結合現代CAD技術對塑料成型工藝與模具設計課程進行教學改革*

◆劉友成

作者：劉友成，邵陽職業技術學院機電工程系副教授，研究方向為機械制造及其自動化（422004）。

1 塑料成型工藝與模具設計課程教學現狀

塑料成型工藝與模具設計課程主要側重塑料模具設計的基本原理與方法，理論性太強，學生學習興趣不高。塑料模具設計要求學生具有很強的綜合運用能力，學生在理論學習中能聽懂，但在塑料模具設計過程中往往無從下手。而在模具設計CAD課程的教學過程中，教師側重于軟件應用功能的講解，和塑料模具設計聯系不密切。事實上塑料成型工藝與模具設計課程與模具設計CAD課程是相互關聯的；前者是塑料模具設計的理論依據，主要介紹塑料模具設計的基本方法與理論基礎；后者以CAD軟件應用為主，模具CAD軟件是模具設計的工具。如果將這兩部分教學內容分開在不同的課程講解，學生很難結合模具設計的知識，應用模具CAD軟件來完成模具的設計，從而產生理論與實踐相脫節的現象，增加了學習的難度。

2 模具CAD技術

隨著模具制造業向信息化、數字化、精細化的方向快速發展，產品更新換代的速度越來越快，應用CAD/CAM技術可以提高產品質量、縮短設計周期。模具CAD/CAM已經成為現代模具企業進行模具設計的主要手段和工具，利用先進的模具CAD/CAE技術進行模具設計更加省時、省力，而且可以減少試模的次數，提高產品質量，縮短模具設計制造的周期。當今模具企業常用的模具設計軟件有Pro/E、UG、SolidWorks、AutoCAD等。同時，模具企業的塑料模具設計崗位要求學生能夠熟練運用CAD繪圖軟件進行塑料模具設計。

3 塑料成型工藝與模具設計課程與CAD相結合

將塑料成型工藝與模具設計課程和模具設計CAD課程整合為注塑模具設計及CAD課程，根據注塑模具的設計過程來重構課程的教學內容，結合企業的典型案例重點介紹塑料模具中應用最廣泛的注塑模具。將塑料成型工藝與模具設計課程的知識目標、能力目標與模具CAD的應用技能相結合，采用“教、學、做”合一的教學模式，突出注塑模具設計基本技能的培養。將模具CAD應用技能與注塑模具設計基本知識融合到各個教學模塊當中，如表1所示。

表1 注塑模具設計與CAD結合

UG軟件在模具企業中的應用非常廣泛，UG軟件中的注塑模設計向導模塊，是注塑模設計的專用軟件，運用UG注塑模設計向導設計注塑模具，可以簡化設計的過程。這樣將課程的教學內容根據注射模具的設計過程分為塑件建模、設計分型面、設計工作零件等模塊。每個模塊增加了實訓教學部分，采取理論教學和實訓教學交替進行的教學方式，學生完成每個模塊的理論學習之后，到模具設計實訓室運用CAD軟件將相應的部分設計出來。理論教學以“學”為主，模具設計實訓以“做”為主，這樣學生在“做”的過程中鞏固了所學的內容。

如在塑件建模模塊，在理論教學中講解塑料制品結構工藝，講解CAD建模的基本操作，在實訓教學中讓學生應用CAD軟件對塑料制品進行建模，最后對塑料制品3D模型進行結構工藝分析。在完成各個模塊的學習之后，針對典型的塑料模具進行綜合實訓，進一步強化所學內容。

4 教學實施

以分型面設計為例來介紹教學實施的具體過程。首先根據塑件CAD分型的教學案例進行項目導入，讓學生對分型面有一個基本的認識，引導學生掌握分型面的作用與結構形式；接下來講解分型面設計的基本原則（結合CAD分型的教學案例講解），介紹運用CAD技術創建分型面的操作步驟與方法；然后提出設計任務，由學生運用CAD技術設計分型面；最后對學生的設計方案進行分析總結。通過具體的教學實施，學生達到以下目標：掌握分型面選取的基本原則，能夠根據制品的結構特點正確選擇分型面，能夠運用CAD技術設計分型面。

5 結束語

通過將模具CAD技術引入到塑料成型工藝與模具設計高職課程的實踐教學中，根據塑料模具的設計過程，重構課程教學內容，將塑料模具設計的知識目標、能力目標與模具CAD應用技能相結合，采用“教、學、做”合一的教學模式，突出模具設計基本技能的培養。這樣有效地改變了塑料成型工藝與模具設計課程理論性太強，學生學習興趣不高，學生模具設計實踐能力差的狀況。

教學實踐證明，將塑料成型工藝與模具設計課程和模具設計CAD課程中有關注塑模具的內容整合為注塑模具設計及CAD課程，學生的動手能力、模具設計能力明顯提高，教學目標明確，教學內容與注射模具設計崗位對接，學生的教學參與度高，學習興趣、學習積極性大大提高。同時，教學效果的評價也更加合理，實現理論和實訓結合的授課形式，改變了傳統教學中枯燥的理論講授和單一實訓的做法，符合“工學結合”的專業教育要求。

[1]屈華昌.塑料成型工藝與模具設計[M].北京:高等教育出版社,2001:102-205.

[2]劉友成.基于UG6.0/Open GRIP對注射模具A型推桿進行二次開發[J].模具工業,2011(3):60-63.

[3]劉友成.基于UG6.0制作塑料模具虛擬裝配過程動畫[J].機械工程師,2009(11):111-112.