高職高技模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式的探討

1、<p>　　高職高技模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式的探討 </p><p>　　【摘 要】在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們可以采取將模具設(shè)計(jì)內(nèi)容同CAD/CAM/CAE緊密結(jié)合在一起，學(xué)生通過先進(jìn)的軟件仿真，可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)自己在每一步設(shè)計(jì)中的不合理處，會(huì)找出各種解決方案使設(shè)計(jì)趨于合理。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】模具設(shè)計(jì)；畢業(yè)設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)技術(shù)；仿真技術(shù) </p><p>

2、　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，模具己經(jīng)在我們生活當(dāng)中起了不可替代的作用，我們的生活用品大部分離不開模具，如電腦，電話機(jī)，洗衣機(jī)，冰箱，杯子等等，另外汽車、摩托車業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，一輛汽車各種各樣的模具就要用到2萬多個(gè)。由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進(jìn)步，對(duì)模具人才的要求不斷提高。根據(jù)社會(huì)發(fā)展對(duì)模具專業(yè)學(xué)生的要求的實(shí)際情況，對(duì)高職及高技模具專業(yè)方向?qū)W生

3、的畢業(yè)設(shè)計(jì)情況進(jìn)行以下探討。 </p><p>　　1.專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo) </p><p>　　通過一段時(shí)間我們對(duì)無錫新區(qū)及周邊的模具企業(yè)進(jìn)行了比較廣泛的社會(huì)調(diào)查，結(jié)果表明，用人單位需要的學(xué)生要有較高的思想道德素養(yǎng)，良好的溝通與團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，理論知識(shí)扎實(shí)，專業(yè)技能掌握良好，再學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，同時(shí)需要學(xué)生掌握一些常用機(jī)械專業(yè)外語，有一定的計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用能力。根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析，我們認(rèn)為把模具專

4、業(yè)人才培養(yǎng)的規(guī)格定位于：面向各類型企業(yè)，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)，具備機(jī)械及各類模具設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)知識(shí)，具有較強(qiáng)的再學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造能力，能在模具生產(chǎn)第一線從事模具設(shè)計(jì)制造、技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用研究和經(jīng)營銷售的應(yīng)用型工程技術(shù)和管理人才。 </p><p>　　2.計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具中的應(yīng)用領(lǐng)域 </p><p>　　高職高技類模具專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)主要應(yīng)從事注射模的設(shè)計(jì)與制造。塑料產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型生產(chǎn)是一個(gè)十

5、分復(fù)雜的過程，它包括塑料制品設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具加工制造和塑件產(chǎn)出等幾個(gè)重要方面。它需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、模具設(shè)計(jì)師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同工作來完成，它是一個(gè)設(shè)計(jì)、修改、再設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化的過程。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)已難以滿足市場激烈競爭的需要，而計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的運(yùn)用，取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： </p><p>　　1）塑料制品的設(shè)計(jì) &

6、lt;/p><p>　　基于特征的三維造型軟件為設(shè)計(jì)者提供了方便快捷的設(shè)計(jì)平臺(tái)，能根據(jù)塑料制品使用要求、塑料性能的要求、成型的工藝特點(diǎn)、模具結(jié)構(gòu)及制造工藝的要求，生產(chǎn)批量及生產(chǎn)成本等各方面的要求，綜合考慮塑料的力學(xué)、物理、化學(xué)性能、從而把制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)一并計(jì)算保存，為后續(xù)的模具設(shè)計(jì)和分析打下良好的基礎(chǔ)。 </p><p><b>　　2）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b&g

7、t;</p><p>　　根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，設(shè)計(jì)軟件會(huì)提供包括型腔數(shù)目及排列方式、澆注系統(tǒng)、成型部件、冷卻系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)模架等，最后給出全套模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。 </p><p>　　3）模具開合模運(yùn)動(dòng)仿真 </p><p>　　注塑模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求各部件運(yùn)動(dòng)自如，互不干涉，且對(duì)模具零件的順序動(dòng)作以及行程有嚴(yán)格的控制

8、，運(yùn)用CAD技術(shù)可對(duì)模具開模、合模以及制品被推出的全過程進(jìn)行仿真，從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理處，并及時(shí)更正，以減少修模時(shí)間。 </p><p>　　4）注塑過程數(shù)值分析 </p><p>　　塑料在模具模腔中要經(jīng)過流動(dòng)、保壓和冷卻三個(gè)主要階段，其流動(dòng)、力學(xué)行為和熱行為非常復(fù)雜，采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動(dòng)與保壓過程，其預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)改進(jìn)模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重要

9、的指導(dǎo)意義；同時(shí)還可計(jì)算模具在注塑過程中最大的變形和應(yīng)力，以此來檢驗(yàn)?zāi)＞叩膭偠群蛷?qiáng)度能否保證模具正常工作；對(duì)制品可能發(fā)生的翹曲進(jìn)行預(yù)測(cè)可使模具設(shè)計(jì)者在模具制造之前及時(shí)采取補(bǔ)救措施；分析模壁的冷卻過程，改善制品在冷卻過程中的溫度分布不均勻性。 </p><p><b>　　5）數(shù)控加工 </b></p><p>　　復(fù)雜制品的模具成型零件多采用數(shù)控加工的方法制造，利用數(shù)

10、控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實(shí)時(shí)加工過程并顯示有關(guān)曲面的形狀數(shù)據(jù)，以保證加工過程的可靠性，同時(shí)還可自動(dòng)生成數(shù)控線切割指令、曲面的三軸、五軸數(shù)控銑削刀具軌跡等。 </p><p>　　目前，國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、UG、SolidWorks等；注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等。應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的

11、產(chǎn)品開發(fā)和模具生產(chǎn)方式，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了生產(chǎn)成本，強(qiáng)有力地推動(dòng)了模具行業(yè)的發(fā)展。據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，國外采用模具CAD/CAE/CAM技術(shù)可使設(shè)計(jì)時(shí)間縮短50%，制造時(shí)間縮短30%，成本下降10%，塑料原料節(jié)省7%，一次試模成功率提高45%～50%。 </p><p>　　3.模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式 </p><p>　　通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生會(huì)用到所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)，機(jī)

12、械制圖、機(jī)制工藝、公差配合與技術(shù)測(cè)量、模具鉗工工藝學(xué)、塑料模具制造工藝與設(shè)備、模具材料學(xué)等等，同時(shí)會(huì)快速熟練使用計(jì)算機(jī)各種軟件，使各項(xiàng)能力得到了鍛煉與提高，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們可以采取將模具設(shè)計(jì)內(nèi)容同CAD/CAM/CAE緊密結(jié)合在一起，為了保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，可以成立了一個(gè)由多名老師組成的模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組，每個(gè)老師負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)流程的一個(gè)步驟。根據(jù)參加模具設(shè)計(jì)畢業(yè)課題的學(xué)生人數(shù)，適當(dāng)分組，在布置畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，不給出具體的塑件制品，如只是告訴

13、學(xué)生要做一個(gè)手柄，學(xué)生根據(jù)自己的興趣，可以確定自己的設(shè)計(jì)產(chǎn)品：如游戲機(jī)操縱手柄、機(jī)床操作手柄、起子手柄等等。 </p><p>　　1)制品的造型?？芍苯硬捎猛ㄓ玫娜S造型軟件。如采用三維造型軟件soldwors或Pro/E、UG設(shè)計(jì)出塑件的內(nèi)外結(jié)構(gòu)，并繪出二維圖。 </p><p>　　2)根據(jù)注塑制品采用CAD系統(tǒng)進(jìn)行模具的概念設(shè)計(jì)，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具制造工藝規(guī)劃、模具價(jià)格估計(jì)等模

14、塊，采用基于知識(shí)與基于實(shí)例相結(jié)合的推理方法，推理的結(jié)果是注射工藝和模具的初步方案。方案設(shè)計(jì)包括型腔數(shù)目與布置、澆口類型、模架類型、脫模方式和抽芯方式等，使模具各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)達(dá)到最佳。 </p><p>　　3)在模具初步方案確定后，用CAE軟件進(jìn)行流動(dòng)、保壓、冷卻和翹曲分析，以確定合適的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。如果分析結(jié)果不能滿足生產(chǎn)要求，那么可根據(jù)老師的要求修改注塑制品的結(jié)構(gòu)或修改模具的設(shè)計(jì)方案。 </p&g

15、t;<p>　　4)教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果，或者修改注塑制品的結(jié)構(gòu)，或者修改設(shè)計(jì)方案。 </p><p>　　5)在完成CAE分析和方案評(píng)價(jià)后，進(jìn)行模具的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括型腔、型芯的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的布置及尺寸、冷卻系統(tǒng)的布置及尺寸等。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)用注射過程數(shù)值分析軟件MoldFlow分析按鈕受力后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及應(yīng)力等，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷修正，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)、工業(yè)產(chǎn)品

16、設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、理論力學(xué)等課程的知識(shí)在這個(gè)階段都有所體現(xiàn)，對(duì)以前所學(xué)課程也是一個(gè)綜合應(yīng)用的過程。 </p><p>　　6)模擬模具開模、推件與合模的過程，并進(jìn)行模具的干涉檢查。 </p><p>　　7) 模具結(jié)構(gòu)完成后，進(jìn)行數(shù)控加工，采用MasterCAM9.0加工軟件，完成模具的虛擬加工過程，并自動(dòng)編制數(shù)控加工的NC代碼，利用仿真模塊可以查看加工完后工件的合理性，得到的裝配模型存入實(shí)

17、例庫中，供以后的設(shè)計(jì)參考。 </p><p>　　8) 最后要求學(xué)生提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書以及完整的二維、三維圖紙。在論文撰寫階段和答辯過程中，采用看圖軟件，用來截取設(shè)計(jì)圖像并輔助介紹整個(gè)設(shè)計(jì)過程，采用辦公軟件用來做文字的處理。每位學(xué)生在整個(gè)設(shè)計(jì)完成后，做一個(gè)總結(jié)，提出本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與特色在何處，考慮設(shè)計(jì)中存在問題以及相應(yīng)的解決方法，這樣，學(xué)生完成了本設(shè)計(jì)的全過程：塑料制品設(shè)計(jì)——模具設(shè)計(jì)——模具加工，學(xué)生可以在計(jì)算

18、機(jī)上看到自己設(shè)計(jì)、加工出來的最終產(chǎn)品，體會(huì)到作為一名合格模具設(shè)計(jì)技術(shù)工人的成功感覺，同時(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我們也要力爭多請(qǐng)企業(yè)的設(shè)計(jì)人員同學(xué)生交流，多讓學(xué)生接觸到實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程。 </p><p><b>　　4．結(jié)束語 </b></p><p>　　通過這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式，相信學(xué)生既對(duì)高職高技五年課程的學(xué)習(xí)可以做一個(gè)總結(jié)，同時(shí)又掌握了最流行的、同社會(huì)實(shí)際最