基于结合软件讲授《塑料模设计与制作》的研究

余廉晖

摘 要：随着科学技术的不断进步，一些高级机械设计软件，例如ProE和UG的应用越来越广泛。为了提高学生学习模具设计的兴趣和信心，使学生能够直观地了解模具结构，了解模具各部分的功能，教师可以在授课时适当地使用一些设计软件。设计软件在授课中的作用是快速设计出分模、电极、图纸和快速编程加工，为教师在课堂上讲授塑料模具设计知识创造了很好的条件。针对课程中的难点提出了可行的解决方案，并对该课程今后的一体化教学改革进行了探讨。

关键词：设计软件；塑料模具；模具设计；教学模式

中图分类号：G712 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.117

《塑料模具设计与制作》是中职学校模具设计与制造专业的专业课程之一，内容包括塑料成形基础、塑料模具设计和塑料模具制造。随着模具工业的转型升级，企业对相关人才的要求越来越高，既掌握了理论知识、熟悉模具结构，又精通加工工艺、设计效率高的综合型模具技术人才十分紧缺。但是目前，学校对模具专业学生的培养偏重课本理论知识，模具名称抽象难懂，学生自身又没有企业模具制作的经验，学习起来较困难，而且讲授的模具设计流程、设计规范与企业实际生产不相符，落后于行业的发展，不能解决生产中遇到的问题。出现这种问题的根源是中职课堂教学脱离了企业的真实需求。教师结合设计软件授课，直接引用来自企业的案例，会使课堂的理论教学更贴近企业生产实际。机械设计软件UG中的注塑模具向导是针对注塑模具设计的一个专业解决方案，它具有强大的模具设计功能，可以方便地设计模具。学生通过查找有关资料，然后独立思考或集体协作，可将模具设计成果在电脑上直观地展示出来。不断重复练习，还可以加深对注塑模具结构的理解，熟悉模具设计步骤，从而提高学生创造性地运用课本知识，熟练使用设计软件分析和解决实际问题的能力。

1 传统理论课教学中存在的问题

1.1 教学内容陈旧

虽然科学技术在不断进步，但模具所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其他加工方法所不能比拟的，模具在很大程度上决定了产品的质量、效益和新产品的开发能力，所以在模具设计和制作中应用的新技术和新工艺越来越多，使得模具的功能更强大、精密度更高，生产效率也在不断提高。但是目前教材和课堂中所教授的知识却比较陈旧，一般还是选用10年前出版的课本，企业最新的结构设计和加工手段没有及时补充进去，这样的教学内容明显落后，学生毕业后很难立即胜任实习单位的工作。另外，课本中的模具设计例子和练习较少，且与实际生产的差别较大。

1.2 教学手段单一

《塑料模具设计与制作》是一门实践性和应用性很强的专业基础课程，内容较多、知识面广，且较抽象、难理解。目前教师采用的授课手段一般是模具结构图片展示、口头讲解抽象模具的工作原理和基本结构，然后在黑板上手工画出结构图。这种方式是静态的，学生难以理解模具各零部件之间的动态关系，另外，学生缺乏实践经验，只能凭空想象，按老师要求照抄设计图纸，无法真正理解和灵活运用相关知识。

1.3 缺少课堂训练

在学习模具设计之前，学校一般都会安排《模具拆装》这门课程，让学生了解塑料模具的基本结构，但是拆装的模具是前几届学生所加工制作的，加工精度和装配精度都不符合实际要求，而且模具结构过于单一，不够全面，例如没有抽芯机构、冷却系统等。这样就使学生缺少感性认识，难以理解模具的配合精度、定位精度和工作原理。另外，课堂练习都是以模具设计基础理论知识为主，由于在普通教室上课，没有配备电脑，学生只能通过手工绘图完成设计，效率低且难以表达清楚，因此，学生感觉这门课程非常抽象，难以理解。

2 通过引入设计软件进行教学改革

传统模具教学都是以模具设计的基本理论、基本结构和常用例子为主，没有把设计思路和设计步骤贯穿到整个教学过程当中，学生学到的只是零碎的、不连贯的知识，而企业设计出来的模具必须具有合理的结构、良好的性能和经济性能，因此，学生学到的知识无法应用于实际。要解决目前这种模具教学方式与企业需求脱节的问题，比较好的办法是教师在授课时以企业实际生产的制品为例，使用软件按步骤设计出模具，并生成工程图，让学生加深对产品和设计流程的理解。

2.1 引入企业实际生产案例

学校为企业服务，而知识来源于实践。学生学习是为了更好地就业，因此，教学中的设计案例必须是真实的、典型的、有代表性的。除了案例以外，教师还要准备相应的习题，使学生学会举一反三。教师要得到真实的案例，就必须深入企业实践。另外，学校要与企业积极合作，使学校、学生和企业三方受益。

2.2 按企业实际设计流程教学

学生在校两年后就要进入到企业实习，要使学生胜任用人单位的工作岗位，学校就必须按企业的实际设计流程教学，并让学生不断重复练习，达到能够熟练运用所学知识解决实际问题的水平。企业中模具设计的步骤是接受任务书→收集、分析、消化原始资料→型腔布置→确定分型面→确定浇注系统→选择顶出方式→决定冷却、加热方式→确定主要成型零件→出模具总装图和零件图→校对→审图。在实际教学中，教师应使学生先掌握模具的基本结构和相关基础知识，然后按以上步骤进行实例讲解。

2.3 使用设计软件教学和练习

要在课堂上运用企业的设计流程，单纯借助教材上的工程图，即使基础较好的同学也感到困难，教师也难讲解清楚模具的结构。最好的方法是使用模具设计软件进行教学和练习，使用对接企业常用的UG和ProE三维软件，通过软件的三维效果，让学生直观地了解自己所设计的模具，既能使学生熟练运用软件解决问题，又能提高课堂教学的效率。另外，在课堂上增加小组讨论和集体协作等学习形式，将会大大提高学生的学习兴趣，加深学生对模具基本结构和设计流程的理解。

2.4 实践教学与设计案例相结合

与本课程衔接的实践环节有模具拆装、塑料模具制作和课程设计等。模具拆装在模具设计课程教学前进行，目的是让学生了解模具的常见结构和零件名称、作用；塑料模具制作安排在课程教学期间，结合课堂上的教学案例，学生加工和装配模具，将书本和电脑上抽象的图形转换成实际模具，让学生了解模具加工工艺和装配工艺，掌握和巩固基本理论；课程设计是以实际项目的形式开展，安排在课程结束后，主要目的是让学生综合运用本课程知识来完成实际工程设计，题目是近期校外合作企业已经完成的难易适中的模具设计，学生可以对比自己的设计成果和企业的设计，从中找到不足之处。

3 设计软件教学方式的实施方案

3.1 学生对三维软件的掌握和应用

目前，中职学校开设的基础课和专业课较多，包括机械制图、机械基础、模具材料及表面热处理、数控加工工艺、公差配合与测量等，学生学到的都是单独的课程知识，却不知道如何应用，所以可以通过模具设计课程将所有基础课联系起来，让学生在设计中使用所学的基础知识来解决实际设计问题。现代企业设计中使用的工具为各种软件，因此，学校必须增加关于UG或ProE三维软件的课程和课时，使学生熟练掌握和灵活运用，以解决学校教学与企业生产实际相脱节的问题。

3.2 硬件的配备

要用设计软件讲授模具设计知识，学校必须配备多媒体设备，并且学生在学习过程中，需要进行大量的零件设计和装配设计，所以在上课时需人手一台电脑。教师在授课时，先将设计步骤示范一次，让学生对模具的整体结构和零部件有一个全面的认识，然后再让学生自己动手。这样将理论与练习结合起来，便于学生理解和掌握知识，有助于提高学生的学习积极性和教学效果。

3.3 教学案例和习题的搜集

教师课堂上讲解的案例、学生练习的习题和项目的选择设计必须体现职业活动最新动态，紧跟企业的生产发展步伐。对此，应让企业技术人员参与课程开发，并组织专业教师进入企业实践学习，搜集出典型的案例和习题。另外，学生可以到合作企业实习或工作，由企业根据学生表现给出反馈意见，通过学校与企业的双向交流，提升教学质量。

4 结束语

总而言之，中职学校要以就业为导向，创新《塑料模具设计与制造》课程的教学模式，在教学中逐步推广与设计软件相结合的教学方法。同时，为了获取更好的教学效果，教师应该先让学生认识到实践能力的重要性，在教学时，将企业真实案例与理论教学相结合，不断完善教学方式，丰富课堂教学内容，提高学生的学习效率，让学生真正学到过硬的模具专业技术。

参考文献

[1]黄晓峰.基于案例教学法的《塑料成型工艺与模具设计》教学研究[J].考试周刊，2011（2）.

[2]齐晓杰.塑料成形工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2006.

〔编辑：王霞〕