Pro/E在塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)教學(xué)中的作用

◆張占領(lǐng)

(鄭州科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院)

Pro/E在塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)教學(xué)中的作用

◆張占領(lǐng)

(鄭州科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院)

培養(yǎng)服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所需要的應(yīng)用型人才是當(dāng)下應(yīng)用性本科院校所面臨的挑戰(zhàn)，結(jié)合塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，提出走出課堂，進(jìn)入機(jī)房，以三維實(shí)體繪圖軟件(Pro/E)模擬實(shí)踐的教學(xué)模式，能在很大程度上提高學(xué)生空間想象力，幫助學(xué)生理解模具理論知識(shí)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合并鍛煉解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

Pro/E 塑料成型工藝 模具設(shè)計(jì)

1 引言

Pro/E是美國(guó)PTC公司于2010年10月推出三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)軟件包。它是整合了PTC公司的三個(gè)軟件Pro/Engineer的參數(shù)化技術(shù)、CoCreate的直接建模技術(shù)和ProductView的三維可視化技術(shù)的新型CAD設(shè)計(jì)軟件包，是PTC公司閃電計(jì)劃所推出的第一個(gè)產(chǎn)品。它可以針對(duì)不同的任務(wù)應(yīng)用將采用更為簡(jiǎn)單化子應(yīng)用的方式，所有子應(yīng)用采用統(tǒng)一的文件格式以及單一數(shù)據(jù)庫(kù)。模具設(shè)計(jì)人員可以隨時(shí)計(jì)算出塑料件的表面積、體積、質(zhì)心，輸入材料密度等還可以算出重量等，在進(jìn)行數(shù)據(jù)修改時(shí)，無(wú)論在三維實(shí)體造型及裝配、制造或二維工程圖生存上均能自動(dòng)同步修正，避免發(fā)生人為更改圖紙的疏漏情形，大幅度縮短模具設(shè)計(jì)周期，設(shè)計(jì)者可不斷完善模具設(shè)計(jì)工作，直至加工出合適的模具。Pro/E在功能上完全滿足了現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工中并行工程的需要。

2 傳統(tǒng)塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

2.1 傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式不能體現(xiàn)現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展

在應(yīng)用型本科院校現(xiàn)行的培養(yǎng)計(jì)劃中，模具設(shè)計(jì)課程的總學(xué)時(shí)一般較少，共課時(shí)為40學(xué)時(shí)左右，除去8～10學(xué)時(shí)的課程實(shí)驗(yàn)，理論授課學(xué)時(shí)更少，課堂教學(xué)只能見(jiàn)到介紹傳統(tǒng)的模具結(jié)構(gòu)知識(shí)，根本沒(méi)時(shí)間介紹現(xiàn)行的模具行業(yè)情況，而模具行業(yè)是一個(gè)需要長(zhǎng)期積累經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)，一般的模具設(shè)計(jì)人員需學(xué)習(xí)2～3年，而一名可獨(dú)立設(shè)計(jì)模具的優(yōu)秀設(shè)計(jì)師，至少需有5年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)。由于僅僅非常枯燥的理論學(xué)習(xí)，沒(méi)有直觀的教學(xué)方法，很難保證培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.2 教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱

模具設(shè)計(jì)是多學(xué)科的工種，材料、制造工藝、注塑工藝、視圖原理，軟件操作等等，實(shí)踐學(xué)時(shí)少，實(shí)踐條件差，甚至很多地方高校沒(méi)有模具車間，在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中存在許多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

由于學(xué)生沒(méi)見(jiàn)過(guò)實(shí)體模具，對(duì)模具方面的感性知識(shí)缺失，對(duì)模具整體和各個(gè)組成部分之間的相互關(guān)系及功能都沒(méi)有最基本的了解，剛上模具課時(shí)不能馬上進(jìn)入角色，概念模糊，興趣不高，學(xué)習(xí)效率低下。

在材料的選擇，加工機(jī)床的選用等方面不考慮經(jīng)濟(jì)成本，缺乏經(jīng)濟(jì)效益性概念，機(jī)加工藝性較差，對(duì)材料硬度、表面粗糙度及加工精度等概念比較模糊，在加工方法的選取、機(jī)加工藝流程的編制等方面缺乏實(shí)踐鍛煉，能力薄弱。

3 Pro/E在塑料模具設(shè)計(jì)中的作用

3.1 緊跟現(xiàn)代塑料模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，使課堂教學(xué)更生動(dòng)

Pro/E軟件是當(dāng)前模具行業(yè)商用化最好的軟件之一，它操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大，在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與制造、機(jī)構(gòu)仿真等方面均有廣泛的應(yīng)用，學(xué)生熟練掌握這款軟件后也能得到用人單位的青睞。將該軟件其運(yùn)用在模具專業(yè)的教學(xué)上，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)品質(zhì)，特別是提高模具實(shí)踐技能，有著很重要的意義。Pro/E的模具設(shè)計(jì)模塊與零件建模模塊集成在一起，不僅能直接建構(gòu)起各種復(fù)雜塑料件的三維零件圖，而且可以直接利用該零件圖，在設(shè)計(jì)人員的操作下，自動(dòng)生成模具的凸凹模，再利用Pro/E提供的注塑模具設(shè)計(jì)專家(EMX)模塊提供的標(biāo)準(zhǔn)模架及模具安裝標(biāo)準(zhǔn)件，能快速進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與組裝，再結(jié)合塑料顧問(wèn)(Plastic Advisor)模塊模擬澆注系統(tǒng)充型，優(yōu)化澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有利于縮短模具設(shè)計(jì)周期。

3.2 彌補(bǔ)空間想象力不足的缺陷，更好理解塑料模具結(jié)構(gòu)

模具設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，學(xué)生必須先修機(jī)械制圖或畫法幾何等課程，然而很多學(xué)生空間想象能力較弱，很難快速將平面二維模具結(jié)構(gòu)圖形轉(zhuǎn)換成空間三維實(shí)體并在大腦中成像，對(duì)空間三維實(shí)體在平面上如何投影也是難以理解，Pro/E軟件提供了一種全新的在課堂教學(xué)中便捷有效的方法和手段，從而幫助學(xué)生在空間三維和平面二維之間的建立溝通的橋梁。

采用Pro/E裝配模塊完成塑料模具三維裝配圖后，學(xué)生可以通過(guò)縮放、翻轉(zhuǎn)、生成爆炸視圖等，了解所設(shè)計(jì)模具的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)檢查是否出現(xiàn)結(jié)構(gòu)干涉及其他不合理的地方，隨時(shí)進(jìn)行模具細(xì)節(jié)的修改，也可以模具裝配關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，通過(guò)實(shí)體模型和動(dòng)態(tài)仿真，能使學(xué)生能夠更直觀地體會(huì)真實(shí)的三維立體的形狀、結(jié)構(gòu)與相對(duì)位置，等確認(rèn)無(wú)誤后，能夠很方便地生成模具裝配二維工程圖，如果想利用熟悉的AUTO CAD軟件進(jìn)行編輯，可以通過(guò)Pro/E工程圖轉(zhuǎn)化成AUTO CAD能識(shí)別的格式，以方便模具設(shè)計(jì)工作。

3.3 彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)的缺陷，理論與實(shí)踐相結(jié)合

模具設(shè)計(jì)這門課學(xué)完之后，每個(gè)學(xué)生應(yīng)該自己動(dòng)手拆裝或設(shè)計(jì)數(shù)副模具，但由于各種條件所限，很多地方性高校很難保證每個(gè)學(xué)生都有這樣的機(jī)會(huì)，這時(shí)，就可以利用Pro/E軟件來(lái)模擬整個(gè)設(shè)計(jì)和開(kāi)模過(guò)程，較好地彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)的不足，能將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)，做到學(xué)以致用。

4 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)用Pro/E軟件的強(qiáng)大功能進(jìn)行模具專業(yè)相關(guān)課程的輔助教學(xué)，對(duì)學(xué)生的空間想象能力的提高和對(duì)課程內(nèi)容的理解和掌握有很大幫助，學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力既得到了鍛煉，學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性也因此被極大地調(diào)動(dòng)了，同時(shí)，當(dāng)實(shí)訓(xùn)條件欠缺的情況下，可運(yùn)用Pro/E軟件功能來(lái)代替和模擬部分模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教學(xué)，提高教學(xué)效率，提升學(xué)生的實(shí)踐技能。

[1]曹田，任琳. Pro/E在理論與實(shí)踐一體化教學(xué)中的作用[J].高教學(xué)刊，2015，(16)：160-164.

[2]汪定妮.《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中的三維軟件應(yīng)用 [J].軟件導(dǎo)刊(教育技術(shù))，2014，(6)：82-83.

[3]孟廣斐，何呈娟. PRO/E在模具設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用與研究[J].職業(yè)，2013，(5)：115-116.

鄭州地方高校技術(shù)技能名師工作室。