時間：2022-09-29 11:16:11
導(dǎo)語：在模具制造論文的撰寫旅程中，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。
改革開放30多年來,中國模具生產(chǎn)作為一個產(chǎn)業(yè)有了翻天覆地的變化。這種變化主要體現(xiàn)在三個方面:產(chǎn)能變化、生產(chǎn)方式變化、技術(shù)革命。大多數(shù)人看到的是中國模具產(chǎn)業(yè)作為一個行業(yè)的從無到有、從小到大、從拾漏補缺到成為主力,以及模具需求和產(chǎn)量的快速增長變化。但更重要的是生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變和技術(shù)革命。后兩種變化是一種更加深刻、更加根本性的變化。生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變主要體現(xiàn)在,從過去傳統(tǒng)的小而全的后方車間、作坊式的生產(chǎn),轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨仁袌鰧I(yè)協(xié)作的大規(guī)模生產(chǎn)方式;從完全非標(biāo)生產(chǎn)到相對標(biāo)準(zhǔn)化和準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。模具生產(chǎn)技術(shù)革命,濃縮到一點就是企業(yè)信息化也就是數(shù)字化制造和信息化管理。
20世紀(jì)80年代前,很多模具是靠鉗工用手打磨出來的;90年代,由于引入了數(shù)控加工機床、edm等較先進的設(shè)備,大大地提高了模具的生產(chǎn)工藝水平,生產(chǎn)周期及模具的品質(zhì)也有了很大的縮短和改進。高精度加工己經(jīng)把工人從繁重的體力勞動中解放出來。另一方面,cad/cam/cae等計算機輔助技術(shù)在模具行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用,模具的設(shè)計及數(shù)控加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae軟件對于模具技術(shù)人員的工作效率和設(shè)計的可靠性已經(jīng)有了很大的提高。目前各模具企業(yè)又面臨著一個新的課題,如何把企業(yè)管理也同樣從煩瑣的事務(wù)中解放出來,讓信息化管理為企業(yè)的生產(chǎn)效率提升作出貢獻。所以模具企業(yè)管理的信息化己經(jīng)成為模具行業(yè)發(fā)展和進步的必然趨勢。
模具生產(chǎn)是單件訂單式生產(chǎn),在管理信息化中有其強烈的特殊性。設(shè)計是制造的一部分,工藝設(shè)計不充分,設(shè)計與工藝信息可直接重復(fù)利用價值不大。因此,根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特點把握全面信息化管理與實用、簡化管理的平衡點,是信息化的關(guān)鍵。這就造成很難照搬成熟的管理軟件。例如汽車模具企業(yè)沒有傳統(tǒng)意義上的原材料,倉庫管理等等。購置的都是部件與部件的半成品,不存在入庫出庫過程,制造費用的攤銷每個企業(yè)也是都不一樣。又比如成本核算更應(yīng)該采用項目管理的辦法,而不是采用一般加工制造業(yè)的辦法,什么pdm、erp等軟件不經(jīng)過徹底的改造是完全不適應(yīng)的。
2現(xiàn)代模具設(shè)計的CAD/CAE技術(shù)的應(yīng)用
模具設(shè)計是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質(zhì)量要求以及其成型工藝條件的變化而變化的,所以每副模具都必須進行創(chuàng)造性的設(shè)計。模具設(shè)計的內(nèi)容包括產(chǎn)品零件(常稱為制件)成型工藝優(yōu)化設(shè)計與力學(xué)計算和尺寸與尺寸精度確定與設(shè)計等,因此模具設(shè)計常分為制件工藝分析與設(shè)計、模具總體方案設(shè)計、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖設(shè)計四個階段。CAD/CAE,計算機輔助設(shè)計和輔助工程,它包括概念設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、有限元分析、計算機仿真、計算機輔助繪圖和計算機輔助設(shè)計過程管理等。應(yīng)用CAD技術(shù)可以設(shè)計出產(chǎn)品的大體結(jié)構(gòu),再通過CAE技術(shù)進行結(jié)構(gòu)分析、可行性評估和優(yōu)化設(shè)計。采用模具CAD/CAE集成技術(shù)后,制件一般不需要再進行原型試驗,采用幾何造型技術(shù),制件的形狀能精確、逼真地顯示在計算機屏幕上,有限元分析程序可以對其力學(xué)性能進行檢測。借助于計算機,自動繪圖代替了人工繪圖,自動檢索代替了手冊查閱,快速分析代替了手工計算,使模具設(shè)計師能從繁瑣的繪圖和計算中解放出來,集中精力從事諸如方案構(gòu)思和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等創(chuàng)造性的工作。在模具投產(chǎn)之前,CAE軟件可以預(yù)測模具結(jié)構(gòu)有關(guān)參數(shù)的正確性。
當(dāng)今的概念設(shè)計已不僅僅是停留在對外觀和結(jié)構(gòu)的設(shè)計上,它已經(jīng)擴展到對模具結(jié)構(gòu)分析的領(lǐng)域。對于運用CAD技術(shù)設(shè)計出的模具,可運用先進的CAE軟件(尤其是有限元軟件)對其進行強度、剛度、抗沖擊實驗?zāi)M、跌落實驗?zāi)M、散熱能力、疲勞和蠕變等分析。通過這些分析,可以檢驗前面的概念性結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理,分析出結(jié)構(gòu)不合理的原因和部位,然后再在CAD軟件中進行相應(yīng)的修改。修改后再在CAE中進行各種性能的檢測,最終確定滿足要求的模具結(jié)構(gòu)。
當(dāng)今CAD技術(shù)的發(fā)展使得概念設(shè)計思想體現(xiàn)在相應(yīng)的模塊中。概念設(shè)計不再只是設(shè)計師的思維,系統(tǒng)模塊也融合了一般的概念設(shè)計理念和方法。目前,世界上大型的CAD/CAE軟件系統(tǒng),如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都提供了有關(guān)產(chǎn)品早期設(shè)計的系統(tǒng)模塊,我們稱之為工業(yè)設(shè)計模塊或概念設(shè)計模塊。例如,Pro/ENGINEER就包含一個工業(yè)設(shè)計模塊——ProDesign,用于支持自上而下的投影設(shè)計,以及在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中所包含的許多復(fù)雜任務(wù)的自動設(shè)計。此模塊工具包括概念設(shè)計的二維非參數(shù)化的裝配布局編輯器。這些系統(tǒng)模塊的應(yīng)用大大減少了設(shè)計師的工作量,節(jié)約了工作時間,提高了工作效率,使設(shè)計師把更多的精力用在新產(chǎn)品的開發(fā)及創(chuàng)新上。
3現(xiàn)代模具制造的CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用
現(xiàn)代經(jīng)濟的飛速發(fā)展,推動了我國模具工業(yè)的前進。CAD/CAE/CAM技術(shù)的日臻完善和在模具制造上的應(yīng)用,使其在現(xiàn)代模具的制造中發(fā)揮越來越重要的作用,CAD/CAE/CAM技術(shù)已成為現(xiàn)代模具的制造的必然趨勢。
(1)CAD/CAE/CAM計算機輔助設(shè)計、模擬與制造一體化,CAD/CAE/CAM一體化集成技術(shù)是現(xiàn)代模具制造中最先進、最合理的生產(chǎn)方式。使用計算機輔助設(shè)計、輔助工程與制造系統(tǒng),按設(shè)計好的模具零件分別編制該零件的數(shù)控加工程序是從設(shè)計到制造的一個必然過程。在具有現(xiàn)代模具設(shè)計制造能力的工廠內(nèi),該過程都是在CAD/CAE/CAM系統(tǒng)內(nèi)進行的,其加工程序直接由聯(lián)機電纜輸入加工機臺,在編制程序時可利用系統(tǒng)中的加工模擬功能進行細(xì)致的模擬,將零件,刀具、刀柄、夾具,平臺及刀具移動速度、路徑等顯示出來,以便觀察整個模具零件的切削過程和前后的形狀,進而檢查程序編制的正確性,這對于復(fù)雜的多曲面的模具零件尤為重要。
(2)模具的零部件除了有高精度的幾何要求外,其形位精度要求也較高,一般的量具是很難達(dá)到理想的目的的,這時就要依賴精密零件測量系統(tǒng)。這種精密零件測量系統(tǒng)簡稱CMM,即CoordinateMeasuringMaching,是數(shù)控加工中心的一種變形。它的測量精度可達(dá)0.25μm,其測量工件的方式如下:將經(jīng)由CAD/CAM系統(tǒng)或CMM專用軟件所產(chǎn)生的零件數(shù)據(jù)選送至CMM的計算機系統(tǒng),經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)置后,即按照所給出的數(shù)據(jù)去測量工件,將所得結(jié)果與原始數(shù)據(jù)比較,得出工件加工后的誤差。如果原始數(shù)據(jù)是從設(shè)計圖紙得來的,則可直接將設(shè)計數(shù)據(jù)送入CMM專用軟件,然后進行測量,將取得的加工誤差數(shù)據(jù)進行質(zhì)量分析,以判斷工件的加工質(zhì)量。如果檢測的不是單個零件而是若干個零件的組件,則由各零件的誤差積累而導(dǎo)致總偏差被顯示出來。
關(guān)鍵詞：快速成型,激光燒結(jié),熔滲
選擇性激光燒結(jié)（SLS）是快速成型技術(shù)的一個重要分支，它以可加工材料的廣泛、無需支撐等優(yōu)點在原型制造、模具制造等方面得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于受到設(shè)備激光功率的限制，燒結(jié)材料多采用低熔點的石蠟、環(huán)氧聚脂等，直接燒結(jié)高熔點的金屬材料很難實現(xiàn)。目前國內(nèi)對燒結(jié)金屬材料的嘗試是以低熔點的材料作為粘結(jié)劑，將金屬顆粒嵌接到一起，金屬顆粒未有真正意義上的燒結(jié)。這種燒結(jié)件強度低、精度一般，表面相當(dāng)粗糙，只能作為外觀評估的模型。
本文采用選擇性激光燒結(jié)工藝，燒結(jié)金屬與粘結(jié)劑的混合物制作的“綠件”，經(jīng)過兩次燒結(jié)→熔滲的后序處理，使原型件的強度、密度、表面精度得到了極大的改善，可直接用于模具和電加工的電極。
1 實驗方法
1.1 原料
試驗采用–200目的還原鐵粉，用環(huán)氧聚酯和少量的固化劑對其進行包衣處理，以不同的體積比混合，配比如表1。。熔滲材料為300目的銅粉，在100噸壓機上壓制成與試樣同直徑的壓坯，壓坯重量由試樣所需的最終密度決定（本試驗最終理論密度為8.7g/cm 3 ）。
表1試樣組分比
一、選題意義:
1、理論意義:(1)學(xué)習(xí)模具設(shè)計的一般方法，了解和掌握常用模具整體設(shè)計、零部件的設(shè)計過程和計算方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設(shè)計和計算的能力.
(2)綜合運用熱鍛模課程和其它有關(guān)選修課程的理論及生產(chǎn)實踐的知識去分析和解決模具設(shè)計問題，并使所學(xué)專業(yè)知識得到進一步鞏固和深化.
(3)通過計算和繪圖，學(xué)會運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)模具設(shè)計的基本技能
(4)可以掌握鍛造工藝，熟悉各種鍛造各種鍛造設(shè)備，熟悉掌握計算機操作以及了解deform軟件的應(yīng)用，并具有機械設(shè)計及制造等綜合知識.
2、現(xiàn)實意義:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)，新工藝，新設(shè)備，新材料不斷涌現(xiàn)，進一步提高鍛件的性能指標(biāo);同時縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本，使之在競爭中處于優(yōu)勢地位.
鍛造是一種借助工具或模具在沖擊作用下加工金屬機械零件或零件毛坯的方法.鍛件的最大優(yōu)勢是韌性高、纖維組織合理，件與件之間性能變化小;鍛件內(nèi)部質(zhì)量與加工歷史有關(guān)，不會被任何一種金屬加工工藝超過.
鍛件的優(yōu)勢是由于金屬材料通過塑性變形后，消除了內(nèi)部缺陷，如鍛(焊)合空洞，壓實疏松，打碎碳化物，非金屬夾雜并使之沿變形方向分布，改善或消除成分偏析等，得到了均勻、細(xì)小的低倍和高倍組織.而鑄造工藝得到的鍛件，盡管能獲得較準(zhǔn)確的尺寸和比鍛件更為復(fù)雜的形狀，但難以消除疏松、空洞、成分偏析、非金屬夾雜等缺陷;機械加工方法獲得的零件，尺寸精度較高，表面光滑，但金屬內(nèi)部流線往往被切斷，容易造成應(yīng)力腐蝕，承載拉壓交變應(yīng)力的能力較差.
這幾年，我國火車不斷提速，動車、高鐵相繼投入運營，這也代表著以后的發(fā)展方向，這要求我們必須保證火車導(dǎo)軌的安全可靠行，為保證高速列車運行的平穩(wěn)性和旅客的舒適性，高速鐵路的平順性是很重要的指標(biāo)，國外高速鐵路采用斷面尺寸公差和平直度要求很高的長定尺鋼軌并焊接成超長無縫線路.接頭作為連接導(dǎo)軌的關(guān)鍵部件起著至關(guān)重要的作用.
模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，性能良好的鍛造設(shè)備是提高鍛造生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的鍛模模需要高精度高自動化的鍛造設(shè)備相匹配.為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前鍛造設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機械手乃至機器人的大量使用，使鍛造生產(chǎn)效率得到大幅度的提高，各式各樣的鍛造自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用.
二、課題關(guān)鍵問題及難點
本課題以鍛造工序的數(shù)目確定、預(yù)成形設(shè)計為重點，對比不同形狀預(yù)制坯的成形過程，給出了合理的制坯工序布排和設(shè)計，實現(xiàn)了一火鍛造.同時，開發(fā)了封閉飛邊閉式鍛造預(yù)鍛工序，提高了材料利用率.最后，對鍛造過程進行了三維有限元模擬，在40mn熱模鍛壓力機上進行了試驗和試生產(chǎn)，模擬和試驗結(jié)果證明鍛造設(shè)計符合生產(chǎn)要求.該鍛件形狀復(fù)雜，材料分布非常不均勻，其鍛造工序編排和模具設(shè)計難度更大.
本課題的難點在于應(yīng)用三維繪圖軟件和deform軟件對其進行應(yīng)力應(yīng)變分析，通過軟件規(guī)范初設(shè)數(shù)據(jù)并反復(fù)進行修改，直到得到最優(yōu)的設(shè)計方案..
三、調(diào)研報告(或文獻綜述)
我國的經(jīng)濟體制發(fā)生了根本的變化，由過去的計劃經(jīng)濟過度到現(xiàn)在的市場經(jīng)濟.鍛壓生產(chǎn)雖然生產(chǎn)效率高，節(jié)約原材料和機械加工工時;但生產(chǎn)周期較長，成本較高，處于不利的競爭地位.鑄造、焊接、機械加工豆加入了競爭.鍛造生產(chǎn)要跟上當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需不斷改進技術(shù)，采用新工藝、新技術(shù)，進一步提高鍛件的性能指標(biāo);同時要縮短生產(chǎn)周期，降低成本，使之在競爭中處于優(yōu)勢地位.模具的技術(shù)水平明顯有了提高，一些國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具的性能已接近國外同類產(chǎn)品的先進水平，但由于我國起步晚，許多模具不得不依賴進口，與發(fā)達(dá)國家相比差距還非常大.
當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對鍛壓技術(shù)本身的完善和發(fā)展有著重大的影響，這主要表現(xiàn)在一下幾個方面:
1. 對機械零件的性能要求更高.現(xiàn)代交通工具如汽車、飛機、機車的速度越來越高，負(fù)荷越來越大.出更換強度更高的材料外，研究和開發(fā)新的鍛造技術(shù).挖掘原有材料的潛力也是一條出路.
2 .模具計算輔助設(shè)計、制造與分析(cad/cam/cae)的研究和應(yīng)用將極大地提高模具制造效率，提高模具質(zhì)量，使模具設(shè)計與制造技術(shù)實現(xiàn)一體化.
3. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化、機械化及專業(yè)化自動生產(chǎn).
4. 工藝分析計算的現(xiàn)代化.它將與現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計算機技術(shù)聯(lián)姻，對加工零件進行計算機模擬和有限元分析，達(dá)到預(yù)測某一工藝方案對零件成形的可能性與成形過程中可能會發(fā)生的問題，供設(shè)計人員修改和選擇.
目前鍛造業(yè)面臨的問題大概可以歸納為一下幾個方面:
1.裝備水平低，其主要表現(xiàn)是設(shè)備老化、精確度低.
2.管理體制亟待理順，生產(chǎn)廠點過多，力量分散.
3.機械制造廠家封閉式經(jīng)營生產(chǎn)，是產(chǎn)品缺乏競爭力.
4.科學(xué)研究投入少，接受新技術(shù)新工藝遲緩，其結(jié)果導(dǎo)致搞科研也搞生產(chǎn)，生產(chǎn)廠家的問題無人去解決.
四、參考文獻
【1】姚澤坤主編. 鍛造工藝學(xué)與模具設(shè)計 西北工業(yè)大學(xué)出版社 XX.6
【2】盧秉恒. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京: 機械工業(yè)出版社，1999.8
【3】王先奎. 機械制造工藝學(xué). 北京:機械工業(yè)出版社，XX
【4】吳宗澤 機械零件設(shè)計手冊. 北京:機械工業(yè)出版社，XX.4
【5】鄭家驤 劉永田. 畫法幾何與機械制圖. 內(nèi)蒙古科技出版社，XX.8
【6】鍛壓手冊(設(shè)備) 北京:機械工業(yè)出版社，XX
【7】鍛模設(shè)計手冊 北京:機械工業(yè)出版社，1991
五、研究內(nèi)容及確定方案各步驟
1、研究內(nèi)容:
(1)模具整體方案設(shè)計，包括零件的工藝分析、設(shè)計繪制鍛件圖、模具類型的確定、確定變形工步及中間坯料尺寸，壓力中心計算、壓力機選擇、計算原坯料尺寸的確定等;
(2)模具整裝配圖和模具主要零件的設(shè)計;
(3)編寫設(shè)計畢業(yè)論文
2、基本設(shè)計方案
本零件是屬于大型鍛件，首先根據(jù)相關(guān)尺寸確定其鍛造工步，通過計算/r以及h/d的相關(guān)數(shù)值， 基本步驟設(shè)計如下:
1、計算毛坯尺寸
2、選擇成型設(shè)備及其參數(shù)
3、用deform模擬軟件進行有限元模擬并分析缺陷并加以改進
4、模具工作部分尺寸的計算
5、模具的總體設(shè)計
6、下料
7、加熱
8、彎曲
9、預(yù)鍛
10、終鍛
11、切邊
六、進度安排
第5-6周 畢業(yè)實習(xí)，撰寫實習(xí)報告
第7-8周 寫出不少于3000字的文獻綜述;根據(jù)參考文獻和課題要求，提出自己擬定的可行方案;
第9-10周 寫出開題報告，開題;進行總體設(shè)計
第11-12周 外文文獻翻譯，完成詳細(xì)方案設(shè)計
第13-14周 完成結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
【關(guān)鍵詞】 高職教育；“2+1”；模具；培養(yǎng)方案
【中圖分類號】G64.21 【文獻標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2013）22-00-02
一、“2+1”教學(xué)模式的政策依據(jù)及意義
“2+1”教學(xué)模式的政策依據(jù)是根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》中明確提出“要大力推行工學(xué)結(jié)合、校企合作的人才培養(yǎng)模式，逐步建立和完善半工半讀制度”，教育部并且制定出臺了《職業(yè)院校試行工學(xué)結(jié)合、半工半讀的意見》。“2+1”教學(xué)模式是通過校內(nèi)兩年教學(xué)和一年校外頂崗實習(xí)實現(xiàn)，這種教學(xué)模式更突出了高職教育以應(yīng)用為主旨和特征構(gòu)建課程和教學(xué)內(nèi)容體系的原則，更強調(diào)了學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)在高職教學(xué)中的重要性。
二、“2+1”模式下模具專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定的標(biāo)準(zhǔn)及探索
培養(yǎng)方案制定標(biāo)準(zhǔn)就是圍繞如何培養(yǎng)第一線工作的高技能型人才。實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的評判標(biāo)準(zhǔn)包括三個方面：一是素質(zhì)要求：要求有良好的團隊合作精神，培養(yǎng)較強的心理抗挫折能力，有良好的職業(yè)道德，愛崗敬業(yè)，勇于創(chuàng)新，對待工作一絲不茍，為人誠信；二是知識要求：具備模具設(shè)計、模具制造、數(shù)控加工等方面的專業(yè)知識，掌握機械制造、模具設(shè)計、數(shù)控加工、模具裝配、模具銷售等方面的知識；三是能力要求：掌握從事模具專業(yè)（行業(yè)）領(lǐng)域?qū)嶋H工作的基本技能，同時具有一定的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力。
在“2+1”教學(xué)模式下，由于校內(nèi)教學(xué)周期的縮短，根據(jù)模具專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及評判標(biāo)準(zhǔn)，我校在教學(xué)過程中大膽探索并實施新的教學(xué)方案：
（一）校內(nèi)人才培養(yǎng)方案的改革與探索
1.改革模具設(shè)計與制造專業(yè)課程體系
強調(diào)以能力為本位，以提高學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)為目標(biāo)，課程設(shè)置以職業(yè)需要為主線，以就業(yè)為導(dǎo)向，打破學(xué)科體系，我校將模具專業(yè)課程體系分為四塊：一是基礎(chǔ)知識課程，主要在第一學(xué)期開設(shè)；二是職業(yè)基礎(chǔ)課程，包括機械制圖、公差、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制造基礎(chǔ)及職業(yè)基礎(chǔ)任選課等，為學(xué)生專業(yè)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)；三是職業(yè)能力課程，包括冷沖模設(shè)計、壓鑄模設(shè)計、塑料模設(shè)計、模具CAD/CAM、模具制造技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)及相關(guān)的實習(xí)實訓(xùn)課程等，重在培養(yǎng)學(xué)生的模具設(shè)計能力、模具零件加工制造能力和模具設(shè)備的操作及模具的維護能力等；四是頂崗實習(xí)，在大三這一年開展，熟悉真實的工廠環(huán)境，為就業(yè)作準(zhǔn)備。課程設(shè)置中更加突出高職模具專業(yè)“學(xué)中干、干中學(xué)”的教學(xué)特點，重視學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)，為學(xué)生營造仿工廠的學(xué)習(xí)環(huán)境，建立一種循序漸進的從校園到崗位的學(xué)習(xí)和適應(yīng)過程，為培養(yǎng)學(xué)生的崗位角色意識，為學(xué)生提前進入崗位角色創(chuàng)造條件，并適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的招聘特點。
2.改革實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
為保證對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求，我校大幅度增加了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比例，從實驗、課程設(shè)計、頂崗實習(xí)三方面構(gòu)建了系統(tǒng)的實踐教學(xué)體系。在實踐教學(xué)過程中，重點加強對學(xué)生現(xiàn)代設(shè)計與制造技術(shù)的能力培養(yǎng)，大量增加數(shù)控機床、數(shù)控線切割、數(shù)控注塑機等的應(yīng)用；增加綜合性、開放性實驗，結(jié)合專業(yè)需要優(yōu)化實驗項目和內(nèi)容。例如：針對模具專業(yè)的特點，加強金屬切削加工及加工質(zhì)量分析方面的綜合性實驗。通過實踐教學(xué)，加強學(xué)生對企業(yè)在用先進制造技術(shù)的了解，并盡可能增加動手機會。在校內(nèi)專業(yè)實習(xí)中，使每個學(xué)生都有機會結(jié)合生產(chǎn)實際操作線切割、注塑機、數(shù)控機床、加工中心等設(shè)備。在專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)計中，強化計算機的應(yīng)用，制圖測繪和機械設(shè)計課程設(shè)計都增加計算機繪圖的要求，在專業(yè)課程設(shè)計中增加沖裁模具CAD和注塑模具CAD軟件的應(yīng)用，在模具制造工藝課程設(shè)計中增加數(shù)控線切割編程的內(nèi)容。
3.改革教學(xué)方法
教學(xué)形式上擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，我校組織教師積極開發(fā)優(yōu)秀多媒體課件，并盡可能將教學(xué)地點設(shè)置在模具實驗室或車間，實現(xiàn)“教室車間化，車間教室化”。利用工程中實際應(yīng)用的模具進行教學(xué)，擺脫乏味的理論知識講解，提高學(xué)生對模具的認(rèn)識。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生既可參照模具實物學(xué)習(xí)模具工作原理，又可以實際動手操作，教學(xué)方法靈活、直觀，教學(xué)形式生動、活潑，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如，在塑料模具成型工藝及設(shè)計課程的教學(xué)中，利用企業(yè)生產(chǎn)手機后蓋的模具進行講解。將手機后蓋的工藝設(shè)計和工藝參數(shù)的選擇、分型面的選擇、型腔的布置、流道系統(tǒng)的設(shè)計、型芯的設(shè)計、頂出機構(gòu)的設(shè)計和溫度系統(tǒng)等內(nèi)容設(shè)計成不同教學(xué)模塊，每一個模塊都結(jié)合實例進行講解。讓學(xué)生掌握實際設(shè)計模具的過程，掌握模具設(shè)計的要領(lǐng)，鞏固所學(xué)的理論知識。并且每一模塊的講解都采用項目驅(qū)動，逐步講授設(shè)計要點，并以一定練習(xí)作為輔助。邊講邊練，以練為主，避免學(xué)生會而不熟的現(xiàn)象發(fā)生。
4.建立科學(xué)合理的考核體系
科學(xué)合理的考核應(yīng)做到對學(xué)生全面、合理的評價。我校在“2+1”教學(xué)模式的考核方式主要采取理論考核、項目考核和頂崗實習(xí)考核三方面。理論考核主要采取開卷、閉卷、課程論文等形式，考試難度適當(dāng)，范圍合理全面。項目考核是在項目實施完畢后，教師根據(jù)項目的設(shè)計方案、實現(xiàn)方法、操作步驟、涉及內(nèi)容多少等因素，可以制定不同的得分權(quán)重給予學(xué)生成績，也可以包括學(xué)生的自評成績來制定最后的項目成績。同時，在考核過程中注意學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度等素質(zhì)考核因素。頂崗實習(xí)考核主要由企業(yè)專家給予的成績和學(xué)校帶隊頂崗實習(xí)教師抽查給出的成績構(gòu)成。企業(yè)專家給予的成績主要根據(jù)學(xué)生的實習(xí)報告和實習(xí)期間的學(xué)習(xí)工作態(tài)度給出，頂崗實習(xí)教師不定期檢查學(xué)生的實習(xí)情況，并根據(jù)檢查情況給出實習(xí)成績。
（二）校外一年頂崗實習(xí)的模式改革
校外頂崗實習(xí)的一年是關(guān)鍵的一年，是學(xué)生工作能力和實踐能力鍛煉的關(guān)鍵一年，也是提升學(xué)校影響力的重要步驟。與企業(yè)建立一種長期、穩(wěn)定、友好的實習(xí)合作關(guān)系，是實施“2+1”教學(xué)模式的重要保證。否則，1年的企業(yè)崗位實踐將流于形式。為了使學(xué)生在“2+1”教學(xué)模式中真正受益，總結(jié)我校在頂崗實習(xí)中的經(jīng)驗，我校選擇一些擁有先進的管理理念和良好的企業(yè)文化，并能提供與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)所確定的就業(yè)崗位的大型企業(yè)，建立了省內(nèi)和省外實習(xí)基地，如貴州083基地企業(yè)、蕪湖國家級經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、無錫高新區(qū)等作為學(xué)生實習(xí)基地，為學(xué)生認(rèn)識模具、制造模具、加工模具提供很大的空間。在校外的一年實習(xí)中，我校主要注重以下幾個方面的改革與實踐：
1.建立頂崗實習(xí)管理制度體系
我校把頂崗實習(xí)管理由校企雙方共同實施，雙方協(xié)定頂崗實習(xí)的相關(guān)管理制度。明確在頂崗實習(xí)過程中企業(yè)、學(xué)校、學(xué)生三方的權(quán)利、責(zé)任與義務(wù)。校企雙方共同協(xié)作，達(dá)到“共贏”。因此在學(xué)生進企業(yè)頂崗實習(xí)前，學(xué)校要對學(xué)生做好頂崗實習(xí)動員工作，明確實習(xí)目的、任務(wù)要求和考核要求等；企業(yè)對實習(xí)學(xué)生進行安全教育、崗位技能培訓(xùn)、生產(chǎn)制度的學(xué)習(xí)等。通過建立校企合作制度和頂崗實習(xí)制度的不斷完善，我校逐漸形成頂崗實習(xí)管理制度體系，使頂崗實習(xí)科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化。
2.建立實習(xí)學(xué)生校企共管平臺
做好頂崗實習(xí)管理工作，就要求學(xué)校與企業(yè)建立共管平臺，明確各自職責(zé)和義務(wù)。我校對學(xué)生頂崗實習(xí)前統(tǒng)一組織頂崗就業(yè)雙選會、培訓(xùn)和安全教育。安排駐廠頂崗實習(xí)帶隊教師配合學(xué)校就業(yè)部門與企業(yè)溝通協(xié)調(diào)，與企業(yè)簽訂實習(xí)協(xié)議，協(xié)助企業(yè)落實學(xué)生頂崗實習(xí)的崗位以及處理突發(fā)事件等，同時與學(xué)校專業(yè)負(fù)責(zé)人及專業(yè)教師溝通，制定實綱和實習(xí)內(nèi)容等。企業(yè)的人力資源部門負(fù)責(zé)與學(xué)校溝通制定實習(xí)計劃，對學(xué)生進行入廠教育，并對實習(xí)過程進行監(jiān)控，與學(xué)校及時溝通。在實習(xí)車間由企業(yè)的班長或組長對學(xué)生進行出勤考核、生產(chǎn)質(zhì)量考核、崗位技能評價等。同時與駐廠的帶隊頂崗實習(xí)教師進行交流，及時解決實踐中遇到的問題，不斷完善實習(xí)內(nèi)容。
3.構(gòu)建實習(xí)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)平臺
頂崗實習(xí)時間為一年，一年中，學(xué)校除了要求學(xué)生學(xué)習(xí)企業(yè)員工愛崗敬業(yè)、工作謹(jǐn)慎的品質(zhì)外，還應(yīng)該為學(xué)生提供更加靈活的學(xué)習(xí)方式，為學(xué)生提供繼續(xù)學(xué)習(xí)的平臺。我校在頂崗實習(xí)單位的安排上盡量集中，方便管理。并派專門教師，負(fù)責(zé)對實習(xí)學(xué)生在模具設(shè)計、加工和維修方面疑問的解答，及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況、工作狀態(tài)。教師利用學(xué)生實習(xí)的休息時間合理安排理論聯(lián)系實際的教學(xué)活動。實習(xí)教師利用QQ群、飛信等網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系方式，有針對性地指導(dǎo)，使學(xué)生在實習(xí)期間既學(xué)到專業(yè)知識，又掌握了企業(yè)所需要的基本技能和管理。
4.采用校企共同考核評價辦法
學(xué)生頂崗實習(xí)階段考核的主體是校企雙方，因此，學(xué)校與企業(yè)共同制定實習(xí)學(xué)生考核評價辦法。我院與企業(yè)制定的考核評價指標(biāo)體系，偏重企業(yè)評價，企業(yè)評價占70%，學(xué)校評價占30%。注重評價學(xué)生實際設(shè)計和加工模具的工作能力以及創(chuàng)新能力?？己嗽u價指標(biāo)內(nèi)容包括實習(xí)態(tài)度、工作質(zhì)量、崗位技能、遵章守紀(jì)、出勤情況、安全意識、實結(jié)等。在學(xué)生頂崗實習(xí)結(jié)束時，對達(dá)到考核標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生，企業(yè)根據(jù)頂崗實習(xí)情況擇優(yōu)選拔，使部分學(xué)生成為企業(yè)的正式員工。這也減少了企業(yè)找人的盲目性，對學(xué)生也有很大的吸引力，提高了學(xué)生頂崗實習(xí)的積極性，學(xué)生更加注重企業(yè)頂崗實習(xí)。
三、總結(jié)
“2+1”教學(xué)模式是一種適合現(xiàn)代高職教學(xué)特點的教學(xué)模式，它打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的單一性，對學(xué)生職業(yè)能力的提升和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有很大的促進作用。我校在“2+1”教學(xué)模式在培養(yǎng)方案中做出了一些探索并取得了一定的成績，但是為了更好的開展“2+1”模式下模具專業(yè)的人才培養(yǎng)，我們在具體的實踐中包括教學(xué)項目設(shè)計的合理性、師資培養(yǎng)和教學(xué)條件的改善仍有值得深入探究的問題。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：模具加工現(xiàn)狀；數(shù)控加工特點；數(shù)控加工種類
一、模具加工現(xiàn)狀
（1）模具精度高；模具生產(chǎn)周期短。
（2）各層次的模具技術(shù)人才資源不足。
（3）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，模具及其零部件的商品率偏低。
（4）模具制造的專業(yè)化程度和集中度有待進一步提高。
（5）模具及其零部件市場價偏低，模具修理費用更低，而且沒有市場指導(dǎo)價，完全靠購銷雙方”議價”，地區(qū)與廠際之間價差懸殊。
（6）模具新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料推廣應(yīng)用緩慢，特別是國內(nèi)自行開發(fā)的模具新材料大多至今未能推廣應(yīng)用。
（7）設(shè)備老化嚴(yán)重，超期服役的情況普遍。
二、數(shù)控加工的特點與應(yīng)用
數(shù)控加工是一種現(xiàn)代化的加工手段。同時數(shù)控加工技術(shù)也成為一個國家制造業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。利用數(shù)控加工技術(shù)可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的準(zhǔn)確性和精度都可以得到很好的保證?？傮w上說，和傳統(tǒng)的機械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下優(yōu)點：
（1）加工效率高。利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過程是由計算機控制，所以零件的互換性強，加工的速度快。
（2）加工精度高。同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動裝置，提高分辨率，減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。
（3）勞動強度低。由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機床工作時，只需要監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)。所以勞動強度很低。
（4）適應(yīng)能力強。數(shù)控加工系統(tǒng)就象計算機一樣，可以通過調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴展。
（5）工作環(huán)境好。數(shù)控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物，對機床的運行溫度、濕度及環(huán)境都有較高的要求。
三、模具生產(chǎn)中數(shù)控機床的分類
數(shù)控加工的方式很多，包括數(shù)控銑加工、數(shù)控電火花加工、數(shù)控電火花線切割、數(shù)控車削加工、數(shù)控磨削加工以及其他一些數(shù)控加工方式，這些加工方式，為模具提供了豐富的生產(chǎn)手段。根據(jù)其特點，可以將模具分為許多類，每一類模具，都有其最合適的加工方式。因此，在實際生產(chǎn)中，必須合理分類，找到最適合的加工方式，以降低成本，提高生產(chǎn)率。
對于旋轉(zhuǎn)類模具，一般采用數(shù)控車削加工，如車外圓、車孔、車平面、車錐面等。酒瓶、酒杯、保齡球、方向盤等模具，都可以采用數(shù)控車削加工。對于復(fù)雜的外形輪廓或帶曲面模具，電火花成型加工用電極，一般采用數(shù)控銑加工，如注塑模、壓鑄模等，都可以采用數(shù)銑加工。對于微細(xì)復(fù)雜形狀、特殊材料模具、塑料鑲拼型腔及嵌件、帶異形槽的模具，都可以采用數(shù)控電火花線切割加工。模具的型腔、型孔，可以采用數(shù)控電火花成型加工，包括各種塑料模，橡膠模、鍛模、壓鑄模、壓延拉深模等。對精度要求較高的解析幾何曲面，可以采用數(shù)控磨削加工。
在制造模具模板是的工藝分析，根具其特點，確定模板的加工方式和加工工序，必要時可以采用特殊的加工方式，采用數(shù)控車床或加工中心，可以達(dá)到一人操作幾臺或多臺機床，只要完成對刀工作后就可以自動加工，利用數(shù)控加工可以達(dá)到非規(guī)則曲面加工，有的數(shù)控機床可以達(dá)到多軸聯(lián)動，與傳統(tǒng)的機械加工相比較，數(shù)控加工有著不可卓越的優(yōu)點，當(dāng)然，凡事有利必有弊，數(shù)控加工需要專業(yè)的數(shù)控編程人員，需要專業(yè)的三維建模軟件，培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才可以有效地發(fā)展數(shù)控技術(shù)，提高公司的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量。
模具在成型之后，其尺寸未能達(dá)到技術(shù)要求，根據(jù)其三維模型軟件生成的數(shù)控代碼，將成形模具固定到數(shù)控機床上進行精確的數(shù)控加工已達(dá)到要求尺寸和表面粗糙度，零件運用數(shù)控機床加工可以快速的實現(xiàn)準(zhǔn)確的定位和精準(zhǔn)的切削，同時還可以實現(xiàn)提高效率。
四、模具加工中數(shù)控設(shè)備的必要性
在信息社會和經(jīng)濟全球化發(fā)展的進程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟快速方面發(fā)展，技術(shù)含量不斷提高，模具生產(chǎn)向著專業(yè)化、信息化、數(shù)字化、無圖化、精細(xì)化、自動化方面發(fā)展；模具業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。
在模具制品日漸復(fù)雜、生產(chǎn)桀紂日益加快的今天，數(shù)控設(shè)備在模具加工中充當(dāng)著不可缺少的角色。
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介紹我國模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了模具人才的需求與就業(yè)前景；結(jié)合我校模具設(shè)計與制造專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展實踐，探討如何培養(yǎng)高職應(yīng)用型模具人才，專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展方向要與區(qū)域經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)結(jié)構(gòu)相匹配；高職院校應(yīng)結(jié)合本校實際，合理構(gòu)建專業(yè)課程體系以彰顯專業(yè)特色，加強校企合作，大力開展校外實習(xí)基地建設(shè)，合理構(gòu)建實踐教學(xué)體系，搭建學(xué)校與企業(yè)的直通橋梁，促進學(xué)生就業(yè)。
關(guān)鍵詞：
模具設(shè)計；專業(yè)建設(shè)；人才培養(yǎng)
1引言
模具工業(yè)經(jīng)歷了近半個多世紀(jì)的飛速發(fā)展，大型、復(fù)雜、精密、高效、使用壽命長的模具技術(shù)上了一個新臺階，模具設(shè)計與制造水平也有了很大提高。然而從我國模具工業(yè)的整體發(fā)展趨勢看，在模具設(shè)計和制造工藝水平方面與發(fā)達(dá)國家的差距還是很大，我國目前還只能實現(xiàn)模具零件70％左右的自給率，而且零件的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，先進制造技術(shù)的開發(fā)利用率較低，CAD、CAM、Pro/E、UG、SolidWorks、Cimatron等軟件技術(shù)的應(yīng)用也不普遍，精密化模具、熱流道塑料模具、多功能復(fù)合模具、氣體輔助注射模具、高壓注射成型模具等的零件與技術(shù)的開發(fā)亟待發(fā)展[1]。模具設(shè)計與制造的先進工藝，如優(yōu)質(zhì)模具材料的應(yīng)用、先進智能化表面處理、快速原型制造、模具高速掃描等也有待積極引進與普及?？梢娢覈＞咴O(shè)計與制造專業(yè)急需層次合理的模具人才，特別是需要大批的技術(shù)型、應(yīng)用型、中高級模具技術(shù)應(yīng)用人才。
2模具人才需求與就業(yè)前景分析
近年來我國各地的模具企業(yè)普遍遇到了模具技術(shù)人才短缺問題，人才短缺已成為制約模具工業(yè)技術(shù)水平和模具行業(yè)發(fā)展的瓶頸，特別是在經(jīng)濟發(fā)達(dá)的長三角、珠三角等產(chǎn)業(yè)基地對有較強操作技能與一定技術(shù)水平的中高級模具人才的需求非常旺盛。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)零件的基礎(chǔ)工藝裝備，我國正處在社會與經(jīng)濟的高速發(fā)展階段，據(jù)估計[2]，未來5年對模具設(shè)計、機械設(shè)計、數(shù)控編程等專業(yè)人才的需求量將達(dá)到1500萬。據(jù)《上海人才市場報》報道，在北京、上海、浙江等地的模具設(shè)計、開發(fā)、維修人員等非常緊缺，在上海普通模具設(shè)計師月薪為4000元左右，高級模具設(shè)計師月薪在8000元以上。而在廣東的東莞等地，一位具有工作經(jīng)驗的模具設(shè)計、模具制造技術(shù)工人的年薪常超過10萬。東莞人才市場的消息稱，隨著東莞制造業(yè)名城的打造，現(xiàn)有的模具設(shè)計和數(shù)控技術(shù)人才遠(yuǎn)無法滿足東莞制造業(yè)的實際需求。模具設(shè)計與開發(fā)、模具維修、CAM/CNC工程師、數(shù)控加工等已成為東莞人才市場招聘頻率最高的職位，東莞目前至少缺2000名高級模具人才，在Pro/E、UG等軟件應(yīng)用方面有工作經(jīng)驗的注射模、沖模、壓鑄模、擠出模等領(lǐng)域的中高級技術(shù)人才更是十分緊俏。我國目前模具人才的培養(yǎng)遠(yuǎn)不能滿足行業(yè)快速發(fā)展的實際需要，中等教育培養(yǎng)出來的畢業(yè)生，雖具備較強機械設(shè)備的操作能力，但模具設(shè)計、編程應(yīng)用的技術(shù)能力不強；而普通高校的本科畢業(yè)生雖具備較高理論水平，但缺乏實踐能力與經(jīng)驗，短期內(nèi)也無法滿足企業(yè)生產(chǎn)實踐的需要。一位優(yōu)秀模具工程技術(shù)人才不但需要系統(tǒng)的專業(yè)學(xué)習(xí)，更需要生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的長期積累。高職模具設(shè)計與制造專業(yè)的人才培養(yǎng)最為突出特點是能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生在校學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實踐的無縫對接。高職教育強調(diào)校內(nèi)實訓(xùn)基地，如模具制造車間、數(shù)控加工車間、模具結(jié)構(gòu)實訓(xùn)室、模具測量技術(shù)實訓(xùn)室等的建設(shè)與應(yīng)用，著重培養(yǎng)學(xué)生的操作技能；高職教育更重視校外實習(xí)基地建設(shè)，與企業(yè)緊密合作，為學(xué)生的生產(chǎn)實訓(xùn)、頂崗實習(xí)以及專職教師的雙師素質(zhì)培養(yǎng)提供場所，為學(xué)校、學(xué)生和企業(yè)的直通架起了橋梁。
3合理構(gòu)建專業(yè)課程體系
高職模具設(shè)計與制造專業(yè)培養(yǎng)具備一定模具設(shè)計、零件參數(shù)化設(shè)計、模具制造、模具維修及質(zhì)量控制、生產(chǎn)管理等實際工作能力，主要從事模具零件開發(fā)、設(shè)計、制造、維修等生產(chǎn)實踐的高技能應(yīng)用型專業(yè)人才。我院的模具設(shè)計與制造專業(yè)是學(xué)校較早設(shè)置的專業(yè)之一，專業(yè)建設(shè)的思路是以人才培養(yǎng)模式和特色課程體系建設(shè)為重點，立足學(xué)校和區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，對接湖南乃至周邊省市的先進裝備制造業(yè)，培養(yǎng)與區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)結(jié)構(gòu)相匹配的應(yīng)用型模具特色人才。目前我院機電系模具設(shè)計與制造專業(yè)是院級重點建設(shè)專業(yè)，也是省級精品專業(yè)，每年招生3個班級，招生人數(shù)100人左右。多年來，學(xué)校學(xué)工部對畢業(yè)生的就業(yè)狀況、工作現(xiàn)狀等都會進行調(diào)查、統(tǒng)計與匯總，并將這些信息反饋給專業(yè)教研室，這些重要信息是進行專業(yè)建設(shè)與改革的重要依據(jù)，因為畢業(yè)生的就業(yè)與工作就是一個社會檢驗過程，反映了我校培養(yǎng)學(xué)生的社會競爭力，反映了我校所培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)與職業(yè)水平。學(xué)生在就業(yè)的過程中深刻體會到了企業(yè)需要什么樣的模具人才，體會到了所學(xué)專業(yè)與自己能力方面的不足，這些反饋的重要信息是我們進行專業(yè)課程體系調(diào)整、專業(yè)方向優(yōu)化的重要依據(jù)。我院模具專業(yè)的建設(shè)正是緊密結(jié)合我校實際，抓住學(xué)校學(xué)科與專業(yè)建設(shè)機遇，不斷總結(jié)模具人才培養(yǎng)的實踐，積極改革、完善、優(yōu)化課程理論與實踐教學(xué)，逐步凝練本校模具專業(yè)特色，培養(yǎng)具有我校特色的高級應(yīng)用型模具技術(shù)人才。
由于各高職院校的模具設(shè)計與制造專業(yè)辦學(xué)模式、辦學(xué)條件不同，也存在區(qū)域差異性，專業(yè)所依托的院系不同，專業(yè)培養(yǎng)方向的側(cè)重點也有所差異，具有代表性的高職模具設(shè)計與制造專業(yè)課程設(shè)置情況歸納如表1所示[3-5]。從表1部分高職院校的課程設(shè)置可以看出，模具設(shè)計與制造專業(yè)實際上可以分為三大方向：沖模設(shè)計與制造、塑料模設(shè)計與制造、壓鑄模設(shè)計與制造。為適應(yīng)企業(yè)對模具專業(yè)技術(shù)人員的需要，專業(yè)課程體系的設(shè)置，必須以就業(yè)為導(dǎo)向，以市場需求為出發(fā)點，合理設(shè)置專業(yè)課程，培養(yǎng)具有個性特征的應(yīng)用型模具人才。我校的模具設(shè)計與制造專業(yè)的課程體系和培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該有自己的特色，不能盲目趨同，而應(yīng)做到人無我有、人有我專，突出培養(yǎng)學(xué)生某一方面的能力，增強就業(yè)競爭力。通過不斷借鑒其他高職院校近年來模具設(shè)計與制造專業(yè)建設(shè)的實踐經(jīng)驗，吸取最新成果，探索出適合我校校情的專業(yè)課程體系、理論與實踐教學(xué)方案，使我校的模具設(shè)計與制造具有鮮明的專業(yè)特色，培養(yǎng)特色模具人才。我校的模具設(shè)計與制造專業(yè)經(jīng)過多年的辦學(xué)實踐經(jīng)驗正逐步凝練出自己的專業(yè)特色，即專業(yè)課程體系主要以塑料模具為重點，又兼顧沖模與壓鑄模，培養(yǎng)以塑料模具設(shè)計與制造能力為主，又具有沖模及壓鑄模設(shè)計與制造較為廣博知識的新型、應(yīng)用型模具技術(shù)人才。
4合理構(gòu)建實踐教學(xué)體系
高職院校培養(yǎng)的是應(yīng)用型技術(shù)人才，在教育過程中要突出技能、技術(shù)的傳授，在教學(xué)實踐中更應(yīng)注重學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)[6，7]。純粹的理論教學(xué)會使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理、缺乏學(xué)習(xí)熱情，如能讓學(xué)生在實踐中去完成項目任務(wù)，在工作過程中發(fā)現(xiàn)存在的問題，繼而運用所學(xué)知識去解決問題，才能真正達(dá)到在校學(xué)習(xí)的目的。合理構(gòu)建實踐教學(xué)體系就是要依據(jù)模具設(shè)計與制造專業(yè)學(xué)科特點，設(shè)計實踐教學(xué)方案，逐步完善從基礎(chǔ)實踐到專業(yè)實踐再到社會實踐的完整實踐教學(xué)鏈，總結(jié)出行之有效的符合本校實情的實踐教學(xué)模式，并不斷深化改革，優(yōu)化實踐體系才能真正突出各個職業(yè)院校的辦學(xué)特色。
（1）實踐教學(xué)要倡導(dǎo)學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)的教育理念。學(xué)生是理論與實踐教學(xué)的主體，學(xué)生是否積極主動參與教學(xué)過程是教學(xué)成敗的關(guān)鍵。在實踐教學(xué)過程中，通過什么樣的教學(xué)手段與方法讓學(xué)生高效、快速掌握相應(yīng)的操作技能，是實踐教學(xué)的根本任務(wù)。在教學(xué)活動中充分調(diào)動學(xué)生的積極性，讓他們盡可能地參與豐富多彩的教學(xué)活動，并突出學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)的教育理念，才能使教與學(xué)順暢、和諧。在實踐教學(xué)開始前，務(wù)必要使學(xué)生看到今后的職業(yè)前景，了解畢業(yè)后從事崗位的基本要求，學(xué)生看清了畢業(yè)后自己要走的職業(yè)道路，在思想上也就更加重視實踐教學(xué)，才會以主人翁姿態(tài)全心投入實踐教學(xué)的學(xué)習(xí)當(dāng)中。例如在模具拆裝實訓(xùn)教學(xué)中，教師可以針對教學(xué)內(nèi)容與要求，選擇同學(xué)們比較熟悉的模具項目，如鼠標(biāo)外殼注射模拆裝。教師先給學(xué)生演示模具，學(xué)生有了感性認(rèn)識之后，明確該項目的目標(biāo)、需要解決的問題、運用所學(xué)知識如何解決問題，由學(xué)生充分利用自己搜集的信息，確定項目的具體工作步驟。各小組按照已確定的工作步驟和程序進行工作，協(xié)同完成模具拆裝任務(wù)。在整個實踐教學(xué)過程中學(xué)生是主體，要以學(xué)生為中心，發(fā)揮學(xué)生想象力、創(chuàng)造力。教師的指導(dǎo)要恰到好處，教師只是引導(dǎo)者、促進者，發(fā)揮的只是協(xié)助作用。強調(diào)學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)，就是要強調(diào)學(xué)生和教師在教學(xué)過程中的正確姿態(tài)。強調(diào)老師的引導(dǎo)、主導(dǎo)作用，強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、自覺性、參與性。教師是舞臺的節(jié)目主持人，學(xué)生才是舞臺上的真正表演者。體現(xiàn)實際動手能力和工作能力的實踐課程，也是以理論知識為指導(dǎo)，在進行實踐之前，教師要把實踐過程中涉及到的重要知識點教授給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生帶著項目任務(wù)有目的地進行實踐操作。而在實踐過程當(dāng)中，教師不應(yīng)過多參與其中，該放手時就放手。學(xué)生才是主體，讓學(xué)生獨立動手、獨立思考、獨立完成任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力，這也是實踐教學(xué)的真正意義所在。
（2）加強校企聯(lián)合、大力開展實習(xí)基地建設(shè)，搭建學(xué)生與企業(yè)直通的就業(yè)橋梁。不同于普通本科院校，高職人才培養(yǎng)更注重職業(yè)技能的培養(yǎng)，而學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的主要途徑就是實踐教學(xué)，因此在高職人才培養(yǎng)方案中實踐教學(xué)占有相當(dāng)比重。模具設(shè)計與制造專業(yè)實踐教學(xué)是根據(jù)模具相關(guān)職業(yè)崗位的知識、能力、素質(zhì)要求，著重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能。實踐教學(xué)形式可謂豐富多彩，有模具設(shè)計實訓(xùn)，模具結(jié)構(gòu)實訓(xùn)、數(shù)控編程與加工實訓(xùn)、生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)等主要實踐方式。我校模具設(shè)計與制造專業(yè)的實踐教學(xué)細(xì)分成以下模塊：模具鉗工實訓(xùn)、車工實訓(xùn)、銑工實訓(xùn)、數(shù)控車工實訓(xùn)、技術(shù)測量實訓(xùn)、模具制造實訓(xùn)、模具裝配實訓(xùn)、校外生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)頂崗實習(xí)等。由于各學(xué)校模具專業(yè)培養(yǎng)方向的側(cè)重點不同，實踐教學(xué)項目與領(lǐng)域是有所差別的。也可能存在設(shè)備不足、設(shè)備陳舊、實訓(xùn)項目不齊全等問題，學(xué)?？梢酝ㄟ^跟企業(yè)進行合作，將企業(yè)需要完成的部分零件搬到學(xué)校，由學(xué)生通過實踐教學(xué)完成，既解決企業(yè)的生產(chǎn)問題，也解決學(xué)校設(shè)備問題。實訓(xùn)教學(xué)也可以大膽地把學(xué)生放到企業(yè)當(dāng)中，將學(xué)生有計劃地安排到合作企業(yè)當(dāng)中完成實訓(xùn)實習(xí)。使學(xué)校教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)緊密配合，既解決了學(xué)校的實踐教學(xué)問題，又解決了企業(yè)的生產(chǎn)問題，更重要的是為今后的學(xué)生就業(yè)與企業(yè)人才招聘架起了橋梁，很好地實現(xiàn)了學(xué)校人才培養(yǎng)與企業(yè)人才需求的無縫對接[8，9]。高職院校應(yīng)大力加強校企合作，建立穩(wěn)定的校外實習(xí)基地，更應(yīng)豐富與企業(yè)實習(xí)基地合作的形式。我校模具設(shè)計與制造專業(yè)與南岳電控(衡陽)工業(yè)技術(shù)有限公司、特變電工（衡陽）變壓器有限公司、湖南天雁機械有限責(zé)任公司、衡陽華菱鋼管有限公司等企業(yè)長期簽訂合作辦學(xué)協(xié)議，學(xué)生每年可以分批次到這些企業(yè)進行項目實踐教學(xué)、生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)等。學(xué)生有機會深入企業(yè)生產(chǎn)第一線，對將來自己從事的職業(yè)崗位有細(xì)致的感性認(rèn)識，對自己今后踏入社會也有充分的準(zhǔn)備，增強了自己的見識，也對自己的未來更有信心。模具設(shè)計與制造專業(yè)每年有近80%的畢業(yè)生是到這些實習(xí)基地的企業(yè)就業(yè)，學(xué)生在企業(yè)的頂崗實習(xí)有半年之久，學(xué)生畢業(yè)后直接成為正式員工，也省去了企業(yè)招聘員工后的漫長培訓(xùn)過程，所以對學(xué)校和企業(yè)都是雙贏的。由此可見，校企合作，建立穩(wěn)定的校外實習(xí)基地，不但能為學(xué)生提供實踐教學(xué)場地，同時也為學(xué)生就業(yè)搭建了與企業(yè)直通的橋梁[10，11]。實習(xí)基地不但是學(xué)生的實習(xí)基地，同時也是專業(yè)教師的科研基地。模具設(shè)計與制造專業(yè)教研室，每年暑假輪流派遣專業(yè)教師到企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)，專業(yè)教師還可以依托企業(yè)資源開展應(yīng)用性課題研究，實習(xí)基地也為“雙師型”教師的培養(yǎng)提供了一個良好的平臺[12，13]。在學(xué)校大力加強校企合作和鼓勵“雙師型”教師培養(yǎng)的大環(huán)境下，近年來，模具設(shè)計與制造專業(yè)教研室派出了多位老師深入企業(yè)生產(chǎn)一線，學(xué)習(xí)模具生產(chǎn)與制造的先進工藝，帶領(lǐng)學(xué)生積極參與企業(yè)的實踐課題研究，發(fā)表了十幾篇研究論文，同時獲得多項模具應(yīng)用方面的實用新型專利。校企合作不能流于形式，而要真正地實行互動、互幫、互助，一方面，專業(yè)教師要走出校園，走進企業(yè)，跟蹤并掌握企業(yè)人才需求的最新動態(tài)，掌握模具技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)，收集來自生產(chǎn)一線的零件加工工藝、模具設(shè)計課題等實例，并應(yīng)用于教學(xué)實踐。教師要積極參與企業(yè)的實踐課題研究，參與企業(yè)的模具設(shè)計與技術(shù)開發(fā)實踐。另一方面，學(xué)校要不定期邀請企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員、人事主管來校講學(xué)，指導(dǎo)專業(yè)的理論與實踐教學(xué)改革，為人才培養(yǎng)與專業(yè)發(fā)展獻計獻策。
5結(jié)束語
高職模具設(shè)計與制造專業(yè)是集機械制造、材料工程、數(shù)控加工、計算機應(yīng)用技術(shù)于一體的復(fù)合型、應(yīng)用型專業(yè)，其教育教學(xué)過程中最為突出特點就是對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，是要培養(yǎng)模具加工工藝與制造、維修、模具裝配與調(diào)試、模具企業(yè)經(jīng)營與管理等方面的高級應(yīng)用型技術(shù)人才。雖然國內(nèi)已有近百所高職院校開設(shè)了該專業(yè)，然而各校在辦學(xué)理念、辦學(xué)背景、辦學(xué)條件等方面都存在顯著差異，模具設(shè)計與制造專業(yè)的人才培養(yǎng)沒有現(xiàn)成的、統(tǒng)一的模式，需要結(jié)合本校實際，邊實踐邊改革、不斷探索、不斷完善。專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展應(yīng)該立足于學(xué)校的可持續(xù)發(fā)展，立足于區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展方向要與區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)結(jié)構(gòu)相匹配，以彰顯本校人才培養(yǎng)特色，使自己的專業(yè)在為地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的過程中不斷發(fā)展壯大。總之高職院校要培養(yǎng)具有本校特色的應(yīng)用型模具人才，就應(yīng)該立足區(qū)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，同時結(jié)合本校實際，合理構(gòu)建專業(yè)課程體系；加強校企合作，大力開展校外實習(xí)基地建設(shè)，合理構(gòu)建實踐教學(xué)體系，努力搭建學(xué)校與企業(yè)直通的橋梁，促進學(xué)生就業(yè)。
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一般來說，并沒有不好的材料，只有在特定的領(lǐng)域使用了錯誤的材料。因此，設(shè)計者必須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能，并仔細(xì)測試這些材料，研究其與各種因素對成型加工制品性能的影響。本文只就傳統(tǒng)的熱塑性材料進行分析以說明問題。在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結(jié)晶性塑料。這兩類材料在分子結(jié)構(gòu)和受結(jié)晶化影響的性能上有明顯不同。一般來說，半結(jié)晶性熱塑性塑料主要用于機械強度高的部件，而無定型熱塑性塑料由于不易彎曲，則常被應(yīng)用于外殼。這是材料選用的大框，其次，還要根據(jù)填料和增強材料繼續(xù)選擇。
（一）根據(jù)填料和增強材料進行選擇的分析
熱塑性塑料可分為未增強、玻璃纖維增強、礦物及玻璃體填充等種類產(chǎn)品。玻璃纖維主要用于增加強度、堅固度和提高應(yīng)用溫度；礦物和玻纖則具較低的增強效果，主要用于減少翹曲。玻璃纖維會影響到成型加工，尤其會對部件產(chǎn)生收縮和翹曲性。所以，玻璃纖維增強材料不能被未增強熱塑性塑料或低含量增強材料來替代，而不會有尺寸改變。玻璃纖維的取向由流動方向決定，這將引起部件機械強度的變化。試驗（從注射成型片的橫向和縱向截取了10個測試條，并在同一個拉力測試儀上對它們的機械性能進行了比較）表明，對添加了30％玻璃纖維增強的熱塑性聚酯樹脂，其橫向的拉伸強度比縱向（流動方向）低了32％，撓曲模量和沖擊強度分別減少了43％和53％。
在綜合考慮安全因素的強度計算中，應(yīng)注意到這些損失。
在一些熱塑性塑料中加入了一系列增強材料、填料和改性劑來改變它們的性質(zhì)。由這些添加劑產(chǎn)生的性能變化必須認(rèn)真地從手冊或數(shù)據(jù)庫中查閱，更好的是聽取原材料制造廠家的專家的技術(shù)建議。以選用最為合適的材料。
（二）考慮濕度對材料性能影響
一些熱塑性材料，特別是PA6和PA66，吸濕性很強。這可能會對它們的機械性能和尺寸穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。在進行設(shè)計時，應(yīng)特別注意這種性能，考慮其對產(chǎn)品性能的影響。
模具材料的選用取決于制品材料，細(xì)致分析制品材料后，才能在模具設(shè)計時選用最為合適的模具材料。
（三）塑料制品模具材料選用
細(xì)致分析塑料制品使用的材料后，選取最為合適的模具材料。目前我國市場常見的、適合熱縮性材料的模具材料有：非合金型塑料模具鋼（即碳素鋼）、滲碳型塑料模具鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、耐腐蝕型塑料模具鋼幾種。在模具材料選取時，根據(jù)制品材料是否改性和增加填充劑，添加何種添加劑來選取適合的模具材料。例如：制作形狀復(fù)雜的大、中型精密塑料制品時，其模具材料可選用預(yù)硬型塑料模具鋼；制造復(fù)雜、精密且生產(chǎn)時間較長，需要高壽命模具時刻采用時效硬化型塑料模具鋼。具體選用時主要還是要針對塑料制品的材料和模具預(yù)計使用情況選取。適宜的材料加上合理的設(shè)計將極大的提高模具使用周期，同時也可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。
二、壁厚及相關(guān)注意事項對產(chǎn)品性能的影響
在工程塑料零件的設(shè)計中，還有一些設(shè)計要點要經(jīng)常考慮，其中對于壁厚的設(shè)計尤為重要，壁厚設(shè)計的合理與否對產(chǎn)品影響極大，改變一個零件的壁厚，對以下主要性能將有顯著影響：零件重量、在模塑中可得到的流動長度、零件的生產(chǎn)周期、模塑零件的剛性、公差、零件質(zhì)量，如表面光潔度、翹曲和空隙等。
（一）塑料模具設(shè)計工藝中的基礎(chǔ)要求
在設(shè)計的最初階段，有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。流程與壁厚比率對注塑工藝中模腔填充有很大影響。如果在注塑工藝中，要得到流程長、而薄，則聚合物應(yīng)具有相當(dāng)?shù)牡腿廴谡扯龋ㄒ子诹鲃尤劢猓┦欠浅１匾?。為了深入了解聚合物熔化時的流動性能，可以使用一種特殊的模具來測定流程。
增加壁厚不僅決定了機械性能，還將決定成品的質(zhì)量。在塑料零件的設(shè)計中，很重要的一點是盡量使均勻。同一種零件壁厚不同可引起零件的不同收縮性，根據(jù)零件剛性不同，這將導(dǎo)致嚴(yán)重的翹曲和尺寸精度問題。為取得均勻的，模制品的厚壁部分應(yīng)設(shè)置模心。此舉可防止形成空隙，并減少內(nèi)部壓力，從而使扭曲變形減至最小。零件中形成的空隙和微孔，將使橫截面變窄，內(nèi)應(yīng)力升高，有時還存在切口效應(yīng)，從而大大降低其機械性能。不同壁厚塑料制品的模具設(shè)計時，模腔的要求也不同，根據(jù)制品的要求，設(shè)計模具的模腔及脫模斜度，斜度要與塑膠制品在成型的分?；蚍帜Ｃ嫦噙m應(yīng)；是否會影響外觀和壁厚尺寸的精度。
（二）熱塑性塑料設(shè)計中的指標(biāo)分析
熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性，不需要像具有高剛性、低延展性和低彈性的金屬一樣指定嚴(yán)格的范圍。設(shè)計者在決定熱塑性塑料模具制品的成本方面起了關(guān)鍵作用，合理且不影響產(chǎn)品性能的、縮小公差，較少成本是可以實現(xiàn)的。一般商業(yè)上可接受的產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但這還需要與應(yīng)用時的具體要求相結(jié)合來判斷。精確的模具可以有效的縮小制品公差，從而降低制品成本。因此，模具精密度對制品生產(chǎn)廠家具有重要意義。
三、塑料模具設(shè)計時對收縮值的考慮
為了不對塑料部件制定過分嚴(yán)格的范圍，必須要注意一些影響塑料制品尺寸準(zhǔn)確性的因素。模具制造的標(biāo)準(zhǔn)必須嚴(yán)格遵守，同時要特別注意脫模斜度的重要性，因為它決定了脫模容易與否及防翹曲性能。
還有一個與產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的重要問題是，當(dāng)成型品是由不同材料或不同壁厚制成時，其模后收縮值與方向和厚度相關(guān)如果復(fù)雜的成型對加工的要求非常嚴(yán)格，必須要獲得模具原型有關(guān)收縮值和翹曲行為的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)玻璃增強材料的這一性質(zhì)最為明顯。玻璃纖維的取向性可在水平方向和垂直方向產(chǎn)生具有顯著性差異的收縮，從而導(dǎo)致尺寸不準(zhǔn)確。塑料制品的幾何形狀對收縮也有影響，進而影響到產(chǎn)品的性能，這也是設(shè)計者值得關(guān)注的一點。因此在此類制品模具設(shè)計時要注意制品脫模收縮后的尺寸是否為產(chǎn)品要求尺寸，否則因制品模后收縮值的影響，極有可能導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)論：
與產(chǎn)品模后性能相關(guān)問題還有許多，設(shè)計人員可以參考手冊進行設(shè)計?？傊谒芰现破纺＞咴O(shè)計時要充分考慮可能影響制品尺寸、性能、外觀等多方面因素，綜合利弊，選用適合的材料，合理的設(shè)計，才能保證產(chǎn)品的性能。
論文關(guān)鍵詞:塑料模具設(shè)計；材料；選用
論文摘要:隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展及塑料制品在各個領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對模具的要求也越來越高。同時也對專業(yè)設(shè)計人員的經(jīng)驗提出了更高的要求，在塑料制品模具設(shè)計時制品材料的選擇是決定產(chǎn)品性能的重要因素。還有制品壁厚等問題是輔助設(shè)計軟件所不能解決的，要需要專業(yè)設(shè)計人員長時間經(jīng)驗的積累才能做好的。因此本文就塑料制品模具設(shè)計中若干重要問題做以簡要的討論。
參考文獻
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【論文摘要】：針對汽車覆蓋件沖壓的有限元模擬方面的具體問題進行了研究，采用彈塑性有限元的數(shù)值模擬及試驗研究的方法，對汽車覆蓋件拉延過程中的成形進行了研究。針對拉延模擬結(jié)果進行應(yīng)力應(yīng)變分析，尋找工藝參數(shù)的優(yōu)化方案，改進的工藝方案使破裂情況明顯改善。
由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀等一系列優(yōu)點，在機械行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，占有十分重要的地位[1]。但是沖壓模具的設(shè)計主要依據(jù)工程師長期積累的經(jīng)驗。對于復(fù)雜的成形工藝和模具，設(shè)計質(zhì)量難以得到保證;一些關(guān)鍵性的設(shè)計參數(shù)要在模具制造出來之后，通過反復(fù)的調(diào)試、修改才能確定。這樣就浪費了大量的人力、物力和時問[2-3]。隨著有限元技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬已逐漸成為工藝分析及優(yōu)化設(shè)計的有效工具。
1.有限元模型的建立和參數(shù)設(shè)定
一般汽車覆蓋件工藝設(shè)計流程具體分析如下:(1)根據(jù)產(chǎn)品圖及產(chǎn)品沖壓工藝設(shè)計，進行詳細(xì)的車身產(chǎn)品工藝性分析。為了實現(xiàn)拉延或創(chuàng)造良好的拉延條件，必須合理考慮沖壓方向、工藝補充部分形狀以及壓料面形式、拉延筋布置等重要工藝因素。其中包括利用計算機進行的工藝補充面三維設(shè)計。(2)在滿足產(chǎn)品使用的前提下，將過剩的質(zhì)量要求及時反饋給產(chǎn)品設(shè)計部門，進行研討，力爭把產(chǎn)品完善到最簡單、最合理的工藝要求，以克服產(chǎn)品的過剩質(zhì)量，減少不必要的工裝投入。(3)利用計算機進行車身產(chǎn)品的沖壓工藝性分析，進行圖面形狀的分析探討和尺寸公差的分析研究，在充分理解、把握產(chǎn)品使用性能要求的前提下，考慮用戶使用和維修，利用塑性加工原理、沖壓工藝知識和模具設(shè)計結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識，設(shè)計沖壓工藝過程圖。在設(shè)計過程中，同時要分析沖壓工藝方案，發(fā)現(xiàn)不足之處，進行必要的修正。(4)模具設(shè)計人員按照沖壓工藝過程圖的基本要求進行模具設(shè)計，模具CAD設(shè)計包括上、下模座，工作部分零件，導(dǎo)向部件，定位零件和進出料裝置等設(shè)計。數(shù)控編程和模型人員按照沖壓工藝過程圖和模具圖進行數(shù)控編程和模型制造，最后按照沖壓工藝過程模具圖要求進行機械加工和模具裝配調(diào)試，最終調(diào)試出合格的產(chǎn)品。
選用某轎車內(nèi)部地板零件產(chǎn)品圖，此零件是一個比較復(fù)雜的中小型車身結(jié)構(gòu)件。由于零件拉延深度深，并且具有局部反拉延，因此成形過程估計會出現(xiàn)問題，為了驗證問題所在我們利用CAE軟件進行模擬成形計算。對于復(fù)雜沖壓零件的成形過程，不但同一時刻不同位置的板坯所承受的變形方式和變形程度不同，而且不同時刻同一位置的板坯所承受的變形方式和變形程度也不同;另外，沖壓工藝邊界條件的設(shè)定對變形路徑和各部分的變形程度的影響也非常明顯。
一般劃分網(wǎng)格時，首先建立一個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型。這一步驟是連接分離的型面，使你可以在網(wǎng)格劃分的時候得到連續(xù)的網(wǎng)格(兩個相連的元素在分界線之問共同享用相同的節(jié)點)。系統(tǒng)能通過你所定義的公差自動辨認(rèn)普通表面之問的分界線，以建立我們所說的拓?fù)淠Ｐ汀＝⒑猛負(fù)浣Y(jié)構(gòu)以后，應(yīng)定義網(wǎng)格劃分的參數(shù)，并進行網(wǎng)格的自動劃分。一般情況下要求用戶最少確定四個參數(shù)，包括最小元素大小，最大元素大小，兩個相連的元素之問的法向夾角，網(wǎng)格的弦高。最小元素的大小影響著網(wǎng)格劃分中最小元素的尺寸。當(dāng)模型的型面比較平坦時它最大元素的大小則受最大元素參數(shù)的影響。兩個相連的元素之問的法向夾角所起的作用是規(guī)定了兩個相連元素之問的最大法向夾角，即當(dāng)兩個元素的夾角大于用戶給定的值時，這兩個元素會分裂為更多的元素，故它影響著倒角和小圓角部分的網(wǎng)格密度，它的值越小網(wǎng)格則越密。例如:一般我們在劃分模具網(wǎng)格時，它的拉延圓角最好有五行元素，這時調(diào)整法向夾角的參數(shù)就可以達(dá)到目的。弦高的大小則影響著大網(wǎng)格半徑表面上的網(wǎng)格密度，它的值越大，則網(wǎng)格越少。在汽車覆蓋件模擬中，板料數(shù)據(jù)一般都是曲線，因此板料的網(wǎng)格劃分與模具的劃分不一樣。
根據(jù)實際需要確定板料特性，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系=537(0.0102+)0.23MPa，法向各項異性系數(shù)為1.8。其他參數(shù)如下:揚氏模量2.07E+5MPa;屈服極限210MPa;泊松比0.28;板材厚度0.8mm;板料質(zhì)量密度7.83E-9;r0=1.87,r45=1.27,r90=2.17。由于摩擦系數(shù)必須有實驗得出，特別是幾種常用材料在工業(yè)生產(chǎn)中的實際摩擦系數(shù)。考慮到汽車覆蓋件生產(chǎn)廠家和模具生產(chǎn)廠家的實際，一般不考慮使用油，在拉延前要使用清潔防銹油清理兼。因此我們必須通過試驗來得出在幾種不同條件下的摩擦系數(shù)，例如干摩擦和加清潔防銹油后的摩擦。還有就是拉延筋的拉延阻力在不同形狀拉延筋情況下的取值。測定為此我們設(shè)計了覆蓋件模具的摩擦系數(shù)和實際拉延筋拉延阻力的測定的試驗，詳細(xì)試驗結(jié)果在第六章中。摩擦系數(shù)根據(jù)測量結(jié)果給定0.175,拉延筋選取單圓筋，拉延阻力為0.178KN/mm。
2.汽車覆蓋件沖壓的有限元模擬結(jié)果分析
經(jīng)過計算后，板料的FLD如圖2所示。在FLD圖中，紅色表示破裂，粉紅色表示起皺，而在應(yīng)變云圖中紅色表示正應(yīng)變，深藍(lán)表示副應(yīng)變。從FLD圖中我們可以看出四處破裂，分別是大鼓包處，凹坑底部，最下方的小鼓包處，右上方的直壁處。通過主應(yīng)變和次應(yīng)變云圖可以看出在突起的鼓包頂端處為雙向拉應(yīng)變發(fā)生破裂，并目_從板料輪廓的變化發(fā)現(xiàn)在有拉延筋的地方板料兒乎沒有流動，形成過度脹形，凹坑底部破裂處也同樣出現(xiàn)脹形過度問題。而模具拉延直壁處的破裂卻是不同形式的，該處的主應(yīng)變?yōu)槔瓚?yīng)變，次應(yīng)變?yōu)閴簯?yīng)變，為明顯的拉深破裂狀態(tài)。之所以只有這個直壁角破裂是因為這個角離大鼓包最近，并且通過成形過程的模擬我們發(fā)現(xiàn)這個直角壁首先成形，從而在凹坑成形前破裂。其它四個角由于拉延高度低并且沒有復(fù)雜的凸凹變形，都有足夠的板料流動量，板料的流動情況良好，所以沒有破裂。
3.汽車覆蓋件沖壓工藝改進方案
在去掉拉延筋，變化壓邊力后還是無法緩解，于是決定改變模型，我們把拉延直壁消除降低了模具拉延高度;把型面中那一個接近大直角型面過渡改為一個小緩坡，減緩了陡峭程度;由于模具進料困難，所以去掉拉延筋，然后設(shè)定壓邊力為400KN,摩擦系數(shù)為0.12，進行模擬后如圖4所示?？梢钥闯雠c未改前的情況有很大的不同，破裂情況明顯改善，尤其是右上角直壁處的破裂變得很小，這是由于降低了它的拉延高度。
4.結(jié)論
世界上每年的鋼材有半數(shù)以上被軋制成板料和管料。金屬板、管的成形和加工在航空、航天、汽車、船舶及許多民用工業(yè)中都占有相當(dāng)重的比例。因此，提高相應(yīng)的成形技術(shù)和制造水平是一個具有普遍意義的大課題。因此，文章在汽車覆蓋件數(shù)值模擬和試驗研究的基礎(chǔ)上，采用有限元的數(shù)值模擬及試驗研究的方法，對汽車覆蓋件拉延過程中的成形進行了數(shù)值模擬和試驗研究。
參考文獻
[1]李東升,黃小明,胡世光.汽車覆蓋件拉延筋的單元模擬試驗研究[D].北京航空航天大學(xué)學(xué)報，1995.21(2):67-71.
關(guān)鍵詞:三維反求技術(shù);逆向工程;模具
中圖分類號:TP391文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)21-0052-02
三維反求技術(shù)在現(xiàn)代化的加工中應(yīng)用越來越廣泛,但三維反求技術(shù)應(yīng)用方面的文章卻不多,為此本文作了以下介紹。
反求技術(shù)可以在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上解剖、深化設(shè)計和再創(chuàng)造,可有效改善技術(shù)水平,提高生產(chǎn)率,增強產(chǎn)品競爭力,是消化、吸收先進技術(shù)進而創(chuàng)造和開發(fā)各種新產(chǎn)品的重要手段。據(jù)統(tǒng)計,各國70%以上的技術(shù)源于國外,逆向工程作為掌握技術(shù)的一種手段,使產(chǎn)品研制周期縮短40%以上。研究反求技術(shù),對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高,具有重要的意義。
一、三維反求技術(shù)
(一)三維反求技術(shù)的概念
三維反求技術(shù)亦稱為逆向工程 (RE,ReverseEngineering),是近年來 CAD/CAM技術(shù)領(lǐng)域研究的―個熱點。簡單地講,如果把傳統(tǒng)的從構(gòu)思-設(shè)計-產(chǎn)品這個過程稱為正向工程的話,那么,產(chǎn)品模型(或?qū)嵨?- CAD信息模型-CAM或快速原型件這個過程就稱為反求工程。
(二)三維反求技術(shù)得原理及工作流程
三維反求技術(shù)包括影像反求、軟件反求及實物反求等三方面。目前相對最多人研究的是實物反求技術(shù)。它是研究實物CAD模型的重建和最終產(chǎn)品的制造。狹義來說,三維反求技術(shù)是將實物模型數(shù)據(jù)化成設(shè)計、概念模型,并在此基礎(chǔ)上對產(chǎn)品進行分析、修改及優(yōu)化等技術(shù)。
1.工作原理。三維反求技術(shù)是利用電子儀器去收集物體表面的原始數(shù)據(jù),之后再使用軟件,計算出采集數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo),并得到對應(yīng)的顏色。掃描儀是對物體作全方位的掃描、然后整理數(shù)據(jù)、三維造型、格式轉(zhuǎn)換、輸出結(jié)果。整個操作過程,可以分為四個步驟:(1)物體數(shù)據(jù)化:普遍采用三坐標(biāo)測量機或激光掃描儀來采集物體表面的空間坐標(biāo)值;(2)從采集的數(shù)據(jù)中分析物體的幾何特征:依據(jù)數(shù)據(jù)的屬性,進行分割、再采用幾何特征和識別方法來分析物體的設(shè)計及加工特征;(3)物體三維模型重建:利用CAD軟件,把分割后的三維數(shù)據(jù)作表面模型的擬合,得出實物的三維模型;(4)檢驗、修正三維模型。
2.工作流程。三維反求的典型工作流程主要是對現(xiàn)有的實物,使用數(shù)據(jù)化的儀器,準(zhǔn)確、快速地采集表面輪廓的空間坐標(biāo)值,然后構(gòu)建曲面、經(jīng)CAM軟件產(chǎn)生CNC加工刀路,在CNC機床上把實物模型制造出來或利用快速原型制造機,把實物原型制造出來。在產(chǎn)品設(shè)計方面,采集的空間坐標(biāo)值,可對實體三維模型,作復(fù)雜的修改或再創(chuàng)新?？焖僭椭圃鞕C可讀取STL格式的文檔,可以由云點直接轉(zhuǎn)換或在建造的曲面、實體三維模型中轉(zhuǎn)換。
二、三維反求技術(shù)的應(yīng)用綜合
三維反求技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛,一些高技術(shù)含量的航空、航天工業(yè),汽車工業(yè)都采用了此項技術(shù)于產(chǎn)品研發(fā)及制造。在制造工業(yè)中,采集的數(shù)據(jù)用于模具制造,產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā),例如消費性的電子產(chǎn)品等。
此外,反求技術(shù)配合快速原型制造技術(shù),更能發(fā)揮快速原型技術(shù)的優(yōu)勢、擴大它的應(yīng)用范疇。憑借反求技術(shù)及有關(guān)的軟件,設(shè)計者可以快速制造實物,同時可以快速對實物修改、優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計,這樣便可以縮短產(chǎn)品設(shè)計的周期,加速新產(chǎn)品的出現(xiàn),提高公司的競爭力。三維反求技術(shù)的應(yīng)用綜合如下:
1.從概念到快速原型制造。在產(chǎn)品設(shè)計中,有些實物很難利用CAD軟件來建造CAD模型來表達(dá)設(shè)計概念,但有了三維反求技術(shù)后,便很快從實物轉(zhuǎn)換成設(shè)計模型。
2.快速制造模具。技術(shù)人員利用反求技術(shù)掃描實物,然后把采集得到的數(shù)據(jù),通過專門的軟件,如Renishaw公司的Tracecut軟件,直接產(chǎn)生刀路,輸出到數(shù)控加工中心,制造出模具來。這種情況,在汽車的后市場(after market)及電子消費品特別普遍。汽車的原廠零部件相對較貴,所以傾向于尋找代替品,價格相對便宜的。由于市場相當(dāng)龐大,所以誘發(fā)一批廠家生產(chǎn)這些代替品。由于沒有原廠產(chǎn)品技術(shù)資料,如實物的工程圖或CAD模型,他們只好利用反求技術(shù),采集實物的三維數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)化成刀路,直接制造模具。另一種情況是一些停產(chǎn)老產(chǎn)品,現(xiàn)在有需求。由于停產(chǎn)多時,原始數(shù)據(jù)都沒有了,只好把現(xiàn)有的實物掃描、采集數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)成刀路來制造模具,實現(xiàn)再次生產(chǎn)。
3.美觀設(shè)計領(lǐng)域。例如汽車外形設(shè)計,廣泛采用真實比例的木質(zhì)或泥塑模型來評估整體設(shè)計效果,此時需用逆向工程的設(shè)計方法。
4.仿制流線型、形狀復(fù)雜而且無法用人工方法準(zhǔn)確量度的實物。航空、航天器的有些零部件流線型特別強,一般的測量儀器是絕對無法準(zhǔn)確測量其曲面。反求技術(shù)便可以在一個面積細(xì)小表面上采集上百萬、上千萬的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),之后便可以通過軟件建造曲面。在一個相等面積的表面,三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)愈多,建造的曲面便愈準(zhǔn)確。
5.產(chǎn)品復(fù)制、修改、設(shè)計。當(dāng)實物被數(shù)據(jù)化后,技術(shù)人員便可建造CAD實體模型、曲面,這樣設(shè)計師便可以迅速在軟件上作有關(guān)的產(chǎn)品修改、創(chuàng)新的設(shè)計。
三、反求技術(shù)未來展望
隨著國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的普及,更容易獲取資訊,商業(yè)競爭日趨激烈,要取勝就要不斷的有新產(chǎn)品投放到市場,縮短生產(chǎn)周期是競爭一個重點策略。反求技術(shù)在時間方面發(fā)揮了它的作用,所以會廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)。在技術(shù)方面,軟件的快速開發(fā),使數(shù)據(jù)的運算更快、掃描后數(shù)據(jù)處理更容易;圖像攝像機的發(fā)展,使采集的數(shù)據(jù)更多、更快。這樣,掃描速度便可以更快,掃描精度更高。綜上所述,反求技術(shù)將會有更大的發(fā)展空間,應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中。
參考文獻
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