基于結(jié)合軟件講授《塑料模設(shè)計與制作》的研究

余廉暉

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，一些高級機械設(shè)計軟件，例如ProE和UG的應(yīng)用越來越廣泛。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)模具設(shè)計的興趣和信心，使學(xué)生能夠直觀地了解模具結(jié)構(gòu)，了解模具各部分的功能，教師可以在授課時適當(dāng)?shù)厥褂靡恍┰O(shè)計軟件。設(shè)計軟件在授課中的作用是快速設(shè)計出分模、電極、圖紙和快速編程加工，為教師在課堂上講授塑料模具設(shè)計知識創(chuàng)造了很好的條件。針對課程中的難點提出了可行的解決方案，并對該課程今后的一體化教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：設(shè)計軟件；塑料模具；模具設(shè)計；教學(xué)模式

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.117

《塑料模具設(shè)計與制作》是中職學(xué)校模具設(shè)計與制造專業(yè)的專業(yè)課程之一，內(nèi)容包括塑料成形基礎(chǔ)、塑料模具設(shè)計和塑料模具制造。隨著模具工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，企業(yè)對相關(guān)人才的要求越來越高，既掌握了理論知識、熟悉模具結(jié)構(gòu)，又精通加工工藝、設(shè)計效率高的綜合型模具技術(shù)人才十分緊缺。但是目前，學(xué)校對模具專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)偏重課本理論知識，模具名稱抽象難懂，學(xué)生自身又沒有企業(yè)模具制作的經(jīng)驗，學(xué)習(xí)起來較困難，而且講授的模具設(shè)計流程、設(shè)計規(guī)范與企業(yè)實際生產(chǎn)不相符，落后于行業(yè)的發(fā)展，不能解決生產(chǎn)中遇到的問題。出現(xiàn)這種問題的根源是中職課堂教學(xué)脫離了企業(yè)的真實需求。教師結(jié)合設(shè)計軟件授課，直接引用來自企業(yè)的案例，會使課堂的理論教學(xué)更貼近企業(yè)生產(chǎn)實際。機械設(shè)計軟件UG中的注塑模具向?qū)轻槍ψ⑺苣＞咴O(shè)計的一個專業(yè)解決方案，它具有強大的模具設(shè)計功能，可以方便地設(shè)計模具。學(xué)生通過查找有關(guān)資料，然后獨立思考或集體協(xié)作，可將模具設(shè)計成果在電腦上直觀地展示出來。不斷重復(fù)練習(xí)，還可以加深對注塑模具結(jié)構(gòu)的理解，熟悉模具設(shè)計步驟，從而提高學(xué)生創(chuàng)造性地運用課本知識，熟練使用設(shè)計軟件分析和解決實際問題的能力。

1 傳統(tǒng)理論課教學(xué)中存在的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容陳舊

雖然科學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步，但模具所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其他加工方法所不能比擬的，模具在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，所以在模具設(shè)計和制作中應(yīng)用的新技術(shù)和新工藝越來越多，使得模具的功能更強大、精密度更高，生產(chǎn)效率也在不斷提高。但是目前教材和課堂中所教授的知識卻比較陳舊，一般還是選用10年前出版的課本，企業(yè)最新的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工手段沒有及時補充進(jìn)去，這樣的教學(xué)內(nèi)容明顯落后，學(xué)生畢業(yè)后很難立即勝任實習(xí)單位的工作。另外，課本中的模具設(shè)計例子和練習(xí)較少，且與實際生產(chǎn)的差別較大。

1.2 教學(xué)手段單一

《塑料模具設(shè)計與制作》是一門實踐性和應(yīng)用性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，內(nèi)容較多、知識面廣，且較抽象、難理解。目前教師采用的授課手段一般是模具結(jié)構(gòu)圖片展示、口頭講解抽象模具的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，然后在黑板上手工畫出結(jié)構(gòu)圖。這種方式是靜態(tài)的，學(xué)生難以理解模具各零部件之間的動態(tài)關(guān)系，另外，學(xué)生缺乏實踐經(jīng)驗，只能憑空想象，按老師要求照抄設(shè)計圖紙，無法真正理解和靈活運用相關(guān)知識。

1.3 缺少課堂訓(xùn)練

在學(xué)習(xí)模具設(shè)計之前，學(xué)校一般都會安排《模具拆裝》這門課程，讓學(xué)生了解塑料模具的基本結(jié)構(gòu)，但是拆裝的模具是前幾屆學(xué)生所加工制作的，加工精度和裝配精度都不符合實際要求，而且模具結(jié)構(gòu)過于單一，不夠全面，例如沒有抽芯機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等。這樣就使學(xué)生缺少感性認(rèn)識，難以理解模具的配合精度、定位精度和工作原理。另外，課堂練習(xí)都是以模具設(shè)計基礎(chǔ)理論知識為主，由于在普通教室上課，沒有配備電腦，學(xué)生只能通過手工繪圖完成設(shè)計，效率低且難以表達(dá)清楚，因此，學(xué)生感覺這門課程非常抽象，難以理解。

2 通過引入設(shè)計軟件進(jìn)行教學(xué)改革

傳統(tǒng)模具教學(xué)都是以模具設(shè)計的基本理論、基本結(jié)構(gòu)和常用例子為主，沒有把設(shè)計思路和設(shè)計步驟貫穿到整個教學(xué)過程當(dāng)中，學(xué)生學(xué)到的只是零碎的、不連貫的知識，而企業(yè)設(shè)計出來的模具必須具有合理的結(jié)構(gòu)、良好的性能和經(jīng)濟性能，因此，學(xué)生學(xué)到的知識無法應(yīng)用于實際。要解決目前這種模具教學(xué)方式與企業(yè)需求脫節(jié)的問題，比較好的辦法是教師在授課時以企業(yè)實際生產(chǎn)的制品為例，使用軟件按步驟設(shè)計出模具，并生成工程圖，讓學(xué)生加深對產(chǎn)品和設(shè)計流程的理解。

2.1 引入企業(yè)實際生產(chǎn)案例

學(xué)校為企業(yè)服務(wù)，而知識來源于實踐。學(xué)生學(xué)習(xí)是為了更好地就業(yè)，因此，教學(xué)中的設(shè)計案例必須是真實的、典型的、有代表性的。除了案例以外，教師還要準(zhǔn)備相應(yīng)的習(xí)題，使學(xué)生學(xué)會舉一反三。教師要得到真實的案例，就必須深入企業(yè)實踐。另外，學(xué)校要與企業(yè)積極合作，使學(xué)校、學(xué)生和企業(yè)三方受益。

2.2 按企業(yè)實際設(shè)計流程教學(xué)

學(xué)生在校兩年后就要進(jìn)入到企業(yè)實習(xí)，要使學(xué)生勝任用人單位的工作崗位，學(xué)校就必須按企業(yè)的實際設(shè)計流程教學(xué)，并讓學(xué)生不斷重復(fù)練習(xí)，達(dá)到能夠熟練運用所學(xué)知識解決實際問題的水平。企業(yè)中模具設(shè)計的步驟是接受任務(wù)書→收集、分析、消化原始資料→型腔布置→確定分型面→確定澆注系統(tǒng)→選擇頂出方式→決定冷卻、加熱方式→確定主要成型零件→出模具總裝圖和零件圖→校對→審圖。在實際教學(xué)中，教師應(yīng)使學(xué)生先掌握模具的基本結(jié)構(gòu)和相關(guān)基礎(chǔ)知識，然后按以上步驟進(jìn)行實例講解。

2.3 使用設(shè)計軟件教學(xué)和練習(xí)

要在課堂上運用企業(yè)的設(shè)計流程，單純借助教材上的工程圖，即使基礎(chǔ)較好的同學(xué)也感到困難，教師也難講解清楚模具的結(jié)構(gòu)。最好的方法是使用模具設(shè)計軟件進(jìn)行教學(xué)和練習(xí)，使用對接企業(yè)常用的UG和ProE三維軟件，通過軟件的三維效果，讓學(xué)生直觀地了解自己所設(shè)計的模具，既能使學(xué)生熟練運用軟件解決問題，又能提高課堂教學(xué)的效率。另外，在課堂上增加小組討論和集體協(xié)作等學(xué)習(xí)形式，將會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對模具基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計流程的理解。

2.4 實踐教學(xué)與設(shè)計案例相結(jié)合

與本課程銜接的實踐環(huán)節(jié)有模具拆裝、塑料模具制作和課程設(shè)計等。模具拆裝在模具設(shè)計課程教學(xué)前進(jìn)行，目的是讓學(xué)生了解模具的常見結(jié)構(gòu)和零件名稱、作用；塑料模具制作安排在課程教學(xué)期間，結(jié)合課堂上的教學(xué)案例，學(xué)生加工和裝配模具，將書本和電腦上抽象的圖形轉(zhuǎn)換成實際模具，讓學(xué)生了解模具加工工藝和裝配工藝，掌握和鞏固基本理論；課程設(shè)計是以實際項目的形式開展，安排在課程結(jié)束后，主要目的是讓學(xué)生綜合運用本課程知識來完成實際工程設(shè)計，題目是近期校外合作企業(yè)已經(jīng)完成的難易適中的模具設(shè)計，學(xué)生可以對比自己的設(shè)計成果和企業(yè)的設(shè)計，從中找到不足之處。

3 設(shè)計軟件教學(xué)方式的實施方案

3.1 學(xué)生對三維軟件的掌握和應(yīng)用

目前，中職學(xué)校開設(shè)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課較多，包括機械制圖、機械基礎(chǔ)、模具材料及表面熱處理、數(shù)控加工工藝、公差配合與測量等，學(xué)生學(xué)到的都是單獨的課程知識，卻不知道如何應(yīng)用，所以可以通過模具設(shè)計課程將所有基礎(chǔ)課聯(lián)系起來，讓學(xué)生在設(shè)計中使用所學(xué)的基礎(chǔ)知識來解決實際設(shè)計問題。現(xiàn)代企業(yè)設(shè)計中使用的工具為各種軟件，因此，學(xué)校必須增加關(guān)于UG或ProE三維軟件的課程和課時，使學(xué)生熟練掌握和靈活運用，以解決學(xué)校教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)實際相脫節(jié)的問題。

3.2 硬件的配備

要用設(shè)計軟件講授模具設(shè)計知識，學(xué)校必須配備多媒體設(shè)備，并且學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，需要進(jìn)行大量的零件設(shè)計和裝配設(shè)計，所以在上課時需人手一臺電腦。教師在授課時，先將設(shè)計步驟示范一次，讓學(xué)生對模具的整體結(jié)構(gòu)和零部件有一個全面的認(rèn)識，然后再讓學(xué)生自己動手。這樣將理論與練習(xí)結(jié)合起來，便于學(xué)生理解和掌握知識，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果。

3.3 教學(xué)案例和習(xí)題的搜集

教師課堂上講解的案例、學(xué)生練習(xí)的習(xí)題和項目的選擇設(shè)計必須體現(xiàn)職業(yè)活動最新動態(tài)，緊跟企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展步伐。對此，應(yīng)讓企業(yè)技術(shù)人員參與課程開發(fā)，并組織專業(yè)教師進(jìn)入企業(yè)實踐學(xué)習(xí)，搜集出典型的案例和習(xí)題。另外，學(xué)生可以到合作企業(yè)實習(xí)或工作，由企業(yè)根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)給出反饋意見，通過學(xué)校與企業(yè)的雙向交流，提升教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)束語

總而言之，中職學(xué)校要以就業(yè)為導(dǎo)向，創(chuàng)新《塑料模具設(shè)計與制造》課程的教學(xué)模式，在教學(xué)中逐步推廣與設(shè)計軟件相結(jié)合的教學(xué)方法。同時，為了獲取更好的教學(xué)效果，教師應(yīng)該先讓學(xué)生認(rèn)識到實踐能力的重要性，在教學(xué)時，將企業(yè)真實案例與理論教學(xué)相結(jié)合，不斷完善教學(xué)方式，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生真正學(xué)到過硬的模具專業(yè)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃曉峰.基于案例教學(xué)法的《塑料成型工藝與模具設(shè)計》教學(xué)研究[J].考試周刊，2011（2）.

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〔編輯：王霞〕