提高學生興趣的高校模具課程設計的教學改革方法

【摘 要】介紹了一種模具設計與制造課程設計教學改革的方法，改變傳統的設計計算制圖的枯燥過程，將三維軟件與動畫制作軟件融入其中，使課本中的圖紙變成實物，并且活靈活現的動起來，提高學生學習興趣的同時，既使學生對模具設計與制造課程有了一個全面的理解，又在學習的過程中掌握了三維動畫技能。

【關鍵詞】提高學習興趣 模具課程設計 教學改革方法

Teaching reform method of Mould design to Improve students' learning interest

【Abstract】 The paper introduces a teaching reform method of mold manufacture design. Change the traditional design with boring calculation drawing. It could make the drawings of book vivid and moving into real using the 3Dmax software. Improve students' learning interest， at the same time， the students could have a comprehensive understanding of to mold manufacture design. And They could master the skill of 3D animation ，also.

【Keywords】Improve students' learning interest， Mould design CNC， Teaching reform method

引言

高校機械類專業在現代工業發展中起著舉足輕重的作用，目前，機械類專業又以其技術性強，就業前景好等優點廣泛地被考生接受，招生前景看好。模具設計與制造這門課程是高校機械類專業開設的一門重要的專業課程，隨著模具行業在國民經濟中的地位不斷加強，也使得企業對模具專業人才的需求不斷擴大，就業前景廣闊。目前各高校對于模具課程的培養方法主要是課堂教學、課程設計、現場實訓等環節，但因為模具專業領域廣闊，內容枯燥，不能引起學生的興趣，學習效率低下，學習效果不好，很多學生由于沒找到合理的學習方法，不能由淺入深循序漸進，學習每深入一步都困難重重，最終失去了學習興趣，產生厭倦，最后只能放棄，畢業時也就無法掌握應有的技能知識，不能適用于用人單位的需求，即便能夠進入企業工廠，也會經歷很長的一段培訓適用期，造成培訓成本的浪費。

隨著電腦的廣泛使用，現在的大學生對計算機也普遍具有信賴性，我們可以利用這一點，將模具課程設計增加一部分電腦設計的內容，在理論課上有了相關知識積累，更深層次掌握軟件也就水到渠成。如果方法正確，有教師指導，學習進展沒有了障礙，設計作品流暢而出，學生們看到自己每天的進步，就會充滿成就感，自然越學越入迷。再結合實際工程項目，妙趣橫生，可以有效地提高學習興趣。

1. 模具結構模型的創建

在實踐教學活動中適當降低理論課學時，相應地增加實踐課及課程設計的學時量，因前期的機械零件課程設計中已經有了手繪圖和計算機二維AutoCAD繪圖的訓練，所以將學生由教室設計改為計算機機房，每個學生分配一張已成型的模型二維平面圖，內容包括沖壓模具、塑料模具等皆可。

學生在課堂教學中已經看到很多演示模具動作過程的動畫，并且對動畫有著很高的興趣，我們可以通過課程設計，先讓學生利用三維軟件在計算機中建立起相應的模具模型，在建立三維模型的過程中對二維圖紙就會有了透徹的理解，建模軟件可以是ProE、UG，或是CAXA三維實體設計等。三維模型的建立是一項很精細的工作，需要對圖紙有著透徹的了解，必要時還要進行計算和設計，如何將一張平面的圖紙變成計算內的三維模型，將是考驗學生耐性和設計能力的一項重要工作。模型創建完成后，檢查各結構與圖紙是否完全吻合，這一步驟很重要，避免后期制作過程中不必要的重復模型處理，可以將學生分成幾個小組，以每一個小組為單位，分別對每一個學生所創建的模型進行集中校對檢查，以激勵的方法獎勵找出問題的學生，既提高了所有學生對各個模具結構的理解能力，又增加了學生間的溝通，使得整個過程充滿挑戰性。

模型經過檢查沒有問題后，就可以通過輸出功能轉化成*.3ds文件，這是一個各軟件通用的轉化格式，然后再打開3dmax軟件，將模型導入下一步也就是真正提高學生學習興趣的工作了——讓學生的模型動起來。

2. 三維動畫設置

無論哪一種模具結構，其動作過程一般都比較簡單，可以通過設置這些簡單的動作過程，讓模型在學生的手中“活”起來。

以一個簡單的單分型面注塑模具為例，其動作過程包括：合模→注射→保壓定型→開模→推出制品，最后，再設計一個5秒左右的產品展示放置的動畫。由于設計時間有限，動畫設置只是模具的動作過程，不包括注射機部分，這些動作對于強大的3dmax軟件來說是最基本的設置，設計時間為20秒，以每秒30幀計算，總幀數為600，各時間段分配如下：

① 0～3秒，合模。

動模和定模分別設置移動的初始、終止位置。

② 3～6秒，注射。

流體的動畫設置是比較難的，在3dmax中，可以用loft方法創建一個圓柱，在流道中充當粘流態的塑料液體，并設置這個圓柱從無到變長的動畫（這個過程較為復雜，但是由于時間短暫，可以簡單表示即可）。

③ 6～10秒，保壓、定型。

這一過程在塑料的成型過程是非常重要的，但在這里卻不用設置任何動作，只要復制前面的動作保等合模位置即可。

④ 10～12秒，開模。

動模和定模分別設置與①動作相反的位置。

⑤ 12～15秒，推出制品。

這一動作是所有動作中相對來說最復雜的，需要設置的組件相對多些，可以把同時動作的零件如推桿、推桿固定板、推板組合（group）在一起設置一次動作，制品設置移動動作。

⑥ 15～20秒，制件旋轉展示。

這個動作在設置時，放置角度不能過大，否則旋轉速度過快看不清楚。

這樣，一個完整的動畫演示過程就設置完成了，再輸出動畫即可。做得快的同學，可以設置相對復雜一些的背景作為練習。

3. 課程設計時間安排

整個課程設計時間為兩周，第一周進行模型的建立，因前期學生們已經學習了相應的三維軟件，所以內容的重點在模型與圖紙的符合程度及模型的細節的創建上；第二周為動畫的設計，機械不開設3d動畫課程，因此前兩天最主要的內容是熟悉3dmax軟件，對導入的模型進行處理，分離開可動作和不可動作零件，賦予不同的材質以使動作更加明顯，最后三天，設置、輸出動畫。

4. 總結

通過這樣的課程設計，我們把一個枯燥的學習過程轉化為活靈活現的設置過程，既讓學生對模型有了透徹的理解，又使學生掌握了動畫的設計過程，為以后的工作、學習打下了堅實的基礎，提高學生興趣的同時也為就業增加了一份動畫技能，本項教學研究的廣泛深入開展，提高了教師的業務水平和業務能力，更新、充實了教學內容，對模具課程建設和整個教學工作起到了極大的促進和提高作用。

【參考文獻】

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