四川工程職業(yè)技術學院材料成型與控制技術專業(yè)2014級《鑄造工藝CAE優(yōu)化設計》課程標準

1、四川工程職業(yè)技術學院材料成型與控制技術專業(yè)鑄造工藝CAE優(yōu)化設計課程標準國家職業(yè)教育材料成型與控制技術專業(yè)教學資源庫建設項目組四川工程職業(yè)技術學院鑄造工藝CAE優(yōu)化設計課程教學大綱學時：64學分：4適用專用及學制：三年制高職 鑄造 全日制編制：鑄造教研室審定：批準日期：2013年6月 一、制訂依據(jù)本課程是鑄造技術專業(yè)的專業(yè)課程。本大綱依據(jù)鑄造技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案而制定。二、課程教學目標主要向?qū)W生介紹鑄造三維造型和鑄件充型與凝固過程計算機數(shù)值模擬技術，力圖體現(xiàn)用高新技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)趨勢，使學生能夠掌握工藝優(yōu)化的技術與技能。1.使學生能利用一種目前流行的中高端三維CAD系統(tǒng)（如PRO/E）基

2、本掌握中等復雜鑄件及相關工藝系統(tǒng)的三維實體造型能力，并能將其輸出成供鑄造CAE軟件系統(tǒng)使用的*.STL文件。2.使學生掌握鑄件充型與凝固過程計算機數(shù)值模擬技術的一般步驟，能基本運用鑄造數(shù)值模擬軟件進行充型過程流場、凝固過程溫度場、充型與傳熱耦合、基于耦合的凝固計算等工程的數(shù)值仿真分析。3.使學生能基本運用鑄造數(shù)值模擬軟件結合數(shù)值仿真分析結果和專業(yè)知識撰寫分析報告。三、課程教學單元及學時安排序 號課題名稱課 時課時分配講 課練習習 題討 論1鑄件及相關工藝系統(tǒng)三維造型技術2812162鑄鋼分析模塊應用技術16883球鐵分析模塊應用技術16884機動4合 計642832四、課程教學設計1.整體教學

3、設計由于本課程是支撐鑄造技術專業(yè)畢業(yè)生從事的主要崗位鑄造技術崗位的核心能力“鑄造工藝工裝設計與實施能力”培養(yǎng)的核心課程之一，需要計算機應用和工藝設計能力，通過三維造型、鑄造CAE軟件使用、真實鑄件的數(shù)值模擬訓練才能完成和具備實用價值，因此，我們通過與德陽重裝企業(yè)緊密合作，并按照“邊學邊練”的原則，并基于真實生產(chǎn)條件、真實鑄件電站輔機的鑄鋼套筒和球鐵活塞設計的工藝、可能產(chǎn)生的主要鑄造缺陷模擬預測而開發(fā)設計，為國內(nèi)首創(chuàng)。按照數(shù)值模擬的工作流程鑄件及工藝系統(tǒng)三維造型、鑄件純凝固過程模擬計算、 鑄件純充型過程計算及流動平穩(wěn)性的預測、鑄件充型與傳熱耦合計算及澆不足缺陷的預測、鑄件基于耦合的凝固計算及縮孔

4、和縮松缺陷的預測，通過對鑄造生產(chǎn)及工藝工裝設計課程中學生在教師的指導下設計的真實鑄鋼件和球鐵件電站輔機的鑄鋼套筒和球鐵活塞的工藝，依次進行三維造型、模擬計算和缺陷預測訓練，使學生掌握鑄造工藝CAE技術。本課程根據(jù)兩種模擬對象：電站輔機的鑄鋼套筒和球鐵活塞，分為“鑄件及工藝系統(tǒng)三維造型技術”、“鑄鋼件的數(shù)值模擬技術”、“球鐵件的數(shù)值模擬技術”三個學習單元；在鑄鋼件和球鐵件的數(shù)值模擬技術學習單元中分別以電站輔機上的鑄鋼套筒和國外工程機械上的球鐵活塞為典型鑄件，根據(jù)數(shù)值模擬的工作流程又分為 “鑄件純凝固過程模擬計算”、 “鑄件純充型過程計算及流動平穩(wěn)性的預測”、“鑄件充型與傳熱耦合計算及澆不足缺陷的

5、預測”、“鑄件基于耦合的凝固計算及縮孔和縮松缺陷的預測”四個子學習單元。本課程主要采用學邊邊練的方式組織教學實施，體現(xiàn)了工學結合、理實一體的職業(yè)教育教學方法。課余時間，開放專業(yè)軟件實訓室，鼓勵學生利用課余時間，到實訓室把課程資料中提供的鑄鋼、球鐵件進行模擬練習；安排時間組織學生到二重集團公司，由校外課程負責人為主的企業(yè)技術人員指導學生結合企業(yè)產(chǎn)品熟悉世界上最好的鑄造CAE軟件MAGASOFT軟件，進一步鍛煉學生的工藝設計和數(shù)值模擬分析能力，體現(xiàn)了開放性的要求，以積累實戰(zhàn)經(jīng)驗、體驗實踐樂趣、激發(fā)學習興趣，從而實現(xiàn)兩個結合：理論與實訓相結合、實訓與真實產(chǎn)品相結合。使學生在學中做、做中學，體現(xiàn)“教學

6、做一體”的職教特色。使學生基本掌握利用信息化技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、達到縮短生產(chǎn)周期、降低成本的目的的技術能力。電站輔機的鑄鋼套筒和球鐵活塞這兩個典型件的工藝在本課程中模擬之后，調(diào)整其工藝，并在本課程之后的實訓課程鑄造生產(chǎn)實訓2中進行鑄造生產(chǎn)，檢驗工藝的合理性，從而達到工學結合的目的。2.單元教學設計單元1 鑄件及相關工藝系統(tǒng)三維造型技術 28學時草圖的繪制，尺寸約束、幾何約束、操作特征造型基本概念：特征建模技術，參數(shù)化技術，數(shù)據(jù)庫聯(lián)動技術；特征造型基本方法：特征分析，特征種類及生成方法，約束分析，特征管理；參考幾何體：基準面，基準軸，坐標系；曲線的種類及構建、編輯，曲線構建示例；曲面的種類及構建、

7、編輯，曲面構建示例；實體的創(chuàng)建、修改、編輯、操作；裝配建模技術的基本概念：裝配約束技術，裝配樹，裝配模型管理，裝配模型分析及使用；裝配建模的一般方法和技巧；*.STL文件的輸出。單元2 鑄鋼分析模塊應用技術16學時鑄鋼件純凝固過程的計算及縮孔、縮松缺陷的初步預測鑄鋼件純充型過程計算及流動平穩(wěn)性的預測鑄鋼件充型與傳熱耦合計算及澆不足缺陷的預測鑄鋼件基于耦合的凝固計算及縮孔和縮松缺陷的預測以套筒鑄鋼件為載體，分別進行鑄鋼分析模塊的四種計算單元3 球鐵分析模塊應用技術 16學時球鐵件純凝固過程的計算及縮孔、縮松缺陷的初步預測球鐵件純充型過程計算及流動平穩(wěn)性的預測球鐵件充型與傳熱耦合計算及澆不足缺陷的

8、預測球鐵件基于耦合的凝固計算及縮孔和縮松缺陷的預測以活塞球鐵件為載體，分別進行球鐵分析模塊的四種計算五、課程教學實施條件1師資要求從事本課程教學的教師，應具備以下相關知識、能力和資質(zhì)：n 獲得高校教師資格證（專任教師）；n 較強工程實踐能力；n 三維實體特征造型能力；n 鑄件充型與凝固過程計算機數(shù)值模擬能力n 熟悉職業(yè)教育規(guī)律熟悉相應國家標準和工藝規(guī)范。本課程師資由專兼職教師承擔。2教學硬件設施及配備u 配有數(shù)量足夠的計算機機房；u 一套圖形工作站。3教材及參考資料學生使用教材序號教材名稱主編編 者主審1鑄造工藝CAE技術講義張光明傅駿、劉峰、彭顯平王澤忠2Pro/ENGINEER Wildf

9、ire3.0基礎教程鄧先智、錢珊張南、張光明北京大學出版社參考資料序號參考書目主編出版社1中國材料工程大典第18、19卷鑄造柳百成、黃天佑化學工業(yè)出版社2砂型鑄造工藝學林勃機械工業(yè)出版社3鑄造工藝及設備曹瑜強機械工業(yè)出版社4華鑄CAE/InteCast集成系統(tǒng)使用手冊陳立亮、劉瑞祥華中科技大學華鑄軟件中心5Pro/ENGINEER Wildfire綜合培訓教程周四新，和青芳，杜守軍等機械工業(yè)出版社六、課程考核每一學習單元考核標準如下：項目內(nèi)容分值課堂參與程度（20分）出勤、回答問題、提出疑問等方面優(yōu)秀（18-20）良好（13-17）合格（12）不合格（0-11）作業(yè)完成質(zhì)量（20分）及時完成作業(yè)及作業(yè)質(zhì)量優(yōu)秀（18-20）良好（13-17）合格（12）不合格（0-11）實踐項目完成質(zhì)量（