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關鍵詞:說課;教學;模具;課程
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)08-0048-02
一、說課的意義
“說課”是教學改革中涌現出來的新生事物,是進行教學研究、教學交流的一種新的教學研究形式,是授課教師在獨立備課的基礎上,系統地談自己的教學設想及理論依據,以達到相互交流、共同提高的教研形式。它有利于提高教師理論素養和駕馭教材的能力,也有利于提高教師的語言表達能力,是優化課堂教學設計,提高教學能力的一種有效途徑。教師在“說課”時,不但要說清楚教什么,怎樣教,還要說清楚為什么這樣教。所以在“說課”前,教師必須認真學習相關高職教育理論,要了解當前高職教研教改動態。從說課前的準備到說課再到評課,這是教師緊密結合教學實際,主動學習理論、獲取信息、鉆研教材、思考問題、解決問題、探索創新的艱苦實踐的過程,也是教師自覺學習、提升、不斷發展的過程,教師在教學思想認識、教學實踐方面將產生由感性認識到理性認識的質的飛躍。
二、說課的主要內容
說課一般應從以下幾個方面來闡述:第一說大綱;第二說教材和教學參考資料;第三說教學方法手段;第四說學情及學生學習方法的指導;第五說教學程序設計。
下面以我系《塑料成型與模具設計》課程為例進行說課設計。
三、《塑料成型與模具設計》說課稿
1.課程定位。①課程的性質與任務。本課程是模具設計與制造專業重要的專業課程之一,培養學生的塑料成型技術應用能力。②人才培養目標。培養擁護黨的基本路線,適應機械類行業生產、建設、管理、服務第一線需要的,德、智、體、美等方面全面發展的,具有良好的職業道德和職業素質,具備高等職業技術人才的文化基礎,具有突出的模具設計與制造工藝技術應用能力,并能在工作中熟練地應用CAD/CAM技術等現代新技術,具備較強的技術綜合實踐能力和技術規范實施能力的高等技術應用性專門人才。③專業面向的崗位群。在人才培養計劃中提出模具設計與制造專業面向的崗位群是:金屬沖壓模具、塑料成型模具設計與制造崗位;通用數控機床編程與操作崗位;特種數控機械加工設備程序的編制與實際操作崗位;車間生產與技術管理等崗位。四個崗位都要求能熟悉模具的結構組成、動作原理及典型零件的加工特點、工藝性,為此開設《塑料成型與模具設計》課程對各崗位的職業能力都起著重要支撐作用。④先修及后續課程。如下表。
⑤能力要素。在我院模具設計與制造專業人才培養方案的知識、能力、素質結構分解表中有一項職業能力:設計中等復雜程度塑料模具,它要求的能力要素是審查制品工藝性;使用模具設計手冊;確定塑模結構和設備;塑模工藝設計;使用軟件設計模具;選擇塑模標準件;設計塑模零件。⑥課程的教學內容。根據這些能力要素大綱將這門課程劃分為七個學習情境,分別為塑料模具的認知;塑料成型基礎;塑料成型工藝與設備;注射成型模具;壓縮成型設備與模具;擠出成型設備與擠出機頭;重點講述注射模設計、壓縮模設計、擠出機頭設計,同時根據塑料模具設計技術的發展,適度介紹精密塑料模、熱流道模具等先進模具技術。課程的難點是注射模的設計,在講壓縮模和擠出機頭設計時,只講個性知識,突出重點。
2.教材和教學參考資料。根據大綱中的教學內容安排,本門課程選擇的教材是機械工業出版社出版的《塑料成型工藝與模具設計》,這本教材在每一類模具設計內容的編寫中詳細介紹了模具的組成、結構特點、工作原理、設計要點、模具成型生產所用的設備、模具材料以及熱處理要求等,而且緊貼模具技術的發展。在這本教材中一共有十一章,根據大綱安排,教學中把這些內容有機融合起來,比如將教材的第二、第三章結合在一起講,重點講授塑料的性能和塑件的工藝性,還有把第四章第三節注射模與注射機的關系內容移到塑料模具設計內容學完之后再講,因為學生要是不系統學完模具結構設計,很難把注射機與注射模的參數聯系起來。在教學中還需要借助其他資料提供經驗數據和典型的模具結構,還有幾本教學參考資料——《塑料成型模具與設備》、《塑料注射模國家標準手冊》、《模具設計圖冊》。
3.教學方法手段。①教學環節突出以應用為主線,貫徹高等職業教育“必須、夠用”的原則,注重教學內容的實用性,摒棄傳統的繁瑣計算,訓練學生查找國家標準手冊的能力,通過習題檢查教學效果。②傳統教學與多媒體教學相結合。《塑料成型與模具設計》課程中面臨大量的零、部件結構、模具結構認知學習,其中許多內容難以用現有的實驗條件進行演示,而計算機輔助教學往往可以達到事半功倍的效果。③采用啟發式教學。在教學中處理好“教”與“學”的關系,多引導、啟發學生自主思考,變學生的被動學習為主動學習。
4.教學程序設計。我認為在《塑料成型與模具設計》這門課程中,首先應該讓學生對設計的對象塑料模具有個認識,所以本章的重點定為介紹各類成型方法以及應用。講這部分內容時,我先給學生看些圖片,圖片中的塑件都是日常生活中隨處可見的,此外讓學生踴躍發言補充還有哪些形式的塑件,然后討論為什么這些生產、生活中有這么多的塑料件,它們是怎么生產出來的,先讓學生產生一種新奇感,認為這門課有東西可學,有奧妙可探,激發學生學習的沖動和探索的愿望,而后結合動畫一一介紹本次課的重點——成型方法,在這個過程中要注意介紹這些成型方法的應用,本次課的課堂練習是要求每個學生寫出3至5個塑件,說出它的成型方法,然后組織學生一起討論,激發出學生的學習興趣。
高職教育以培養高技能人才為根本任務,以適應社會需要為基本目標,因此,高職教師必須以應用為主旨,有特色地實施高職課程有效教學。經常開展說課活動,可以在教師中形成鉆研教學業務、學習教育理論的濃厚氣氛。
參考文獻:
【關鍵詞】課程標準 沖壓模具設計
《沖壓模具設計》是我院模具設計與制造專業的一門專業核心課程,主要任務是培養學生掌握沖壓工藝設計和沖壓模具設計相關知識,能夠綜合運用相關知識設計中等復雜沖壓件的沖壓工藝方案和沖壓模具,同時培養學生嚴格執行沖壓模具設計等標準的職業習慣和嚴謹細致的工作作風。為學生畢業后從事模具設計等技術工作和可持續發展奠定良好的知識、能力、素質基礎。前導課程有《機械制圖》、《模具材料與熱處理》等,后續課程有《頂崗實習》、《畢業設計》等。
一、課程設計思想
本著“從崗位中來,到崗位中去”的思想,依托我院工業行業校企合作委員會,再有針對性的企業調研基礎上,校企合作分析、總結沖壓模具行業發展現狀和模具專業主要面向職業崗位對知識、能力、素質的要求,確定“能分析、會計算、會設計、素質優”的課程總體教學目標。
1.教學內容選取。以沖壓模具設計能力培養為重點,遵循必需、夠用的原則,校企合作、工學結合,確保課程內容的實用性和先進性,選取沖裁工藝與模具設計、彎曲工藝與模具設計、拉深工藝與模具設計和多工位級進模設計為本課程主要教學內容。
2.教學內容序化。由簡單到復雜、單一到綜合,顧及高職學生循序漸進的學習規律,基于各類型沖壓模具之間的相對獨立性,整合設計落料模設計、沖孔模設計、U型彎曲模設計、V型彎曲模設計、拉深模設計、復合模設計、多工位級進模設計6個教學單元。每個教學單元選取1個典型案例作為工作任務,把相關理論知識與技能融入到每個工作任務中,圍繞工作任務展開教學,組織教學內容,教學中教師注重引導,講練結合,并輔助適量針對性練習,促進理論與實踐結合。
3.教學組織模式。基于沖壓模具設計基本步驟,每個單元設計若干學習任務,其中沖壓成形工藝性分析、沖壓工藝規程的制定、模具設計工藝計算在多媒體教室實施教學;沖壓模具總體結構設計、沖壓模具零部件結構設計在模具拆裝實訓室實施教學。教學過程中,教師提出學習任務,引導學生學習相關理論知識,然后分組制定計劃、組織實施,教師答疑指導,對共性問題集中講解,最后總結歸納。另外在課程常規教學完成后單獨設計60學時的《沖壓模具設計訓練》項目,一生一題、互不相同、難度中等,學生獨立完成設計任務,教學場地靈活選用模具拆裝實訓、CAD/CAM機房和就近合作企業。
二、課程目標
(一)能力目標:1.能夠編制中等復雜沖壓件的沖壓工藝;2.能夠設計中等復雜沖壓件的沖壓模具;3.能夠分沖壓件常見缺陷的產生原因,并提出較為合理的解決方案。
(二)知識目標:1.了解沖壓變形理論和沖壓變形規律知識; 2.掌握沖裁工藝與模具設計知識;3.掌握彎曲工藝與模具設計知識;4.掌握拉深工藝與模具設計知識;5.掌握級進沖裁模具設計知識;6.熟悉沖壓模具設計國家標準;7.了解沖壓技術現狀及發展趨勢。
(三)素質目標:1.養成獨立思考、自主學習的習慣;2.養成一絲不茍、嚴謹細致的工作作風;3.養成嚴格執行機械制圖、沖壓模具設計等相關標準和規范意識。
三、課程內容學時分配
四、課程考核
1.期末考核及方式說明
期末考核采取筆試閉卷的方式,對理論考試試題要求:(1)考試范圍以課程標準為基準,突出重難點;(2)試題難度中等,題量適中,注重考核對知識的理解和運用;(3)題型不少于四種。
2.過程考核說明
3.《沖壓模具設計訓練》考核說明
4.課程成績形成
課程成績=期末考核(40%)+過程考試(30%)+沖壓模設計訓練考核(30%)
關鍵詞:機械制造 模具 研究
中圖分類號:TG316 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)01(c)-0000-00
作者簡介:趙偉豐(1993-),男,浙江省臺州市,本科,學生。
前言
機械模具的設計與制造已經成為我國制造業的主要的研究課題,在機械制造模具成型階段的模具設計是至關重要的,在我國的機械制造模具設計主要就是塑料模具、沖壓模具、壓鑄模具等,在上述的三種模具類型中,塑料模具的設計是比較受關注的,在塑料模具設計的研究中主要是注射成型模具的設計與研究被作為重點來研究,注射成型:是塑料先在注塑機的加熱料筒中受熱熔融,而后由往復式螺桿將熔體推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。現在我國對注射模具設計的研究比較關注,對于機械制造模具設計的研究有利于機械制造業乃至我國工業企業的飛速發展[3]。
1 模具設計與制造的研究現狀
目前,我國模具設計主要有三種形式:沖壓模具約占50%,塑料模具約占43%,壓鑄模具約占4%,其他類型的模具約占3%。現在塑料模具設計已經占有模具設計的重要方向。雖然,我國的模具設計總量已經達到了一定的規模,模具的設計水平也達到很高的水平,但是與世界發達國家比較模具的設計水平總體還是落后于美、日等科學技術發達的國家。在國內很多的大型、精密的模具占設計總比例不足25%,而其它發達的國家對于模具大型、精密的模具設計占總量的50%,針對這種情況國家對于塑料模具的設計水平深入的研究,近年來,雖然我國模具進出口結構在不斷完善,制作水平也不斷提高,但相對發達國家而言,我國的設計和制造水平在整體上還處于落后的狀況[4]。
2 機械制造模具成型設計
機械制造模具成型設計對于機械加工業是至關重要的,應該進行仔細的設計研究與分析,在模具設計階段接受任務書后就應該對模具設計圖紙和模具原材料進行審核,并注明采用塑料的牌號、透明度等。對于機械制造模具的技術要求進行仔細的研究,生產出來的模具能夠滿足設計要求,保證生產出來的產品能夠滿足加工和設計的要求,機械模具生產出來的零件的尺寸和技術要求能夠滿足其自身的要求。
3 注射模具設計
(1)注射模具設計中應考慮哪些問題:
考慮冷卻過程中塑料收及補問題。如何通過模具設計來控制塑料在模具內結晶、取向和改善制品的內應力。如何選擇澆口和分型面。制件的橫向分型抽芯及頂出的問題。模具的冷卻或加熱問題。模具有關尺寸與所用注射機的關系,包括與注射機的最大注射量、鎖模力、裝模部分的尺寸等的關系問題。如何使模具總體結構和零件形狀更加簡單合理,使模具具有適當的精度、表面粗糙度、強度和剛度,以便于制造和裝配。
(2)注塑模具的設計步驟
(a) 塑件分析
需要明確兩點:塑件設計要求和塑件生產批量。明確塑料設計要求時,要仔細閱讀塑件制品零件圖,考慮成型工藝的可行性和經濟性時,要圍繞制品的塑料品種、塑件形狀、尺寸精度、表面粗糙度等進行,如果有必要修改材料種類和結構時,可以產品設計者進行商討,看有無可能性。明確塑件的生產批量,如果生產量少,可使用簡單模具,以節約成本;如果生產量大,首先要保證塑件質量,其次要考慮怎樣縮短生產周期,提高生產率,此時可考慮盡量采用一模多腔或高速自動化生產,因此管理者要對模具的推出機構,塑件和流道凝料的自動脫模機構提出嚴格要求。除以上兩點外,還需要計算塑件的體積和質量,這是為了選用注塑機,提高設備利用率,確定模具型腔數[5]。
(b) 注塑機選用
首先要確定模具的結構,可以根據塑件的體積或重量來完,其次初步確定注塑機型號,并了解它與設計模具有關的技術參數,如:注塑機定位圈的直徑,噴嘴前端孔徑及球面半徑,注塑機最大注塑量,鎖模力,注塑壓力,固定模板和移動模板面積大小及安裝螺孔位置,注塑機拉桿的間距,閉合厚度,開模行程,頂出行程等。
(c) 模具設計的有關計算
計算凹、凸模零件工作尺寸;確定型腔壁厚,底板厚度;確定模具加熱、冷卻系統。
(d) 模具結構設計
塑件成型位置及分型面選擇;模具型腔數的確定,型腔的排列和流道布局以及澆口位置設置;模具工作零件的結構設計; 側分型與抽芯機構的設計;頂出機構設計;拉料桿的形式選擇; 排氣方式設計。確定模具總體尺寸,選購模架。模架已逐漸標準化,設計者可根據生產廠家提供的模架圖冊,選定模架,在上述設計的基礎上初步繪出模具的完整結構圖[6]。
(f) 模具結構總裝圖和零件工作圖的繪制
繪制模具總圖時,必須符合機械制圖國家標準。其繪制原則與一般機械圖畫法相同,目的都是為了更清楚地表達模具中成型制品的形狀、澆口位置的設置。在模具總圖的俯視圖上,可將定模拿掉,只保留動模部分的俯視圖。模具總裝圖應該包括模具閉合尺寸,外形尺寸,特征尺寸(與注塑機配合的定位環尺寸),裝配尺寸,極限尺寸(活動零件移動起止點)及技術條件,編寫零件明細表等,這些都是必要總裝圖是必須具備的。
4 結語
在社會信息化和經濟全球化的時代背景下,模具行業呈現出以下發展趨勢:產品更大型、更精密、更復雜、更經濟;生產技術正向著專業化、數字化、信息化、自動化、無圖化、精細化方面發展;整個行業則向著產品品牌化、設備精良化、技術集成化、管理信息化、經營國際化的方向發展。
為了適應國際市場以及滿足我國工業產業的發展需求,在現代工業發展技術水平的要求下,應該在機械模具設計與制造的技術方面加大研究的力度和發展的方向。我國的模具設計和制造水平在不斷的發展和提高,我國未來的機械制造模具設計和制造的發展方向就是向更大型、更精密、更環保、更多技術含量的方向發展[7]。
參考文獻
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[3] 劉缽, 陳利民. 熱塑性塑料注塑工藝參數優化設計[J]. 工程塑料應用, 2005,36(4): 8-11.
[4] 翁其金. 塑料模塑成型技術[M]. 北京:機械工業出版社, 2001.
[5] 許發樾. 實用模具設計與制造手冊[M]. 北京: 機械工業出版社, 2005
摘 要:近年來,迅猛發展的中國汽車工業為國內汽車模具帶來了廣闊的發展空間。但遺憾的是高端模具的開發能力仍然無法滿足國內汽車產業的配套需求,很大一部分高端汽車模具仍需要依賴于進口。作為汽車模具最主要的組成部分,汽車覆蓋件模具的標準化程度較低,在設計、制造和管理等方面的標準化建設存在著較多的問題。基于這種認識,該文對提升汽車覆蓋件模具標準化的問題和提升措施展開了分析和一定程度的探究,希望為關注這一話題的人們提供參考。
關鍵詞:汽車覆蓋件 模具標準化 標準件
中圖分類號:H12 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)08(a)-0056-02
中國已經成為模具制造大國,但想要成為模具制造強國還有較長的路要走。高端汽車覆蓋件模具設計制造具有難度大、質量和精度要求高的特點,能夠較好地體現汽車模具水平。高端汽車覆蓋件設計制造水平最能體現一個國家模具制造水平,但就目前來看,國內高端汽車覆蓋件模具的設計、制造和管理和國外相比是存在技術差距的,普通汽車覆蓋件模具在設計、制造和管理方面也缺乏完善的標準,以至于模具的標準化水平較低,生產制造效率也較為低下,無法滿足行業做大做強的發展需求。
1 國內汽車模具行業發展情況分析
相較于美國、日本等汽車制造業發達的國家,我國汽車制造業發展時間相對較晚,國內模具也僅有1/3左右是為汽車制造業服務,國外發達國家汽車模具則占據整個模具產業的50%左右。一直以來,國內汽車模具行業發展都是散、差、亂的局面,缺乏完善的模具行業標準,多數汽車模具制造企業的模具標準件生產點較少,并且呈現出散亂分布的狀態,無法實現標準件的批量生產。在汽車模具設計、生產和使用管理方面,國標、行標或一些企標出現并存混用的現象,標準的使用較為混亂。
2 汽車覆蓋件模具標準化建設存在的問題
2.1 缺乏先進的模具設計標準
作為汽車模具的重要組成部分,覆蓋件模具的設計技術較為密集。目前,國內中小型汽車覆蓋件模具生產企業大多采取傳統手工設計方法和二維CAD設計技術,部分較大型模具生產企業引入了UG等三維設計技術。但由于缺乏完善的設計標準,以至于影響了設計的標準化發展進程。在實際的模具設計工作中,汽車覆蓋件模具結構組成較為復雜,包含吊耳、導板和凸臺等。但由于缺乏結構設計標準,設計人員的設計常常會與模具造型發生沖突,從而導致模具設計造型無法實現,繼而造成設計人員和實型鑄造造型師進行重復返工。
2.2 缺乏科學的模具制造標準
不同于其他汽車模具,汽車覆蓋件模具的加工難度較大。在國內,只有少數企業使用高速切削加工技術進行覆蓋件模具的加工,所以整個模具行業尚未形成相應的生產制造標準。而多數企業采取的則是以數控為主的加工方式,需要通過引進數控設備機床實現覆蓋件模具的分序加工,生產出的模具余量較大,并且精度較差,需要通過鉗工研修[1]。但是,無論是利用數控設備進行模具加工還是對模具進行鉗工研修,都需要憑借人工經驗進行生產制造,因此較難形成生產加工標準。
2.3 缺乏有效的模具管理標準
在模具管理方面,不少汽車企業雖然使用標準件,但是主要會通過進口實現標準件采購。所以在汽車覆蓋件模具管理方面,尚未建立典型的模具結構工藝標準,也尚未形成行業標準件管理標準,以至于國內覆蓋件模具標準件種類不全,無法與國外汽車模具標準件生產企業進行競爭。
3 汽車覆蓋件模具的標準化建設措施
3.1 借鑒先進的模具設計標準
在汽車覆蓋件模具設計方面,歐美等發達國家已經形成了較為完善的模具設計標準,可以為國內覆蓋件模具設計標準的制定提供指導。具體來講,就是結合國外先進模具設計技術,完成模具設計技術條件和驗收技術條件等標準的制定。而汽車覆蓋件模具設計技術標準應包含基礎標準和應用技術標準。在基礎標準建設方面,需要完成制圖和公差與配合等標準的制定。而在應用技術標準方面,則可以引入國外的3D造型設計標準,從而利用統計圖表形式將模具設計中的標準部件表示出來,繼而降低模具的實型鑄造難度[2]。實際上,汽車覆蓋件除了擁有復雜的型面,其他部分都具有一定的相似性、對稱性或重復性。在模具設計中進行模具特征結構標準件的應用,則能夠促使模具設計向著標準化的方向發展。如圖1所示,為集成化的標準件。利用參數間的關聯使安裝臺尺寸隨著標準件規格變化而變化,然后將標準件裝配到模具文件中,就可以生成標準件單元體。在此基礎上,將需要的標準件調入,就能夠實現模具的標準化設計,從而避免出現搭配錯誤。
3.2 建立科學的模具制造標準
相較于傳統切削工藝,高速切削可以依靠較高的切削速度、加工質量和進給速度實現模具加工,能夠為模具加工標準的建立提供支持。根據高速切削的數據軟件,并結合覆蓋件模具的加工特點,可以進行具有完整品種、精度和質量要求的加工規范的制定。而在規模設備和生產方法方面,也需要建立有關加工效率和加工方法的規范,以便利用最短時間、最少的人力和物力投入完成各種覆蓋件模具的制造[3]。就目前來看,汽車覆蓋件模具通用標準有國際標準、國家標準和行業標準。在模具加工生產方面,還要結合加工效率、加工方法和專用模具等內容進行企業生產加工標準的完善。
3.3 完善行業和企業的模具管理標準
在汽車覆蓋件模具的管理方面,還要實現現有管理標準的完善,以便實施模具的標準化管理。一方面,需要以模具結構標準為基礎完成企業模具設計標準的編制,即完成標準件結構和零件圖的統一繪制,然后利用圖形和參數實現模具形狀和加工公差的標準化管理。另一方面,企業需要在機床空閑時間進行預制標準件的加工,從而縮短企業常用模具的制造周期,并且對機床工作量實施平衡管理。此外,在加工設備管理方面,需要完成不同機床的不同加工規范的制定,以便對模具制造進行規范化的管理。
4 汽車覆蓋件模具標準化建設的前景及方向
4.1 汽車覆蓋件模具標準化建設的前景
就目前來看,汽車模具標準化制造水平已經成為了衡量國家工業化水平的標志之一。而近年來,國內汽車覆蓋件模具占整個模具產業的份額也在不斷增加,具有年產5 000萬元模具能力的企業已經多達30多家。在這種情況下,汽車模具覆蓋件必須完成標準化的建設,才能夠形成更大的經濟規模。因此,無論是從國家科技發展還是經濟發展角度來看,汽車覆蓋件模具標準件的品種都將得到擴大,模具的生產精度也將得到提高。因此,在模具標準化建設方面,汽車覆蓋件模具將獲得較好的發展前景。
4.2 汽車覆蓋件模具標準化建設的方向
從建設方向上來看,汽車覆蓋件模具想要實現設計、生產和管理的標準化發展,還要對模具單件生產方式和機制進行改制,以便建立相應的設計、生產和管理標準,從而提高模具設計、制造和管理水平,繼而使其向著現代化標準生產方式和專業化量產的方向轉型。為此,汽車覆蓋件模具行業還要進行通用零部件標準化品種的擴大,從而提高模具標準化水平和程度。而為擴大標準件的應用范圍,還要進行標準件技術含量的提高,從而使標準件的組合率得到提高。此外,在模具標準化建設方面,還要完成模具結構形式等多個數據庫的建設,并且建立模具驗收技術條件標準。
5 結語
總之,想要提升汽車覆蓋件模具標準化水平,還要加快模具設計、生產和管理標準的制定,從而進一步促進模具行業標準化水平的提升。為此,相關人員還要了解國內汽車模具行業發展情況,并且加強汽車覆蓋件模具標準化建設目前存在問題的分析,以便明確模具標準化建設的方向和任務,同時提出標準化建設的對策,從而更好地促進汽車覆蓋件模具行業的發展。
參考文獻
[1] 王玉峰,田前程,陳靜,等.汽車覆蓋件模具調試操作規范[J].北京汽車,2012(6):41-44.
關鍵詞 項目教學 應用 教學質量
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
Plastic Molding Process and Mold Design
Course Teaching Reform Practice
WU Yuzhao
(Fujian Electric Vocational and Technical College, Quanzhou, Fujian 362000)
Abstract Project teaching is the training model for community to develop practical talents for the direct purpose, in line with higher vocational education and training skilled personnel fundamental requirement. In plastic molding process and mold design course project pedagogy, can enhance students' interest in learning, improve teaching quality, professional competence for students, training professionals qualified personnel is important.
Key words project teaching; application; teaching quality
塑料成型工藝與模具設計是模具設計與制造專業的核心課程,通過教學改革,提高教學質量對于培養專業合格人才具有重要意義。
1 采用項目教學法,提高塑料成型工藝與模具設計的教學質量
1.1 項目教學法及其特點
眾多學者對項目教學法進行了定義,德國的魯道夫·普法伊菲爾和傅小芳認為:項目教學法是學生在教師的指導下,由學生在特定的學習集體中,根據學習興趣和生活經驗提出問題或活動的愿望,對活動的可行性作出決策,并圍繞既定目標決定學習內容和學習方式,自學計劃、實施和評價學習活動的教學活動。①項目教學的顯著特點是改變傳統教學教師講,學生被動接受知識的模式,而是將學生作為教學主體,使每位學生都參與到項目的創造實踐活動中,教師在項目教學中起引導和監督作用,不再處于教學主導地位。
1.2 項目教學符合高等職業教育培養技能型人才的根本要求
項目教學是一種為社會培養實用型人才為直接目的的人才培養模式,符合高等職業教育培養高素質技能型專門人才的根本要求。②教學中的項目與企業實際生產過程有直接關系,甚至是以企業的某個產品作為教學項目,由學生自己制定項目實施方案,完成項目并對項目完成結果進行評價。項目實施過程是一種研究性學習過程,學生在項目實施過程中通過查找和應用資料等方式學習理論知識,通過產品的設計、制造學習掌握生產技能,在此過程中學生的職業能力將得到迅速提高。
1.3 項目教學有利于激發學生的學習積極性
興趣是最好的老師,教學過程中激發學生的學習積極性,是提高教學質量的重要途徑。采用傳統的教學方法,由教師通過講授,把教學內容傳遞給學生,在這一過程中學生只是知識的被動接受者,教學效果的好壞主要取決于學生自覺參與和努力的程度以及對知識的消化吸收。眾所周知,我國高考人才選拔制度決定了大部分高等職業院校的學生基礎比較差,這個特點決定了高等職業教育的學生在傳統教學滿堂灌的情況下,容易表現出課堂上注意力不集中,說話、睡覺、玩手機等,課堂教學效果肯定不會太好。同時由于高等職業院校的課程考核并非選優考核,在沒有更多有效的激勵方式的情況下,大多數同學抱著及格就好的心態,因此學生在學習積極性、主動性不高,必須改革教學方法。
項目教學法以學生為主體,學生具有學習的完全自主性,學習過程是一個人人參與的創造性實踐活動,在完成項目過程中可以體驗創新的樂趣和艱辛,完成項目后會產生自豪感和成就感,有利于激發學習熱情,提高教學質量。
1.4 塑料成型工藝與模具設計課程適合開展項目教學
項目教學是高等職業教育的一種優秀教學模式,但并非萬能良藥。選擇合適的教學項目和教學內容對順利開展項目教學有舉足輕重的作用,對于高等職業教育來說,選擇項目一般考慮下面幾個因素:(1)所選擇的項目應包含多方面、多門課程的知識,并且將其中某一門課程理論知識和實際技能結合在一起。(2)項目與實際工作過程緊密相關,通過項目學習能鍛煉提高學生的職業工作能力。(3)針對高等職業教育生源現狀,項目應該簡單易行,并且能由淺入深逐漸展開。(4)項目相對獨立、完整,學生可以獨立進行項目實施工作,獲得具體結果。
塑料成型工藝與模具設計在選擇教學項目上有得天獨厚的先天優勢。(1)該課程是模具設計與制造專業的核心課程,以塑料模具設計為核心,將塑料模具設計的理論知識與實際技能結合一起,同時涉及機械制圖機械設計、制造工藝、CAD/CAM、金屬材料及熱處理等多方面知識。(2)塑料工業及塑料成型工業發展迅速,塑料制品已經滲透生產生活、各行各業的方方面面,相應的模具工業已經成為最重要的制造業之一,生產及應用企業眾多,便于選擇與實際生產、生活緊密相關的教學項目。(3)簡單的塑料成型模具一般由二三十種零件組成,結構比較簡單,適合作為高等職業教育的教學項目。(4)每副模具都是一個獨立的產品,具有完整的設計、制造過程,便于學生獨立進行設計制造。
2 項目教學法在塑料成型工藝與模具設計教學中的應用實踐
我院歷來重視教學改革,根據塑料成型工藝與模具設計課程的特點,在模具設計與制造專業開展項目教學法試驗。
2.1 項目教學分組進行
項目教學以分組的形式進行,根據塑料成型模具結構的復雜程度,每組由5~10人組成,教師根據學生的學習情況進行分組,也可以讓學生自由組合后教師再做適當調整,并指定每組項目負責人,項目負責人采用輪換制,使每個同學都有機會。
2.2 確定項目及任務
塑料成型工藝與模具設計課程的第一個學習項目由教師指導提出,經師生共同討論確定。根據教學計劃要求,在塑料成型工藝與模具設計課程項目式教學中,采用5個項目完成教學計劃制定的學習目標,每個項目的學習重點不同。項目來源主要有兩方面,一是經常使用的各種小型日用品如塑料杯、手機外殼等,另一個是到學院所在地附件的模具制造企業了解選擇,相對而言選擇模具制造企業中的產品更有利于教學。首個項目應選擇簡單的產品,逐步深入。教師對首個項目提出明確項目要求,并進行工作方式、方法、手段的指導。通過多個項目的訓練,掌握完成項目的工作方法和途徑并不斷強化。
項目確定后,師生一起探討確定每個項目的工作任務和目標,工作任務和目標結合課程教學標準制定。例如設計簡單飲水杯注塑模,項目的工作任務內容:(1)分析飲水杯的使用要求,了解飲水杯所用的塑料及其特性,了解飲水杯注射成型工藝過程及注塑機結構特點,寫出分析報告。(2)設計單分型面注射模具各部分結構方案,繪制完整結構草圖。(3)模具設計計算,確定各部分結構尺寸。(4)設計繪制模具總裝配圖。(5)設計繪制主要零件工作圖。(6)項目總結及結果評價。通過完成以上任務達到如下項目教學目標:(1)知識目標:了解塑料組成、分類,熟悉常用塑料的性能特點,掌握單分型面注射模的基本結構,初步掌握注射模設計計算方法。(2)能力目標:初步具備資料收集整理能力,具備設計單分型面注射模的能力。(3)素質目標:培養新知識學習能力和團隊協作能力。首個項目的工作任務內容應該詳細一些,便于學生順利開展工作。
2.3 制定項目工作計劃
以項目小組為單位,學生自己制定項目工作計劃。按照前面制定的項目任務和目標,制定每個任務的工作方法、步驟,確定小組成員的分工與合作形式,確定各個任務完成時間和要求,如表1。教師根據教學計劃的安排審核確認。工作計劃作為項目執行和完成情況的主要考核依據。
表1 設計簡單飲水杯注塑模工作計劃
2.4 實施計劃
教師審核確認工作計劃后學生即可按計劃確立的工作步驟和程序工作。計劃實施過程中要加強引導,根據工作計劃安排隨時了解工作進度,及時發現問題解決問題,確保計劃順利實施,但要注意不過多干涉學生工作。
2.5 項目評價及總結
評價總結是提高學習效果的有效途徑,項目完成后及時進行評價總結。評價采用個人自評、小組成員互評和教師評價相結合的方式,對學生項目工作過程和結果進行評價,貫穿項目的整個過程。塑料成型工藝與模具設計的評價項目和標準如下:(1)工作過程占30%:遵守紀律,團結協作,善于思考,按計劃及時、認真完成各階段工作任務。(2)制定成型工藝占10%:分析塑件使用要求、工藝結構,正確選擇塑料,制定成型工藝。(3)模具結構設計占20%:分型面、澆注系統、成型零件、推出機構等各部分結構方案設計合理,草圖正確。(4)模具設計計算占10%:合理選擇計算準則,計算結果正確。(5)裝配圖占20%:表達方案合理,圖形正確完整,符合國家標準要求。(6)零件圖占10%:表達方案合理,圖形正確完整,符合國家標準要求。總結主要做幾方面工作:(1)總結完成項目過程中分析問題、解決問題的工作方法。(2)分析項目工作中出現的問題。
3 項目教學實施過程中存在的問題
(1)教學時間安排不夠緊湊,每個項目完成的時間跨度太長,不利于項目教學實施。項目教學時間安排應相對集中,所謂一鼓作氣,再而歇,三而衰,每個項目的任務應該在一定的時間內完成,兩個項目之間可以有一定時間間隔。(2)教學場所不能滿足教學要求,多媒體教室或機房不能完全適應項目教學的需求,應建立專業教學場所。(3)采用項目教學法要求教師具有豐富的實踐經驗和專業知識,對教師的學識水平特別是實踐能力要求更高。應建立2~3人教學(下轉第146頁)(上接第130頁)團隊共同負責項目教學,并采用“走出去、引進來”的方式,即教師走出去到企業實踐鍛煉,聘請引進企業高水平人才共同負責教學,提高項目教學水平。
4 結束語
本文分析在塑料成型工藝與模具設計教學中采用項目教學法的有利條件,采用項目教學法有利于提高課程教學質量。提出項目教學法在塑料成型工藝與模具設計課程教學中的具體應用方案,總結項目教學實施過程中存在的主要問題并提出解決方法。通過項目教學實踐,探索高等職業教育課程教學改革的有效途徑。采用項目教學法大大激發了學生的學習積極性,學生的職業能力有顯著提高。
基金項目:福建電力職業技術學院資助教學研究項目“項目教學法在塑料成型工藝與模具設計中的應用”(編號:2011JY005)
注釋
PRO/E軟件能夠根據產品的尺寸形成三維模型,以自動的方式生成二維工程樣圖,以此使設計人員脫離繁瑣、漫長的手工繪圖,能夠有更多的精力進行其他工作之中,諸如產品的方案設計、結構優化等。但是,一套模具,大到模座,小到彈簧,如果每個零件都要畫出三維圖,再生成二維圖,最后去制造裝配,所耗時間也很長。標準化的普及,促使了標準件的出現。
2、MISUMI軟件中標準件實例
在一套模具中,除了為數不多幾個跟產品尺寸相關的零件外,其他的固定、導向、裝配等零件都可以看做標準件。由特定的廠家生產,其尺寸、性能都能滿足設計、使用需求。MISUMI軟件中的零件就能滿足模具設計速度、制造質量等一些跟成本相關的要求,如圖1所示。在MISUMI塑料模具設計輔助軟件中,有30種不同分類的標準件。以澆口套為例,看看標準件在模具設計中的效果。
2.1標準件類型可選
生產不同產品的塑料模具類型也大有不同。有的產品尺寸較大,適合一模一腔,一般采用直澆道;有的產品尺寸較小,適合一模幾腔,一般采用側澆口或者點澆口。不同的澆注類型,不僅決定了模具長、寬、閉合高度的尺寸,還決定了整個模具結構,比如點澆口的澆注系統,整個模具將會多一個流道板。而安裝在模具上的標準件也會有很大區別。以澆口套為例,在MISUMI軟件中,類型有4種,見圖2。①澆口套-高效型。這種類型的澆口套其安裝直徑適中,統一Φ40mm,之所以是高效型,因為其流道的外尺寸為8~20mm,內部流道尺寸較長,尺寸范圍在0~200mm可選。可根據每次注射容量選擇合適的澆口套,以滿足零件所需材料。②澆口套-螺栓型。這種類型的澆口套其安裝直徑較小,統一Φ30mm,而且其流道的外尺寸僅為8~10mm,流道長度范圍在0~80mm可選,適合小型模具。③澆口套-帶肩型。這種類型的澆口套與螺栓型相似,但是其流道的外尺寸稍大一點,為8~25mm,流道長度范圍在0~150mm可選,適合中型模具。④澆口套-短流道型。這種類型的澆口套其安裝直徑較大,統一Φ60mm,其流道的外尺寸可選范圍較小,為10~20mm,之所以是短流道型,因為其流道長度很短,范圍在25~65mm可選。
2.2標準件尺寸可選
標準件的類型確定好后,可根據具體情況選擇所需尺寸。在MISUMI軟件中,已經羅列出該類型零件的尺寸規格,為方便設計人員查看,不僅2D視圖(見圖3)已標注好尺寸、粗糙度要求,而且還有3D視圖(見圖4),可以進行放大、縮小、旋轉等操作,讓設計人員更清楚所選的標準件形狀。對于特殊用途的標準件,可以按照設計人員的要求,對尺寸進行編輯,MISUMI公司在后臺看到訂單后,會進行單獨制作。
3、標準件在塑料模具設計中的應用
模具行業非常看重制造周期,除了生產標準模架的模具廠外,一般的模具廠生產塑料注射模具通常采用訂購模架和推桿等標準件,回來再加工模具型腔、推桿孔等相關成型零件,最后裝配成模具。[5]但是為了有效地反映各部件之間的關系,仍需要繪制模具裝配圖。塑料模具課程設計中,老師應該培養剛涉足模具設計的學生首先學會如何按照國家標準表達圖形,以及后期加工制造所需要說明公差配合代號在內的技術要求,養成良好的設計習慣,能夠快速、準確的進行產品塑料模具設計。在已經安裝PRO/E和AUTOCAD的前提下,再安裝MISUMI軟件。打開三維PRO/E軟件,會發現與普通安裝的界面有所不同,標準件插件———MISUMI-MoldEx-Press(Mold)已經顯示在標題欄里(見圖5)。在后面的模具設計中,只要指定坐標,凡是標準件均可直接在MISUMI插件中直接選取調用,裝配在模具中。生產塑料件,首先是通過澆注系統進行充填,而塑料模具中澆注系統中的主流道是在澆口套里形成的,根據注射成型設備型號的不同,其噴嘴的尺寸也不一樣,并且根據模具設計的相關性,噴嘴尺寸決定了模具中澆口套的相關尺寸。下面以澆口套、定位圈為例,對比不同的塑料模具設計過程。
3.1傳統的塑料模具設計
按照傳統的塑料模具設計步驟,一般的企業在設計時,通常以組件的方法進行整套模具裝配圖設計。每個單獨的零件在零件模塊內進行三維繪圖。在圖6中所示的裝配中,其繪制順序應該是先按照尺寸要求繪制澆口套和螺栓(大紅色零件),再根據相對位置、尺寸要求繪制定位圈(玫紅色零件)和定位螺栓(黑色零件),再繪制定模座板毛坯,最后繪制定模套板毛坯。對于定模座板中需要緊固的部位,則在畫出的定模座板上通過曲面剪切實現定位螺栓孔的設計。對于定模座板上其他諸如導套孔等尺寸,因為是一個個零件單獨繪制,也要先查出導套的尺寸,進行繪制,然后再將曲面復制到定模座板上進行打孔制作,并且確定孔位置尺寸,相當耗時。
3.2改進后的塑料模具設計
將PRO/E軟件與MISUMI軟件結合后,在繪制裝配圖時有很大變化。同樣在圖6中所示的裝配中,在確定好基準后,其繪制順序則是先繪制定模座板,再從MISUMI軟件中調出組件———澆口套和螺栓(大紅色零件),再調出組件———定位圈(玫紅色零件)和定位螺栓(黑色零件),最后繪制定模套板。在整個繪制中,調出的組件都是標準件,無需花時間、精力繪制,而且還能在設計裝配時自動對定模板進行打孔(見圖7),孔的尺寸、位置都直接完成,節省設計時間。
4、結束語
分析比較上述三種方案可以看出:方案一的優點是模具結構簡單、壽命長、制造方便、投產快,各工序定位基準一致,并與設計基準重合,操作也比較簡單,而且彎曲時能獲得較好的校正效果;不足之處是工序分散、生產效率低,難以滿足大批量生產,模具數多,設備和操作人員多,勞動強度大。方案二的工序比較集中,模具數少,占用設備和操作人員少,工件的精度及生產效率都相對較高,各工序基準一致,并與設計基準重合,操作相對簡單,適合大批量生產。方案三只需一副模具,其特點是工序高度集中,生產率高,操作安全;但是模具結構復雜,安裝、調試、維修比較困難,制造周期長。采用該方案造價相對比較高。綜合以上各方案,由于制件的生產批量大,從保證尺寸精度和經濟效益考慮,采用第二種方案,沖孔與落料復合,再彎曲工件,采用復合模生產。
1排樣方案設計
選擇合理的排樣方案可以在滿足工件使用要求的前提下,提高材料的利用率,使工藝廢料盡量小。工件中兩個孔完全對稱,在一條直線上,適用于直排,如圖3排樣圖所示,可顯著減少廢料,材料利用率高。搭邊值查表取a=3.5mm和a1=4mm,條料寬度為137mm,步距為30.5mm,即可得到一個步距的材料利用率:
2模具設計
2.1實體模具設計
應用SolidWorks進行插秧機撥叉的模具設計如圖4、圖5所示。模具工作時,條料由卸料板14上面送入;上模下行時,卸料板14與卸料器12壓緊板料;上模繼續下行,條料被逐漸壓平,然后由凸模6完成沖孔工作,沖孔廢料直接由沖孔凸模6從凸凹模15內孔推下,無頂件裝置,結構簡單,操作方便,凸凹模15內不存積廢料;上模繼續下行,工件被凹模13壓緊,卸料器沖壓板料即而完成落料,上模回升時,卡在凹模13中的沖件由打桿、頂板4、頂桿7及退料器12完成卸料。
2.2撥叉模具的主要特點
1)卸料裝置為彈性卸料裝置(包括卸料板、彈性元件(彈簧或橡膠)卸料螺釘等),彈壓卸料裝置的卸料力較小,既起卸料作用又起壓料作用,所得沖裁零件質量較好,平直度較高。2)對于卸料推件裝置,它是由4部分組成(打桿、頂板4、頂桿7及退料器12)。在保證順利推出工件的同時不與凹模13、凸模固定板8等零件發生干涉,應用實體建模和仿真驗證設計正確性。3)連接板里面的卸料器與凸凹模連接板里的凸凹模,由三個連接銷連接,方便模具的換拆,能夠提高整個模具的使用壽命,節約經濟成本。4)條料排樣采用直排,沖裁零件外形與條料安排在一個凸凹模中完成,材料最省。5)為了保證壓力機和模具的正常工作,應使模具的壓力中心和壓力機滑塊的中心重合。否則,沖壓時,滑塊就會承受偏心載荷,導致滑塊導軌和模具導向部分不正常的磨損,還會使合理間隙得不到保證,從而影響制件質量和降低模具壽命甚至損壞模具。6)模具的模架選用按照國家標準GB2855.5―81模架選用的,采用后側導柱模架,導柱分布在模座的后側,且直徑相同,其優點是工作面敞開,適于大件邊緣沖裁。
3結論
(武漢船舶職業技術學院機械工程系,武漢 430050)
摘要: 隨著生產節奏的加快,標準件軟件結合其他繪圖工具,被廣泛運用到模具設計、電子電路、機械設計、土木建筑等諸多領域。本文以澆口套設計為例,試探討PRO/E結合MISUMI軟件在《塑料模具課程設計》這門課中的作用,并將其與傳統手工繪圖方法進行比較,闡述MISUMI軟件在《塑料模具課程設計》教學中的應用。
關鍵詞 : 標準件;PRO/E;塑料模具課程設計
中圖分類號:TG76 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)23-0152-03
基金項目:湖北省教育科學“十二五”規劃2014年度立項課題(編號:2014B458)階段性研究成果。
作者簡介:田甜(1982-),女,湖北武漢人,講師,主要從事模具設計與制造方面教學與科研工作。
0 引言
隨著我國軍工、裝備制造業的高速發展,對工業產品設計、成型、加工等提出了更高的要求。相比金屬材料,高分子材料在力學性能、物理性能、化學性能上有很多相似之處,因而塑料產品在機械、電子、航空航天、家用電器、通信等眾多領域的需求量在逐年增加,并且受到越來越廣泛的重視和應用。[1]由于塑料制品種類繁多、結構復雜、推陳出新速度很快以及設計人員的經驗有限,因此設計人員很難又快又好的設計出一套既能減低成本、節約時間、提高產品質量,又能保證合格率的模具。經常是由產品設計師、模具設計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協同努力來完成,在實際生產中,不斷設計、修改、再設計等一系列反復優化。[2]而在國外,其塑料模具制造業中的模具標準化程度達到70%~80%,大大縮短塑料模具設計、制造周期,降低生產成本,提高產品質量及生產效率,最大限度地提高模具制造業的競爭力。[3-4]
武漢船舶職業技術學院在《塑料模具課程設計》這門實踐教學中,除采用傳統的手工繪圖方法、二維的AUTOCAD繪圖軟件、三維的PRO/E設計軟件外,將MISUMI標準件軟件也結合起來,應用于整套模具的設計過程之中。
1 塑料模具中的標準件
PRO/E軟件能夠根據產品的尺寸形成三維模型,以自動的方式生成二維工程樣圖,以此使設計人員脫離繁瑣、漫長的手工繪圖,能夠有更多的精力進行其他工作之中,諸如產品的方案設計、結構優化等。但是,一套模具,大到模座,小到彈簧,如果每個零件都要畫出三維圖,再生成二維圖,最后去制造裝配,所耗時間也很長。標準化的普及,促使了標準件的出現。
2 MISUMI軟件中標準件實例
在一套模具中,除了為數不多幾個跟產品尺寸相關的零件外,其他的固定、導向、裝配等零件都可以看做標準件。由特定的廠家生產,其尺寸、性能都能滿足設計、使用需求。MISUMI軟件中的零件就能滿足模具設計速度、制造質量等一些跟成本相關的要求,如圖1所示。在MISUMI塑料模具設計輔助軟件中,有30種不同分類的標準件。以澆口套為例,看看標準件在模具設計中的效果。
2.1 標準件類型可選
生產不同產品的塑料模具類型也大有不同。有的產品尺寸較大,適合一模一腔,一般采用直澆道;有的產品尺寸較小,適合一模幾腔,一般采用側澆口或者點澆口。不同的澆注類型,不僅決定了模具長、寬、閉合高度的尺寸,還決定了整個模具結構,比如點澆口的澆注系統,整個模具將會多一個流道板。而安裝在模具上的標準件也會有很大區別。以澆口套為例,在MISUMI軟件中,類型有4種,見圖2。
①澆口套-高效型。這種類型的澆口套其安裝直徑適中,統一Φ40mm,之所以是高效型,因為其流道的外尺寸為8~20mm,內部流道尺寸較長,尺寸范圍在0~200mm可選。可根據每次注射容量選擇合適的澆口套,以滿足零件所需材料。
②澆口套-螺栓型。這種類型的澆口套其安裝直徑較小,統一Φ30mm,而且其流道的外尺寸僅為8~10mm,流道長度范圍在0~80mm可選,適合小型模具。
③澆口套-帶肩型。這種類型的澆口套與螺栓型相似,但是其流道的外尺寸稍大一點,為8~25mm,流道長度范圍在0~150mm可選,適合中型模具。
④澆口套-短流道型。這種類型的澆口套其安裝直徑較大,統一Φ60mm,其流道的外尺寸可選范圍較小,為10~20mm,之所以是短流道型,因為其流道長度很短,范圍在25~65mm可選。
2.2 標準件尺寸可選
標準件的類型確定好后,可根據具體情況選擇所需尺寸。在MISUMI軟件中,已經羅列出該類型零件的尺寸規格,為方便設計人員查看,不僅2D視圖(見圖3)已標注好尺寸、粗糙度要求,而且還有3D視圖(見圖4),可以進行放大、縮小、旋轉等操作,讓設計人員更清楚所選的標準件形狀。對于特殊用途的標準件,可以按照設計人員的要求,對尺寸進行編輯,MISUMI公司在后臺看到訂單后,會進行單獨制作。
3 標準件在塑料模具設計中的應用
模具行業非常看重制造周期,除了生產標準模架的模具廠外,一般的模具廠生產塑料注射模具通常采用訂購模架和推桿等標準件,回來再加工模具型腔、推桿孔等相關成型零件,最后裝配成模具。[5]但是為了有效地反映各部件之間的關系,仍需要繪制模具裝配圖。塑料模具課程設計中,老師應該培養剛涉足模具設計的學生首先學會如何按照國家標準表達圖形,以及后期加工制造所需要說明公差配合代號在內的技術要求,養成良好的設計習慣,能夠快速、準確的進行產品塑料模具設計。
在已經安裝PRO/E和AUTOCAD的前提下,再安裝MISUMI軟件。打開三維PRO/E軟件,會發現與普通安裝的界面有所不同,標準件插件——MISUMI-Mold Ex-Press(Mold)已經顯示在標題欄里(見圖5)。在后面的模具設計中,只要指定坐標,凡是標準件均可直接在MISUMI插件中直接選取調用,裝配在模具中。生產塑料件,首先是通過澆注系統進行充填,而塑料模具中澆注系統中的主流道是在澆口套里形成的,根據注射成型設備型號的不同,其噴嘴的尺寸也不一樣,并且根據模具設計的相關性,噴嘴尺寸決定了模具中澆口套的相關尺寸。下面以澆口套、定位圈為例,對比不同的塑料模具設計過程。
3.1 傳統的塑料模具設計
按照傳統的塑料模具設計步驟,一般的企業在設計時,通常以組件的方法進行整套模具裝配圖設計。每個單獨的零件在零件模塊內進行三維繪圖。在圖6中所示的裝配中,其繪制順序應該是先按照尺寸要求繪制澆口套和螺栓(大紅色零件),再根據相對位置、尺寸要求繪制定位圈(玫紅色零件)和定位螺栓(黑色零件),再繪制定模座板毛坯,最后繪制定模套板毛坯。對于定模座板中需要緊固的部位,則在畫出的定模座板上通過曲面剪切實現定位螺栓孔的設計。對于定模座板上其他諸如導套孔等尺寸,因為是一個個零件單獨繪制,也要先查出導套的尺寸,進行繪制,然后再將曲面復制到定模座板上進行打孔制作,并且確定孔位置尺寸,相當耗時。
3.2 改進后的塑料模具設計
將PRO/E軟件與MISUMI軟件結合后,在繪制裝配圖時有很大變化。同樣在圖6中所示的裝配中,在確定好基準后,其繪制順序則是先繪制定模座板,再從MISUMI軟件中調出組件——澆口套和螺栓(大紅色零件),再調出組件——定位圈(玫紅色零件)和定位螺栓(黑色零件),最后繪制定模套板。在整個繪制中,調出的組件都是標準件,無需花時間、精力繪制,而且還能在設計裝配時自動對定模板進行打孔(見圖7),孔的尺寸、位置都直接完成,節省設計時間。
4 結束語
塑料模具設計課程設計一般都是安排在塑料模具設計理論教學結束以后進行二周的綜合實踐。該課程的重點是了解塑料模具的結構,清楚各零件的相對位置,能對中等復雜零件進行模具設計,對零件圖進行正確的標注。在短短的二周內,既要做設計說明書,手繪裝配圖和成型零件圖,又要畫出3D圖,并出CAD圖。時間緊迫,將MISUMI軟件融入到PRO/E軟件后,不僅能讓學生加深標準件的概念,還能節省大量繪制時間,把精力放在塑料模具結構的設計上。
參考文獻:
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