《塑料模具设计》课程教学方法研究与实践

郭啸栋

（淮阴工学院机械工程学院 江苏 淮安 223003）

0 引言

塑料模具设计是机械及近机类专业的一门专业课。该课程知识的综合性和实践性都很强，它要求学生不仅要扎实掌握机械制图、材料力学，机械设计、机械原理等机械类基础知识，而且要学生掌握塑料成型工艺、聚合物流变学、塑料模具设计等专业方面的知识。更重要的是要能把所学知识综合起来运用到塑料模具的设计过程中去。目前专业课程学时普遍较短。如何在较短的时间内让学生掌握好塑料模具设计的基本内容，并且具有分析和解决问题的能力，是摆在教师面前的一个迫切需要解决的问题。为此，需要进行教学方法的深入研究和实践，并且在实践中不断完善。

1 讲好绪论课

绪论一般介绍这门课程的重要性、研究现状与发展趋势、主要内容和学习方法等。因此，绪论是一个全局性的、是关于这门课程的一个系统。只有在一门课程刚开始的时候吸引住学生，才能持续的引起学生学习的兴趣和积极性。关于绪论的讲授，这里只列举一二。塑料件在我们生活中是很常见的。这些塑件是如何生产出来的呢？这就离不开塑料模具。塑料模具是将塑料原材料加工成塑件的一种工艺装备。在开始学习塑料模具之前，可能很多学生对模具并不了解。模具到底是什么呢？这时就有必要把模具的归属讲清楚。产品制造时所用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具，总称为工艺装备。而加工设备（如机床、注塑机、压力机等）、工艺装备、仓储传送装备（如辊道输送装置、悬挂输送装置等）和辅助装备（如清洗机和排屑设备等）则都属于机械制造装备。振兴东北老工业基地主要就是提升装备制造业的水平。零件加工的方法很多，例如可采用切削加工、焊接等。利用塑料模具加工零件的优点有：生产率高，操作方便易实现机械化和自动化，塑件精度主要由模具保证，尺寸一致性好，可生产尺寸范围大和复杂程度高的塑件，为少无切屑加工，故材料消耗少。虽然模具本身为单件生产，成本高，但由于一副模具可生产几十万甚至上百万件产品，分摊到每个塑件上的模具成本是很低的，因此，我们见到的塑件仍然是物美价廉的。

2 精心选取教学内容

由于授课时间是有限的，而又要在有限的时间内把内容让学生接受。这就要求教师要对教学内容进行精心选择，重点内容精讲，一般内容一带而过以节省时间。注塑模是塑料模具中自动化程度最高，采用最广泛的一种成型方法。因此，注塑模设计应该是这门课程的重点。塑料模具设计不是简单的结构设计，而应该与相应塑料的成型工艺结合起来进行设计。目前的教材有将塑料成型工艺简略的趋势，这就需要教师把这一部分补充起来，以帮助学生对塑料模具设计有一个完整的认识。掌握相应塑料的成型工艺，是正确设计塑料模具的前提。塑料模具设计包括总体设计和各部分的设计。无疑，总体结构的设计是整个模具结构设计正确与否的关键。因此，在重点讲解整体结构设计时，应配以动画，让学生直观的了解模具整体的工作过程。然后再介绍相应模具的结构特点与设计要点。这样学生就会对一副模具认识更加深刻。在介绍模具各系统设计时，除介绍相应的结构设计外，还要重视相应计算公式的推导。公式推导的过程往往是问题处理方法在脑海中的再现，有利于训练学生缜密的逻辑思维。比如，在讲型芯和型腔尺寸计算时，教师可先画出模型，然后推导出相应公式，这就将处理问题的过程清晰地展现在学生的面前。只有学生真正的理解了推导过程，才不至于死记硬背。即使在用到公式时，不能记起，也能自己推导出来。

3 重视模具标准化

很多学生学过塑料模具设计以后，在设计具体模具时，仍然感到无从下手，很多尺寸无法确定，各种零件的安装固定关系搞不清楚。出现这种问题的关键是由于忽略了对模具标准化的学习。因此，教师在平时的教学过程中，要有意识的让学生了解模具有关标准，哪些是标准件是可以通过手册直接选取的，哪些是非标准件是需要自己设计的。如果每副注塑模，包括注塑模架都要从头到尾进行设计，则需要很长的设计周期，在现代高速发展的时代，显然是不适应的。模具标准使设计规范化，使设计人员摆脱大量重复的一般性设计，能专心于创新设计，解决模具中的关键问题；模具标准件和标准模架由专业生产厂家大批量生产和供应，各模具厂只完成型腔部分的加工和装配，在此基础上可更大范围的使用模具先进的设计和制造技术。因此，模具标准化对提高模具设计和制造水平，提高模具质量，缩短制模周期，降低成本和节约金属等都有重要意义。因此，应让学生逐步熟悉相关模具标准，并在设计模具时能够正确查取相关标准。

4 重视CAD/CAE

在CAD/CAE/CAM一体化的今天，模具设计“软件化”已经深入人心。因此教师在平常的教学中，要不断的融入三维软件设计，分析软件对设计结果进行分析优化，制造软件对制造过程进行模拟等元素。让学生对现代模具的设计制造过程有清晰的认识。传统的模具设计主要是靠经验设计，一旦出现问题，将会造成巨大的经济损失。现在一般可通过运动模拟避免模具干涉，通过分析并进行优化以避免塑件缺陷，提高塑件质量，通过制造过程的模拟提高所设计零件的可制造性，降低加工制造的难度。教师可通过具体实例的讲解展示，提高学生的感性认识。通过布置作业，让学生亲自对实例进行分析，并对结果作出判断。

5 结语

通过讲好绪论课，让学生对塑料模具设计课程产生浓厚的学习兴趣，通过精心选取教学内容，加强基础理论和传统模具设计知识的教学，通过将模具标准化和模具CAD/CAE融入到平常的教学中，抓住学生对新事物接受快的特点，将现代模具的设计制造过程展现给学生。实践证明，这种教学方法提高了学生的学习积极性，教学效果较好。

［1］齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2005：221-228.

［2］冯辛安.机械制造装备设计[M].2版.北京：机械工业出版社，2005：8-13.

［3］机械类课程报告论坛组委会.机械类课程报告论坛2010论文集[C].北京：高等教育出版社，2010：238-244.