四川工程职业技术学院《铸造工艺CAE技术》.ppt

四川工程职业技术学院 《铸造工艺CAE技术》,说课 专业带头人/课程负责人 王泽忠,《铸造工艺CAE技术》,一、本专业课程体系的构建 1．铸造技术专业教改及课程体系构建的必要性 随着我国装备制造业的快速发展，铸造产业也得到了飞速发展，从2000年起，我国铸件产量一直位居世界首位，2008年已有2万多个厂点、120多万从业人员、铸件年产量2800多万吨，同时铸造技术发展迅速、普遍采用了树脂砂等新的生产方法、产品质量和环保要求也越来越高，迫切需要大量掌握新技术的铸造专业人才，尤其是高素质技能型人才去实施和操作按照原有培养方案进行高素质技能人才培养已严重不适应企业要求，主要表现在以下几个方面： 1.缺乏对整个铸造过程的深切感受和了解，延长了就业适应期，增加了企业用人成本 2.学了很多知识，但遇到实际生产、工艺工装设计问题不知道怎么着手,不知道怎么选择应用于实际问题中 3.缺乏普遍采用的树脂砂铸造生产等新的铸造方法的教学内容，落后于产业发展 4.团队协作、管理能力、创新意识较差 因此，进行教学改革、教学研究、创新专业方向人才培养方案，培养符合行业、企业要求的高素质高技能铸造技术专门人才，对支撑我国制造业的发展具有重要的社会意义。

《铸造工艺CAE技术》,2.课程体系构建 我院铸造技术专业是1959年建校时最早开设的三个专业之一，办学历史悠久，师资力量雄厚，在全国高职院校中具有很高的认知度 2003年利用招收高职铸造技术专业的契机，我们重新审视和研究本专业的人才定位、培养方案等问题，并按照以下流程对该人才培养方案进行研究和开发，重新构建了该专业的人才培养方案和课程体系,图1 人才培养方案开发流程图,《铸造工艺CAE技术》,1）调研结果 （1）企业需要高职毕业生从事的专业岗位分为四类：技术岗位、生产管理岗位、生产操作岗位和产品营销岗位等其他岗位；已就业高职毕业生从事的就业和拓展的主要工作岗位：生产操作岗位（造型制芯、熔炼浇注等）、技术岗位（现场技术服务、工艺工装设计）、生产管理（班组长、工段长、车间主任、调度员等）；次要工作岗位有—质量检验与控制、铸件热处理、模型制造；相关工作岗位—营销、机械加工；其中65%从事砂型铸造（主要是树脂砂），35%从事特种铸造铸造CAE技术对缩短重要铸件的生产周期、保证质量、降低成本起到很重要的作用 （2）职前（在校学习期间）教育培养目标：毕业生应具有良好的职业道德和行为规范，具备铸造生产操作能力、中等复杂程度铸件的铸造工艺工装设计能力、铸件质量常规检测控制的基本能力、铸件热处理工艺制定和操作的基本能力、管理及技术服务的基本知识等；适应铸造生产一线工作过程主要岗位的工作要求；具备从事铸造技术、生产管理、技术服务等岗位拓展的后劲的高素质技能型铸造专业专门人才。

（3）业务规格 提出—基本素质要求 和职业能力要求,《铸造工艺CAE技术》,在校企联合组成的铸造专业建设指导委员会指导下，由基础课教师和专业课教师对“业务规格”进行分解，系统考虑基础课和技能课之间、技能课和技能课之间的递进、巩固与融合，构建课程体系：按照基础知识、基本素质要求，系统设计基础课主线按照专业知识、技能要求，与专业建设委员会研讨系统设计实践技能课程主线 该课程体系构成的人才培养方案，符合铸造专业高素质技能型人才培养目标和专业相关技术领域职业岗位的任职要求《铸造工艺CAE技术》,二.本课程性质与作用 本课程是在考虑铸造生产现状以及利用信息技术改造和推进传统产业的技术发展、并考虑传统铸造专业教学计划的不足新设置的一门课程，是一门对主要核心专业能力—“砂型铸造工艺及实施能力”中“铸造工艺及工装设计能力”起强化、支撑作用的“理实合一”的专业课程，也是提高毕业生职后发展潜力的一门主要课程 铸造工艺CAE技术是以铸件充型凝固过程数值模拟及缺陷预报技术为核心，旨在工艺实施前对重要铸件的铸造工艺进行验证，从而及时调整和优化所采用的铸造工艺，以缩短工艺定型周期和试制成本也是目前在铸造领域利用信息化改造传统产业的集中体现，对推动铸造生产现代化，增强中国铸件产品在国际市场的竞争能力，具有十分重要的意义。

本课程通过连续多届结合《铸造生产及工艺工装设计》课程学生设计的真实铸件的工艺进行数值模拟的课程教学，明显提高了学生的计算机使用能力、铸造工艺设计能力，使学生具备了利用信息技术改造和提升传统产业的基本能力，明显增进了学生对专业的认识和兴趣、促进了学生对专业热爱 在整个课程体系中，本课程将综合运用到《机械制图》、《计算机应用基础》、《铸造钢铁合金熔炼及控制》、《铸造生产及工艺工装设计》等前期课程的知识，也是《铸造生产及工艺工装设计》课程的延续同时为顶岗实习和毕业生的职后发展打下很好的基础因此，本课程与前面的专业课和顶岗实习联系紧密，起到了培养主要岗位核心能力的作用和承接职后发展的作用在全国职业教育院校中首创并得到了充分的肯定《铸造工艺CAE技术》,三.课程设计 通过与德阳重装企业紧密合作，并按照“边学边练”的原则，并基于真实生产条件、真实铸件设计的工艺、可能产生的主要铸造缺陷模拟预测而开发设计 使学生在学中做、做中学，体现“教学做一体”的职教特色使学生基本掌握利用信息化技术改造传统产业、达到缩短生产周期、降低成本的目的的技术能力课程设计,《铸造工艺CAE技术》,四.教学内容的针对性与适用性 本课程结合利用数值模拟技术改造传统铸造产业、从而达到缩短生产周期、降低成本的目的的生产实际需求，以及行业中主要针对重要的铸钢件和球铁件的工艺进行模拟预测的现实，选择在三维造型的基础上、以典型真实的铸钢件和球铁件的数值模拟工作流程为主线、降低理论和增加操作来规划课程内容。

从而达到《高职铸造技术专业人才培养方案》所界定的任务和职责对学生进行工艺设能力的强化和CAE技术应用能力的培养的目的，具有很强的针对性和适用性，为学生可持续发展奠定了良好的基础《铸造工艺CAE技术》,五.教学内容的组织与安排 本课程根据行业中主要针对重要的铸钢件和球铁件的工艺进行模拟预测的现实和数值模拟分析的工作流程，先学习和掌握铸件及工艺系统的三维造型技术这个基础，再按照数值模拟分析的工作流程分别学习和掌握典型铸钢件、球铁件的数值模拟分析方法和步骤典型的铸钢件和球铁件分别选取在《铸造生产及工艺工装设计》课程中基于重装企业生产条件的真实产品—电站辅机上铸钢套筒和国外工程机械上球铁活塞而设计的工艺组织教学，并在教学过程中采用理实结合的方式在专业软件实训室边学边练组织教学实施，达到验证和优化调整课程中设计的工艺目的，又复习了工艺设计内容 三个学习单元之间，组织学生利用课余时间以及开放的专业软件实训室和图形工作站，到实训室和图形工作站自主参加教研室从企业收集的铸钢件和球铁件的数值模拟分析，并组织学生到二重集团公司和东方汽轮机厂的铸造分厂技术科参观学习世界一流的铸造CAE软件—MAGMASOFT软件和正在进行的铸件模拟分析，实现“工学交替”、“在学中做、做中学”，体现“教学做一体”的职教特色，同时达到掌握先进软件、强化学生能力的目的，使本课程的教和学更加系统科学、高效合理。

其课堂内容安排如下图：,,,,《铸造工艺CAE技术》,六.教学资料 1.自编教学资料 1）铸造工艺CAE技术》校本教材 2）《铸造工艺CAE技术》学习指导书 2.参考书目 1）《中国材料工程大典》第18、19卷 2）《砂型铸造工艺学》 3）《铸造工艺及设备》 4）《华铸CAE/InteCast集成系统使用手册》 5）《Pro/ENGINEER Wildfire3.0基础教程》 6）《Pro/ENGINEER Wildfire综合培训教程》 3.其他教学资料 课程网站上提供了丰富的多媒体课件、教学动画、学习指导书、试题集等、收集了大量的典型铸钢件和球铁件零件图和工艺图等图纸案例作为配套的教学相关资料，充分满足本课程网络教学需要，资料齐全，符合课程设计要求《铸造工艺CAE技术》,七.教学模式 1.课堂与实训一体化，理实合一全面实施现场教学，教学效果显著提升 2.课内课外、校内校外结合，着力培养和提升学生技术能力 3.实施 “双师授课教学法”，开拓学生视野、体现企业需要 4.衔接核心课程，工学交替，复习和提升工艺设计能力 5.改革考试方法，体现“综合全面、能力优先” 教学模式图,《铸造工艺CAE技术》,八.教学方法 本课程宏观教学方法采取案例教学法，强调培养学生独立完成学习性工作任务的方法、步骤、能力，微观（即每一个具体的教学环节）教学方法采用引导文、示范教学法边学边练 。

《铸造工艺CAE技术》详述,,九.教学手段 和网络环境 1.配备了网络化的60台计算机、1套图形工作站、商业化三维造型软件和华铸CAE软件课程主要教学内容在专业软件实训室完成，教学过程以教师为主导、学生为主体，由学生分别担任技术人员角色，激发了学生的学习主动性和积极性 2.课程网站为学生提供了全套的教学资料、收集整理的大量企业铸造工艺案例、国家标准、行业规范和项目技术文件样本，以及非常丰富的工艺设计资料作为学生的参考资料，为学生提供学习指导，构建了一个良好的学习平台，在教学中发挥了非常重要的作用 3.学院网络环境和条件：惠普服务器ML570G3(主要硬件配置：CPU：MP3.0；内存：4G；硬盘：300G；操作系统：WIN2000 SERVER)主干网带宽1000M，出口公网带宽100M，校园教学网带宽10M；以及超星电子图书馆《铸造工艺CAE技术》,九.校内实训环境 1.在地方财政的支持下先后购买了60个节点的华铸CAE铸钢模块和球铁模块教学软件和1套商用软件、以及1套具有较强计算能力的图形工作站，建成了拥有60台计算机的专业软件实训室，使其不仅具备了教学用球铁件工艺数值分析和铸钢件工艺数值分析能力，而且具备了商用球铁件工艺数值分析和铸钢件数值分析能力。

2. 在地方财政支持下采购了全套树脂砂铸造生产线、中频感应电炉、坩埚炉等设备以及造型材料性能检测仪器，建成了铸造实训车间和造型材料性能检测实训室，能够对数值模拟分析后调整和优化的工艺进行验证 从而为该课程工学结合的教学模式奠定了坚实的软硬件基础这种实训环境、条件、能力，目前在全国同类高职院校中处于领先水平《铸造工艺CAE技术》,,校内实训条件,CAE软件平台,三维造型平台,《铸造工艺CAE技术》,,十.校外实训基地 本课程依托德阳重装基地优势，与中国二重集团公司、东方汽轮机厂等重装企业建立了长期稳定的合作实训基地中国二重集团公司主要生产大型铸钢件、东方汽轮机厂主要生产高要求球铁件和汽轮机铸钢件，并且都配备了华铸CAE软件和MAGASOFT专业软件为课程的实践教学提供了典型、真实的工程环境学生通过在校外实训基地的学习，能较为深刻地了解企业实际、体验企业文化，为自己的专业学习和职业规划，打下一个较为坚实的基础《铸造工艺CAE技术》,,十一.考核方案 重点放在过程考核，强调素质与能力，本课程不进行单独的课程考核，按照学习单元评估表和单独完成的作品，对学生每个工作过程和单独的作品进行评价，每一个学习单元分别考核，前一个学习单元评估不合格，不能进入下一个学习单元学习 。

《铸造工艺CAE技术》,十二.师资队伍 1.课程建设团队,,《铸造工艺CAE技术》,2．专兼职教学团队 专职教师：4名—100%是“双师型”教师，其中2人取得高级考评员资格证书 兼职教师：3名—教授级高工2人、企业专家1人,1-本科，2-硕士,1-老年教师，2-中年教师，3-青年教师,《铸造工艺CAE技术》,十三.创新、特色与效果 1．创新 1）在全国高职铸造专业中率先开设了本课程，借助信息技术手段，大幅度提高了传统铸造工艺课程的先进性，很好的适应了产业技术进步对铸造高素质高技能人才的现实需要并将《铸造生产及工艺工装设计》课程中学生设计的铸钢套筒和球铁活塞件工艺作为案例，让学生在本课程教学中验证自己设计的工艺，进行进一步优化，结合综合实训进行生产验证，有效提升了 “铸造工艺工装设计”这一核心能力的培养； 2）实现了三个结合模拟与真实相结合：本课程将课堂学习铸造工艺的数值模拟练习与到企业参观学习MAGMASOFT软件和模拟分析进行了有机的结合；课内课外相结合：通过开放专业软件实训室和图形工作站，利用课程资源中提供的大量案例，使学生在课余时间可以进行大量的真实铸件各种工艺的数值模拟练习，有效提升学生的模拟分析技术能力；专兼职教师相结合：本课程教学实施了专兼职教师扬长避短、优化组合的“双教师授课教学法”，使学生得到了“原汁原味”的技艺传授。