塑料模具設計教學改革與實踐

劉志衛

【摘 要】隨著制造業的發展需求，塑料模具設計已經成為高校機械專業的一門重要課程。如何培養滿足社會需求的創新應用型人才，逐漸成為教學過程中的重點。塑料模具設計是一門專業性比較強的課程，需要與實踐相結合，而傳統的教學模式已經滿足不了實際的需求。因此，我們對塑料模具設計課程教學模式進行了改革，實踐結果表明教學效果得到了提高。

【關鍵詞】塑料模具；模具設計；教學改革

Teaching Reform and Practice of Plastic Mold Design

LIU Zhi-wei

（College of Mechanical Engineering， Anhui University of Science & Technology， Huainan Anhui 232001，China）

【Abstract】With the development of the manufacturing industry， plastic mold design has become an important course in mechanical engineering. Thus， the focus of the teaching process is to cultivate innovative application talents to meet social needs， and the traditional teaching mode has not satisfied the actual demand because of plastic mold design is a specialized course， which needs to be combined with practice. Therefore， the teaching mode of plastic mold design course has been reformed， and the results show that the teaching effect is improved.

【Key words】Plastic mold； Mold design； Teaching reform

0 前言

現今衡量一個國家綜合實力的統計方法已經由以往用鋼產量替代為塑鋼比，因此十三五也提出了以塑代木、以塑代鋼、以塑代紙的節能高效的發展規劃。我校機械學院以工程教育專業認證為契機，根據塑料模具行業的發展情況，以模具行業職業人才的崗位需求為導向，以提高人才培養質量為根本，結合我院特色專業建設的需要，以學生的實踐能力為核心，針對我院專業課程《塑料模具設計》教學方式進行大膽的、創造性的探索實踐，提出以理論教學和實踐教學相結合、分組案例設計、綜合考評的開放互動式教學模式。同時把CAD/CAE引入教學實踐當中，旨在培養學生的綜合創新能力，縮短企業需求與學生所學知識之間的差距，鍛煉學生分析與解決塑料模具設計與制造工藝方面的工程實踐應用能力，使學生就業后能快速的適應崗位。同時，引入塑料模具企業普遍應用的設計方法和經驗，并且將塑料模具方面的最新科技動態與成果補充到課堂教學內容中，實現工學研的教學目的，以保證課程教學內容適應社會對人才培養的需要。

1 強化重點、合理運用多媒體教學

塑料模具設計課程理論性比較強，涉及種類較多，如果面面俱到，很難在有限的課時內講完，而且缺乏重點，學生會感到枯燥無味，不僅無法去深入的理解模具，而且很難掌握模具工藝與設計，很容易導致理論不足實踐亦不足的情況，難以達到理想的教學效果[1]。所以在教學的過程中，針對常用的典型注塑模具案例進行著重講解，從零件的名稱、作用到結構的設計，然后從簡單模具到復雜模具逐步進行講解，并著重講解簡單模具的應用和設計。由于模具的標準化程度較高，很多結構都很類似，因此在講完簡單模具結構以后，對36種模架結構和分類進行專門講解，并在后續復雜模具講解過程中由淺入深，在模架的基礎上進行填充零件，這樣學生很容易掌握復雜模具的結構，同時也符合現代CAD模具設計過程[2]。

現在出版的塑料模具教材為了便于表述模具的結構，基本上都是采用平面二維結構圖例，然后配上大段的文字對模具的動作原理進行描述。本來很簡單的一個動作，教師卻要花大量的課堂時間去解釋，而且面對著二維靜態結構圖，很難在短時間內讓學生去理解模具的動作，而學生在課下也要花大量的時間去閱讀文字并和圖例進行對照，降低了學習效率。

現在高校基本都采用多媒體教學，很容易將抽象的知識形象化、靜態的結構動態化，從而有利于提高教師的授課效率和降低學生的理解難度。我們在教授注塑模的時候，建立了相關的素材庫，針對書本上的示例給出相關動態原理圖，即使很復雜的動作，比如二次脫模機構，學生在看完動畫后就很容易理解。這樣教師就有更多的時間去講解一些教材沒有的知識，比如模具零件的選材、結構的設計和加工、以及在使用過程中出現的問題等，從而拓展了學生的知識面。同時還可以在多媒體上展示一些相關的實物模型，提高了學生的學習興趣和積極性。另外，針對其它類型模具，比如壓縮成型、壓注成型、吹塑成型等，我們也采用多媒體的手段對其動作原理進行演示，增加學生對其它模具的認識，減少了這部分的課時量。此外，教材給出的大多是模具的主視圖，而動、定模的俯、仰視圖很少，從而造成許多學生在課程設計時只會畫主視圖，而動、定模的俯、仰視圖畫不出來，或者畫出來有很多錯誤。面對這種情況，教師利用多媒體對模具的三維結構和動作進行演示，同時展示完整的、用于生產的典型模具工程圖例，增加了學生對模具整體結構的了解和掌握。另外，我們準備針對現有的教學模式，編寫一部理論知識和相關技能一體化設計、多媒體有機結合的教材，，比如在教材的每一個示例處附帶一個二維碼，通過移動APP掃描二維碼就可以觀看相關模具的二維和三維動作原理圖，增加學生的學習效率和積極性。endprint

2 整合課程內容、加強實踐教學

在以往的塑料模具設計教學過程中，主要是在課堂上傳授課本上的理論知識，然后以考試的方式結課，很多學生都死記硬背，對模具認識不足，而在之后的課程設計時很難完成一副完整的塑料模具。現在很多模具行業都采用Pro/E、UG和SolidWorks軟件進行模具設計，而且在很大程度上都是采用二次開發或第三方插件進行設計，比如EMX、MoldWizard、3DquickMold等三維模具設計插件[3]。學院雖然開設了Pro/E、AutoCAD課程，但都是獨立授課，只講一些基本的操作命令，脫離了模具設計本身，導致很多學生在畢業設計時卻不會用Pro/E對塑料模具進行設計。學院之前雖然購置了上百套模具模型和一臺注塑機，但都處于閑置狀態，卻并沒有應用到具體的實踐教學當中。學生在學完塑料模具課程后，并沒有見到過模具實物，缺少對模具的感性認識，造成學生對塑料模具的認識停留在教材上的示例圖上面，而對模具的整體三維結構一知半解。

料模具設計是一門實踐性、應用型、專業性和綜合性較強的課程。課程改革必須以塑料模具的實際工程應用出發，以培養生產與管理一線的技術應用創新型人才為目標。在教學改革過程中，根據現代模具設計方法，結合學校的課程特點和教學資源，對塑料模具設計和Pro/E應用兩門課程進行合并，即去掉原先的Pro/E應用課程，增加塑料模具設計的課時和授課內容，并搭建相關的CAD/CAE仿真實驗平臺。同時，授課地點也從單一課堂變成以課堂為主，實驗室為輔的教學模式。在理論教學之前，先帶學生在實驗室進行拆裝實驗，以提高學生對模具的感性認識，從而增加學生在理論課堂的參與意識。同時每個模具模型都有相應的編號，學生可以在仿真實驗平臺針對每種結構的模具動作原理進行觀察。仿真實驗平臺是采用Pro/E對各個編號的模具進行實體建模，然后在ADMS里面設置運動副和動作參數，學生對模具的動作不僅可以整體進行觀察，而且還可以調取某個零件的運動路徑。教師在后續的課堂教學中，實踐啟發理論，針對每一種模型進行講解，并且每次下課后學生都可以再次回到實驗室進行拆裝，在仿真平臺進行動作觀察，理論指導實踐。另外，根據塑料模具設計課程的進度，運用Pro/E和ANSYS對典型模具結構進行三維造型設計和關鍵部件校核計算，比如在塑料模具課程中講到成型零件的設計，然后緊接著在Pro/E中對模具進行分模，并采用ANSYS對模仁進行強度和剛度計算；講到模架時，可以利用EMX進行演示，講到斜導柱機構，利用EMX插件在Pro/E中對模具添加斜導柱機構，理論與造型設計交替進行，不僅能夠加深學生對模具結構及其各部分零件之間的連接關系的認識，而且還能夠了解和掌握現代模具設計方法的流程。另外，學院安排青年授課教師到附近的模具企業進行培訓，增加青年教師的生產實踐經驗；同時在塑料模具設計課程結束后帶領學生到模具企業進行生產實踐實習，指導教師在現場結合課堂所學理論知識進行講解，并分析生產過程中遇到的問題，加深學生對所學知識的認識，達到學以致用的目的。

3 改革考核形式、重視學習過程

在對學生進行考核時，淡化了以考試為目的的教學，我們從實踐動手能力、實際技能應用和理論知識理解等多角度、客觀、公平地評價學生對塑料模具設計內容的掌握程度和綜合應用能力。在以往的塑料模具考核方面主要是以考試為主，出勤和作業為輔。考核形式比較單一，僅僅體現的是學生對塑料模具設計理論知識的掌握，并沒有對學生的動手實踐能力進行評價，而且在出勤方面點名會用掉一部分寶貴的課堂時間。傳統的考核模式已經不適應該課程的教學需要。因此我們結合實踐教學，在拆裝實踐過程中，讓學生填寫相關的拆裝報告，提高學生動手能力和協作能力（比重20%）。另外讓學生自選一件制品，運用Pro/E對模具進行三維實體造型，使理論與實踐不脫節，將理論與實踐有機結合，考察學生理論聯系實際的能力，然后教師對學生所選模具的結構復雜程度及設計準確度進行評價（比重30%）。另外每次課教師會利用Ispring Suit在PPT中插入一些相關的課堂練習題，采用學習通APP在線搶答和簽到。在活躍課堂氣氛的同時，還能激發學生的學習積極性，讓學生在學中做、做中學，同時還改變了傳統的點名方式節約了寶貴的課堂時間。教師會根據學生課堂的活躍度和出勤率進行評價（比重20%）。通過改革考核模式，弱化了傳統的理論考核形式（30%），使學生在學習過程中接受全方位考核，更真實地反映學生對塑料模具設計的掌握程度。考核內容的過程化、多樣化、綜合化，可以幫助學生系統地歸納學習內容，明確學習重點與要求，形成完整的知識體系。

4 結語

經過我們對塑料模具設計課程的改革，學生不再感覺塑料模具是一門苦澀、單調、難懂的課程，教材里的抽象知識在實踐教學中均能找到具體的對應實物，增強了學生的學習興趣和積極性，提高了學生的出勤率。課堂授課不再是教師的“單口相聲”，而是教師和學生、學生和學生之間的互動課堂。且在之后的課程設計過程中，學生繪圖的質量也提高了。另外，通過對塑料模具課程的改革，還培養了學生對塑料模具行業的興趣，有的學生畢業時甚至選擇了塑料模具這個行業，并且受到用人單位的好評。教學改革是一項艱苦、長期的工作，需要不斷的探索和總結，而我們在這方面才剛剛邁出第一步，在以后的教學過程中我們一定不斷探索和總結，使我們的教學內容不斷豐富，教學方法不斷完善，教學手段不斷提高，進而激發學生的學習激情，培養出符合現代社會發展需求的人才。

【參考文獻】

[1]史立峰.《注塑模具設計》課程教學改革與實踐[J].遼寧廣播電視大學學報，2012（2）：42-43.

[2]王宏亮.淺析CAD/CAE/CAM技術在現代塑料模設計制造中的應用[J].中國科技縱橫，2016（2）.

[3]陳雪，孫麗霞，裴永存.以工程實踐為導向的注塑模具設計課程改革與思考[J].科技致富向導，2010（10X）：20-20.

[責任編輯：朱麗娜]endprint