浙江機電職業(yè)技術(shù)學院材料成型與控制技術(shù)專業(yè)《鑄造三維工藝設計與優(yōu)化》課程標準

1、浙江機電職業(yè)技術(shù)學院材料成型控制技術(shù)專業(yè)課程標準鑄造三維工藝設計與優(yōu)化課程標準1 前言1.1 課程基本信息本課程總課時為44學時，學分4，其中以項目為載體的“教學做一體化”教學占30學時，其它教學占14學時，安排在第5學期實施，適用于3年制高中或中職生源材料成型與控制專業(yè)（適用于2016級鑄造方向）。1.2課程性質(zhì)隨著計算機技術(shù)的普及，計算機虛擬鑄造已經(jīng)廣泛應用于大型復雜鑄造技術(shù)的工藝設計，這種技術(shù)以三維實體圖形技術(shù)為基礎，在三維繪圖環(huán)境中進行工藝設計，然后將工藝設計圖導入到CAE分析軟件環(huán)境中，工藝人員在計算機上設置與生產(chǎn)實際相一致的虛擬鑄造環(huán)境，通過傳熱耦合計算和流動耦合計算，形象地顯示鑄

2、件可能產(chǎn)生的鑄造縮孔、裂紋和夾渣、夾氣和澆不到等可能產(chǎn)生的鑄造缺陷，在此基礎上改進工藝設計，直致達到所要求的計算結(jié)果為止。作為計算機技術(shù)與現(xiàn)代凝固技術(shù)的交叉而形成的CAE鑄造工藝技術(shù)，對鑄造工藝設計產(chǎn)生了重要的影響，掌握這種技術(shù)和操作技能對學生工藝設計水平和職業(yè)能力的提升具有重要意義。該課程的學習需要以三維繪圖軟件和鑄造工藝為基礎，其后繼課程是畢業(yè)綜合實踐1。1.3 設計思路課程的教學以能力為本位，以訓練為核心，融“教、學、做”于一體，實施“項目導向、任務驅(qū)動、講解+演示+訓練”教學模式；同時將職業(yè)指導分解到課程目標，強化課程教學的職業(yè)性。本課程采用教學和集中操作實訓兩階段實施，采用一體化教學

3、與項目實訓相結(jié)合的方式，以典型鑄件的計算機凝固模擬操作為主線，進行三維工藝設計、格試轉(zhuǎn)換、導入、三維網(wǎng)格剖分、鑄造工藝參數(shù)設置、基于傳熱與流動耦合的凝固計算，缺陷分析、分析報告導出等基本工序操作，在操作過程中獲得知識點和操作技能。教學過程以教師課堂演示為主，手把手的引導學生進行操作，并對每一個操作項的知識點進行講解，然后布置實例由學生進行體驗操作一體化教學主要講解關(guān)鍵知識點和典型案例，采用3W1H教學法、課堂陷阱教學法、任務驅(qū)動教學法、典型案例教學法等，教學安排以連續(xù)4學時為一個單元，其中2學時在多媒體教室集中進行“教、學”，接下來的2學時在一體化實訓室進行“學、練、做”以鞏固所學知識，提升技

4、能。2 課程目標2.1總目標本課程以典型鑄件的計算機CAE工藝優(yōu)化設計的操作為主線，通過課程的學習和工作任務的實施，使學生具有較強的團隊意識和協(xié)作精神，具有明確的職業(yè)目標，具備使用三維工藝設計、格式轉(zhuǎn)換、模型導入、網(wǎng)格剖分、物性參數(shù)設置、耦合計算和色溫圖分析、缺陷判別和工藝分析等，能根據(jù)計算結(jié)果進行優(yōu)化設計，最終找出最優(yōu)的工藝方案和工藝參數(shù)，達到鑄造工藝技術(shù)人員員實際工作所需的職業(yè)崗位能力。2.2具體目標課程目標描述一覽表具體目標目標描述知識目標1. 掌握UG軟件進行鑄件三維工藝設計的操作方法和技巧。2. 了解凝固模擬軟件的基本原理。3. 了解UG三維實體零件的進入CAE系統(tǒng)的格式轉(zhuǎn)換原理和方

5、法。4. 了解網(wǎng)格劃分原理和方法。5. 掌握華鑄CAE的操作方法和參數(shù)設置。6. 掌握色譜圖缺陷判別方法。7. 掌握三維凝固數(shù)據(jù)分析方法。能力目標1. 能用UG軟件熟練進行鑄件三維畫圖和進行工藝三維設計。2. 能將三維軟件的工藝設計轉(zhuǎn)換成華鑄CAE軟件所能接受的格式文件。3. 能熟練使用華鑄軟件的安裝、設置和計算操作。4. 能對色譜圖進行缺陷判別。5. 能利用計算數(shù)據(jù)進行工藝性分析。6. 對在計算的結(jié)果上進行工藝改進和優(yōu)化設計。素質(zhì)目標1. 感知CAE技術(shù)的應用價值，進一步明確職業(yè)取向，完善、細化職業(yè)生涯規(guī)劃。2. 培養(yǎng)學生守時的習慣。3. 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質(zhì)和嚴謹求實的科學態(tài)度、精神。4.

6、培養(yǎng)學生團隊意識和協(xié)作精神。5. 培養(yǎng)學生獨立學習習慣，提高學生自學能力和創(chuàng)新精神。3 課程內(nèi)容和要求3.1 課程內(nèi)容和要求序號任 務知識內(nèi)容及要求技能內(nèi)容及要求課時1UG三維工藝設計與繪圖1. 了解UG軟件的三維繪圖方法。2. 了解軟件的變換操作。3. 熟悉掌握繪圖技巧和工藝設計技巧。1. 熟悉進行鑄件三維繪圖和三維工藝設計，能夠創(chuàng)建一個附加工藝設計的鑄件鑄造模型。2. 能熟練進行.stl格式轉(zhuǎn)換。202華鑄CAE分析計算1. 了解華鑄CAE的安裝、功能、軟件特點和環(huán)境設置。2. 掌握華鑄CAE.stl模型的導入、處理和裝配。3. 掌握.stl文件的附加材質(zhì)屬性和物性參數(shù)設置。4. 掌握.s

7、tl文件的網(wǎng)格劃分。5. 掌握鑄型參數(shù)的設置。6. 掌握剖分檢查方法及錯誤處理方法。7. 掌握華鑄CAE耦合計算參數(shù)設置和計算方法。8. 掌握華鑄CAE后置處理設置和圖形顯示設置。9. 掌握色溫圖缺陷判別及圖像文件生成和處理。10. 掌握分析報告生成、處理和應用。1. 能夠熟練進行華鑄CAE設置操作和數(shù)據(jù)處理。2 能夠全程對一個復雜鑄件進行CAE分析，判別工藝優(yōu)劣、生成分析報告，進行工藝改進。244 實施建議4.1 教學參考書選用及教材編寫課程涉及兩個教學階段，在教材的選用上建議分為兩部分：一體化教學教材和項目實訓教材，其中一體化教學教材選擇建議采用如下教材：展迪優(yōu)，UN NX 8.5 機械設

8、計教程，機械工業(yè)出版社，出版時間2015年07月第三版。項目實訓所用教材，建議由課程教學團隊根據(jù)教學實際情況，編制課程設計指導書。指導書應包含知識、技能、素養(yǎng)等三方面的要求，以訓練學生的鑄造CAE的職業(yè)能力、技能及該課程所面向的職業(yè)崗位所需要的職業(yè)素養(yǎng)。以本課程標準為依據(jù)，在條件允許的情況下，通過校企合作的形式編寫項目式校本教材。教材以完成任務的典型活動項目來驅(qū)動，除了提供紙質(zhì)的教材資料外，還應通過電子教材、網(wǎng)絡資源、音像資料等多種手段提供學習素材，使學生在各種活動中掌握信息化進行CAE操作的基本職業(yè)能力；教材中的活動設計要具有可操作性，所列舉的教學情景，要具有可推廣性和實施性。4.2 教學建

9、議應加強對學生實際職業(yè)能力的培養(yǎng)，鼓勵創(chuàng)新精神，關(guān)注學生思維，注重提高學生的興趣，在工作任務實施過程中不斷強化使學生逐漸掌握華鑄CAE操作技能。在教學上應采用教、學、練一體化模式，學生通過理解教師對工作任務的分解和提示，及對典型案例的分析和相關(guān)理論知識的講解，按要求完成工作任務，掌握本課程教學要求達到的職業(yè)能力。在教學中應注重培養(yǎng)學生的學習能力和社會能力。應注意培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力，以及在團隊中與人溝通、交流和相互協(xié)作的能力。在教學過程中教師應充分使用任務分析、互動交流、項目導向、思維引導等多種教學方法。同時應根據(jù)軟件更新和案例更新應適時更新教學內(nèi)容。部分教學活動設計建議如下：

10、（1）項目驅(qū)動教學：課程分成二個階段教學，一個階段的一體化教學和一個階段的實戰(zhàn)訓練，都采用項目驅(qū)動式教學。項目的選擇由簡單到復雜，通過“教學做”的循環(huán)推進，提升學生華鑄CAE方面的操作技能和工藝設計能力。（2）3W1H教學：教師在授課時，對一個知識點，首先告訴學生為什么會有這個知識點(why)，然后給學生講解這個知識點是什么(what),進一步告訴學生該知識點在哪兒會用到(where)，最后講解該知識點如何去用(how)，使學生學習目標明確，并能準確地應用該知識。（3）課堂陷阱教學：課堂陷阱教學主要針對學生華鑄CAE操作容易出錯的地方，以及理解不深刻，在上機、實訓中容易持續(xù)犯錯誤的地方。實施過

11、程中，教師在典型的、容易出錯誤的地方故意犯錯，通過“出問題了”來吸引學生注意力、加深印象，提升學生對概念的理解及認識。（4）角色互換法：在教學和實訓過程中，教師和學生的角色可以互換。（5）分組行動教學：分組教學通過以下四個步驟，確保項目組之間的協(xié)調(diào)，合理分配，提升學生學習積極性。分組的時候，教師在自愿基礎上注意平均組合，根據(jù)學生技能、自主性、興趣、性別等方面進行把關(guān)，并指定能力較好的學生當項目組長，盡可能避免組別之間的實力懸殊，教師調(diào)配時按照1:2:1能力配比原則，關(guān)注兩頭的學生，即能力較強和能力較弱的群體，根據(jù)項目情況適當考慮性別平衡。項目組長按照能力、興趣分派組員不同的崗位制定計劃、分工合

12、作完成工作任務。4.3 教學評價課程的課堂教學評價由過程考核和能力測試兩部分組成，過程考核、能力測試各占50%。過程考核主要考核學生的職業(yè)素養(yǎng)及上機操作，其中職業(yè)素養(yǎng)占40%，上機操作占60%。職業(yè)素養(yǎng)主要考查學生的鉆研及解決問題的能力、時間管理能力、任務執(zhí)行能力、儀態(tài)等方面，上機操作主要考核學生上機操作結(jié)果上交的及時度、操作結(jié)果的正確性及創(chuàng)新等方面?？己藘?nèi)容過程考核（40%）能力測試（60%）職業(yè)素養(yǎng)上機操作筆試機試分數(shù)構(gòu)成（總分100）40%60%50%50%能力測試由筆試和機試兩部分組成。筆記、機試各占50%，主要考查學生對知識點的掌握程度和操作熟練水平。能力測試評價一覽表序號項目考核內(nèi)容評價內(nèi)容與標準1UG三維工藝設計與繪圖l 鑄件三維實體造型和工藝三維設計l .stl文件導出l 圖形的正確性（80%）l .stl文件的精度設置和操作正確性（20%）2華鑄CAE分析計算l .stl文件的導入和管理l 華鑄CAE軟件環(huán)境設置l 前置處理操作l 物性參數(shù)設置l 鑄造工藝參數(shù)設置l 計算參數(shù)設置l 文件計算數(shù)據(jù)處理l 缺陷判別和分析報告l 正確性（5%）l 正確性（5%）l 正確性（10%）l 正確性（10%）l 正確性