结合现代CAD技术对塑料成型工艺与模具设计课程进行教学改革*

◆刘友成

作者：刘友成，邵阳职业技术学院机电工程系副教授，研究方向为机械制造及其自动化（422004）。

1 塑料成型工艺与模具设计课程教学现状

塑料成型工艺与模具设计课程主要侧重塑料模具设计的基本原理与方法，理论性太强，学生学习兴趣不高。塑料模具设计要求学生具有很强的综合运用能力，学生在理论学习中能听懂，但在塑料模具设计过程中往往无从下手。而在模具设计CAD课程的教学过程中，教师侧重于软件应用功能的讲解，和塑料模具设计联系不密切。事实上塑料成型工艺与模具设计课程与模具设计CAD课程是相互关联的；前者是塑料模具设计的理论依据，主要介绍塑料模具设计的基本方法与理论基础；后者以CAD软件应用为主，模具CAD软件是模具设计的工具。如果将这两部分教学内容分开在不同的课程讲解，学生很难结合模具设计的知识，应用模具CAD软件来完成模具的设计，从而产生理论与实践相脱节的现象，增加了学习的难度。

2 模具CAD技术

随着模具制造业向信息化、数字化、精细化的方向快速发展，产品更新换代的速度越来越快，应用CAD/CAM技术可以提高产品质量、缩短设计周期。模具CAD/CAM已经成为现代模具企业进行模具设计的主要手段和工具，利用先进的模具CAD/CAE技术进行模具设计更加省时、省力，而且可以减少试模的次数，提高产品质量，缩短模具设计制造的周期。当今模具企业常用的模具设计软件有Pro/E、UG、SolidWorks、AutoCAD等。同时，模具企业的塑料模具设计岗位要求学生能够熟练运用CAD绘图软件进行塑料模具设计。

3 塑料成型工艺与模具设计课程与CAD相结合

将塑料成型工艺与模具设计课程和模具设计CAD课程整合为注塑模具设计及CAD课程，根据注塑模具的设计过程来重构课程的教学内容，结合企业的典型案例重点介绍塑料模具中应用最广泛的注塑模具。将塑料成型工艺与模具设计课程的知识目标、能力目标与模具CAD的应用技能相结合，采用“教、学、做”合一的教学模式，突出注塑模具设计基本技能的培养。将模具CAD应用技能与注塑模具设计基本知识融合到各个教学模块当中，如表1所示。

表1 注塑模具设计与CAD结合

UG软件在模具企业中的应用非常广泛，UG软件中的注塑模设计向导模块，是注塑模设计的专用软件，运用UG注塑模设计向导设计注塑模具，可以简化设计的过程。这样将课程的教学内容根据注射模具的设计过程分为塑件建模、设计分型面、设计工作零件等模块。每个模块增加了实训教学部分，采取理论教学和实训教学交替进行的教学方式，学生完成每个模块的理论学习之后，到模具设计实训室运用CAD软件将相应的部分设计出来。理论教学以“学”为主，模具设计实训以“做”为主，这样学生在“做”的过程中巩固了所学的内容。

如在塑件建模模块，在理论教学中讲解塑料制品结构工艺，讲解CAD建模的基本操作，在实训教学中让学生应用CAD软件对塑料制品进行建模，最后对塑料制品3D模型进行结构工艺分析。在完成各个模块的学习之后，针对典型的塑料模具进行综合实训，进一步强化所学内容。

4 教学实施

以分型面设计为例来介绍教学实施的具体过程。首先根据塑件CAD分型的教学案例进行项目导入，让学生对分型面有一个基本的认识，引导学生掌握分型面的作用与结构形式；接下来讲解分型面设计的基本原则（结合CAD分型的教学案例讲解），介绍运用CAD技术创建分型面的操作步骤与方法；然后提出设计任务，由学生运用CAD技术设计分型面；最后对学生的设计方案进行分析总结。通过具体的教学实施，学生达到以下目标：掌握分型面选取的基本原则，能够根据制品的结构特点正确选择分型面，能够运用CAD技术设计分型面。

5 结束语

通过将模具CAD技术引入到塑料成型工艺与模具设计高职课程的实践教学中，根据塑料模具的设计过程，重构课程教学内容，将塑料模具设计的知识目标、能力目标与模具CAD应用技能相结合，采用“教、学、做”合一的教学模式，突出模具设计基本技能的培养。这样有效地改变了塑料成型工艺与模具设计课程理论性太强，学生学习兴趣不高，学生模具设计实践能力差的状况。

教学实践证明，将塑料成型工艺与模具设计课程和模具设计CAD课程中有关注塑模具的内容整合为注塑模具设计及CAD课程，学生的动手能力、模具设计能力明显提高，教学目标明确，教学内容与注射模具设计岗位对接，学生的教学参与度高，学习兴趣、学习积极性大大提高。同时，教学效果的评价也更加合理，实现理论和实训结合的授课形式，改变了传统教学中枯燥的理论讲授和单一实训的做法，符合“工学结合”的专业教育要求。

[1]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].北京:高等教育出版社,2001:102-205.

[2]刘友成.基于UG6.0/Open GRIP对注射模具A型推杆进行二次开发[J].模具工业,2011(3):60-63.

[3]刘友成.基于UG6.0制作塑料模具虚拟装配过程动画[J].机械工程师,2009(11):111-112.