《塑料模具設計》課程教學方法研究與實踐

郭嘯棟

（淮陰工學院機械工程學院 江蘇 淮安 223003）

0 引言

塑料模具設計是機械及近機類專業的一門專業課。該課程知識的綜合性和實踐性都很強，它要求學生不僅要扎實掌握機械制圖、材料力學，機械設計、機械原理等機械類基礎知識，而且要學生掌握塑料成型工藝、聚合物流變學、塑料模具設計等專業方面的知識。更重要的是要能把所學知識綜合起來運用到塑料模具的設計過程中去。目前專業課程學時普遍較短。如何在較短的時間內讓學生掌握好塑料模具設計的基本內容，并且具有分析和解決問題的能力，是擺在教師面前的一個迫切需要解決的問題。為此，需要進行教學方法的深入研究和實踐，并且在實踐中不斷完善。

1 講好緒論課

緒論一般介紹這門課程的重要性、研究現狀與發展趨勢、主要內容和學習方法等。因此，緒論是一個全局性的、是關于這門課程的一個系統。只有在一門課程剛開始的時候吸引住學生，才能持續的引起學生學習的興趣和積極性。關于緒論的講授，這里只列舉一二。塑料件在我們生活中是很常見的。這些塑件是如何生產出來的呢？這就離不開塑料模具。塑料模具是將塑料原材料加工成塑件的一種工藝裝備。在開始學習塑料模具之前，可能很多學生對模具并不了解。模具到底是什么呢？這時就有必要把模具的歸屬講清楚。產品制造時所用的各種刀具、模具、夾具、量具等工具，總稱為工藝裝備。而加工設備（如機床、注塑機、壓力機等）、工藝裝備、倉儲傳送裝備（如輥道輸送裝置、懸掛輸送裝置等）和輔助裝備（如清洗機和排屑設備等）則都屬于機械制造裝備。振興東北老工業基地主要就是提升裝備制造業的水平。零件加工的方法很多，例如可采用切削加工、焊接等。利用塑料模具加工零件的優點有：生產率高，操作方便易實現機械化和自動化，塑件精度主要由模具保證，尺寸一致性好，可生產尺寸范圍大和復雜程度高的塑件，為少無切屑加工，故材料消耗少。雖然模具本身為單件生產，成本高，但由于一副模具可生產幾十萬甚至上百萬件產品，分攤到每個塑件上的模具成本是很低的，因此，我們見到的塑件仍然是物美價廉的。

2 精心選取教學內容

由于授課時間是有限的，而又要在有限的時間內把內容讓學生接受。這就要求教師要對教學內容進行精心選擇，重點內容精講，一般內容一帶而過以節省時間。注塑模是塑料模具中自動化程度最高，采用最廣泛的一種成型方法。因此，注塑模設計應該是這門課程的重點。塑料模具設計不是簡單的結構設計，而應該與相應塑料的成型工藝結合起來進行設計。目前的教材有將塑料成型工藝簡略的趨勢，這就需要教師把這一部分補充起來，以幫助學生對塑料模具設計有一個完整的認識。掌握相應塑料的成型工藝，是正確設計塑料模具的前提。塑料模具設計包括總體設計和各部分的設計。無疑，總體結構的設計是整個模具結構設計正確與否的關鍵。因此，在重點講解整體結構設計時，應配以動畫，讓學生直觀的了解模具整體的工作過程。然后再介紹相應模具的結構特點與設計要點。這樣學生就會對一副模具認識更加深刻。在介紹模具各系統設計時，除介紹相應的結構設計外，還要重視相應計算公式的推導。公式推導的過程往往是問題處理方法在腦海中的再現，有利于訓練學生縝密的邏輯思維。比如，在講型芯和型腔尺寸計算時，教師可先畫出模型，然后推導出相應公式，這就將處理問題的過程清晰地展現在學生的面前。只有學生真正的理解了推導過程，才不至于死記硬背。即使在用到公式時，不能記起，也能自己推導出來。

3 重視模具標準化

很多學生學過塑料模具設計以后，在設計具體模具時，仍然感到無從下手，很多尺寸無法確定，各種零件的安裝固定關系搞不清楚。出現這種問題的關鍵是由于忽略了對模具標準化的學習。因此，教師在平時的教學過程中，要有意識的讓學生了解模具有關標準，哪些是標準件是可以通過手冊直接選取的，哪些是非標準件是需要自己設計的。如果每副注塑模，包括注塑模架都要從頭到尾進行設計，則需要很長的設計周期，在現代高速發展的時代，顯然是不適應的。模具標準使設計規范化，使設計人員擺脫大量重復的一般性設計，能專心于創新設計，解決模具中的關鍵問題；模具標準件和標準模架由專業生產廠家大批量生產和供應，各模具廠只完成型腔部分的加工和裝配，在此基礎上可更大范圍的使用模具先進的設計和制造技術。因此，模具標準化對提高模具設計和制造水平，提高模具質量，縮短制模周期，降低成本和節約金屬等都有重要意義。因此，應讓學生逐步熟悉相關模具標準，并在設計模具時能夠正確查取相關標準。

4 重視CAD/CAE

在CAD/CAE/CAM一體化的今天，模具設計“軟件化”已經深入人心。因此教師在平常的教學中，要不斷的融入三維軟件設計，分析軟件對設計結果進行分析優化，制造軟件對制造過程進行模擬等元素。讓學生對現代模具的設計制造過程有清晰的認識。傳統的模具設計主要是靠經驗設計，一旦出現問題，將會造成巨大的經濟損失。現在一般可通過運動模擬避免模具干涉，通過分析并進行優化以避免塑件缺陷，提高塑件質量，通過制造過程的模擬提高所設計零件的可制造性，降低加工制造的難度。教師可通過具體實例的講解展示，提高學生的感性認識。通過布置作業，讓學生親自對實例進行分析，并對結果作出判斷。

5 結語

通過講好緒論課，讓學生對塑料模具設計課程產生濃厚的學習興趣，通過精心選取教學內容，加強基礎理論和傳統模具設計知識的教學，通過將模具標準化和模具CAD/CAE融入到平常的教學中，抓住學生對新事物接受快的特點，將現代模具的設計制造過程展現給學生。實踐證明，這種教學方法提高了學生的學習積極性，教學效果較好。

［1］齊曉杰.塑料成型工藝與模具設計[M].北京：機械工業出版社，2005：221-228.

［2］馮辛安.機械制造裝備設計[M].2版.北京：機械工業出版社，2005：8-13.

［3］機械類課程報告論壇組委會.機械類課程報告論壇2010論文集[C].北京：高等教育出版社，2010：238-244.