《塑料成型工艺与模具设计》与PROE课程衔接研究.doc

塑料成型工艺与模具设计与PROE课程衔接研究-设计论文塑料成型工艺与模具设计与PROE课程衔接研究 袁小会，肖志余，刘金铁 （武汉软件工程职业学院，湖北武汉430205） 摘要：本文从课程安排、教学内容、教学方式、评价方式四个方面探讨了PROE和塑料模具设计两门课的衔接，通过衔接研究与实施取得了良好的教学效果，为模具设计与制造专业的课程体系建设和课程改革提供了参考。 关键词：塑料成型工艺与模具设计；PROE；课程衔接 中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）48-0205-02 课题项目：武汉市教育局重点课题基于工作过程的塑料成型工艺与模具设计项目课程开发（2014030） 作者简介：袁小会（1980-），女（汉族），湖北钟祥人，硕士研究生，武汉软件工程职业学院讲师、工程师，研究方向：从事模具设计、机械设计制造方面的教学与研究。 一、课程定位 塑料成型工艺与模具设计和PROE是我院模具设计与制造专业的两门专业核心课，通过这两门课程的学习，希望学生掌握常用塑料的成型性能及工艺特点、典型注塑模（单分形面、双分型面、侧抽芯、斜顶）的结构；具备分析、解决产品注塑质量问题的能力；熟悉塑料模具的设计流程，并具备利用proe软件进行塑料产品及中等复杂注塑模具设计的能力。 二、课程教学现状 目前，这两门课程均在第三学期开设，分别由不同的教师讲授，塑料模具课程主要侧重模具结构及模具设计基本理论和方法的讲解，PROE课程主要侧重软件命令的操作。多年的教学发现：学生普遍对PROE课程比较感兴趣，能运用相关命令绘制出各种造型的三维图感觉特别有成就感；普遍认为塑料模具课程比较枯燥，课本上的装配图较复杂，而且只有一个主视图，理解起来很困难。学生学完这两门课程后进行课程设计，很难将塑料模具结构的基本知识及相关尺寸的计算与软件的应用有机结合在一起，虽然能应用PROE软件进行分模，生成型芯型腔，但型芯型腔结构不够合理，不方便加工或成型。 三、课程衔接研究 （一）课程安排的衔接 由于这两门课程同时在第三学期开设并由不同的教师讲授，所以在教学过程中经常遇到这样的问题：讲授塑料模具设计的教师觉得讲解模具结构时非常困难，仅靠二维的视图和动画学生很难理解模具各零件的具体结构及各零件的布局，若能结合三维图就简单的多了；讲授PROE的教师在教授模具设计模块时觉得学生对模具结构的知识了解甚少，特别是分型面分割位置及成型零件的结构。为了解决这一问题，将PROE课程的安排稍作调整，草绘模块、零件模块、装配模块、工程图等基础模块安排在第二学期，让学生熟悉PROE软件的基本命令的操作；PROE模具设计模块和塑料成型工艺与模具设计整合为一门课程，安排在第三学期，整个教学过程边讲述理论知识，边运用软件实际操作，真正实现教、学、做一体化。 （二）教学内容的衔接 1.注塑机的选用。注塑机通常根据注射量的大小来初选，再校核。计算注射量需知道每个产品的体积，对于形状复杂不规则的产品，准确计算体积非常困难，利用PROE绘制出产品的实体图，然后利用测量工具直接计算出体积，非常方便。 2.型芯型腔尺寸的计算。塑料成型工艺与模具设计课程中型芯型腔尺寸利用公式计算获得，尺寸繁多，计算工作量较大，而在PROE中设置收缩率即可。 所以在教授这部分内容时，只需学生明白型芯型腔的尺寸为什么以及和产品的尺寸不一样，受哪些因素的影响，然后用PROE软件向学生演示通过设置收缩率获得成型零件尺寸的操作方法及步骤。 3.型腔的布局。型腔布局是模架大小选取的重要依据，这是塑料模具设计的关键之一。PROE软件具有型腔布局功能，只需指定型腔布局的形式（圆形布局、矩形布局等）和型腔之间的间距。讲授这部分内容时，首先向学生讲解型腔布局的类型、优缺点以及型腔间距设计的依据和经验数值，然后向学生演示PROE型腔布局的操作方法。 4.型芯型腔的结构。型芯型腔结构影响产品的质量、加工难度、加工成本等，其设计通常与分型面的设计结合在一起。在塑料成型工艺与模具设计课程学习过程中，学生通过二维图很难想象型芯型腔的具体结构，若能利用PROE软件，生成型芯型腔三维实体图，便可一目了然。所以在讲授型芯型腔结构时，教师先讲授型芯型腔的结构形式、固定方式及优缺点，然后用PROE软件向学生演示型芯型腔的设计过程及注意事项。下面以图1所示的产品为例来说明。首先由教师讲解分型面设计的基本原则，引导学生确定图1所示产品分型面的位置A或B；然后讲解成型零件的结构形式、固定方式和特点，引导学生分析图1所示产品的型芯型腔结构，成型小孔的型芯做在动模侧还是定模侧；最后利用PROE中的侧面影像曲线中的环选取工具补孔实现小型芯的放置位置，裙边工具设计分型面，再分割抽取生成成型零件三维图。 5.流道、水道的建立。在塑料成型工艺与模具设计课程中，分流道主要讲授了分流道截面形状、尺寸及布置形式，很少讲分流道的路径；水道主要讲授了水道截面尺寸的确定和常见水道的结构，教材上虽有各种水道的结构形式图，但通常只有局部的一个视图，初学者很难理解，而且在课程设计过程中发现学生经常忘记标注水道的位置尺寸。PROE软件具有自动创建水道和流道的功能，只需定义截面形状、尺寸、位置及路径就可创建。利用PROE设计水道和流道，可有效避免学生忘记标注位置尺寸，方便查看水道、流道走向，而且方便检测水道、流道与其他零件是否存在干涉现象。 6.产品注塑缺陷分析。具备分析、解决产品注塑质量问题的能力是塑料成型工艺与模具设计课程教学的主要目标之一。产品注塑缺陷种类繁多，但受教学条件的限制，目前产品注塑缺陷分析这部分内容的教学比较弱，由教师口头讲述，学生理解起来很困难。若能利用PROE软件的模流分析功能对不同模具结构熔体填充的过程、不同工艺参数下的翘曲变形量、熔接痕位置、数量等缺陷动态进行展示，无疑会激发学生对本课程的学习兴趣，加深学生对注塑缺陷的理解。 （三）教学方式的衔接 将PROE模具设计模块和塑料成型工艺与模具设计课程整合为一门课程，由同一个教师讲授。在整个教学过程中，采用理论讲授和实际操作相结合的方式进行。教师先讲授塑料模具设计的基本理论和方法，然后PROE软件操作演示，最后由学生在电脑上练习。如在讲分型面设计模块时，教师先讲授分型面类型、作用、设计原则及注意事项，然后讲解演示PROE设计分型面的方法，最后由学生在电脑上应用PROE软件把分型面设计出来。让学生边学边做，边做边学，实现了传统讲授教学方式向做中学、学中练、理实一体化教学方式的转变。实践证明，PROE模具模块与塑料模具设计有机结合使学生的动手能力明显提高，岗位职业能力明显增强，学习积极性及参与度明显提升。 （四）评价方式的衔接 公正有效地评价是课堂教学的重要任务之一，也是保证教学工作顺利开展的关键。传统的教学采用期末考试和平时成绩相结合的方式进行评价。这种评价方式存在一定的缺陷，很难考查学生应用理论知识解决实际问题的能力以及动手操作的能力。将PROE和塑料成型工艺与模具设计课程有机地衔接在一起，注重培养学生的自学能力、发现问题和解决问题的能力。因此，我们建立了单分型面模具分型面及浇注系统设计模块评价方式，这样大大激发了学生的学习积极性，提高了学生的综合素质和职业岗位能力，自评、组评和师评的有机结合保证了教学评价的公平、公正、公开。 四、结语 PROE和塑料成型工艺与模具设计课程的衔接研究与实施取得了如下成效：（1）学生改变了对这两门课程的认识，以前学生普遍对PREO软件课程感兴趣，能模仿教师完成绘图很有成就感，很难顾及模具的结构是否合理、尺寸是否正确等问题。现在人们普遍认为PROE是实现思想的一个工具，想使用好这个工具，必须掌握塑料模具结构的相关知识。（2）实现了传统讲授教学方式向做中学、学中练、理实一体化教学方式的转变，学生在学中做、做中学，学习积极性高，综合素质和职业岗位能力得到了锻炼，为以后的就业打下了坚实的基础。（3）参加3D模具设计大赛获湖北省赛区两个二等奖、一个三等奖，其中有一个作品被评为最佳网络奖并进入了全国总结赛。 当然，在课程衔接性研究及实施过程中也遇到了一些问题，还有待解决。（1）加强教材建设。目前使用的教材普遍理论性较强，三维图、模具设计制造企业的标准及经验数据体现较少，而且PROE和塑料模具设计教材是分离的，这给教学带来了很多不便。编写简单易懂、形象具体的，能体现教、学、做一体的项目教材非常有必要。（2）加强教师队伍建设。要完成PROE与塑料模具设计的有效衔接，需要既懂模具结构又能熟练操作PROE软件，有一定的实际操作经验的教师团队来做保障。 参考文献： 1曹素红.塑料模结构设计与工艺课程整体及单元教学的项目设计J.职业教育研究，2012，（06）. 2汪新衡.学生应用PROE软件进行塑料