浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料成型與控制技術(shù)專業(yè)《鑄造三維工藝設(shè)計(jì)

1、浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料成型控制技術(shù)專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)鑄造三維工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化課程標(biāo)準(zhǔn)1 前言1.1 課程基本信息本課程總課時(shí)為44學(xué)時(shí)，學(xué)分4，其中以項(xiàng)目為載體的“教學(xué)做一體化”教學(xué)占30學(xué)時(shí)，其它教學(xué)占14學(xué)時(shí)，安排在第5學(xué)期實(shí)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(jí)鑄造方向）。1.2課程性質(zhì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)虛擬鑄造已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大型復(fù)雜鑄造技術(shù)的工藝設(shè)計(jì)，這種技術(shù)以三維實(shí)體圖形技術(shù)為基礎(chǔ)，在三維繪圖環(huán)境中進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，然后將工藝設(shè)計(jì)圖導(dǎo)入到CAE分析軟件環(huán)境中，工藝人員在計(jì)算機(jī)上設(shè)置與生產(chǎn)實(shí)際相一致的虛擬鑄造環(huán)境，通過傳熱耦合計(jì)算和流動(dòng)耦合計(jì)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(chǔ)上改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)，直致達(dá)到所要求的計(jì)算結(jié)果為止。作為計(jì)算機(jī)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(duì)鑄造工藝設(shè)計(jì)產(chǎn)生了重要的影響，掌握這種技術(shù)和操作技能對(duì)學(xué)生工藝設(shè)計(jì)水平和職業(yè)能力的提升具有重要意義。該課程的學(xué)習(xí)需要以三維繪圖軟件和鑄造工藝為基礎(chǔ)，其后繼課程是畢業(yè)綜合實(shí)踐1。1.3 設(shè)計(jì)思路課程的教學(xué)以能力為本位，以訓(xùn)練為核心，融“教、學(xué)、做”于一體，實(shí)施“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、講解+演示+訓(xùn)練”教學(xué)模式；同時(shí)將職業(yè)指導(dǎo)分解到課程目標(biāo)，強(qiáng)化課程教學(xué)的職業(yè)性。本課程采用教學(xué)和集中操作實(shí)訓(xùn)兩階段實(shí)施，采用一體化教學(xué)

3、與項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的方式，以典型鑄件的計(jì)算機(jī)凝固模擬操作為主線，進(jìn)行三維工藝設(shè)計(jì)、格試轉(zhuǎn)換、導(dǎo)入、三維網(wǎng)格剖分、鑄造工藝參數(shù)設(shè)置、基于傳熱與流動(dòng)耦合的凝固計(jì)算，缺陷分析、分析報(bào)告導(dǎo)出等基本工序操作，在操作過程中獲得知識(shí)點(diǎn)和操作技能。教學(xué)過程以教師課堂演示為主，手把手的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作，并對(duì)每一個(gè)操作項(xiàng)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，然后布置實(shí)例由學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)操作一體化教學(xué)主要講解關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)和典型案例，采用3W1H教學(xué)法、課堂陷阱教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、典型案例教學(xué)法等，教學(xué)安排以連續(xù)4學(xué)時(shí)為一個(gè)單元，其中2學(xué)時(shí)在多媒體教室集中進(jìn)行“教、學(xué)”，接下來的2學(xué)時(shí)在一體化實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行“學(xué)、練、做”以鞏固所學(xué)知識(shí)，提升技

4、能。2 課程目標(biāo)2.1總目標(biāo)本課程以典型鑄件的計(jì)算機(jī)CAE工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)的操作為主線，通過課程的學(xué)習(xí)和工作任務(wù)的實(shí)施，使學(xué)生具有較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作精神，具有明確的職業(yè)目標(biāo)，具備使用三維工藝設(shè)計(jì)、格式轉(zhuǎn)換、模型導(dǎo)入、網(wǎng)格剖分、物性參數(shù)設(shè)置、耦合計(jì)算和色溫圖分析、缺陷判別和工藝分析等，能根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終找出最優(yōu)的工藝方案和工藝參數(shù)，達(dá)到鑄造工藝技術(shù)人員員實(shí)際工作所需的職業(yè)崗位能力。2.2具體目標(biāo)課程目標(biāo)描述一覽表具體目標(biāo)目標(biāo)描述知識(shí)目標(biāo)1. 掌握UG軟件進(jìn)行鑄件三維工藝設(shè)計(jì)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(shí)體零件的進(jìn)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(shè)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(biāo)1. 能用UG軟件熟練進(jìn)行鑄件三維畫圖和進(jìn)行工藝三維設(shè)計(jì)。2. 能將三維軟件的工藝設(shè)計(jì)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(shè)置和計(jì)算操作。4. 能對(duì)色譜圖進(jìn)行缺陷判別。5. 能利用計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行工藝性分析。6. 對(duì)在計(jì)算的結(jié)果上進(jìn)行工藝改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。素質(zhì)目標(biāo)1. 感知CAE技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步明確職業(yè)取向，完善、細(xì)化職業(yè)生涯規(guī)劃。2. 培養(yǎng)學(xué)生守時(shí)的習(xí)慣。3. 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、精神。4.

6、培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作精神。5. 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高學(xué)生自學(xué)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(hào)任 務(wù)知識(shí)內(nèi)容及要求技能內(nèi)容及要求課時(shí)1UG三維工藝設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)技巧。1. 熟悉進(jìn)行鑄件三維繪圖和三維工藝設(shè)計(jì)，能夠創(chuàng)建一個(gè)附加工藝設(shè)計(jì)的鑄件鑄造模型。2. 能熟練進(jìn)行.stl格式轉(zhuǎn)換。202華鑄CAE分析計(jì)算1. 了解華鑄CAE的安裝、功能、軟件特點(diǎn)和環(huán)境設(shè)置。2. 掌握華鑄CAE.stl模型的導(dǎo)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(shè)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(shè)置。6. 掌握剖分檢查方法及錯(cuò)誤處理方法。7. 掌握華鑄CAE耦合計(jì)算參數(shù)設(shè)置和計(jì)算方法。8. 掌握華鑄CAE后置處理設(shè)置和圖形顯示設(shè)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(bào)告生成、處理和應(yīng)用。1. 能夠熟練進(jìn)行華鑄CAE設(shè)置操作和數(shù)據(jù)處理。2 能夠全程對(duì)一個(gè)復(fù)雜鑄件進(jìn)行CAE分析，判別工藝優(yōu)劣、生成分析報(bào)告，進(jìn)行工藝改進(jìn)。244 實(shí)施建議4.1 教學(xué)參考書選用及教材編寫課程涉及兩個(gè)教學(xué)階段，在教材的選用上建議分為兩部分：一體化教學(xué)教材和項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教材，其中一體化教學(xué)教材選擇建議采用如下教材：展迪優(yōu)，UN NX 8.5 機(jī)械設(shè)

8、計(jì)教程，機(jī)械工業(yè)出版社，出版時(shí)間2015年07月第三版。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)所用教材，建議由課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況，編制課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。指導(dǎo)書應(yīng)包含知識(shí)、技能、素養(yǎng)等三方面的要求，以訓(xùn)練學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)目式校本教材。教材以完成任務(wù)的典型活動(dòng)項(xiàng)目來驅(qū)動(dòng)，除了提供紙質(zhì)的教材資料外，還應(yīng)通過電子教材、網(wǎng)絡(luò)資源、音像資料等多種手段提供學(xué)習(xí)素材，使學(xué)生在各種活動(dòng)中掌握信息化進(jìn)行CAE操作的基本職業(yè)能力；教材中的活動(dòng)設(shè)計(jì)要具有可操作性，所列舉的教學(xué)情景，要具有可推廣性和實(shí)施性。4.2 教學(xué)建

9、議應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)際職業(yè)能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)創(chuàng)新精神，關(guān)注學(xué)生思維，注重提高學(xué)生的興趣，在工作任務(wù)實(shí)施過程中不斷強(qiáng)化使學(xué)生逐漸掌握華鑄CAE操作技能。在教學(xué)上應(yīng)采用教、學(xué)、練一體化模式，學(xué)生通過理解教師對(duì)工作任務(wù)的分解和提示，及對(duì)典型案例的分析和相關(guān)理論知識(shí)的講解，按要求完成工作任務(wù)，掌握本課程教學(xué)要求達(dá)到的職業(yè)能力。在教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和社會(huì)能力。應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，以及在團(tuán)隊(duì)中與人溝通、交流和相互協(xié)作的能力。在教學(xué)過程中教師應(yīng)充分使用任務(wù)分析、互動(dòng)交流、項(xiàng)目導(dǎo)向、思維引導(dǎo)等多種教學(xué)方法。同時(shí)應(yīng)根據(jù)軟件更新和案例更新應(yīng)適時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。部分教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)建議如下：

10、（1）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)：課程分成二個(gè)階段教學(xué)，一個(gè)階段的一體化教學(xué)和一個(gè)階段的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，都采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)。項(xiàng)目的選擇由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，通過“教學(xué)做”的循環(huán)推進(jìn)，提升學(xué)生華鑄CAE方面的操作技能和工藝設(shè)計(jì)能力。（2）3W1H教學(xué)：教師在授課時(shí)，對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，首先告訴學(xué)生為什么會(huì)有這個(gè)知識(shí)點(diǎn)(why)，然后給學(xué)生講解這個(gè)知識(shí)點(diǎn)是什么(what),進(jìn)一步告訴學(xué)生該知識(shí)點(diǎn)在哪兒會(huì)用到(where)，最后講解該知識(shí)點(diǎn)如何去用(how)，使學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，并能準(zhǔn)確地應(yīng)用該知識(shí)。（3）課堂陷阱教學(xué)：課堂陷阱教學(xué)主要針對(duì)學(xué)生華鑄CAE操作容易出錯(cuò)的地方，以及理解不深刻，在上機(jī)、實(shí)訓(xùn)中容易持續(xù)犯錯(cuò)誤的地方。實(shí)施過

11、程中，教師在典型的、容易出錯(cuò)誤的地方故意犯錯(cuò)，通過“出問題了”來吸引學(xué)生注意力、加深印象，提升學(xué)生對(duì)概念的理解及認(rèn)識(shí)。（4）角色互換法：在教學(xué)和實(shí)訓(xùn)過程中，教師和學(xué)生的角色可以互換。（5）分組行動(dòng)教學(xué)：分組教學(xué)通過以下四個(gè)步驟，確保項(xiàng)目組之間的協(xié)調(diào)，合理分配，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。分組的時(shí)候，教師在自愿基礎(chǔ)上注意平均組合，根據(jù)學(xué)生技能、自主性、興趣、性別等方面進(jìn)行把關(guān)，并指定能力較好的學(xué)生當(dāng)項(xiàng)目組長，盡可能避免組別之間的實(shí)力懸殊，教師調(diào)配時(shí)按照1:2:1能力配比原則，關(guān)注兩頭的學(xué)生，即能力較強(qiáng)和能力較弱的群體，根據(jù)項(xiàng)目情況適當(dāng)考慮性別平衡。項(xiàng)目組長按照能力、興趣分派組員不同的崗位制定計(jì)劃、分工合

12、作完成工作任務(wù)。4.3 教學(xué)評(píng)價(jià)課程的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)由過程考核和能力測(cè)試兩部分組成，過程考核、能力測(cè)試各占50%。過程考核主要考核學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)及上機(jī)操作，其中職業(yè)素養(yǎng)占40%，上機(jī)操作占60%。職業(yè)素養(yǎng)主要考查學(xué)生的鉆研及解決問題的能力、時(shí)間管理能力、任務(wù)執(zhí)行能力、儀態(tài)等方面，上機(jī)操作主要考核學(xué)生上機(jī)操作結(jié)果上交的及時(shí)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(cè)試（60%）職業(yè)素養(yǎng)上機(jī)操作筆試機(jī)試分?jǐn)?shù)構(gòu)成（總分100）40%60%50%50%能力測(cè)試由筆試和機(jī)試兩部分組成。筆記、機(jī)試各占50%，主要考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和操作熟練水平。能力測(cè)試評(píng)價(jià)一覽表序號(hào)項(xiàng)目考核內(nèi)容評(píng)價(jià)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)1UG三維工藝設(shè)計(jì)與繪圖l 鑄件三維實(shí)體造型和工藝三維設(shè)計(jì)l .stl文件導(dǎo)出l 圖形的正確性（80%）l .stl文件的精度設(shè)置和操作正確性（20%）2華鑄CAE分析計(jì)算l .stl文件的導(dǎo)入和管理l 華鑄CAE軟件環(huán)境設(shè)置l 前置處理操作l 物性參數(shù)設(shè)置l 鑄造工藝參數(shù)設(shè)置l 計(jì)算參數(shù)設(shè)置l 文件計(jì)算數(shù)據(jù)處理l 缺陷判別和分析報(bào)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