時(shí)間：2023-03-22 17:32:23
導(dǎo)語(yǔ)：在模具設(shè)計(jì)論文的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.1模具結(jié)構(gòu)及工作原理
根據(jù)上述確定的工藝方案，設(shè)計(jì)了如圖3所示的落料-沖孔-拉伸復(fù)合模。
模具工作過(guò)程為:坯料送人，上模下行，落料-拉伸凸凹模6、凹模4及沖孔凸模11、拉伸-沖孔凸凹模13分別與坯料接觸完成落料和沖孔，壓機(jī)滑塊繼續(xù)下行，落下的帶孔圓形毛坯隨即被落料一拉伸凸凹模6、拉伸-沖孔凸凹模13的相應(yīng)拉伸工作部位拉成橢圓，隨著拉伸完成，壓機(jī)滑塊上升，拉伸好的半成品橢圓蓋分別被卸料塊12、頂料板14推出各自拉伸工作零件型腔。
圖4為設(shè)計(jì)的零件整形修邊復(fù)合模結(jié)構(gòu)。
模具置于壓力機(jī)工作臺(tái)面上，壓機(jī)滑塊上升，模具開(kāi)啟，上、下模脫離接觸，卸料板6通過(guò)頂料桿7在壓機(jī)彈性緩沖器的作用下上升至凹模4型腔中適當(dāng)位置。此時(shí)，將橢圓蓋半成品置于凹模4型腔中，完成零件的定位。
當(dāng)壓力機(jī)下移，整形凸模or首先進(jìn)人拉伸好的橢圓蓋半成品內(nèi)腔，隨著壓機(jī)滑塊的下行，整形凸模10與凹模4共同作用開(kāi)始對(duì)半成品橢圓蓋的外形進(jìn)行整形，當(dāng)卸料板6降至極限，橢圓蓋外形整形完成，此時(shí)，斜楔1左右斜面首先與模具中左右布置的四把小切刀8上的斜面接觸，在斜楔11的斜面作用下，小切刀8與凹模4共同作用，將零件端面的廢邊裁剪成兩段，當(dāng)剪切即將完成時(shí)，斜楔n前后斜面隨著壓機(jī)滑塊的下行，開(kāi)始與模具中前后布置的兩把大切刀13上的斜面接觸，在導(dǎo)向桿14的導(dǎo)向作用下，大切刀13開(kāi)始沿模具前后方向滑移，與凹模4共同作用對(duì)橢圓蓋的端面進(jìn)行前后方向的剪切，直至橢圓蓋前后端面需修邊的廢料被完全裁剪，與零件完全脫離。當(dāng)壓機(jī)滑塊上升，斜楔11前后斜面首先與模具中前后布置的大切刀13上的斜面脫離接觸，大切刀13在彈簧巧彈力作用下沿著導(dǎo)向桿14的導(dǎo)向軌跡得到回復(fù)，隨著斜楔1左右斜面與模具中左右布置的四把小切刀8上的斜面脫離接觸，小切刀8在彈簧9彈力作用下沿大切刀上開(kāi)設(shè)的回復(fù)軌道也得到回復(fù)。當(dāng)壓機(jī)滑塊繼續(xù)上升，整形凸模10離開(kāi)橢圓蓋的內(nèi)腔，完成切邊的橢圓蓋在頂料桿7的作用下被卸料板6推出凹模4的型腔。至此，零件的切邊工序全部結(jié)束。壓力機(jī)轉(zhuǎn)人下一個(gè)工作循環(huán)。
1.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(1)圖3中的落料一拉伸凸凹模6、拉伸一沖孔凸凹模31具有拉伸、落料或沖孔的雙重作用，件6外圈為落料凸模，內(nèi)型腔為拉伸凹模型腔，件31中的外形為拉伸凸模，內(nèi)孔為沖孔凹模，落料及沖孔部分尺寸分別保證與凹模4、凸模11的單面間隙為.009~0.12mm，拉伸部分保證兩零件間的尺寸單面間隙為3.1~3.2mm。
(2)落料-沖孔-拉伸復(fù)合模工作時(shí)，須保證拉伸在落料及沖孔完成之后進(jìn)行，以利于材料拉伸時(shí)的有序流動(dòng)。考慮到裝飾蓋拉伸高度較大，模具中相應(yīng)的工作零件也較厚，為減少模具材料成本，在其工作零件上設(shè)置采用Q253-A制造的墊塊5及下墊塊16來(lái)滿(mǎn)足要求。
(3)圖4所示模具中，切刀設(shè)計(jì)成兩組，一組為小切刀8，另一組為大切刀13。整個(gè)零件切邊分兩步完成，即:斜楔11的左右兩斜面首先單獨(dú)與4塊小切刀8接觸，對(duì)零件長(zhǎng)軸方向需裁剪部分進(jìn)行修邊，同時(shí)將廢料切成兩部分，隨后，斜楔1與兩組大切刀13的斜面接觸，推動(dòng)大切刀13沿零件前后方向滑動(dòng)，由于小一切刀8分別安裝在兩組大切刀13左右的定位滑槽中，因此也同時(shí)、同步隨同大切刀13共同移動(dòng)，直至將零件橢圓短軸方向的廢邊切除。斜楔11、小切刀8及大切刀12斜面間的角度均取305，以保證相互間斜面對(duì)稱(chēng)一致。
(4)圖4所示模具中，端面切邊間隙由凹模4及整形凸模10的高度控制，切刀與凹模保證間隙.009-0.12mm，若間隙太大，易造成切口不平整，若間隙太小，則會(huì)造成切刀的卡滯。
(5)在整形修邊復(fù)合模中，大切刀13的前后滑移通過(guò)與整形凸模01滑動(dòng)聯(lián)接的導(dǎo)向桿14進(jìn)行定位、導(dǎo)向，小切刀8安裝在大切刀13中，其滑移過(guò)程中的導(dǎo)向及回復(fù)均依靠大切刀13中開(kāi)設(shè)的滑槽提供，大、小切刀滑移后回復(fù)的動(dòng)力分別由各自彈簧9、巧壓縮后儲(chǔ)存的彈力提供。
2結(jié)束語(yǔ)
注塑模具CAD技術(shù)是一種將模具制造轉(zhuǎn)向高自動(dòng)化的人工智能化的一種技術(shù)，具有以下一些特點(diǎn)：
（1）生產(chǎn)效率高。注塑模具CAD技術(shù)中的注塑成型方法能夠?qū)⒁恍┬螤钶^復(fù)雜的塑料產(chǎn)品一次成型，并且這種方式生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品在目前塑料產(chǎn)品中所占的比例是比較大的；
（2）可以批量生產(chǎn)。利用注塑模具CAD技術(shù)能夠迅速將塑料的形狀進(jìn)行復(fù)制，并且快速成型，能夠克服注塑模具外部約束多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且多變、試探性和經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的特點(diǎn)，進(jìn)而批量生產(chǎn)大量的塑料產(chǎn)品；
（3）操作性強(qiáng)。注塑模具CAD技術(shù)系統(tǒng)的功能是比較豐富的，在注塑模具的流程中涉及到多個(gè)層面，因此也比較復(fù)雜，另外其交互性比較強(qiáng)，因此需要操作人員掌握豐富的軟件知識(shí)和廣泛拓寬計(jì)算機(jī)知識(shí)領(lǐng)域，從而才能做出正確的操作決策。注塑模具CAD系統(tǒng)一般包括五個(gè)部分，如產(chǎn)品造型或產(chǎn)品圖輸入部分、模具總體設(shè)計(jì)方案確定部分、模具詳細(xì)設(shè)計(jì)部分（包括結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)）、模具模擬過(guò)程部分（包括強(qiáng)度分析、流動(dòng)分析以及冷卻分析的模擬）以及CAM系統(tǒng)的接口部分等，這些部分一般是相互獨(dú)立并相互聯(lián)系的，在注塑模具功能的發(fā)揮中起到至關(guān)重要的作用。注塑模具CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用給傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)和制造提供了一個(gè)更為先進(jìn)快捷的方式，在模具的質(zhì)量和制模的周期上都有了很大的改善。另外通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)還能夠大幅度降低制模的成本，提高企業(yè)的管理水平，同時(shí)還讓設(shè)計(jì)人員的主觀能動(dòng)性得到充分的發(fā)揮。
2UG中模具設(shè)計(jì)中MoldWizard模塊分析
由上述的描述可以知道，UG注射模具設(shè)計(jì)技術(shù)主要是通過(guò)UG軟件中的MoldWizard模塊對(duì)將要制作的模具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)，然后得到設(shè)計(jì)圖形。在UG軟件中，MoldWizard模塊能夠根據(jù)用戶(hù)企業(yè)的需求建立出與需求產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維模具，這些建立出來(lái)的模具是可以用來(lái)直接加工的。另外MoldWizard模塊能夠?qū)δK進(jìn)行自動(dòng)分模，也就是說(shuō)，通過(guò)其能夠自動(dòng)搜索模具的分型線，并且自動(dòng)生成分型面和提取公母模面，從而生成磨具的型芯與型腔。在這個(gè)過(guò)程中大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)程序，并且具有很強(qiáng)的邏輯性。另外，MoldWizard模塊能夠定義標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)系統(tǒng)，能夠?qū)⒅庇^的圖形直間調(diào)入到設(shè)計(jì)的模具中去，并且可以很方便地在上面進(jìn)行修改。該標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，既能將數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的圖形數(shù)據(jù)調(diào)出利用還能往數(shù)據(jù)庫(kù)中添加新的標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)，用戶(hù)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)自行對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行定義。
3UG注射模在模具設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用
對(duì)于UG注射模在模具設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用，以下以游戲機(jī)手柄上蓋的注射模具來(lái)進(jìn)行分析。進(jìn)行UG軟件的MoldWizard模具設(shè)計(jì)時(shí)，主要有以下流程：
3.1產(chǎn)品的模型結(jié)構(gòu)分析
在進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要對(duì)所期望的產(chǎn)品的模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，本文以游戲手柄為例，對(duì)游戲手柄的材料、外形等進(jìn)行分析，判斷其結(jié)構(gòu)類(lèi)型。
3.2產(chǎn)品的加載和項(xiàng)目的初始化
根據(jù)上述對(duì)所期望產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析之后，就需要選擇材料的種類(lèi)，并對(duì)產(chǎn)品和項(xiàng)目的路徑、名稱(chēng)以及單位進(jìn)行設(shè)置，這就是產(chǎn)品的加載和項(xiàng)目的初始化過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，材料的選擇一般基于UG軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，或者直接編輯新增，然后完成模具的整個(gè)資料，形成一個(gè)加載項(xiàng)。
3.3模具坐標(biāo)系和收縮率的定義
通過(guò)上述將游戲手柄的材料信息進(jìn)行設(shè)置處理后，就需要在軟件中將該種模具的坐標(biāo)系和收縮率進(jìn)行定義。此坐標(biāo)系屬于三維坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中模具要處于零件分型面的中心線上，Z軸需要代表產(chǎn)品的頂出方向，這樣才能保證MoldWizard系統(tǒng)只能進(jìn)行操作。收縮率則是根據(jù)游戲手柄材料的種類(lèi)來(lái)確定。
3.4成形工件的確定
在本例中，游戲手柄的總體形狀為長(zhǎng)方形，且有一定的弧度，因此，在形成模具時(shí)，需要在動(dòng)態(tài)固定的模具中安裝型芯和型腔，型芯和型腔是通過(guò)機(jī)床加工而來(lái)的，然后利用成形工具來(lái)定義模具的大小。
3.5模腔的布局
通過(guò)成形工具的確定后，就要對(duì)模腔的布局進(jìn)行確定，一般是根據(jù)產(chǎn)品的需求量來(lái)決定，若需要大量生產(chǎn)，則可以將模腔布局為一模多腔，這樣就能充分利用材料，提高生產(chǎn)效率。
3.6分型
模具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)就是分型面的建立，其目的就是讓工件的分型面對(duì)工件進(jìn)行分割，從而形成各個(gè)模具腔體的體積塊。因此分型的過(guò)程主要包括：創(chuàng)建分型線、創(chuàng)建分型面以及創(chuàng)建型芯和型腔。
3.7模架的調(diào)用
等模具的大致零件部位確立后，就需要借助模架來(lái)確立整個(gè)模型。一般來(lái)說(shuō)，模架的調(diào)用來(lái)自于UG軟件系統(tǒng)本身存儲(chǔ)的模架庫(kù)，當(dāng)然也可以借助其他軟件自行建立模架庫(kù)。本例中的游戲手柄則需要通過(guò)KBE知識(shí)工程來(lái)建立一個(gè)特定模架，加入到模架庫(kù)之后，再進(jìn)行調(diào)用。
3.8成形
該過(guò)程主要包括模具零件的標(biāo)準(zhǔn)零件，如主流道、推桿、固定環(huán)以及澆口等，進(jìn)而進(jìn)行模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。澆注后，需要對(duì)成型的模具進(jìn)行冷卻，因此UG軟件系統(tǒng)還需要設(shè)計(jì)出該種模具的冷卻系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括冷卻時(shí)間、冷卻材料、冷卻工藝等。最后就是模具的裝配過(guò)程，根據(jù)模具的三維圖進(jìn)行各設(shè)計(jì)木塊的安裝。
4結(jié)語(yǔ)
1風(fēng)扇上蓋的注塑模具設(shè)計(jì)
基于UG的注塑模具設(shè)計(jì)的主要流程是:在UG建模環(huán)境下創(chuàng)建塑件的三維模型;在UGMoldWizard設(shè)計(jì)環(huán)境加載塑件;對(duì)塑件進(jìn)行模具分型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)過(guò)程如下:
1)創(chuàng)建塑件三維模型
根據(jù)提供的塑件樣品，在UGModeling模塊下靈活運(yùn)用各種建模命令，創(chuàng)建風(fēng)扇上蓋的三維模型如圖1所示。
2)注塑模具總體結(jié)構(gòu)的確定
針對(duì)這個(gè)模型，為了保證模具的質(zhì)心盡量靠近其幾何中心，又要盡可能的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，擬采用一模一腔的設(shè)計(jì)思路;由于零件對(duì)底面、側(cè)面粗糙度要求不高，可選用大水口系統(tǒng)模架;為了提高加工效率和節(jié)省成本，定模型芯和動(dòng)模型芯均采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。將創(chuàng)建好的零件三維模型文件拷貝到即將建立的模具結(jié)構(gòu)項(xiàng)目文件所在的目錄下，然后用UGMoldWizard模塊所對(duì)應(yīng)的工具條中的按鈕(Load)打開(kāi)項(xiàng)目初始化對(duì)話(huà)框，材料選擇ABS+PC;收縮率為1．0055，輸入相應(yīng)的參數(shù)后，進(jìn)入U(xiǎn)GMoldWizard模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)項(xiàng)目初始化如圖2。
3)分模
分模是注射模具設(shè)計(jì)的最重要的一環(huán)，它是用分模面將包含模具型腔的體積塊分開(kāi)成動(dòng)模型芯和定模型腔，而分模面就是動(dòng)模型芯和定模型腔的接觸面。分模一般按以下步驟進(jìn)行:修補(bǔ)塑件;提取塑件的分型線;生成分模面;分模得到動(dòng)模型芯、定模型腔和滑塊型芯。對(duì)于具有孔或者槽的塑件，在分模前需要修補(bǔ)好這些結(jié)構(gòu)。修補(bǔ)分為片體修補(bǔ)和實(shí)體修補(bǔ)，風(fēng)扇上蓋由于具有開(kāi)放的空間，需要采用實(shí)體修補(bǔ)，經(jīng)實(shí)體修補(bǔ)后的風(fēng)扇上蓋產(chǎn)品和相應(yīng)的實(shí)體修補(bǔ)塊如圖3所示。圖3修補(bǔ)塑件塑件修補(bǔ)好后，開(kāi)始提取塑件的分型線。分型線是產(chǎn)品的最大輪廓線，是產(chǎn)生分模面的基礎(chǔ)。電池扣分型線可以通過(guò)搜索修補(bǔ)好的塑件的邊線獲取，自動(dòng)搜索分型線，如圖4所示。圖4分型線分模面是以產(chǎn)生的分型線為基礎(chǔ)，采用有界平面的方法獲得。然后提取區(qū)域，使得構(gòu)成塑件的所有面都被指派到型芯側(cè)或型腔側(cè)。如果面的總數(shù)等于型芯和型腔的面的總和，則可以通過(guò)自動(dòng)或分步的方法進(jìn)一步獲得型腔和型芯，如圖5。
4)確定模架和模具標(biāo)準(zhǔn)件
針對(duì)型芯和型腔的大小，選擇合適的模架。選擇大水口系統(tǒng)模架，如圖6所示，系統(tǒng)自動(dòng)載入模架。接著為模具選擇標(biāo)準(zhǔn)件，包括主流道襯套、定位環(huán)、頂針、拉料桿、復(fù)位彈簧、垃圾釘、支撐柱等。
5)創(chuàng)建澆口特征
調(diào)用澆口命令，編輯參數(shù)，再點(diǎn)擊“澆口點(diǎn)表示”，選擇“面上的點(diǎn)”，在彈出的“Pointmoveonface”對(duì)話(huà)框編輯參數(shù)，單擊確定完成“澆口點(diǎn)”的創(chuàng)建。在“澆口設(shè)計(jì)”對(duì)話(huà)框中點(diǎn)擊應(yīng)用，系統(tǒng)彈出“點(diǎn)構(gòu)造器”對(duì)話(huà)框，選擇“澆口點(diǎn)”，在“矢量構(gòu)造器”對(duì)話(huà)框中選擇－ZC，完成澆口的創(chuàng)建(圖7)。6)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用冷卻系統(tǒng)特征，分別創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)的水道特征、堵頭特征、水管連接特征等。這套模具的冷卻系統(tǒng)主要是用來(lái)冷卻成型型腔，可以創(chuàng)建形冷卻水道示意圖，如圖8所示。
2電腦風(fēng)扇型腔高速加工技術(shù)的應(yīng)用
高速銑削加工用量的確定主要考慮加工效率、加工表面品質(zhì)、刀具磨損以及加工成本。不同刀具加工不同工件材料時(shí)，加工用量會(huì)有很大差異，目前尚無(wú)完整的加工數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)際選用的刀具和加工對(duì)象參考刀具廠商提供的加工用量選擇。一般的選擇原則是中等的每齒進(jìn)給量fz，較小的軸向切深ap，適當(dāng)大的徑向切深ae，切削速度［6］。電腦風(fēng)扇型腔數(shù)控加工在DMU60T加工中心上進(jìn)行，采用的數(shù)控系統(tǒng)是西門(mén)子840D。風(fēng)扇型腔如圖9型腔，材料是模具鋼P(yáng)20，選用的刀具是TiAlN涂層刀。加工參數(shù)設(shè)置如表1所示。
1)粗加工策略
粗加工的主要目標(biāo)是追求單位時(shí)間內(nèi)的材料去除率，并為半精加工準(zhǔn)備工件的幾何輪廓，保證后續(xù)半精加工或精加工余量均勻，以利于粗加工刀路的平穩(wěn)、高效。UG型腔銑程序分層切除風(fēng)扇上蓋型腔零件材料，UG軟件粗加工最常用的粗加工方式有平面銑、型腔銑和插銑［7］。高速銑削粗加工采用型腔銑(跟隨周邊)，其下切或行間過(guò)渡部分應(yīng)該采用斜式下刀或圓弧下刀，并且盡量采取順銑的加工方式，刀具路徑的尖角處要采用圓角的光順處理，這樣才可能保持刀具負(fù)荷的穩(wěn)定，減少任何切削方向的突然變化，從而符合高速加工的需求。根據(jù)粗加工策略和參數(shù)設(shè)置，刀具軌跡仿真如圖10。利用設(shè)定較小的切削步距和切削深度，并考慮切削深度和進(jìn)給率的合理搭配，以便保持刀具的切削載荷恒定，進(jìn)而保持恒定的材料切除率［8］。
2)半精加工策略
半精加工的主要目標(biāo)是使工件輪廓形狀平整，表面精加工余量均勻。UG加工軟件應(yīng)用其中的參考功能，其殘留粗加工能自動(dòng)識(shí)別上一道工序的殘留區(qū)域和拐角區(qū)域，自動(dòng)判別在上一道工序留有的臺(tái)階的層間進(jìn)行切削，系統(tǒng)智能地優(yōu)化刀具路徑，使用戶(hù)能夠獲得空走刀最少的優(yōu)化的刀具路徑。根據(jù)半精加工策略和參數(shù)設(shè)置，刀具軌跡仿真如圖11。
3)精加工策略
精加工的主要目標(biāo)是獲得幾何尺寸、形狀精度及表面品質(zhì)的工件，保證加工的零件符合設(shè)計(jì)要求的表面品質(zhì)和尺寸精度。UG的精加工的連接處應(yīng)盡量采用圓弧或螺旋等方式切入切出工件，要盡量減少抬刀次數(shù)和減少刀具路徑頻繁的方向變化。使用UG進(jìn)行高速精加工，不僅要注意使用拐角過(guò)渡光順、圓弧進(jìn)退刀加工策略外，最好把零件表面分為陡峭區(qū)域和非陡峭區(qū)域分別進(jìn)行精加工，以保證恒定的殘留高度。陡峭區(qū)域適合選用等高輪廓銑方式，其中切削參數(shù)選項(xiàng)中的層之間連接方法選擇直接對(duì)部件進(jìn)刀方法，該種層間連接方法中間不抬刀，生成的刀具路徑連續(xù)光滑，沒(méi)有不同層高之間的刀軌移動(dòng)，避免了由于抬刀和進(jìn)刀頻繁對(duì)零件表面品質(zhì)的影響。非陡峭區(qū)域適合選用固定軸輪廓銑方式，可通過(guò)設(shè)置刀軸的方向、投影矢量和驅(qū)動(dòng)方法等在復(fù)雜輪廓表面上生成刀具路徑。根據(jù)精加工策略和參數(shù)設(shè)置，刀具軌跡仿真如圖12。
4)清根加工策略
使用UG清根加工方法能夠沿著部件表面形成的凹角與溝槽生成刀軌，系統(tǒng)根據(jù)加工最佳法則自動(dòng)確定清根的方向和順序［9］。用該驅(qū)動(dòng)方法創(chuàng)建刀具路徑時(shí)，系統(tǒng)使刀具盡可能與部件幾何保持接觸，減少刀具的非切削運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步優(yōu)化了刀軌。當(dāng)塑料模具中出現(xiàn)復(fù)雜的型芯或型腔時(shí)，使用該策略可減少精加工或半精加工的時(shí)間，并可確保余量均勻，保證刀具路徑平滑光順，切削負(fù)荷均勻一致。
結(jié)語(yǔ)
該塑件為收音機(jī)的上蓋外殼。利用UG8.0三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)該塑件進(jìn)行實(shí)體造型，如圖1所示。塑件最大尺寸為長(zhǎng)110mm，寬70mm，高13.5mm。上蓋殼體壁厚較均勻，壁厚在1.5~2mm之間，滿(mǎn)足該塑料最小壁厚要求，有利于零件的成型。收音機(jī)外殼側(cè)面有兩個(gè)側(cè)孔，所以模具要采用側(cè)向分型機(jī)構(gòu)。
2塑件的CAE分析
2.1有限元分析前處理
塑件的三維實(shí)體模型設(shè)計(jì)好以后，利用CADdoctor軟件去除模型中的小圓角、斜角、凸臺(tái)、凹坑、圓孔等細(xì)小特征，并修復(fù)縫合實(shí)體模型中的自由面。然后將簡(jiǎn)化和修復(fù)好的模型導(dǎo)入到Moldflow軟件中進(jìn)行有限元分析。模型采用表面網(wǎng)格類(lèi)型，網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)主要信息如表1所示。塑件的材料為GEplastics公司生產(chǎn)的牌號(hào)為cycolacG364的ABS。其熔體溫度為245℃，模具溫度為55℃，塑件的頂出溫度為90℃。
2.2最佳澆口位置與澆注系統(tǒng)
塑件的澆口位置對(duì)塑料熔體快速均勻充滿(mǎn)模具型腔和保壓效果都起著決定性作用，因此澆口設(shè)計(jì)合理與否對(duì)塑件的表面質(zhì)量、性能和塑件的強(qiáng)度影響較大。Moldflow軟件中的最佳澆口位置分析，可以幫助設(shè)計(jì)人員得到最佳的澆注位置，如圖2所示。根據(jù)分析結(jié)果，可以看出塑件的最佳澆口位置是在分析結(jié)果的藍(lán)色區(qū)域，即上蓋的中間區(qū)域。這是因?yàn)闈部谠谥虚g，熔料在型腔的流動(dòng)距離短，熔料流動(dòng)前沿處溫度較高，流動(dòng)性好的原因。由此初步確定塑件的澆口由四個(gè)長(zhǎng)4mm、寬2mm的矩形側(cè)澆口組成，分流道為直徑5mm的圓形截面，主流道為錐形，其澆注系統(tǒng)模型如圖3所示。
2.3充填+流動(dòng)+冷卻分析
在設(shè)置工藝順序中提交“充填+流動(dòng)+冷卻”分析。建立冷卻通道模型并設(shè)置好材料屬性、工藝參數(shù)后，運(yùn)行“立即分析”。經(jīng)軟件計(jì)算后得到分析結(jié)果如圖4所示。圖4為充填時(shí)間云圖。觀察充填時(shí)間可以看出，注塑成型時(shí)，塑件并沒(méi)有出現(xiàn)短射現(xiàn)象。但收音機(jī)外殼四角處充填的時(shí)間相差較大，這是因?yàn)橐ＷC主流道在塑件的中心位置，塑件的四個(gè)分流道的長(zhǎng)度不同，致使流道出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。由于澆口的數(shù)量較多，塑件在兩股流動(dòng)前沿匯合處易形成熔接痕。如圖5充填區(qū)域圖和圖6熔接痕位置圖所示塑件的很多位置可能出現(xiàn)熔接痕。特別是在塑件的兩個(gè)側(cè)抽芯部位。從圖7流動(dòng)前沿處溫度圖來(lái)看，在這一區(qū)域流動(dòng)前沿溫度較低，出現(xiàn)熔接痕在所難免。塑件采用一個(gè)側(cè)澆口的澆注系統(tǒng)，其熔接痕云圖如圖8所示?？梢钥闯?，熔接痕的數(shù)量明顯減少。容易出現(xiàn)熔接痕的側(cè)抽芯部位其流動(dòng)前沿處溫度為246.7℃，245.6℃接近熔體最高溫度246.9℃，如圖9所示。所以認(rèn)為塑件的質(zhì)量明顯提高。模具采用水為冷卻介質(zhì)，設(shè)計(jì)的冷卻通道為直流循環(huán)式。經(jīng)Moldflow分析其回路冷卻介質(zhì)溫度最高為25.2℃，最低為25℃。入水口和出水口溫差較小，冷卻效果較好。
3注塑模具設(shè)計(jì)
3.1成型零件的設(shè)計(jì)
塑件成型分析得到最佳的工藝方案后，就可以利用UG/Moldziard完成收音機(jī)外殼的注塑模具設(shè)計(jì)。模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式。型芯和型腔為鑲嵌結(jié)構(gòu)，型腔和型芯采用單獨(dú)加工，然后采用過(guò)渡配合壓入模板中，如圖11所示。
3.2模架和標(biāo)準(zhǔn)件的加載
在選擇模架時(shí)，應(yīng)為澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、連接螺釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件留出安裝位置，經(jīng)過(guò)估算確定模架為標(biāo)準(zhǔn)的LKM系列模架。其模架類(lèi)型為“ECI”型，規(guī)格為“3535”。圖13為加載的標(biāo)準(zhǔn)模架。Moldwizard標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)有定位環(huán)、澆口套、噴嘴、水管接頭、螺釘、彈簧和墊圈等標(biāo)準(zhǔn)件。使設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)模具的效率大大提高［2］。圖14為加載的冷卻系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件。收音機(jī)外殼的側(cè)面有兩個(gè)側(cè)孔，塑件不能直接出模，需設(shè)置側(cè)型芯抽芯機(jī)構(gòu)。本模具采用拖拉式滑塊抽芯，其特點(diǎn)是抽芯距離短，抽芯力較大，如圖15所示。
4結(jié)語(yǔ)
速印機(jī)油墨筒塑料螺紋蓋的主要結(jié)構(gòu)尺寸如圖2所示，材料為聚丙烯（Polypropylene，簡(jiǎn)稱(chēng)PP），產(chǎn)品注塑成型后表面要求色澤均勻、清潔，無(wú)刮痕、毛刺等機(jī)械損傷及斷裂等表面質(zhì)量缺陷，產(chǎn)品生產(chǎn)類(lèi)型屬于批量生產(chǎn)。通過(guò)對(duì)塑件的尺寸結(jié)構(gòu)分析，可知設(shè)計(jì)其注塑模具結(jié)構(gòu)時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)。（1）塑件內(nèi)表面口部有一梯形螺紋，規(guī)格為T(mén)r12×2，螺紋長(zhǎng)度為l=10mm。通常情況下，塑件內(nèi)螺紋的脫模方式包括采用強(qiáng)制式螺紋脫模、手動(dòng)式螺紋脫模或機(jī)動(dòng)式螺紋脫模。根據(jù)塑料螺紋蓋的尺寸結(jié)構(gòu)、材料性能及產(chǎn)品的生產(chǎn)類(lèi)型，從簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，確定在本模具中采用手動(dòng)式螺紋脫模。（2）該塑件為一外包裝的蓋體類(lèi)零件，為了不影響產(chǎn)品的外觀，模具中以采用點(diǎn)澆口的進(jìn)料形式為宜，即模具需采用三板式結(jié)構(gòu)。（3）由于聚丙烯收縮率較大，且塑件脫模斜度較小，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具中應(yīng)考慮采用推板推出機(jī)構(gòu)，確保塑件能順利頂出不變形。（4）聚丙烯是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料，冷卻成型過(guò)程中釋放出的熱量多，因此模具中必須加強(qiáng)對(duì)成型零件的冷卻[1]。本模具采用一模兩穴的型腔布置方式，模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于確保澆注系統(tǒng)、手動(dòng)式螺紋脫模機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)合理性以及三板式模具的動(dòng)作可靠性。本文將對(duì)該模具關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)作詳細(xì)闡述。
2模具結(jié)構(gòu)分析與模具設(shè)計(jì)
2.1成型零件的模具設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件為一圓蓋形零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于優(yōu)化模具加工與裝配工藝的考慮，成型零件宜采用鑲拼結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)成圓柱形。在此基礎(chǔ)上確定出成型零件的主要裝配尺寸，其中，型腔邊與鑲件邊的間距為15～30mm，型腔頂部與鑲件背面間距為15～30mm，由此設(shè)計(jì)出型腔鑲件的外形尺寸為?82mm×35mm；而型芯的主要裝配尺寸應(yīng)結(jié)合零件的鑲拼位置來(lái)確定。另外，成型零件的其他結(jié)構(gòu)需結(jié)合模具其他相關(guān)機(jī)構(gòu)綜合考慮設(shè)計(jì)。結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸，初步設(shè)計(jì)出各成型零件的結(jié)構(gòu)草圖，如圖3所示。
2.2模架結(jié)構(gòu)的確定
如前所述，本模具采用點(diǎn)澆口進(jìn)料方式的三板式模具結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)選用帶水口推板的細(xì)水口模架；另外模具中塑件采用推板推出的脫模方式，模架的下模部分必須配置推板，綜合考慮鑲件的結(jié)構(gòu)尺寸及其固定方式、流道的設(shè)置、塑件的推出及模具的冷卻等因素，確定選用的模架規(guī)格型號(hào)是：DBI-2030-A50-B25-C90。其中各參數(shù)的含義如下[2]：D——帶刮料板的細(xì)水口模架形式；B——下模部分設(shè)置有推板及托板；I——工字模；2030——模架寬度200mm、長(zhǎng)度300mm；A50——上模板厚度50mm；B25——下模板厚度25mm；C90——墊板厚度90mm；190——拉桿長(zhǎng)度190mm。模架剖視結(jié)構(gòu)如圖4所示。
2.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本模具確定采用點(diǎn)澆口的進(jìn)料方式，分別在兩個(gè)型腔中間各開(kāi)設(shè)一個(gè)進(jìn)膠點(diǎn)，結(jié)構(gòu)中結(jié)合三板式模具的動(dòng)作原理設(shè)計(jì)相關(guān)機(jī)構(gòu)，由此實(shí)現(xiàn)開(kāi)模過(guò)程中塑件與澆注系統(tǒng)凝料自動(dòng)分離脫落，確保塑件的外觀質(zhì)量，減少后處理工序，降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。（1）設(shè)計(jì)澆口根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析可知，本模具以采用點(diǎn)澆口的進(jìn)料方式為宜。結(jié)構(gòu)形式及形狀尺寸如圖5所示，結(jié)合塑件的尺寸大小設(shè)計(jì)出點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)尺寸，分別為l=1.2mm、d=?1.2mm、R=2mm，a=6°。（2）設(shè)計(jì)分流道根據(jù)三板式模具的動(dòng)作原理及澆注系統(tǒng)凝料的脫模形式可知，模具的分流道只能設(shè)置在水口推板與上模板結(jié)合面處，通常只在上模板一側(cè)單邊開(kāi)設(shè)。本例中確定采用半圓形的分流道截面，截面半徑為R=5mm；結(jié)構(gòu)中兩個(gè)型腔的中心距為100mm，分流道的長(zhǎng)度結(jié)合型腔布局并適當(dāng)延長(zhǎng)，以作為分流道的冷料穴。（3）選用澆口套與定位環(huán)結(jié)合常用標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格型號(hào)，本模具中選取直徑為?16mm的澆口套及?120mm的定位環(huán)。并根據(jù)三板式模具的動(dòng)作原理，將澆口套與水口推板的配合段設(shè)置為錐度α=10°的配合錐面。澆注系統(tǒng)及相關(guān)零部件結(jié)構(gòu)如圖6所示。
2.4脫模機(jī)構(gòu)的模具設(shè)計(jì)
（1）設(shè)計(jì)螺紋脫模機(jī)構(gòu)由于塑件的螺紋部分采用手動(dòng)式螺紋脫模方式，模具中螺紋型芯應(yīng)設(shè)置成活動(dòng)鑲件的結(jié)構(gòu)形式，為了實(shí)現(xiàn)活動(dòng)鑲件的可靠定位及快速裝卸，螺紋型芯應(yīng)采用彈性的固定方式，因此，結(jié)構(gòu)上在下模鑲件中設(shè)置一彈簧波珠，并在螺紋型芯的對(duì)應(yīng)部位開(kāi)設(shè)一圓弧槽，以起固定作用。與此同時(shí)，為了減少螺紋型芯與下模鑲件的配合長(zhǎng)度，方便螺紋型芯的安裝、脫模以及在模外的拆卸，將螺紋型芯的底端部分設(shè)置成錐面，并在其周邊開(kāi)設(shè)4個(gè)平面，螺紋型芯結(jié)構(gòu)如圖7所示。（2）設(shè)計(jì)推板推出機(jī)構(gòu)根據(jù)推板推出機(jī)構(gòu)的工作原理，為防止推板刮傷下模型芯，推板內(nèi)孔應(yīng)比下模型芯成型部分大，并將推板與下模型芯的配合面設(shè)計(jì)成單邊斜度為10°的錐面，以防止因推板偏心而出現(xiàn)飛邊。除此之外，為了避免推板推出行程過(guò)大而脫離導(dǎo)柱，必須根據(jù)模具的推出行程設(shè)置推板推出機(jī)構(gòu)的限位裝置，結(jié)構(gòu)中采用限位螺釘?shù)南尬环绞?。?）設(shè)計(jì)先復(fù)位機(jī)構(gòu)由于采用活動(dòng)鑲件的結(jié)構(gòu)形式，螺紋型芯必須在合模之前放置到模具里面，因此必須在模具中設(shè)置先復(fù)位機(jī)構(gòu)。先復(fù)位機(jī)構(gòu)主要包括彈簧式先復(fù)位機(jī)構(gòu)與機(jī)械式先復(fù)位機(jī)構(gòu)，考慮到推出機(jī)構(gòu)中推桿較少，摩擦力較小，因此確定選用彈簧式先復(fù)位機(jī)構(gòu)。彈簧長(zhǎng)度的算法[3]：i=s+lL其中：i——壓縮比，通常取0.4～0.5之間；s——總行程，mm；l——預(yù)壓量，通常為15mm左右；L——彈簧自由長(zhǎng)，mm；根據(jù)本模具結(jié)構(gòu)，確定出相關(guān)參數(shù)，分別取i＝0.45，l＝15mm，s＝20mm，由此可計(jì)算出L：L=s+li=20+150.45=77.7mm取L＝78mm。復(fù)位彈簧一般套裝在回程桿上，由于模具回程桿直徑為?15mm，結(jié)合模具的推出行程及彈簧的自由長(zhǎng)度，確定復(fù)位彈簧的規(guī)格尺寸為T(mén)L35mm×17.5mm×78mm。
2.5冷卻系統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)
由于型腔與型芯均采用鑲拼結(jié)構(gòu)，因此模具中只需針對(duì)型腔鑲件與下模鑲件進(jìn)行冷卻。從結(jié)構(gòu)上分析，型腔鑲件中間設(shè)置了澆口，而型芯鑲件中間設(shè)置了螺紋型芯，結(jié)構(gòu)中只能通過(guò)在鑲件周邊開(kāi)設(shè)冷卻槽，以通入冷卻水實(shí)現(xiàn)冷卻。結(jié)合鑲件的結(jié)構(gòu)尺寸，確定在鑲件圓周上設(shè)置一條6mm×6mm的冷卻水槽及兩條3mm×2mm的密封圈槽，并在相應(yīng)模板的對(duì)應(yīng)位置上開(kāi)設(shè)進(jìn)出水孔即可。冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖8。
3模具的整體結(jié)構(gòu)及工作原理
根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)方案及三板式模具的動(dòng)作原理，對(duì)模具的相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善，設(shè)計(jì)出模具的整體結(jié)構(gòu)，如圖8所示。模具的工作原理如下。（1）注塑充型塑料熔料經(jīng)件37（澆口套）的主流道、件33（壓板）上的分流道、件32（型腔鑲件）上的澆口充填型腔，并在注塑壓力作用下保壓、冷卻。（2）開(kāi)模分型在注塑機(jī)動(dòng)、定模板的帶動(dòng)下，模具依次實(shí)現(xiàn)分型：第一次分型：模具在Ⅱ處打開(kāi)，利用分流道凝料對(duì)件34（拉料釘）的包緊力，將澆注系統(tǒng)凝料從件32、件33中拉出，并使其與塑件分離，直至件11（限位釘）拉住件15（上模板）。第二次分型：模具在Ⅰ處打開(kāi)，件11拉動(dòng)件14（水口推板）運(yùn)動(dòng)，將澆注系統(tǒng)凝料從主流道刮出，并使其脫離件34，直至件12（限位釘）拉住件13（頂板）。第三次分型：模具在Ⅲ處打開(kāi)，件38（尼龍鎖模器）脫離件15（上模板），塑件隨下模運(yùn)動(dòng)并脫離件32，直至模具打開(kāi)足夠行程。（3）推出塑件及螺紋型芯模具在Ⅳ處打開(kāi)，下模停止運(yùn)動(dòng)，件23（推桿墊板）、件21（推桿固定板）在注塑機(jī)頂出桿作用下，帶動(dòng)件17（推板）及件27（推桿）運(yùn)動(dòng)，并分別推動(dòng)塑件及件28（螺紋型芯），完成塑件與件28的整體推出。（4）螺紋脫模在模外借助手工工具，將件28從塑件上拆卸，完成塑件的螺紋脫模。（5）推出機(jī)構(gòu)復(fù)位推出動(dòng)作完成后，注塑機(jī)頂出桿回抽，件21、件23在件20（復(fù)位彈簧）的作用下，帶動(dòng)件22（回程桿）、件27完成復(fù)位動(dòng)作。（6）放置螺紋型芯將件28放入到模具中，并利用件16（彈簧波珠）定位。（7）模具合模在注塑機(jī)動(dòng)、定模板的帶動(dòng)下，模具上的各模板分別合攏，完成一個(gè)注塑周期。
4結(jié)論
1.1數(shù)控加工技術(shù)復(fù)合材料模具的生產(chǎn)一般都是利用數(shù)控加工技術(shù)制造的，不同結(jié)構(gòu)的模具及不同材質(zhì)的模具都需要借助數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)制作，數(shù)控加工技術(shù)能夠有效地保證生產(chǎn)產(chǎn)品的精確度與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。社會(huì)在不斷發(fā)展與進(jìn)步，數(shù)控加工技術(shù)亦是如此，新的高速數(shù)控銑削技術(shù)在生產(chǎn)復(fù)合材料模具的操作中運(yùn)用，能夠有效提高生產(chǎn)效率，并能有效做好產(chǎn)品的質(zhì)量控制，所以數(shù)字化程度的加深絕對(duì)是一件美事。
1.2先進(jìn)表面處理技術(shù)表面的技術(shù)處理是模具生產(chǎn)質(zhì)量把控的重要環(huán)節(jié)之一，因?yàn)檫@關(guān)系著模具表層的成分及組織，它是模具性能的直接衡量指標(biāo)，直接決定了模具的硬度、耐磨度及耐腐蝕性等，所以模具的表面處理必須受到足夠的重視。現(xiàn)如今從生產(chǎn)上存在的表面處理技術(shù)概況來(lái)講主要有以下幾種：化學(xué)法、表層覆層法及激光法等。然而激光法就是目前數(shù)字化發(fā)展的典型代表，此方法現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用在復(fù)合材料模具的生產(chǎn)加工中，發(fā)揮著重要的作用，它能夠有效地處理模具表面存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)規(guī)范模具標(biāo)準(zhǔn)，大大延長(zhǎng)模具使用壽命。
1.3解決模具加工生產(chǎn)所面臨的問(wèn)題復(fù)合材料模具的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)必然會(huì)面臨一些問(wèn)題，比如在結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)殘余變形和殘余應(yīng)力等問(wèn)題，這個(gè)就必須采取合理的工藝措施并且選擇科學(xué)的設(shè)計(jì)方案來(lái)預(yù)防問(wèn)題的產(chǎn)生；加工精度和表面質(zhì)量是比較關(guān)鍵也是技術(shù)難度系數(shù)比較高的環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，這是由于多方面的因素共同導(dǎo)致的，所以在這個(gè)環(huán)節(jié)的每一步操作我們都需要謹(jǐn)慎，必要的話(huà)我們可以借用數(shù)字化檢測(cè)設(shè)備對(duì)此環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，預(yù)防問(wèn)題的發(fā)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量。由于復(fù)合材料構(gòu)件的不同類(lèi)型及不同材質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的熱膨脹系數(shù)，這也是會(huì)影響復(fù)合材料模具成型的質(zhì)量因素，所以我們?cè)谔暨x材料時(shí)，盡可能選擇熱膨脹系數(shù)相近的材料，這樣可以有效地防止由于熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題。
2結(jié)語(yǔ)
《模具設(shè)計(jì)》是我校本科教學(xué)中的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課，是一門(mén)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，其基本知識(shí)與迅速發(fā)展的現(xiàn)代模具工業(yè)息息相關(guān)，具有很高的實(shí)用價(jià)值。在教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生偏重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，有時(shí)理論知識(shí)掌握的很好，考試得分很高，但一遇到實(shí)際模具設(shè)計(jì)與制造問(wèn)題時(shí)卻毫無(wú)頭緒，無(wú)從下手，這樣就無(wú)法達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)在模具行業(yè)就業(yè)的畢業(yè)生反饋回來(lái)的信息得知：在學(xué)校理論學(xué)于實(shí)踐，出來(lái)后動(dòng)手能力差，要適應(yīng)崗位要求，還需進(jìn)一步的培訓(xùn)?；谶@些問(wèn)題，有必要嘗試多種教學(xué)方法，對(duì)該課程的教學(xué)實(shí)行改革。
2《模具設(shè)計(jì)》課程特點(diǎn)
《模具設(shè)計(jì)》課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握工藝編制并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握模具設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模具裝配調(diào)試與維護(hù)、模具標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)與技能，具有較復(fù)雜程度的工藝編制與模具設(shè)計(jì)能力。因而，課程建設(shè)應(yīng)著眼未來(lái)，課程的講授應(yīng)緊貼模具工業(yè)發(fā)展前沿，理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷更新教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)時(shí)教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，而且要培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。
3課程教學(xué)改革實(shí)踐
3.1完善培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造人才的教育體系目前，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)人才的需求量大。而人才的培養(yǎng)，主要來(lái)自于高等院校的正規(guī)教育。傳統(tǒng)教學(xué)方法是采取理論課與實(shí)踐課分開(kāi)來(lái)上，且實(shí)踐課比重很小。這樣的培養(yǎng)方式容易導(dǎo)致理論與實(shí)際的脫節(jié)，培養(yǎng)的人才在動(dòng)手能力、分析與解決實(shí)際問(wèn)題能力方面遠(yuǎn)達(dá)不到用人單位要求?，F(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展迫切需要模具教學(xué)由傳統(tǒng)的以理論教學(xué)為主向理論知識(shí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)綜合運(yùn)用的方向轉(zhuǎn)變。因而，在制定課程培養(yǎng)方案時(shí)，要通過(guò)企業(yè)調(diào)研，使課程內(nèi)容與企業(yè)需求崗位能力的任職要求相適應(yīng)，采取項(xiàng)目式教學(xué)，將各個(gè)教學(xué)模塊理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，全面提高學(xué)生的職業(yè)適應(yīng)能力。
（1）教材選擇與教學(xué)資料的準(zhǔn)備目前，市場(chǎng)上模具設(shè)計(jì)教材種類(lèi)較多，內(nèi)容參差不齊。雖然大部分來(lái)自于實(shí)踐，但一般是理論偏多，實(shí)際案例很少，且知識(shí)陳舊，更新?lián)Q代速度慢，跟不上現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)更新速度。因而，在選擇教材時(shí)，要充分調(diào)研，選擇內(nèi)容較新、案例分析較多且符合現(xiàn)代先進(jìn)工業(yè)裝備要求的教材。同時(shí)，結(jié)合在調(diào)研過(guò)程中企業(yè)工程師等的意見(jiàn)，準(zhǔn)備充實(shí)的教學(xué)資料。在模具認(rèn)知過(guò)程中，學(xué)生在企業(yè)參觀時(shí)，見(jiàn)到的金屬模具一般體積、重量大，油污較多，無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只有一個(gè)大致的輪廓印象。學(xué)?？蓪⒍嗝襟w電腦教室、模具陳列室融為一體，并購(gòu)買(mǎi)一批來(lái)自生產(chǎn)一線的小型模具，每一副模具都配備總裝圖，定期向?qū)W生開(kāi)放。同時(shí)，購(gòu)買(mǎi)透明式的教學(xué)模具和專(zhuān)用模擬機(jī)，透明教學(xué)模具克服了模具體積較大、油污多的問(wèn)題，使學(xué)生對(duì)模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了一個(gè)深入的了解。通過(guò)透明教學(xué)模具與專(zhuān)用模擬機(jī)配合使用，學(xué)生能清晰地觀察到模具的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和產(chǎn)品成型過(guò)程，有利于知識(shí)的消化與吸收。
（2）教學(xué)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)化教學(xué)中，教師水平的高低直接影響教學(xué)效果。因此，要求教師要不斷提高專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能將課堂激活并引起同學(xué)們更大的學(xué)習(xí)興趣。目前，高校教師大多是碩士、博士畢業(yè)，理論教學(xué)一般沒(méi)問(wèn)題，但是實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)缺乏。因而，學(xué)校要求新來(lái)的老師參與企業(yè)特派員工作，一般一學(xué)期下相關(guān)企業(yè)一個(gè)月，通過(guò)這種方式來(lái)提高教師們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)幾個(gè)學(xué)期的培養(yǎng)，最終，教學(xué)團(tuán)隊(duì)具備模具設(shè)計(jì)課程開(kāi)發(fā)能力與教學(xué)實(shí)踐實(shí)施能力。能根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和崗位任職要求來(lái)選取與組織課程內(nèi)容，能更新教學(xué)觀念，綜合運(yùn)用多種教學(xué)模式，切實(shí)提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)綜合能力。
（3）教學(xué)過(guò)程實(shí)施與專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，安排在專(zhuān)門(mén)的模具多功能教室中，該教室集多媒體功能、二三維軟件設(shè)計(jì)、模具陳列于一體。采取項(xiàng)目式教學(xué)模式，將學(xué)生分成多個(gè)小組，每個(gè)小組一個(gè)項(xiàng)目書(shū)，各成員分工協(xié)作，每次上課時(shí)安排10分鐘和一個(gè)組說(shuō)說(shuō)自己的學(xué)習(xí)心得，讓學(xué)生帶著任務(wù)來(lái)學(xué)習(xí)。授課時(shí)，將課本內(nèi)容與教學(xué)資料分成若干個(gè)模塊，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)的模具零件，這樣可以鍛煉大家的分析問(wèn)題能力，提高積極性，同時(shí)，學(xué)生也易接受。為了強(qiáng)化學(xué)生的模具設(shè)計(jì)能力，在課程快結(jié)束時(shí)，視學(xué)時(shí)情況，安排2-3周的時(shí)間來(lái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。分成若干個(gè)組，每組3-5人，一組一題，一組中不同人分工協(xié)作，或者設(shè)計(jì)參數(shù)不同，綜合考查學(xué)生查閱設(shè)計(jì)資料繪圖與計(jì)算能力。整個(gè)過(guò)程教師進(jìn)行跟蹤并答疑，同時(shí)安排中期檢查和設(shè)計(jì)結(jié)束后答辯，答辯時(shí)要求提供圖紙，讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉設(shè)計(jì)成果。這樣增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)樂(lè)趣與信心，并很好的掌握了專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)時(shí)上手較快。
3.2加大校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)設(shè)施投入，提高實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)比重目前，企業(yè)要求模具專(zhuān)業(yè)人才在掌握較高理論性水平的基礎(chǔ)上，具有模具崗位所需的生產(chǎn)操作和組織能力，能將工程圖紙轉(zhuǎn)化為裝備實(shí)體，善于工藝與產(chǎn)品改進(jìn)，具有較高水平的研發(fā)能力。但在模具專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，如不重視實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，則畢業(yè)生很難達(dá)到上述要求。傳統(tǒng)的模具教學(xué)體系中，硬件配套不足，加上課程設(shè)置等方面的缺陷，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)條件薄弱，對(duì)學(xué)生積極性與能力的提高影響很大。因而，必須加大投入，改善教學(xué)與實(shí)驗(yàn)設(shè)施。排課時(shí)，增加實(shí)踐課學(xué)時(shí)，能開(kāi)設(shè)模具拆裝實(shí)驗(yàn)和模具特種加工等實(shí)驗(yàn)(線切割、電火花等)。在進(jìn)行模具拆裝實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生掌握模具的工作過(guò)程、類(lèi)型結(jié)構(gòu)和裝配過(guò)程，能對(duì)模具進(jìn)行安裝與調(diào)試，能繪出所拆模具的裝配圖，能結(jié)合拆裝并修改參數(shù)對(duì)模具進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。進(jìn)行模具特種加工實(shí)驗(yàn)時(shí)，在內(nèi)容安排上多做綜合性實(shí)驗(yàn)，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，采用啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下完成零件的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行編程與數(shù)控加工。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在校期間考取職業(yè)技能鑒定證書(shū)，使學(xué)生經(jīng)過(guò)訓(xùn)練與考試獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書(shū)。通過(guò)實(shí)際操作，學(xué)生將所學(xué)理論與實(shí)踐緊密地結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)了動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，改善了教學(xué)效果。除此之外，實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)還應(yīng)重視實(shí)習(xí)工作與產(chǎn)學(xué)研合作。實(shí)習(xí)是學(xué)生深入了解企業(yè)設(shè)備與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的好機(jī)會(huì)，有利于縮短學(xué)生與企業(yè)崗位需求間的距離。實(shí)習(xí)前，給學(xué)生下達(dá)任務(wù)，交實(shí)習(xí)報(bào)告時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生有新思路。加大產(chǎn)學(xué)研合作能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)崗位適應(yīng)能力的培養(yǎng)，企業(yè)為學(xué)生提供了良好的教學(xué)與實(shí)踐環(huán)境。同時(shí)，學(xué)生也能與企業(yè)研發(fā)人員共同研究和攻克技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，互惠共贏，加快了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的步伐。這樣，可以顯著提高教學(xué)效果，學(xué)生畢業(yè)后能很快適應(yīng)企業(yè)工作崗位要求。
3.3教學(xué)手段多樣化《模具設(shè)計(jì)》課程授課時(shí)，為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，采用多樣化的教學(xué)手段，主要有：
（1）采用多媒體教學(xué)手段傳統(tǒng)教學(xué)中，僅用粉筆和黑板板書(shū)很難將知識(shí)點(diǎn)講清，學(xué)生理解比較困難。采用多媒體技術(shù)制作課件，將有關(guān)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、二三維圖形、實(shí)驗(yàn)視頻、操作過(guò)程等生動(dòng)形象的演示出來(lái)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體教學(xué)既方便老師將知識(shí)點(diǎn)講清楚，節(jié)省時(shí)間，又利于同學(xué)們理解消化課堂內(nèi)容，效果好。
（2）改進(jìn)教學(xué)方法授課時(shí)，將傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的教學(xué)模式。采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)代替原來(lái)的灌輸式教學(xué)。例如即將講解一個(gè)沖壓模具設(shè)計(jì)專(zhuān)題，可以先將任務(wù)布置下去，下次上課時(shí)安排學(xué)生講解對(duì)這個(gè)問(wèn)題的預(yù)習(xí)成果與心得，帶著問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性。這樣能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其獨(dú)立思考能力與創(chuàng)新能力。
（3）強(qiáng)化CAD/CAM/CAE/PROE等軟件系統(tǒng)的教學(xué)通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生能對(duì)接觸過(guò)的模具進(jìn)行二維或三維的建模與仿真，可以修改參數(shù)并進(jìn)行分析與調(diào)整，找到最優(yōu)方案。學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)能學(xué)到大量實(shí)用的模具結(jié)構(gòu)知識(shí)，使復(fù)雜的知識(shí)記憶變?yōu)楹?jiǎn)單的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能，豐富了學(xué)生的模具設(shè)計(jì)方法和思路，提高了其分析與解決實(shí)際問(wèn)題能力。
3.4建立注重能力提高的考核評(píng)價(jià)體系傳統(tǒng)的考核方式對(duì)書(shū)本的依賴(lài)性較大，死記硬背現(xiàn)象無(wú)法避免，很容易導(dǎo)致高分低能現(xiàn)象發(fā)生，不利于學(xué)生綜合能力的提高。為了更好考核出學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能水平和查漏補(bǔ)缺，應(yīng)改變只以試卷考核結(jié)果作為衡量學(xué)習(xí)效果的單一手段，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)和分析解決問(wèn)題能力的比重，即采取多元化的評(píng)價(jià)體系。教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)應(yīng)包括課堂學(xué)習(xí)情況、案例分析表現(xiàn)、課后作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)完成情況、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)情況以及課程設(shè)計(jì)成果等方面，每一次評(píng)價(jià)要盡可能覆蓋學(xué)生學(xué)習(xí)的多個(gè)方面，同時(shí)對(duì)取得本專(zhuān)業(yè)相關(guān)職業(yè)資格證書(shū)或技術(shù)等級(jí)證書(shū)的學(xué)生給予加分獎(jiǎng)勵(lì)，使考核評(píng)價(jià)體系更加科學(xué)化，最終達(dá)到提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)綜合能力與創(chuàng)新能力的目的，引導(dǎo)學(xué)生全面可持續(xù)發(fā)展。
4結(jié)語(yǔ)
專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容涉及擠壓模具從設(shè)計(jì)、制造、使用及維修到操作整個(gè)擠壓工藝流程的各個(gè)環(huán)節(jié)，是從事擠壓模具行業(yè)工作所必備的知識(shí)，在課堂教學(xué)上應(yīng)與生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)環(huán)境相結(jié)合，理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐促進(jìn)理論教學(xué)。因此，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論課應(yīng)以“實(shí)用”為本，學(xué)生應(yīng)主修完《金屬塑性加工學(xué)（擠壓與拉拔）》、《塑性加工設(shè)備》等課程。專(zhuān)業(yè)課程要以“專(zhuān)、精”為準(zhǔn)，針對(duì)性強(qiáng)。學(xué)生應(yīng)主修完《模具CAD/CAM》、《擠壓模具設(shè)計(jì)》等課程。在專(zhuān)業(yè)課程方面，盡管眾多高校已對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程以及基礎(chǔ)理論課程進(jìn)行了較大力度的改革，但課程內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)現(xiàn)象依然存在。在教學(xué)改革中，通過(guò)精心組織擠壓模具專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)，學(xué)生畢業(yè)上崗后，能夠運(yùn)用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐生產(chǎn)，靈活變通，逐漸學(xué)會(huì)解決實(shí)際工藝問(wèn)題。
2積極探索課堂教學(xué)方法的改革
上述課程結(jié)構(gòu)的設(shè)置是緊緊圍繞培養(yǎng)擠壓模具專(zhuān)業(yè)應(yīng)用性人才這一目標(biāo)，基于對(duì)學(xué)生模具設(shè)計(jì)能力和解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，采取了更加靈活的方法來(lái)輔助教學(xué)。（1）在課時(shí)安排上，盡量精講一些純理論性的知識(shí)，在滿(mǎn)足“夠用”的前提下，對(duì)于一些復(fù)雜的理論推導(dǎo)不再介紹。（2）采用典型案例形象化理論教學(xué)內(nèi)容，是改進(jìn)擠壓工藝課程教學(xué)的有效方法之一。為豐富教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)教學(xué)效果，在教學(xué)過(guò)程中將實(shí)際企業(yè)中應(yīng)用的各種擠壓加工技術(shù)介紹給學(xué)生，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有更深刻的理解。（3）在課堂教學(xué)中通過(guò)播放現(xiàn)場(chǎng)視頻，及時(shí)穿插諸多擠壓生產(chǎn)行業(yè)中出現(xiàn)的熱點(diǎn)問(wèn)題，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)學(xué)以致用、活學(xué)活用的意識(shí)，為將來(lái)走上工作崗位或進(jìn)一步深造奠定了良好的基礎(chǔ)。（4）將零件的成形過(guò)程采用模型、動(dòng)畫(huà)、成形仿真等授課方式展現(xiàn)在學(xué)生面前，這比純粹的理論講解更利于學(xué)生學(xué)習(xí)和接受。通過(guò)學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)模具結(jié)構(gòu)組成、模具工作過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)模具結(jié)構(gòu)零件作用的了解，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的積極性。
3實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施重點(diǎn)
實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了把學(xué)生培養(yǎng)成為技能型人才，要讓學(xué)生參與到課堂教學(xué)中來(lái)，增加師生的互動(dòng)性，增強(qiáng)教學(xué)效果?！稊D壓模具設(shè)計(jì)》課程在實(shí)踐教學(xué)中更應(yīng)注重學(xué)生的實(shí)際操作，反復(fù)訓(xùn)練，如增加對(duì)模型的認(rèn)知。對(duì)于Autocad、UG、Pro/E等各類(lèi)二維和三維繪圖軟件的教學(xué)，應(yīng)注重對(duì)學(xué)生在熟練操作和創(chuàng)新能力方面的實(shí)訓(xùn)。模具制造技能訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是讓學(xué)生在課程設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)出模具結(jié)構(gòu)后，在模具制造實(shí)驗(yàn)課程中采用快速成型機(jī)模仿制造模具，并分析設(shè)計(jì)出模具結(jié)構(gòu)是否合理。針對(duì)上述列舉出來(lái)的教學(xué)環(huán)節(jié)，可以從以下3個(gè)方面進(jìn)行探討。
3.1強(qiáng)化學(xué)生對(duì)軟件使用的實(shí)訓(xùn)技能
通過(guò)對(duì)學(xué)生就職于現(xiàn)有企業(yè)的情況分析，企業(yè)要求學(xué)生能夠熟練運(yùn)用二維和三維繪圖軟件設(shè)計(jì)模具，因此在專(zhuān)業(yè)課和實(shí)驗(yàn)上機(jī)操作的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生Autocad、Pro/E或UG的實(shí)訓(xùn)技能。在培養(yǎng)學(xué)生具有一定讀圖能力、空間想象和構(gòu)思能力的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生能熟練掌握CAD軟件繪圖和建模的方法和技能；同時(shí)應(yīng)加大學(xué)生對(duì)軟件的使用要求以及考核力度，要求學(xué)生在隨后相關(guān)的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，必須運(yùn)用該類(lèi)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪制工程圖，以便在進(jìn)入生產(chǎn)崗位時(shí)能快速上手。
3.2更新實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方式，提高動(dòng)手操作能力
模具結(jié)構(gòu)規(guī)格繁多、內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜。教材中穿插的靜態(tài)圖例大多都是二維視圖，學(xué)生只能看到主剖面，聯(lián)想不到三維空間結(jié)構(gòu)，而且圖例說(shuō)明簡(jiǎn)略，學(xué)生讀圖、看圖均感抽象，在很大程度上對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)及后續(xù)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)造成不利影響。因此，《擠壓模具設(shè)計(jì)》課程體系應(yīng)增設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型、數(shù)值仿真、動(dòng)畫(huà)3種教學(xué)模式，在此基礎(chǔ)上建立模具拆裝、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等多功能模具拆裝室。通過(guò)對(duì)模具的反復(fù)拆裝和測(cè)繪，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)模具結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)，解決理論課程中難以消化的模具設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)問(wèn)題，提高動(dòng)手能力，加強(qiáng)模具設(shè)計(jì)能力，有助于學(xué)生后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成。目前實(shí)驗(yàn)室對(duì)擠壓模具教學(xué)模型的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)已實(shí)現(xiàn)了初步階段，下學(xué)期學(xué)生就能通過(guò)教學(xué)模型的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)充實(shí)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)相輔相成。
3.3將數(shù)值模擬融入畢業(yè)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)引導(dǎo)與互動(dòng)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)和技能分析與解決實(shí)際工程技術(shù)及相關(guān)問(wèn)題的能力，學(xué)生在修完專(zhuān)業(yè)課程和課程設(shè)計(jì)之后，運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，獨(dú)立檢索資料、調(diào)研，擬定設(shè)計(jì)的技術(shù)路線和研究方案，最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。擠壓模具方向的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行工藝分析和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重在訓(xùn)練學(xué)生的模具設(shè)計(jì)能力。學(xué)生設(shè)計(jì)出模具結(jié)構(gòu)后，無(wú)法將模具投入生產(chǎn)。由于沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生不能完全確定模具結(jié)構(gòu)的合理性，從而導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)成為“閉門(mén)造車(chē)”，為此將仿真技術(shù)滲透到模具設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生能熟練運(yùn)用軟件和預(yù)先掌握先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)思想。學(xué)生在導(dǎo)師結(jié)合工程實(shí)際確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的要求下，正確選擇建模方法，對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題的可行性方案進(jìn)行驗(yàn)證，并最終建立優(yōu)化模型。通過(guò)近幾年來(lái)將擠壓成形數(shù)值模擬融入到畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方向的學(xué)生掌握了模具的實(shí)際運(yùn)用，并能大大提高模具設(shè)計(jì)能力。針對(duì)擠壓模具方向的畢業(yè)設(shè)計(jì)，可按3個(gè)階段實(shí)施：第1階段為模具設(shè)計(jì)階段，大致占全部畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間的1/4，要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)一副擠壓模具。此階段主要讓學(xué)生閱讀大量參考文獻(xiàn)，盡可能深入企業(yè)調(diào)研分析以掌握第一手資料，在此基礎(chǔ)上，訓(xùn)練學(xué)生緊密結(jié)合基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成模具設(shè)計(jì)的能力；第2階段為軟件學(xué)習(xí)階段，基本上占全部畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間的1/4，針對(duì)設(shè)計(jì)中的典型模具設(shè)計(jì)案例，以鋁型材實(shí)心型材模為主，先采用三維造型軟件Pro/E或UG對(duì)模具結(jié)構(gòu)建模，之后利用塑性成型仿真軟件Deform對(duì)擠壓成形工藝過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬；第3階段為通過(guò)對(duì)仿真模擬結(jié)果進(jìn)行后處理分析，探討設(shè)計(jì)方案和工藝參數(shù)的合理性，并制定出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。歷經(jīng)這一教學(xué)改革，加強(qiáng)了教師與學(xué)生的引導(dǎo)和互動(dòng)，針對(duì)性強(qiáng)，學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)軟件的能力得到了提高，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)的積極性和提高學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)軟件的熱情，更加鍛煉了學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)軟件解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生能夠舉一反三，將來(lái)面對(duì)同類(lèi)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)得心應(yīng)手，全面提高了學(xué)生在擠壓模具設(shè)計(jì)方面的綜合能力。綜觀前幾屆學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段的表現(xiàn)，通過(guò)對(duì)該教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革和實(shí)施，采用仿真技術(shù)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生幾乎都受益匪淺，每年都有學(xué)生獲得校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的榮譽(yù)。
3.4實(shí)踐性教學(xué)考試模式的探索
強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，理論聯(lián)系實(shí)際，才能全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。結(jié)合模具專(zhuān)業(yè)本身實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，安排實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以大大提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力。例如：在上完《擠壓模具設(shè)計(jì)》專(zhuān)業(yè)課后安排2周的專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)的選題兼顧實(shí)用性和典型性，盡量選擇一些實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)例，提高學(xué)生分析實(shí)際問(wèn)題的能力。逐步提高具體要求，讓學(xué)生根據(jù)給定任務(wù)，繪制正規(guī)的模具裝配圖，要求有主視圖、俯視圖、零件圖、技術(shù)要求及明細(xì)欄；學(xué)生繪制模具零件圖，要求標(biāo)注公差與配合；學(xué)生編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1份，不得少于12頁(yè)。該環(huán)節(jié)有助于學(xué)生掌握具體的擠壓模具設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)過(guò)程。在實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)考試模式上，從提高學(xué)生的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)、操作技能方面入手。以課程設(shè)計(jì)為例，采用多種考試方法相結(jié)合：典型案例模具設(shè)計(jì)+上機(jī)操作+上機(jī)考試+實(shí)驗(yàn)報(bào)告+答辯。通過(guò)對(duì)鋁型材工件的典型案例進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)要素設(shè)計(jì)，學(xué)生的模具設(shè)計(jì)能力、繪圖能力得到了提升；基于動(dòng)手能力的培養(yǎng)，側(cè)重上機(jī)運(yùn)行軟件練習(xí)并結(jié)合上機(jī)考試?yán)L制模具圖，著重考核學(xué)生的軟件操作和繪圖能力，最后通過(guò)答辯考核學(xué)生獲取理論知識(shí)的程度?；趯?shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考試模式改革，實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量得到了保證，避免出現(xiàn)同學(xué)相互拷貝實(shí)踐教學(xué)考核內(nèi)容以應(yīng)付考試，有效地促進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
4結(jié)束語(yǔ)
（一）模具設(shè)計(jì)各行各業(yè)都有相關(guān)的工作人員，他們的主要任務(wù)就是模具設(shè)計(jì)。采用數(shù)字化的設(shè)計(jì)手段，工作對(duì)象包括型腔模和冷沖模，在充分利用數(shù)字化設(shè)計(jì)工具的基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，目標(biāo)就在于提高模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，縮短模具設(shè)計(jì)耗費(fèi)的周期。
（二）模具設(shè)計(jì)的步驟首先在設(shè)計(jì)之前為了確保設(shè)計(jì)圖紙的正確性，通常要對(duì)所設(shè)計(jì)模具的產(chǎn)品進(jìn)行全面的可行性分析，即工作中設(shè)計(jì)者所說(shuō)的套圖，確定重點(diǎn)部位的尺寸。其次在分析產(chǎn)品圖紙之后，具體構(gòu)思模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作程序的編排、確定各個(gè)工序之間的沖工內(nèi)容，以及采用何種軟件。這樣在繪制模具圖中將節(jié)省很多時(shí)間。然后就是根據(jù)產(chǎn)品的展開(kāi)圖紙進(jìn)行準(zhǔn)備材料，然后就可以全面地進(jìn)入模具圖的繪制在工作，再制一份備料圖紙出來(lái)，進(jìn)行各組件的繪制。最后對(duì)模具的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)地校對(duì)，確保各模板與孔位是否一致性，以及折彎位置的上下模是否正確的間隙配合。
二、模具設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用
（一）模具設(shè)計(jì)的造型特點(diǎn)與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)不同,在專(zhuān)業(yè)化要求上，模具設(shè)計(jì)有它自身的特點(diǎn),主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:第一、從模具生產(chǎn)的范圍上看，模具主要用于批量化的大規(guī)模生產(chǎn)，因此，模具主要用于加工一些形體復(fù)雜的零件。第二、從模具產(chǎn)品的要求上看，模具的幾何設(shè)計(jì)必須符合零部件描述的的所有細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu),甚至包括產(chǎn)品的浮雕等表面細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)；第三、從模具的生產(chǎn)手段要求上看，3D模型的修復(fù)技術(shù)以及CAD系統(tǒng)必須有良好的數(shù)據(jù)結(jié)口的要求也越來(lái)越高，才能不斷的滿(mǎn)足模具型腔結(jié)構(gòu)必須有的拔模模角及必要的圓弧過(guò)度。
（二）模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍根據(jù)模具的定義，從模具的適用范圍上，我們可以把模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是工業(yè)裝備制造部門(mén)及使用部門(mén)，比如機(jī)械制造、汽車(chē)制造、輕工業(yè)、家電組裝、石油化工、電力設(shè)施等；另一類(lèi)是零件及模具，比如航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵耐磨件、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸熱擠壓模具、軋輥、溫?cái)D壓膜具、軋鋼滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)、熱鍛摸等。
三、模具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
（一）多集成趨勢(shì)。現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代化模具的制造應(yīng)該打破傳統(tǒng)的只重視信息的搜集的發(fā)展模式，更應(yīng)該把技術(shù)使用、人力資源和管理技術(shù)的引用都囊括在內(nèi)，多集成趨勢(shì)越來(lái)越明顯。多集成概念還表現(xiàn)在學(xué)科功能上，模具設(shè)計(jì)不僅僅要用到最基礎(chǔ)的機(jī)械科學(xué)理論，而且還會(huì)用到電磁學(xué)、光學(xué)以及控制理論等。
（二）智能化趨勢(shì)。產(chǎn)品從最初的設(shè)計(jì)要求，到中間的制造過(guò)程，再到最后的使用過(guò)程，每個(gè)環(huán)節(jié)都將走向智能化的道路。其中，在生產(chǎn)過(guò)程中，又包括諸多環(huán)節(jié)，比如計(jì)劃、調(diào)控、管理等，也將走向智能化的道路。除此之外，模具設(shè)計(jì)者以及實(shí)際操作者，也將會(huì)在科學(xué)理論的指導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)人與工具系統(tǒng)的有機(jī)密切配合。
（三）網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)。模具設(shè)計(jì)常用的軟件一般包括AutoCAD、Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、SOLIDWORKS等，都是需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的一些軟件技術(shù)或者硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，跨國(guó)合作設(shè)計(jì)模具的成功例子已經(jīng)是屢見(jiàn)不鮮了，而且這種趨勢(shì)越來(lái)越明顯。