行集成化是我国现阶段设计的必然手段，在模具设计中更是如此。如今的三维设计，实际上已经完成了更大的集成化。比如Pro/E，它的发展将会加强CAE分析检测能力。多种集成化应用于模具的设计、制造、生产过程中，大大地提高了企业生产效率。

2．22DFX方法

在所有的产品设计过程中，工作成果与我们的资金有很大的关系，它们之间是互相影响的。所以，我们在采用并行工程设计的过程中，就会将一切因素都考虑进去，以最大化地节约成本。无论是在模具产品设计、制造还是装配过程中，都是处于方便的目的才采用并行工程。本钱的设计在如今的社会，更多的是在模具设计的过程中更多的被应用。在并行工程中加入成本评估，在不同阶段进行估算，及时反映情况，更好地保证一切正常进行，经济性更高。

2．3模具的并行设计方法

基于知识的方法。模具设计更多的是在传统的知识基础上进行正常工作。知识是非常重要的，任何产品在设计中都是根据设计师固定的思路展开的，模具设计也是如此。在模具设计的过程中或者修改更新的过程中，设计师们都必须根据自己的知识和经验对其进行工作。在这个过程中，经验是极其重要的，所以说，基于知识和经验的模具设计并行工程系统对于模具设计的进步很有帮助。

3结语

并行工程在我们的生活中有着很大的发展空间，不仅是在模具的设计制造过程中，在其他行业，如汽车行业，并行工程的应用也非常广泛了。并行工程优势突出，且在趋于完善，因而，其发展将会更好，在模具设计中也将应用得更多更广。

参考文献:

［1］王善勤．塑料注射成型工艺与设备［M］．北京:中国轻工出版社，2000．

［2］屈华昌．塑料成型工艺与模具设计［M］．北京:机械工业出版社，1996．

［3］塑料模具技术手册编委会．塑料技术手册［M］．北京:机械工业出版社，1997．

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抓住国家首批中职示范校建设的契机，加强“模具设计与制造”专业内涵建设，加大专业的课程改革力度，加快师资能力提高，使专业人才培养的目标和规格贴近企业，凸显中等职业教育的针对性、实践性和先进性，为社会培养适应需求的“模具设计与制造”专业高素质高技能人才。为了解目前模具行业对人才的需求、学校高级技能人才培养模式是否贴近企业需求，及模具高级工应具备什么样的核心技能而开展调研。

二、调研形式与内容

（一）调研形式

由盐城市高级技工学校牵头，每个成员校负责其所在城市、周边地区及其校企合作的大、中型制造和模具企业开展调研，及本校毕业生所在企业的调研，最终集成调研报告。

调研对象有企业行业专家、高校专家、企业高管及部门管理人员、专业技术人员、一线技术工人、职业院校和本专业毕业生。

（二）调研内容

1.企业专业技术现状、发展趋势。

2.企业的职业岗位、工作项目、典型工作任务情况。

3.企业对模具设计与制造专业人才的需求情况、职业能力与职业素质等方面的要求和建议。

4.对模具设计与制造专业建设及课程设置的建议。

5.毕业生调研：

（1）毕业生基本情况；

（2）被调查人对学校各方面（办学、师资、专业建设等）的评价；

（3）被调查人的工作状况；

（4）被调查人对模具设计与制造专业建设及课程设置的建议。

三、模具设计与制造专业人才需求情况

（一）模具行业发展现状与趋势

我国既是模具制造业大国，又是模具生产大国。目前，我国模具行业的最大市场是汽车、电子信息、家电和办公设备、机械和建材行业。据统计，75%的粗加工工业产品零件、50%的精加工零件由模具成型，家用电器行业80%的零件、机电行业70%以上的零件也都要靠模具加工。全国模具生产企业达3万多家，从业人员100多万人。

目前本行业中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60%。据统计，2005年以来，我国每年平均要进口约20亿美元的模具，主要为各类精密复杂模具及模具标准件。2010年首次实现模具外贸顺差1.3亿美元，预计未来一段时间内顺差规模将会持续扩大。目前我国已形成了华南、华北和华东三大主要模具生产基地，长三角地区在模具制造数量和质量上的整体水平均已处于行业重要位置。今后数年我国模具工业仍处于快速发展期，将向大型、精密、复合高效、复杂多功能和长寿命发展。我国模具行业发展主要趋势有以下几方面：

一是模具生产将继续朝着信息化、数字化、精细化、高速化、自动化、智能化、标准化的方向发展；模具企业将进一步技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化。

二是行业巨头将浮现，部分模具企业已成为上市公司，在已公布的95家中国重点骨干模具企业的名单中包含了中国汽车覆盖件、大型精密塑料、塑料异型材、铸造模具重点骨干企业等大类模具企业。有更多的企业越来越重视创新、品牌、专利、高新技术等核心竞争力，模具重点骨干企业队伍将会不断扩大，并且会在行业中发挥越来越大的作用。

三是公共信息服务平台将会得到更快发展，模具城快速形成，促进专业市场和生产基地的形成，提高区域经济竞争力和影响力，为打造区域品牌发挥着积极作用。全国“模具城”共有30个左右，如浙江余姚模具城、昆山江苏省模具工业实验区、宁海模具城、中国（泊头）汽车模具之乡、黄骅模具城、成都模具工业园、北仑模具园区、大连模具城等。

可以说我国模具工业与国外同行的差距在缩小，发展前景广阔，企业在应对当前形势下，也面临全行业的经营理念提升，产品结构优化，技术自主创新，管理从粗放式向信息化集约式转变。很多中小型企业的发展还存在技术、资金、人才的困扰。在高技能人才的培养、使用、激励机制方面还有待进一步完善。

（二）模具行业从业人员基本情况

随着模具工业的快速发展，模具新技术的广泛普及，行业对模具专业人才的需求呈不断扩大趋势，很多高中职、技师学院学生成为企业的骨干；但企业在金融危机中复合型、高技能型人才短缺现象变得十分突出。长三角、珠三角等经济发达地区低技能型人才饱和，对新型高技能人才的需求量较大；欠发达地区企业复合型技能人才总量偏少，年龄老化。全行业人才流动呈加速趋势。

（三）模具专业对应的职业岗位分析

1.模具设计与制造专业对应的职业岗位

模具设计与制造专业毕业生从事的职业岗位主要有：冷冲模设计、塑料模设计、铣刨磨设备操作与热处理、电加工设备操作、数控设备操作、模具产品检测、模具装配调试、模具设备操作、模具修理、模具设备生产管理、模具产品营销与售后等。

其分布情况如下图所示。

图1 模具设计与制造专业对应的职业岗位分布情况

2.从业人员岗位数量分布基本情况

模具技术应用领域广泛，几乎涉及了各种行业，在机械、汽车、数控、电子等行业应用尤为突出，且对应的职业岗位门类繁多。从模具专业主要职业岗位分布情况看，由于市场营销与售后、生产管理、模具修理这三类岗位人员所占比例低，绝对量少，分析缺乏代表性，因此仅对模具设计、模具制造、产品检测、模具装配调试、模具设备操作人数分布情况做分析，其分布情况如下图所示。

图2 模具设计与制造专业从业人员人数分布情况

模具设计与制造专业对应岗位人员职业技能等级主要分高级技师、技师、高级工、中级工和初级工五个等级。调查结果显示，高级工比例最高，达到50.1%，主要从事零件生产、模具装配、调试等；技师比例27.0%，主要从事模具设计、设备维护等；中级工比例18.8%，主要从事铣刨磨和产品销售与售后。企业将模具设计与制造专业从业人员实际操作技能放在最重要位置，因此一般从业人员都持有与岗位相关的国家职业资格证书，但高级技师的比例（2.6%）显得较低。

职业岗位人员年龄相差较大，有近20岁的，也有50多岁的，在20岁至40岁年龄段人数最多，20～30岁年龄段几乎占了一半。但高级技师中青年的比例不高，出现了脱节现象。各年龄段的分布比例如图所示。

图3 模具设计与制造专业从业人员年龄分布图

模具设计与制造专业对应的职业岗位从业人员基本接受过中职以上教育，中职（高中）、大专学历占了绝大部分比例。显而易见，中、高职层次的毕业生有着广阔的就业前景。

图4 模具设计与制造专业从业人员学历结构分布图

从业人员的月工资收入如图5所示，2000～3000元占的比例最高，主要是从事一线生产，3000元以上的多为模具设计和管理岗位，在设计岗位月薪5000元以上的比比皆是。在调查中我们发现，工资收入的岗位与地区差异比较明显。

图5 模具设计与制造专业从业人员工资收入分布图

3.企业近三年模具设计与制造专业人才需求

多数企业近三年模具设计与制造专业所需人数呈增长态势，如图6所示。

图6 企业近三年模具设计与制造专业所需人数分布情况

调研显示模具设计与制造专业目前需求量较大的岗位有：铣刨磨操作与热处理、模具设备操作、模具装配调试、电加工操作。其中，模具装配调试、铣刨磨操作与热处理人才需求量占有较大比例。企业希望学生既要有扎实的专业理论知识，又要有较强的动手能力，能解决生产实践中的具体问题，其职业岗位能力真正达到高级工相应的理论和技能水平，能尽快适应工作岗位。

4.模具设计与制造专业相应职业资格证书分析

在调查中发现，从业人员基本都拥有与本专业相关的国家职业资格证书如工具钳工、线切割操作工、数控铣、高级绘图、计算机应用等各类证书；同时认为如团队协作、爱岗敬业、独立分析问题与解决问题能力在校期间须进一步加强。企业普遍要求毕业生具备良好的职业素养，较好的知识水平和较强的职业技能，具有一定电气知识。因此模具设计与制造专业的学生在电气方面的知识和技能需要进一步提升，增强学生适应企业需求的职业岗位能力。

四、中职校模具设计与制造专业现状调研

（一）模具设计与制造专业就业岗位分布情况

各成员校近三年模具设计与制造专业毕业生就业岗位分布情况如表1所示，就业率接近100%。毕业生分布在模具制造、家用电器制造、电子元器件（如灯饰）制造、汽车制造、船舶制造、数控加工类企业等；其中一线产品生产居多，生产管理、行政管理、销售与售后岗位较少。

表1 模具专业就业岗位分布情况

（二）模具设计与制造专业教学情况

课程设置有“冷冲模设计”“塑料模设计”“机械制图”“机械设计基础”“互换性与技术测量”“机床夹具”“机械工程材料”“模具制造工艺学”“金属切削原理与刀具”“工程力学”“数控技术”“精密检测技术”等。使用的教材种类繁多，有劳动版高职高专教材、机械工业版、高教版、邮电版规划教材、校本教材（或自编讲义）等。

开设实训（实验）有“模具钳工工艺与技能训练”“车铣刨磨工艺与技能训练”“模具装配与调试”“液压与气动技术”“电子电工技能训练”“VB”“UG”“CAD”“Solidworks”“数控加工”“电加工工艺与编程”“夹具设计与制作”“模具设计与制作”。

调查显示，模具设计与制造专业师资数量基本满足需要，理论教师占35.8%，实习教师占11.9%，一体化教师占52.3%。其中高级职称占16.2%，中级职称占42.7%，初级职称占41.1%。

目前模具设计与制造专业教学存在着如下问题：

1.专业培养目标不明确：学校专业培养目标和企业岗位目标有明显差距，存在脱节现象。

2.缺乏与企业全面合作办学的机制：还没有做到完全根据企业需要办学。

3.教学理念、教学方法、教学手段相对落后：“能力为本位”的先进教学观念还没有形成，“教师为中心”的灌输式授课仍在课堂教学中唱主角，行为引导、任务驱动法的效用还没有完全体现，一体化教学在师资、教室、教材方面还有很多瓶颈。

4.课程体系与生产实际有较大差距：基础课程量偏大、传统课程多、一体化课程还须进一步加大，职业指导设置不够合理。

5.教学内容陈旧：课程传统，教材陈旧，教学内容相对滞后。

6.教学设施配置不够合理：先进的实训器材和设备数量不足，精度落后于企业要求。

7.专业教师的实践教学能力不够强：“一体化、双师型”教师不多，理论教学与实践教学未能有机融合。

8.生源素质亟待提高：学生接受知识与技能的能力呈下降趋势，企业所要求的职业素养在部分学生中难以得到体现。

五、调研建议

调查反映行业（企业）对本专业毕业生有着较大需求，特别是高级工层次人才缺口较大，而目前学校培养学生的实际能力与行业（企业）要求存在着一定距离，要缩小这一差距的有效途径是进行课程改革。为此，结合调研结果，协作组从专业培养目标与专业方向设置、专业课程设置、专业师资、实训条件配置等方面对模具设计与制造专业高级工职业功能模块教学体系培养方案的开发与研究提出以下建议：

（一）本专业人才培养中分解目标框架构建（详见“人才培养方案”）

（二）人才培养模式与课程体系改革

1.改革人才培养模式

改革传统的三段两站式（“三段”即在校教学分基础课、专业理论课、生产实习课，“两站”即校内基础理论学习和基本技能训练，企业综合技能和适应能力实习）技能人才培养模式，建立“一体化、三合一”（以国家职业标准为依据、以工作任务为导向、以综合职业能力培养为核心的“一体化”人才培养模式，实现理论教学与技能训练融通合一、能力培养与工作岗位对接合一、实习实训与顶岗工作学做合一）的人才培养模式。

2.建立岗位职业能力为特征的职业功能模块课程体系

深化课程改革，建立职业功能模块课程体系，根据技能人才培养特点，以职业功能模块课程体系取代学科体系，以校企合作开放性办学模式取代传统封闭式办学模式，以任务引领型的“一体化”情景教学方式取代传统理、实分离的课堂教学方式，为学生提供体验完整工作过程的学习经历和积累工作经验的环境，为学生的终身职业生涯发展奠定基础。

（1）通过人才需求调研与分析，明确专业培养目标，确定职业岗位群。

（2）通过岗位群工作任务分析，明确职业岗位群的主要工作任务，结合模具制造工要求确定专业基础能力、专业职业能力、专业拓展能力和职业素质要求。

（3）通过课程分析，以工作任务分析表为依据，将工作任务转化为教学任务并划分课程门类，根据课程体系的逻辑主线序化课程，选择项目载体，并进行实践知识和理论知识的分配整合。

（4）通过课程分析，总结模具设计与制造专业以项目课程为主体的专业培养方案。总体结构包括四大部分：专业基础课程、职业能力课程、能力拓展课程、职业素质课程。

（三）模具设计与制造专业培养目标与专业方向调整

模具设计与制造专业毕业生的就业率较高，企业对本专业高级工层次人才的需求量较大，但目前学校培养的本专业高级工人才不能满足企业的岗位需求，究其原因主要是专业培养目标与专业方向和企业有一定距离、学生的职业岗位能力不强、学校教学模式有待改进等。根据本次调研，为彻底解决上述问题，协作组就本专业高级工层次的“培养目标与专业方向”做出如下建议。

1.培养目标：面向生产企业，掌握本专业职业岗位所需的专业知识及专业技能，能设计小型、通用典型模具，会装配调试模具，能使用电加工设备进行零件加工，具有一定的车铣刨磨及数控加工知识，具有本职业岗位的四新知识，能对本行业企业进行生产管理和质量管理的高级实用型职业技术人才。

2.鉴定工种和等级：工具钳工、模具制造工高级工职业资格；高级绘图员、车铣刨磨初级工、电工操作证。

3.专业方向：小型、通用模具的设计，模具的安装、调试，模具修理，模具零件数控加工、电加工和机加工等。

（四）模具设计与制造专业课程设置

为保证专业培养目标的实现，课题的开发、实施与评价应紧密围绕培养目标和专业方向进行。

课程设置要摆脱学科课程的框架束缚，建立“课程设置与工作任务密切联系，以工作任务来整合课程内容”的课程结构，从岗位需求出发，结合职业技能要求，构建任务引领型专业课程，构建模具设计与制造专业高级工职业功能模块教学体系，所设置的课程要便于“工作情境”创设，采用“项目教学法”。

表2 建议设置的专业课程

（五）模具设计与制造专业教学资源配置

1.专业师资

专业师资是专业建设的关键内容之一。重新定位的本专业对专业教师提出了更高的任职要求：

（1）专业师资的基本要求：具有相应技术等级和教师资格证书；

（2）专业师资的技能要求：从事专业教学的教师除具有人力资源和社会保障部规定的学历、教师资格要求外，新任的专业教师应达到该工种技师或以上技能等级；

（3）师资队伍的结构要求：本专业师资队伍结构合理，应有专业带头人一名，各课程要有课程带头人至少一名，中青年教师应占一定的比例；

（4）其他要求：所有专业教师都具有实施实践性教学的能力，专业教师在任教的两年内要有从事生产实践（一般不少于3个月）或参与生产实践（技术改造或技术研发）的经历。

可通过以下途径进行师资队伍建设和改善师资队伍结构：

（1）业务进修：业务进修主要侧重于专业技能和实践性课程教学能力的提高，四新知识和复合知识的学习，专业课程教法研究等；

（2）企业引进：新进教师应首先考虑从相关企业引进，也应考虑从企业引进具有2～3年生产实践经历的大学毕业生；

（3）聘用兼职：通过各种途径聘用从事本专业相关工作、具有丰富实践经验的工程技术人员、技术工人担任兼职教师，专门化方向课程的教学可以由校企合作办学的企业方工程技术人员承担。

2.专业一体化实训室等教学设施建设

专业实训室的建设除符合一般的教学要求外，还要尽可能创设“工作情境”；教学设施配置合理，具有一定的先进性，符合“四新要求”；教学工位要符合课程内容和在学人数的要求；一体化室要体现直观性教学需求；要具有职业技能训练的必备条件；要具有安全、卫生、规范的劳动环境和条件。

根据本专业课程设置，建议设置如下一体化实训室（区）：钳工基本技能实训室、机械原理实验室、机械制图与AutoCAD实训室、模具材料与热处理实训室、机床夹具设计与制作室、液压与气动实训室、计算机应用技术实训室、互换性与技术测量实训室、电工及机床电器实训室、模具钳工一体化实训室、模具机加工实训区、模具电加工编程与实训区、模具数控实训区、模具装配调试与维修实训室、模具CAD/CAE/CAM室、模具设计室、模具加工成型区、精密检测与反求技术实训室等。

（六）加强校企合作与工学结合运行机制建设

1.进一步完善校企合作、工学结合运行机制

进一步完善模具设计与制造专业校企合作运行机制。完善已经成立的校企合作专业委员会，充实人员，提高层次，定期开展活动，强调实效。

2.实施冠名办班，做到“五共同”

与企业开展冠名办班，专门为企业培养符合企业生产工艺技术流程需要的技能人才。在合作过程中，力求做到共同组织招生宣传、共同制订教学计划、共同商定教学内容、共同实施教学过程、共同进行教学评价。

3.成立模具名师工作室

以各成员校名师牵头，吸收全国技术能手、江苏省专业带头人等骨干教师参加，与企业合作，聘请行业企业专家以及高校教授共同参与指导，建立模具名师工作室。一是进行模具产品研发，同时加大模具设计与造型应用软件UG、PROE、Solidworks的投入；二是通过工作室的平台培养“一体化”教师；三是为地方企业提供模具专门人才培训，服务地方经济；四是提供模具产品设计指导。

4.加强校外实训基地建设

依托江苏模具行业企业，建设校外紧密型实习实训基地，与规模型企业建立集教学、实习实训、技术服务及员工培训于一体的稳定的校外实训基地。基地有专门的岗位供学生工学交替轮流上岗，企业技术人员和能工巧匠担任实习指导，学校教师和企业有关人员全程进行管理；学校派教师深入基地对企业一线员工进行培训，参与技术研发；同时，学校青年教师定期到基地接受锻炼与培训。

5.校企共建模具实训室

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关键词：模具 实践教学 教学工厂 企业需求 高技能 人才培养模式

模具工业是国民经济的基础工业，模具工业是现代生产重要工业装备，近些年来随着我国社会的发展进步，对专业人才的需求从数量型向技能型转变，需要的是高素质的实用型高技能技术人才。在教学过程中，要立足于加强学生实际操作能力的培养，以综合素质为基础，以企业需求为基本依据，体现教学内容的科学性和前瞻性。

为克服课堂理论教学抽象、难懂以及模具设实践性强的特点，我们通过两年多的教学实验，进行探索，在教学方法、手段和教学内容表现形式上进行一系列的改进。根据学生的学习兴趣、习惯、能力、基础及对学生的预期与学生进行交流沟通，针对学生好动、形象思维发达、可塑性强、好奇性较大，学习主动性较差这些特点以及结合模具人才培养目标，我们采用了“以工作过程导向的项目教学法”，取得了较好的教学效果。

一、模具设计与制造实践教学方法

模具设计与制造课程对模具设计与制造的能力要求为：对模具制品进行成型工艺分析，制订确实可行的模具设计方案，对成型进行CAE分析，根据企业设备制作各个模具零件，完成装配与调试任务。“基于工作过程导向的项目教学法”，是以岗位分析和岗位实际工作过程为基础设计教学过程，在实践教学中对模具的整体设计、模具零件加工工艺的设计、分析、模具零件的加工与装配、调试，产品的试制，整个操作过程都按照模具制造企业的实际生产过程和方法进行，营造企业生产现场环境，强化操作规范和安全意识，使教、学、做相结合，通过若干项目按照工作过程的完成，使学生成功地实现角色的转变，由学员转变为实践者，从专业能力、职业能力、社会能力这几个方面得到提升，为学生迈向职业生涯奠定坚实的基础。

基于工作过程的项目教学法，按六步法实施。

1.分组、提示工作任务

充分利用实践教学资源，通过对学生分组进行“大循环”，从模具设计、加工、装配各个模块，交叉完成各项目的训练，让每一位学生均有充足的实践训练时间。把一个班级分成8个小组，每组4人（设组长一人），每个小组完成各自目标任务。老师首先要给每组学生讲述清楚要完成的工作任务的内容、条件和目标，并通过对工作任务的提示，激发学生的学习动机。

2.尝试完成工作任务

在教师简单演示后，即让学生尝试完成任务。在完成任务的过程中，教师应当适当地进行指导。如果学生由于缺乏必要的知识准备而难以完成任务，要求他们进行自主学习。

3.提出问题

根据学生完成任务的情况提出问题。即如要完成这一任务，需要先完成哪些任务？需要先获得哪些知识？如果学生通过模仿教师能够基本完成任务，那么所提出的问题就应当是针对如何理解操作过程的；如果学生没法完成任务，那么所提出的问题就应当是针对问题解决的。

4.查阅并理解和记住理论知识

引导学生通过阅读教材或查阅其他资料，获得回答这些问题所需要的理论知识，或通过教师讲解来让学生获得这些理论知识，并理解和记住这些理论知识。

5.回归工作任务

要把所获得的知识与任务联系起来，看看在掌握了这些理论知识后，能否把工作任务完成得更好。这一步骤既有利于加深学生对理论知识的理解和记忆，又有利于促进知识与工作任务的整合。

6.评价反馈

先由学习小组互评，然后由指导教师评价、最后由企业专家评价，注重过程考核。对项目教学本身的效果聘请企业专家进行点评，学生点评，教师自己评价。

在整个项目教学活动中，师生的角色发生根本的改变，教师是学习小组的技术顾问和主管，学生是劳动者，学习的主体，通过实际的制作活动，积极自学并相互学习，分享知识及经验。

二、模具设计与制造实践教学手段

1.现代化信息技术手段

近年信息技术在教学中得到广泛应用，它能够将模具制作的相关文本、图像、视频、动画和声音等信息集成在一起，突破时间和空间的限制，将信息传递给学生。在教学过程中应用信息技术，能向学生快速提供丰富多彩的图集，能为学生提供生动、多样化的交互方式，能产生良好的视听效果。

（1）虚拟工艺及虚拟实验的应用

应用现代教学技术手段，利用数字化模具设计软件，进行模具成型工艺虚拟分析、虚拟装配和数控加工仿真软件进行虚拟加工，从模具的造型、刀具选用、机床运动、工艺规程制订等内容的教学，通过虚拟的加工模拟，从中选择最佳设计方案，确保模具设计合理先进。

（2）网络课程

为实现学生的自主学习，通过网络课程进行学习，学生可以通过它深化课堂教学，网络课程将所有的模具设计与制造专业的所有教学文件及教学资源及师生互动交流区，为广大学生建立了一个学习的平台。

（3）多媒体视频

将工厂模具设计制造的工作过程，录制成多媒体教学视频和3D动画，并重点突出结构要点，在短暂的时空将大量信息提供给学生，学生可以通过这些资源，对重点内容进行反复观看并消化吸收，提高学习效率。

2.理实一体化教室

创建模具理实一体专业教室，建成集产品陈列、模具展示、多媒体教学、现场制作教学于一体的开放式实训室，在单项技能训练阶段每个教学活动中，首先通过视频、实物、设计软件让学生获得与教学相关的工作环境感性认识，激发学生的学习兴趣，进而获得与工作岗位和工作过程相关的专业知识和技能。在综合项目训练阶段，在教学设计中按照模具设计与制造的工作过程对制作项目内容进行序化，即将陈述性知识与过程性知识整合、理论知识学习与实践技能训练整合、专业能力培养与职业素质培养整合、工作过程与学生认知心理过程整合，从而达到良好的教学效果。理实一体化的“教学工厂”，它集讲授区、讨论区、设计制作区及创新开发区于一体，促使师生在完成教学过程中能够将工作对象、工具、工作方法、工作要求等要素融入教学全过程，最大限度地贴近企业真实的工作场景。教学工厂配备有模具设计工作流程、设计资料、产品展台，典型模具挂图、模具设计案例、电脑和相关设计分析软件，讲授区配有教师、投影及黑板。

3.工学结合

通过引入企业共建模具科技技术服务中心，形成“教学工厂”。建立学做结合实践教学体系；专业课程教学聘请来自企业的实践专家授课；教学载体是企业真实产品项目；构建学生学习环境，贴近企业现场，在完成8个教学型项目和8个学生生产型项目的基础上，安排学生到企业顶岗实习，校园文化融入企业文化，全面推行和实施“教中学、学中练、练中做、做中学”高技能人才培养教学模式。

实践证明，以上的教学方法与教学手段充分调动了学生的学习积极性，体现了以学生为主体的思想，同时也体现了理论与工厂实践的紧密结合。学生既学到了理论知识也掌握了实践技能，同时学生的技术应用能力也得到了提高，因而受到学生的普遍欢迎。

参考文献：

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关键词： 素质能力；课程体系；培养方案

中图分类号：G645文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0165-02

0引言

高等职业教育模具设计与制造专业的定位，是以就业为导向，培养高技能实用型人才。既掌握传统模具设计制造和装配调试维护方法，又具有现代模具设计制造和装配调试先进技术，能从事模具产品的制造，装配调试、设计和生产管理等领域一线工作的高素质技能型人才为培养目标。要求高职院校学生以市场需求为导向，积极主动适应行业，适应区域经济发展对人才的新要求，为今后的职业生涯打下良好的基础。学生的学习能力培养要从专业知识，实用技能和职业综合能力这三个方面着手。

1模具设计与制造专业学生素质能力构成与培养方案

1.1 模具设计与制造专业学生的知识结构模具设计与制造专业学生的知识结构如图1所示，图中各模块的具体要求：

①文化基础模块：培养模具与制造人才的基本文化素质，是个人提升层次，转岗，变岗及从事各种岗位工作的基础,也是学好专业文化知识和技能形成的基础。

②工程材料与加工工艺模块：是学习模具设计与制造专业知识的基础，包括模具材料及热处理，热加工基础，机械加工原理，刀具，夹具，工艺及机床等方面的知识。

③模具设计模块：包括冲压模具设计知识，塑料模具设计知识，CAD/CAM软件的应用知识。

④模具制造工艺规程制定模块：包括模具零件加工工艺规程制定，典型模具零件加工工艺规程制定，模具零件电火花线切割和电火花成型加工工艺规程，模具装配和调试等知识。

⑤模具制造模块：包括模具零件的钳工加工方法，模具零件机械加工方法，模具装配、试模和维护等知识。

⑥模具数控加工与编程模块：包括手工编程与自动编程等知识，典型数控系统编程和机床操作方法，数值计算，数控刀具选用，数控加工工艺分析与处理，数控机床编程基本知识。

⑦模具产品调试与维护模块：包括材料成型设备，模具的安装，调试过程，模具产品的维护等知识。

⑧模具产品生产、营销管理模块：包括模具车间生产组织，计划管理，模具价格估算，营销策略等知识。

1.2 模具设计与制造专业课程体系模具设计与制造专业课程体系，要具备基础扎实，知识面宽，动手能力强，全面素质高的特点，以“必须，够用”为原则，以能力培养为核心，充分体现“强化基础，突出应用，着眼未来，长远发展”的特点。

在课程体系构建中，要保护和培养学生的好奇心，求知欲，以刨新意识与创新能力培养为目标，突出加强基础，加强工程实践能力。帮助学生独立思考，自立学习。充分开发学生的潜能，创造一种宽松的环境。保护和培养学生的探索精神、创新思维，让学生理解，热爱知识的产生和发展过程，营造崇尚知识，追求真理的氛围，培养学生的科学精神。培养学生语言表达，团队协作和社会活动能力，分析问题和解决问题的能力，重视培养学生收集处理信息获取新的知识能力。

模具设计与制造专业课程体系设置如图2所示。

1.3 模具设计与制造专业学生素质能力培养方案在建立模具设计与制造专业学生所需知识结构和课程体系平台的基础上，充分把握现代社会对人才能力培养的要求，力求提高学生的基本素养和社会综合能力，模具设计能力，模具制造能力，模具数控加工与编程能力，模具生产营销管理能力等，制定出适宜的模具设计与制造专业学生素质能力培养方案如图3所示。

2模具设计与制造专业教学体系改革

2.1 理论教学改革模具设计与制造专业学生能力素质培养是建立在知识这个载体上的，知识是能力发展的基础，扎实和丰富的知识有助于能力的提高和发展，能力的提高又有利于获取更多的知识，激发学生的学习兴趣是培养和提高学生能力素质的前提，培养学生素质能力必须注重教学方法。对专业教学方案中的每一门课程，首先要让学生认识到学好这门课程的重要性和必要性，然后采用基于工作过程的项目教学方法，设计一系列课堂讨论题目，综合分析对比，让学生带着问题去主动学习和探索，把课堂上的“教学过程”转变为学生主动的“学习过程”。引导学生明确学习目标，制定学习计划，指导学生将学习任务与学习目的有机结合起来。使学生在”教中学，学中教，学中做”达到融会贯通，举一反三。

在培养学生创新能力和创业能力中，首先安排学生进入模具生产企业进行参观和实习，让学生亲身感受和体验模具设计与制造专业的职业岗位特点，工作内容，工作过程及对人员能力要求。然后回到课堂进行理论教学环节，按职业岗位能力安排相关教学内容。

2.2 实践教学改革模具设计与制造专业是一门实践性强，包含多种应用技术综合能力高的专业。从考核方式改革入手，采用形式多样的考核方式，增加教、学双方的创新精神，创新能力评价要素。评价学生成绩，不仅要看是否按教师和指导书要求完成了规定任务，更重要的还要看是否培养了学生的创新精神，分析解决问题的独到见解，独特方法。对作出创新性成果的学生要给予奖励、加分。评价方法上可以采用学生自评、互评和教师评价相结合。

从构建实践教学平台入手，建立实践教学体系。实践教学应符合人才培养方案， 不同类型的实践教学环节在能力素质培养中的地位、作用及时间安排要符合人才培养目标。模具设计与制造专业实践教学结构平台如图4所示。

2.3 教学方案改革按照基于工作过程的项目教学思想，在教学方法与手段上采取案例教学，现场教学，启发式教学和分组讨论等形式多样，灵活的教学方法。使教学内容更加生动形象，体现课堂教学中学生的主体地位，培养学生积极主动、创新思维和创造能力。

参考文献：

[1]姜大源著.职业教育学研究新论，北京：教育科学出版社，2007.

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湖南电气职业技术学院（以下简称“我校”）引进的是基于工作过程的课程设计与开发体系，其开发思路为：“职业岗位调研典型工作任务分析划分行动领域转化学习领域学习情境设计教学实施优化”六步法。根据专业特点，深入模具生产企业的实际生产活动中，进行模具专业岗位群调研和职业能力分析是首要的工作，是进行专业定位和开展各项后续工作的基础。

一、岗位群调研

基于职业教育为地区经济发展服务的宗旨，我校模具专业教师与长株潭地区的湘电力源模具公司、南方机车公司等极具行业代表性的企业操作工人、技术人员和行业专家密切接触，并定期对我校模具专业毕业生进行跟踪回访，发现企业对模具专业的技能型人才需求主要有以下4类：（1）能熟练操作各种加工机床对模具零件进行加工，能装配、试模和修模的操作人员；（2）能编制模具零件的加工工艺规程，指导现场生产，解决模具故障的技术人员；（3）组织模具生产和调度、模具估价和质量控制的技术型管理人员；（4）能设计冲压成型和塑压成型工艺，设计各种类型模具的设计人员。

根据这几类人员的工作对象、环境和内容的特点，并参考模具设计师、模具制造工国家职业标准，我们确定了模具行业的6个岗位，见图1。

上述6个岗位中，“模具钳工”、“模具质检员”、“模具零件加工机床操作工”是基础岗位，也是学生毕业后1-3年间从事的主要岗位；“模具生产管理员”、“现场工艺员”是可持续发展的岗位，是指学生参加工作3-5年后，经过自学和企业培训可以从事的岗位。而只有极少数的学生在参加工作后经过5-10年的知识积累和不断地学习才可以从事“模具设计师”这一岗位。上图的岗位群同时也体现了模具企业员工的个人成长轨迹，相应地对员工的职业能力的要求也越来越高。

二、职业能力分析

岗位群确定后，我校教师再次深入企业，对以上岗位的从业人员进行问卷调查（见表1），同时聘请湖南省模具协会的专家和企业具有实践经验的专家共同确定各个岗位的工作任务，分析从事该岗位所必需具备的职业能力。

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关键词：模具设计与制造专业课程；单元教学；探索

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.273

0 引言

随着我国教育改革的发展，对教学要求也越来越高。模具设计与制造专业作为职业院校一门重要的课程，就目前来看，模具设计与制造专业课程教学质量不太乐观，不仅影响到模具设计与制造专业教学的发展，同时也不利于我国现代社会的发展。单元教学作为一种全新的教学方法，将其应用于模具专业设计与制造专业课程教学中，可以有效地提高教学质量，为我国现代社会培养更多的专业人才。

1 模具设计与制造专业课程单元教学的概述

模具设计与制造专业是一门操作性强的学科，模具设计与制造旨在培养掌握模具设计与制造基础专业知识，具有较强的实际工作能力，能在生产第一线从事模具设计、工艺设计、模具制造、模具维修、质量管理等工作，适应机械模具行业生产、管理、服务第一线需要的，具有良好职业道德和创新精神的高素质技能型专门人才。在模具设计与制造专业教学中，要想更好地提高教学质量，就必须加强实践。而模具设计与制造专业课程单元教学指的就是在教学过程中，为学生提供模具设计与制造的实践机会，让学生不断的实践过程中获得更多的专业知识，不断提高自己的实际操作能力，进而为现代社会培养更多的专业性技术人才。当前社会对复合型、专业性的人才需求越来越大，为了更好地适应我国现代社会发展的需要，在模具设计与制造专业课程中开展单元教学，不仅可以提高模具设计与制造专业教学的有效性，同时也有助于推动我国现代社会的可持续发展。

2 模具设计与制造专业课程单元教学的实施策略

2.1 加强实践

模具设计与制造专业的应用性较强，这门学科与许多机械设备有着直接的关联。然而就当前模具专业与制造专业课程教学来看，教育工作者在教学过程中依然采用照本宣科的方式，而模具设计与制造大多都比较抽象，如果老师依然采用照本宣科的方式势必就会挫伤学生的学习积极性，不利于学生对模具与制造专业知识的学习。为提高模具设计与制造专业课程教学质量，加大教学实践十分重要。在模具设计与制造专业课程单元教学中，需要进行一定时间的模具拆装，只有亲自实践，才能更好地加深学生对知识的掌握。作为老师，更要为学生进行模具的拆装演示，让学生全面掌握模具设计与制造相关的专业知识[1]。例如，学校可以建立校企联盟，通过校企联盟这个平台，让学生获得更多的实践机会，进而提高学生的实践能力。

2.2 教师的引导

在模具设计与制造专业课程单元教学，老师有着不可替代的作用。受传统教学观念的影响，在课程教学过程中，老师喜欢一种占据着主导地位，没有充分发挥学生的主观能动性。为此，在教学过程中，要积极地转变这个观念，要重视学生的主体地位，老师则要加强引导，要充分发挥老师的引导作用。在整个教学过程中，老师需要把有关工艺和操作向学生进行示范，要在课堂上牢牢把握动态生成，引起学生思维火花的碰撞，使课堂充盈生机和活力[2]。更重要的是在学生的操作环节要加强对学生的引导，让学生不断参与到课程教学中来，提高学生的动手能力，进而激发学生的学习积极性，为模具设计与制造专业课程教学的有效性提供保障。

2.3 明确教学目标

随着我国现机械制造业的发展，对模具专业人才的需求也越来越大。而模具设计与制造专业课程教学在培养专业的模具人才方面有着不可替代的作用。为满足现代社会发展的需求，在模具设计与制造专业课程单元教学中，就必须明确教学目标，完善教学内容，不断提高教学的有效性，进而为我国现代社会发展培养更多的专业性人才。另外，模具设计与制造专业就必须面对企业的需要，重点培养企业发展所需要的人才，尤其是一些技术性、管理型方面的人才，积极地与企业“深度融合”，与企业共同组成工作机构，制定模具设计与制造专业人才培养的目标[3]。

2.4 实施互动探析交流活动

教学活动是师生、生生之间的互动交流的过程，通过教学活动，不仅有助于培养良好的师生关系、生生关系，同时还有助于培养学生的交际能力，为学生今后的发展打下好基础[3]。在初中数学教学中，问题是教学的载体，从发现问题，到提出问题再到找出问题答案，在这一过程中需要教师与学生之间、学生与学生之间的互动沟通。为此，老师在教学中要积极的与学生互动，将问题探析的过程变为师生互动的过程。通过师生的互动探讨、生生的互动交流，实现解题策略的有效掌握，解题效能的有效提升[4]。

3 结语

随着社会的进步与发展，对人才的需求也越来越大。而模具设计与制造专业在培养社会发展所需专业型人才方面有着不可替代的作用。单元教学作为一种全新的教学方法，在模具设计与制造专业课程教学中开展单元教学，可以提高提高模具设计与制造专业课程教学质量，激发学生的学习兴趣，加深学生对知识的掌握，培养学生的专业能力，进而为我国现代社会发展提供保障。

参考文献：

[1]韩森和，徐志杰，曾繁华.模具设计与制造专业课程单元教学的探索[J].机械职业教育，2012（06）：38-39+41.

[2]火寿平，韩绍才，孔德璀.课程理实一体化教学改革研究――以模具设计与制造专业为例[J].云南电大学报，2012（04）：26-29.