《模具数字化设计与制造》课程大纲

《模具数字化设计与制造》课程大纲一、课程基本信息课程代码：40711227课程名称：模具数字化设计与制造课程性质：专业核心必修课（B类）开设系部：数控技术学院模具教研室开课形式：混合式教学课程学时：48学时课程学分：3学分开课学期：第Ⅴ学期适用专业：4601机械设计制造类（普专/对口/五年制）先修课程：《零件三维数字化造型》《塑料成型工艺与模具设计》《机械设计基础》同期课程：《机械创新设计》二、课程性质与定位（一）课程性质本课程是模具设计与制造专业核心技能课程，以UGNX软件为核心数字化设计载体，围绕塑料模具、冲压模具的数字化设计全流程展开，系统涵盖模具结构分析、分型面设计、型腔型芯建模、标准件选型装配、模架设计、工程图生成及设计优化等核心内容。课程突出"数智化工具与模具工程应用"深度融合，采用"真实模具案例驱动+理实一体+校企协同"教学模式，按"基础技能-专项设计-综合实战"阶梯式递进组织教学，培养学生模具数字化设计工程思维与数智化实操能力。（二）课程定位本课程是模具设计与制造专业课程体系的核心技能支撑课程，在专业知识与岗位能力间搭建关键桥梁，直接服务于模具设计工程师（助理）、模具制造工艺师（助理）、模具调试与维修技术员、模具数字化技术专员（助理）等岗位人才培养。课程基于前导课程基础，通过系统实操训练与企业真实案例实践，帮助学生掌握模具数字化设计核心知识，提升复杂模具结构数字化设计、参数化优化、干涉检查及工程图输出等实操技能，同时融入课程思政元素，培养学生严谨务实的职业态度和责任担当。三、课程目标（一）素质目标1.养成严谨细致、精益求精的模具数字化设计职业素养，形成规范使用设计软件、严格遵循行业标准的工作习惯；2.树立基于成型工艺、加工可行性与产品质量的模具设计理念，培养对模具设计质量的责任意识；3.提高团队协作中的技术沟通、任务分工、成果互评能力，养成协同配合的工作作风；4.发展自主学习、探究创新的模具数智化设计思维，适应模具行业技术更新迭代需求；5.培养热爱模具行业、坚守职业操守、科技报国的家国情怀与工匠精神。（二）知识目标1.掌握UGNX软件模具设计模块（分型工具、模具向导、装配模块）的应用优势及行业应用特点；2.理解塑料模、冲压模的核心结构组成、工作原理及成型工艺对模具设计的要求；3.掌握模具分型面设计原则、型腔型芯结构设计逻辑及UG软件分型工具的应用技巧；4.熟悉模具标准件（导柱、导套、顶杆等）选型原则、规格参数及UG标准件库调用方法；5.掌握塑料模、冲压模模架的结构类型、选用标准及UG软件模架数字化装配核心知识；6.熟悉模具工程图尺寸标注、形位公差设置、技术要求撰写的行业规范及UG工程图模块应用知识；7.了解模具设计仿真分析（干涉检查、成型模拟）基础理论及数智化优化方法；8.掌握模具数字化模型的文件格式、数据传输及与后续加工、调试环节的工艺衔接要求。（三）能力目标1.能熟练操作UGNX软件模具设计模块，完成分型工具、模具向导等功能的参数设置与命令调用；2.能根据产品三维模型及成型工艺要求，运用UG软件完成合理的分型面设计、修补破孔及分型验证；3.能精准运用UG软件完成模具型腔、型芯的参数化建模，优化结构以适配成型工艺与加工要求；4.能熟练调用UG标准件库，完成模具标准件的选型、装配及配合关系设置，构建完整模具数字化装配体；5.能根据模具结构需求选用合适模架，完成模架的数字化装配、干涉检查及结构优化；6.能独立运用UG工程图模块将模具三维模型转化为符合行业标准的二维工程图，规范标注相关技术要求；7.能运用UG软件对模具装配体进行干涉检查、间隙分析，自主排查并解决设计中的结构冲突问题；8.能针对典型塑料模、冲压模，制定合理的数字化设计流程并高效完成全流程设计任务；9.能结合成型工艺与加工可行性，对模具设计方案进行优化调整，具备模具设计可制造性分析能力；10.能协同完成小组模具数字化设计任务，组织分配设计环节并使用UG软件进行成果校验与汇报。（四）证书目标1.UGNX数字化产品设计（模具方向）应用技能认证证书（西门子工业软件（上海）有限公司）；2.工业产品三维模型设计职业技能等级证书（中级）（教育部批准第三方评价机构）；3.模具工职业技能等级证书（初级/中级）（各省人力资源和社会保障厅职业技能鉴定指导中心）；4.CAD机械设计技能认证证书（中级）（中国工程图学学会/各地区工程图学协会）。四、课程教学内容与学时分配项目序号项目名称核心教学内容教学重点教学难点学时分配项目一模具数字化设计基础与UG模具模块认知1.模具数字化设计行业发展与岗位需求；2.UG模具设计模块界面与参数设置；3.模具结构基础与成型工艺关联分析；4.模具数字化设计流程梳理；5.简单产品模型导入与修复UG模具设计模块界面认知与参数设置；模具数字化设计基本流程；产品模型导入与修复技巧UG模具向导模块配置与标准件库调用；成型工艺对模具设计的影响分析；设计基准的合理创建4项目二塑料模分型面设计与型腔型芯建模1.塑料模分型面设计原则与选取方法；2.UG分型工具综合应用；3.分型面创建与质量优化；4.型腔型芯分离与建模；5.型腔型芯尺寸校验与属性定义分型面设计原则与选取方法；UG分型工具的综合运用；型腔型芯分离与建模流程复杂产品破孔修补技巧；分型面的优化设计；型腔型芯结构与成型工艺的适配性调整12项目三塑料模标准件选型与装配设计1.塑料模标准件分类与选型原则；2.UG标准件库调用与参数设置；3.模具装配约束技巧；4.浇注与冷却系统数字化设计；5.装配体干涉检查与优化模具标准件选型原则；UG标准件库调用与参数设置；模具装配约束技巧与干涉检查标准件与模具结构的适配性选型；多组件装配约束的逻辑梳理；干涉问题的精准排查与修正8项目四模架选型与整体模具装配优化1.塑料模模架类型与选用原则；2.UG模架库调用与参数化编辑；3.模具整体结构优化；4.模具动态干涉检查；5.装配体爆炸图创建与导出模架选型原则；UG模架库调用与装配流程；模具整体结构优化与动态干涉检查模架与模具核心结构的适配性选型；动态干涉问题的精准排查；爆炸图参数优化8项目五冲压模数字化设计基础1.冲压模核心结构与工作原理；2.冲压件工艺性判断；3.凸模凹模建模与刃口优化；4.冲压模标准件装配；5.冲压模干涉检查与间隙调整冲压模结构设计原则；凸模、凹模建模技巧；冲压模标准件选型与装配凸凹模刃口结构优化；凸凹模间隙的精准调整；模具结构与冲压工艺的适配性设计8项目六模具工程图转化与综合实战1.模具工程图行业规范与视图创建；2.模具零件尺寸与公差标注；3.装配工程图与明细表生成；4.企业真实产品全流程模具数字化设计实战模具工程图标准化绘制与标注；明细表生成；全流程模具数字化设计实战模具复杂结构视图的精准绘制；技术要求的规范撰写；全流程设计中多环节问题的协同排查与解决8合计48五、课程实施策略（一）教学方法采用"混合式教学+项目驱动+任务驱动+理实一体"的教学模式，依托线上教学平台搭建预习-实操-复盘教学闭环，线下课堂聚焦重难点突破，通过实时投屏演示、一对一指导、小组协作实操等形式强化动手能力。针对不同基础学生实施分层教学，基础薄弱学生侧重基础操作训练，能力较强学生增加复杂模具设计拓展任务，兼顾个性化发展。（二）教学资源1.构建分层级资源体系：基础层（UG操作手册、入门教程）、进阶层（复杂模具设计案例、优化技巧）、拓展层（企业真实案例、证书备考资料）；2.校企协同资源：引入企业真实设计项目、工艺标准，邀请企业技术骨干开展专题讲座、线上答疑；3.在线教学资源：依托学校平台建设课程资源库，上传微课、虚拟仿真视频、课件、习题等资源，支持自主学习。（三）能力培养围绕UG模具设计核心功能，重点训练分型面设计、型腔型芯建模、标准件装配、模架设计、工程图转化等核心技能；严格执行模具行业设计标准，培养规范设计意识；通过小组协作任务培养沟通协调能力；以赛促学、以考促练，定期组织技能竞赛，鼓励学生参与职业技能等级证书考核，提升岗位适配能力。六、课程考核评价（一）考核方式采用"过程性考核（40%）+终结性考核（60%）"相结合的综合考核方式，总分100分，60分及以上为合格。过程性考核聚焦学习全流程，涵盖课前预习、课堂实操、阶段性任务、小组协作及职业素养表现；终结性考核采用实操考核形式，完成典型模具全流程数字化设计任务。（二）考核标准1.过程性考核（40分）阶段性任务（30分）：以六大教学项目为依托，按成果的完整性、准确性、规范性、工艺适配性打分，单个项目5分，设计错误、标注不规范等酌情扣分；课堂表现与职业素养（10分）：含课前预习（3分）、课堂实操参与度（2分）、小组协作（3分）、规范操作意识（2分），敷衍、违规等情况相应扣分。2.终结性考核（60分）成果完整性（30分）：完成模具全流程设计任务，每缺失一个核心环节扣5-8分，内容不完整、与要求不符酌情扣分；技能熟练度（15分）：考察UG模具模块核心功能运用能力，设计流程合理、操作高效，技能运用不熟练、流程混乱酌情扣分；规范性（10分）：模型尺寸精准、装配关系合理、工程图标注规范，符合行业标准，存在误差、错误等酌情扣分；问题解决能力（5分）：能自主排查并修正分型缺陷、装配干涉、间隙不合理等核心问题，无法解决核心问题酌情扣分。七、课程实施条件（一）师资条件1.任课教师：本科及以上学历，机械设计制造类相关专业，具备高校教师资格证书，扎实的模具理论知识与UG软件实操能力，持有相关职业资格证书，企业相关实践经验者优先；2.教学团队：由课程负责人、专职教师、企业兼职导师组成，分工负责课程建设、教学实施、企业案例指导等工作。（二）实训基地1.校内实训基地：每班配备45台计算机（1人1机），安装UGNX1847软件、多媒体教学管理软件，配备理实一体化教室；2.校