時間：2023-03-22 17:32:23
導語：在模具設計論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.1模具結構及工作原理
根據(jù)上述確定的工藝方案，設計了如圖3所示的落料-沖孔-拉伸復合模。
模具工作過程為:坯料送人，上模下行，落料-拉伸凸凹模6、凹模4及沖孔凸模11、拉伸-沖孔凸凹模13分別與坯料接觸完成落料和沖孔，壓機滑塊繼續(xù)下行，落下的帶孔圓形毛坯隨即被落料一拉伸凸凹模6、拉伸-沖孔凸凹模13的相應拉伸工作部位拉成橢圓，隨著拉伸完成，壓機滑塊上升，拉伸好的半成品橢圓蓋分別被卸料塊12、頂料板14推出各自拉伸工作零件型腔。
圖4為設計的零件整形修邊復合模結構。
模具置于壓力機工作臺面上，壓機滑塊上升，模具開啟，上、下模脫離接觸，卸料板6通過頂料桿7在壓機彈性緩沖器的作用下上升至凹模4型腔中適當位置。此時，將橢圓蓋半成品置于凹模4型腔中，完成零件的定位。
當壓力機下移，整形凸模or首先進人拉伸好的橢圓蓋半成品內(nèi)腔，隨著壓機滑塊的下行，整形凸模10與凹模4共同作用開始對半成品橢圓蓋的外形進行整形，當卸料板6降至極限，橢圓蓋外形整形完成，此時，斜楔1左右斜面首先與模具中左右布置的四把小切刀8上的斜面接觸，在斜楔11的斜面作用下，小切刀8與凹模4共同作用，將零件端面的廢邊裁剪成兩段，當剪切即將完成時，斜楔n前后斜面隨著壓機滑塊的下行，開始與模具中前后布置的兩把大切刀13上的斜面接觸，在導向桿14的導向作用下，大切刀13開始沿模具前后方向滑移，與凹模4共同作用對橢圓蓋的端面進行前后方向的剪切，直至橢圓蓋前后端面需修邊的廢料被完全裁剪，與零件完全脫離。當壓機滑塊上升，斜楔11前后斜面首先與模具中前后布置的大切刀13上的斜面脫離接觸，大切刀13在彈簧巧彈力作用下沿著導向桿14的導向軌跡得到回復，隨著斜楔1左右斜面與模具中左右布置的四把小切刀8上的斜面脫離接觸，小切刀8在彈簧9彈力作用下沿大切刀上開設的回復軌道也得到回復。當壓機滑塊繼續(xù)上升，整形凸模10離開橢圓蓋的內(nèi)腔，完成切邊的橢圓蓋在頂料桿7的作用下被卸料板6推出凹模4的型腔。至此，零件的切邊工序全部結束。壓力機轉人下一個工作循環(huán)。
1.2設計要點
(1)圖3中的落料一拉伸凸凹模6、拉伸一沖孔凸凹模31具有拉伸、落料或沖孔的雙重作用，件6外圈為落料凸模，內(nèi)型腔為拉伸凹模型腔，件31中的外形為拉伸凸模，內(nèi)孔為沖孔凹模，落料及沖孔部分尺寸分別保證與凹模4、凸模11的單面間隙為.009~0.12mm，拉伸部分保證兩零件間的尺寸單面間隙為3.1~3.2mm。
(2)落料-沖孔-拉伸復合模工作時，須保證拉伸在落料及沖孔完成之后進行，以利于材料拉伸時的有序流動。考慮到裝飾蓋拉伸高度較大，模具中相應的工作零件也較厚，為減少模具材料成本，在其工作零件上設置采用Q253-A制造的墊塊5及下墊塊16來滿足要求。
(3)圖4所示模具中，切刀設計成兩組，一組為小切刀8，另一組為大切刀13。整個零件切邊分兩步完成，即:斜楔11的左右兩斜面首先單獨與4塊小切刀8接觸，對零件長軸方向需裁剪部分進行修邊，同時將廢料切成兩部分，隨后，斜楔1與兩組大切刀13的斜面接觸，推動大切刀13沿零件前后方向滑動，由于小一切刀8分別安裝在兩組大切刀13左右的定位滑槽中，因此也同時、同步隨同大切刀13共同移動，直至將零件橢圓短軸方向的廢邊切除。斜楔11、小切刀8及大切刀12斜面間的角度均取305，以保證相互間斜面對稱一致。
(4)圖4所示模具中，端面切邊間隙由凹模4及整形凸模10的高度控制，切刀與凹模保證間隙.009-0.12mm，若間隙太大，易造成切口不平整，若間隙太小，則會造成切刀的卡滯。
(5)在整形修邊復合模中，大切刀13的前后滑移通過與整形凸模01滑動聯(lián)接的導向桿14進行定位、導向，小切刀8安裝在大切刀13中，其滑移過程中的導向及回復均依靠大切刀13中開設的滑槽提供，大、小切刀滑移后回復的動力分別由各自彈簧9、巧壓縮后儲存的彈力提供。
2結束語
注塑模具CAD技術是一種將模具制造轉向高自動化的人工智能化的一種技術，具有以下一些特點：
（1）生產(chǎn)效率高。注塑模具CAD技術中的注塑成型方法能夠?qū)⒁恍┬螤钶^復雜的塑料產(chǎn)品一次成型，并且這種方式生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品在目前塑料產(chǎn)品中所占的比例是比較大的；
（2）可以批量生產(chǎn)。利用注塑模具CAD技術能夠迅速將塑料的形狀進行復制，并且快速成型，能夠克服注塑模具外部約束多、結構復雜且多變、試探性和經(jīng)驗性較強的特點，進而批量生產(chǎn)大量的塑料產(chǎn)品；
（3）操作性強。注塑模具CAD技術系統(tǒng)的功能是比較豐富的，在注塑模具的流程中涉及到多個層面，因此也比較復雜，另外其交互性比較強，因此需要操作人員掌握豐富的軟件知識和廣泛拓寬計算機知識領域，從而才能做出正確的操作決策。注塑模具CAD系統(tǒng)一般包括五個部分，如產(chǎn)品造型或產(chǎn)品圖輸入部分、模具總體設計方案確定部分、模具詳細設計部分（包括結構和零件的設計）、模具模擬過程部分（包括強度分析、流動分析以及冷卻分析的模擬）以及CAM系統(tǒng)的接口部分等，這些部分一般是相互獨立并相互聯(lián)系的，在注塑模具功能的發(fā)揮中起到至關重要的作用。注塑模具CAD技術的廣泛應用給傳統(tǒng)模具設計和制造提供了一個更為先進快捷的方式，在模具的質(zhì)量和制模的周期上都有了很大的改善。另外通過該項技術還能夠大幅度降低制模的成本，提高企業(yè)的管理水平，同時還讓設計人員的主觀能動性得到充分的發(fā)揮。
2UG中模具設計中MoldWizard模塊分析
由上述的描述可以知道，UG注射模具設計技術主要是通過UG軟件中的MoldWizard模塊對將要制作的模具進行數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，然后得到設計圖形。在UG軟件中，MoldWizard模塊能夠根據(jù)用戶企業(yè)的需求建立出與需求產(chǎn)品參數(shù)相關的三維模具，這些建立出來的模具是可以用來直接加工的。另外MoldWizard模塊能夠?qū)δK進行自動分模，也就是說，通過其能夠自動搜索模具的分型線，并且自動生成分型面和提取公母模面，從而生成磨具的型芯與型腔。在這個過程中大大簡化了設計程序，并且具有很強的邏輯性。另外，MoldWizard模塊能夠定義標準件庫系統(tǒng)，能夠?qū)⒅庇^的圖形直間調(diào)入到設計的模具中去，并且可以很方便地在上面進行修改。該標準件庫是一個龐大的數(shù)據(jù)庫，既能將數(shù)據(jù)庫內(nèi)的圖形數(shù)據(jù)調(diào)出利用還能往數(shù)據(jù)庫中添加新的標準件數(shù)據(jù)，用戶可以根據(jù)結構來自行對這些標準件進行定義。
3UG注射模在模具設計和制造中的應用
對于UG注射模在模具設計和制造中的應用，以下以游戲機手柄上蓋的注射模具來進行分析。進行UG軟件的MoldWizard模具設計時，主要有以下流程：
3.1產(chǎn)品的模型結構分析
在進行模具的設計時，首先需要對所期望的產(chǎn)品的模型結構進行分析，本文以游戲手柄為例，對游戲手柄的材料、外形等進行分析，判斷其結構類型。
3.2產(chǎn)品的加載和項目的初始化
根據(jù)上述對所期望產(chǎn)品的結構模型進行分析之后，就需要選擇材料的種類，并對產(chǎn)品和項目的路徑、名稱以及單位進行設置，這就是產(chǎn)品的加載和項目的初始化過程。在這個過程中，材料的選擇一般基于UG軟件的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，或者直接編輯新增，然后完成模具的整個資料，形成一個加載項。
3.3模具坐標系和收縮率的定義
通過上述將游戲手柄的材料信息進行設置處理后，就需要在軟件中將該種模具的坐標系和收縮率進行定義。此坐標系屬于三維坐標系，在坐標系中模具要處于零件分型面的中心線上，Z軸需要代表產(chǎn)品的頂出方向，這樣才能保證MoldWizard系統(tǒng)只能進行操作。收縮率則是根據(jù)游戲手柄材料的種類來確定。
3.4成形工件的確定
在本例中，游戲手柄的總體形狀為長方形，且有一定的弧度，因此，在形成模具時，需要在動態(tài)固定的模具中安裝型芯和型腔，型芯和型腔是通過機床加工而來的，然后利用成形工具來定義模具的大小。
3.5模腔的布局
通過成形工具的確定后，就要對模腔的布局進行確定，一般是根據(jù)產(chǎn)品的需求量來決定，若需要大量生產(chǎn)，則可以將模腔布局為一模多腔，這樣就能充分利用材料，提高生產(chǎn)效率。
3.6分型
模具設計的重點和難點就是分型面的建立，其目的就是讓工件的分型面對工件進行分割，從而形成各個模具腔體的體積塊。因此分型的過程主要包括：創(chuàng)建分型線、創(chuàng)建分型面以及創(chuàng)建型芯和型腔。
3.7模架的調(diào)用
等模具的大致零件部位確立后，就需要借助模架來確立整個模型。一般來說，模架的調(diào)用來自于UG軟件系統(tǒng)本身存儲的模架庫，當然也可以借助其他軟件自行建立模架庫。本例中的游戲手柄則需要通過KBE知識工程來建立一個特定模架，加入到模架庫之后，再進行調(diào)用。
3.8成形
該過程主要包括模具零件的標準零件，如主流道、推桿、固定環(huán)以及澆口等，進而進行模具澆注系統(tǒng)的設計。澆注后，需要對成型的模具進行冷卻，因此UG軟件系統(tǒng)還需要設計出該種模具的冷卻系統(tǒng)，設計的內(nèi)容包括冷卻時間、冷卻材料、冷卻工藝等。最后就是模具的裝配過程，根據(jù)模具的三維圖進行各設計木塊的安裝。
4結語
1風扇上蓋的注塑模具設計
基于UG的注塑模具設計的主要流程是:在UG建模環(huán)境下創(chuàng)建塑件的三維模型;在UGMoldWizard設計環(huán)境加載塑件;對塑件進行模具分型和結構設計。具體設計過程如下:
1)創(chuàng)建塑件三維模型
根據(jù)提供的塑件樣品，在UGModeling模塊下靈活運用各種建模命令，創(chuàng)建風扇上蓋的三維模型如圖1所示。
2)注塑模具總體結構的確定
針對這個模型，為了保證模具的質(zhì)心盡量靠近其幾何中心，又要盡可能的簡化模具結構，擬采用一模一腔的設計思路;由于零件對底面、側面粗糙度要求不高，可選用大水口系統(tǒng)模架;為了提高加工效率和節(jié)省成本，定模型芯和動模型芯均采用整體嵌入式結構。將創(chuàng)建好的零件三維模型文件拷貝到即將建立的模具結構項目文件所在的目錄下，然后用UGMoldWizard模塊所對應的工具條中的按鈕(Load)打開項目初始化對話框，材料選擇ABS+PC;收縮率為1．0055，輸入相應的參數(shù)后，進入UGMoldWizard模具設計系統(tǒng)項目初始化如圖2。
3)分模
分模是注射模具設計的最重要的一環(huán)，它是用分模面將包含模具型腔的體積塊分開成動模型芯和定模型腔，而分模面就是動模型芯和定模型腔的接觸面。分模一般按以下步驟進行:修補塑件;提取塑件的分型線;生成分模面;分模得到動模型芯、定模型腔和滑塊型芯。對于具有孔或者槽的塑件，在分模前需要修補好這些結構。修補分為片體修補和實體修補，風扇上蓋由于具有開放的空間，需要采用實體修補，經(jīng)實體修補后的風扇上蓋產(chǎn)品和相應的實體修補塊如圖3所示。圖3修補塑件塑件修補好后，開始提取塑件的分型線。分型線是產(chǎn)品的最大輪廓線，是產(chǎn)生分模面的基礎。電池扣分型線可以通過搜索修補好的塑件的邊線獲取，自動搜索分型線，如圖4所示。圖4分型線分模面是以產(chǎn)生的分型線為基礎，采用有界平面的方法獲得。然后提取區(qū)域，使得構成塑件的所有面都被指派到型芯側或型腔側。如果面的總數(shù)等于型芯和型腔的面的總和，則可以通過自動或分步的方法進一步獲得型腔和型芯，如圖5。
4)確定模架和模具標準件
針對型芯和型腔的大小，選擇合適的模架。選擇大水口系統(tǒng)模架，如圖6所示，系統(tǒng)自動載入模架。接著為模具選擇標準件，包括主流道襯套、定位環(huán)、頂針、拉料桿、復位彈簧、垃圾釘、支撐柱等。
5)創(chuàng)建澆口特征
調(diào)用澆口命令，編輯參數(shù)，再點擊“澆口點表示”，選擇“面上的點”，在彈出的“Pointmoveonface”對話框編輯參數(shù)，單擊確定完成“澆口點”的創(chuàng)建。在“澆口設計”對話框中點擊應用，系統(tǒng)彈出“點構造器”對話框，選擇“澆口點”，在“矢量構造器”對話框中選擇－ZC，完成澆口的創(chuàng)建(圖7)。6)冷卻系統(tǒng)設計利用冷卻系統(tǒng)特征，分別創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)的水道特征、堵頭特征、水管連接特征等。這套模具的冷卻系統(tǒng)主要是用來冷卻成型型腔，可以創(chuàng)建形冷卻水道示意圖，如圖8所示。
2電腦風扇型腔高速加工技術的應用
高速銑削加工用量的確定主要考慮加工效率、加工表面品質(zhì)、刀具磨損以及加工成本。不同刀具加工不同工件材料時，加工用量會有很大差異，目前尚無完整的加工數(shù)據(jù)，可根據(jù)實際選用的刀具和加工對象參考刀具廠商提供的加工用量選擇。一般的選擇原則是中等的每齒進給量fz，較小的軸向切深ap，適當大的徑向切深ae，切削速度［6］。電腦風扇型腔數(shù)控加工在DMU60T加工中心上進行，采用的數(shù)控系統(tǒng)是西門子840D。風扇型腔如圖9型腔，材料是模具鋼P20，選用的刀具是TiAlN涂層刀。加工參數(shù)設置如表1所示。
1)粗加工策略
粗加工的主要目標是追求單位時間內(nèi)的材料去除率，并為半精加工準備工件的幾何輪廓，保證后續(xù)半精加工或精加工余量均勻，以利于粗加工刀路的平穩(wěn)、高效。UG型腔銑程序分層切除風扇上蓋型腔零件材料，UG軟件粗加工最常用的粗加工方式有平面銑、型腔銑和插銑［7］。高速銑削粗加工采用型腔銑(跟隨周邊)，其下切或行間過渡部分應該采用斜式下刀或圓弧下刀，并且盡量采取順銑的加工方式，刀具路徑的尖角處要采用圓角的光順處理，這樣才可能保持刀具負荷的穩(wěn)定，減少任何切削方向的突然變化，從而符合高速加工的需求。根據(jù)粗加工策略和參數(shù)設置，刀具軌跡仿真如圖10。利用設定較小的切削步距和切削深度，并考慮切削深度和進給率的合理搭配，以便保持刀具的切削載荷恒定，進而保持恒定的材料切除率［8］。
2)半精加工策略
半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表面精加工余量均勻。UG加工軟件應用其中的參考功能，其殘留粗加工能自動識別上一道工序的殘留區(qū)域和拐角區(qū)域，自動判別在上一道工序留有的臺階的層間進行切削，系統(tǒng)智能地優(yōu)化刀具路徑，使用戶能夠獲得空走刀最少的優(yōu)化的刀具路徑。根據(jù)半精加工策略和參數(shù)設置，刀具軌跡仿真如圖11。
3)精加工策略
精加工的主要目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表面品質(zhì)的工件，保證加工的零件符合設計要求的表面品質(zhì)和尺寸精度。UG的精加工的連接處應盡量采用圓弧或螺旋等方式切入切出工件，要盡量減少抬刀次數(shù)和減少刀具路徑頻繁的方向變化。使用UG進行高速精加工，不僅要注意使用拐角過渡光順、圓弧進退刀加工策略外，最好把零件表面分為陡峭區(qū)域和非陡峭區(qū)域分別進行精加工，以保證恒定的殘留高度。陡峭區(qū)域適合選用等高輪廓銑方式，其中切削參數(shù)選項中的層之間連接方法選擇直接對部件進刀方法，該種層間連接方法中間不抬刀，生成的刀具路徑連續(xù)光滑，沒有不同層高之間的刀軌移動，避免了由于抬刀和進刀頻繁對零件表面品質(zhì)的影響。非陡峭區(qū)域適合選用固定軸輪廓銑方式，可通過設置刀軸的方向、投影矢量和驅(qū)動方法等在復雜輪廓表面上生成刀具路徑。根據(jù)精加工策略和參數(shù)設置，刀具軌跡仿真如圖12。
4)清根加工策略
使用UG清根加工方法能夠沿著部件表面形成的凹角與溝槽生成刀軌，系統(tǒng)根據(jù)加工最佳法則自動確定清根的方向和順序［9］。用該驅(qū)動方法創(chuàng)建刀具路徑時，系統(tǒng)使刀具盡可能與部件幾何保持接觸，減少刀具的非切削運動，進一步優(yōu)化了刀軌。當塑料模具中出現(xiàn)復雜的型芯或型腔時，使用該策略可減少精加工或半精加工的時間，并可確保余量均勻，保證刀具路徑平滑光順，切削負荷均勻一致。
結語
該塑件為收音機的上蓋外殼。利用UG8.0三維設計軟件對該塑件進行實體造型，如圖1所示。塑件最大尺寸為長110mm，寬70mm，高13.5mm。上蓋殼體壁厚較均勻，壁厚在1.5~2mm之間，滿足該塑料最小壁厚要求，有利于零件的成型。收音機外殼側面有兩個側孔，所以模具要采用側向分型機構。
2塑件的CAE分析
2.1有限元分析前處理
塑件的三維實體模型設計好以后，利用CADdoctor軟件去除模型中的小圓角、斜角、凸臺、凹坑、圓孔等細小特征，并修復縫合實體模型中的自由面。然后將簡化和修復好的模型導入到Moldflow軟件中進行有限元分析。模型采用表面網(wǎng)格類型，網(wǎng)格統(tǒng)計主要信息如表1所示。塑件的材料為GEplastics公司生產(chǎn)的牌號為cycolacG364的ABS。其熔體溫度為245℃，模具溫度為55℃，塑件的頂出溫度為90℃。
2.2最佳澆口位置與澆注系統(tǒng)
塑件的澆口位置對塑料熔體快速均勻充滿模具型腔和保壓效果都起著決定性作用，因此澆口設計合理與否對塑件的表面質(zhì)量、性能和塑件的強度影響較大。Moldflow軟件中的最佳澆口位置分析，可以幫助設計人員得到最佳的澆注位置，如圖2所示。根據(jù)分析結果，可以看出塑件的最佳澆口位置是在分析結果的藍色區(qū)域，即上蓋的中間區(qū)域。這是因為澆口在中間，熔料在型腔的流動距離短，熔料流動前沿處溫度較高，流動性好的原因。由此初步確定塑件的澆口由四個長4mm、寬2mm的矩形側澆口組成，分流道為直徑5mm的圓形截面，主流道為錐形，其澆注系統(tǒng)模型如圖3所示。
2.3充填+流動+冷卻分析
在設置工藝順序中提交“充填+流動+冷卻”分析。建立冷卻通道模型并設置好材料屬性、工藝參數(shù)后，運行“立即分析”。經(jīng)軟件計算后得到分析結果如圖4所示。圖4為充填時間云圖。觀察充填時間可以看出，注塑成型時，塑件并沒有出現(xiàn)短射現(xiàn)象。但收音機外殼四角處充填的時間相差較大，這是因為要保證主流道在塑件的中心位置，塑件的四個分流道的長度不同，致使流道出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。由于澆口的數(shù)量較多，塑件在兩股流動前沿匯合處易形成熔接痕。如圖5充填區(qū)域圖和圖6熔接痕位置圖所示塑件的很多位置可能出現(xiàn)熔接痕。特別是在塑件的兩個側抽芯部位。從圖7流動前沿處溫度圖來看，在這一區(qū)域流動前沿溫度較低，出現(xiàn)熔接痕在所難免。塑件采用一個側澆口的澆注系統(tǒng)，其熔接痕云圖如圖8所示。可以看出，熔接痕的數(shù)量明顯減少。容易出現(xiàn)熔接痕的側抽芯部位其流動前沿處溫度為246.7℃，245.6℃接近熔體最高溫度246.9℃，如圖9所示。所以認為塑件的質(zhì)量明顯提高。模具采用水為冷卻介質(zhì)，設計的冷卻通道為直流循環(huán)式。經(jīng)Moldflow分析其回路冷卻介質(zhì)溫度最高為25.2℃，最低為25℃。入水口和出水口溫差較小，冷卻效果較好。
3注塑模具設計
3.1成型零件的設計
塑件成型分析得到最佳的工藝方案后，就可以利用UG/Moldziard完成收音機外殼的注塑模具設計。模具采用一模一腔的結構形式。型芯和型腔為鑲嵌結構，型腔和型芯采用單獨加工，然后采用過渡配合壓入模板中，如圖11所示。
3.2模架和標準件的加載
在選擇模架時，應為澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、導柱、導套、連接螺釘?shù)葮藴始舫霭惭b位置，經(jīng)過估算確定模架為標準的LKM系列模架。其模架類型為“ECI”型，規(guī)格為“3535”。圖13為加載的標準模架。Moldwizard標準件庫有定位環(huán)、澆口套、噴嘴、水管接頭、螺釘、彈簧和墊圈等標準件。使設計人員設計模具的效率大大提高［2］。圖14為加載的冷卻系統(tǒng)標準件。收音機外殼的側面有兩個側孔，塑件不能直接出模，需設置側型芯抽芯機構。本模具采用拖拉式滑塊抽芯，其特點是抽芯距離短，抽芯力較大，如圖15所示。
4結語
速印機油墨筒塑料螺紋蓋的主要結構尺寸如圖2所示，材料為聚丙烯（Polypropylene，簡稱PP），產(chǎn)品注塑成型后表面要求色澤均勻、清潔，無刮痕、毛刺等機械損傷及斷裂等表面質(zhì)量缺陷，產(chǎn)品生產(chǎn)類型屬于批量生產(chǎn)。通過對塑件的尺寸結構分析，可知設計其注塑模具結構時必須注意以下幾點。（1）塑件內(nèi)表面口部有一梯形螺紋，規(guī)格為Tr12×2，螺紋長度為l=10mm。通常情況下，塑件內(nèi)螺紋的脫模方式包括采用強制式螺紋脫模、手動式螺紋脫模或機動式螺紋脫模。根據(jù)塑料螺紋蓋的尺寸結構、材料性能及產(chǎn)品的生產(chǎn)類型，從簡化模具結構的角度出發(fā)，確定在本模具中采用手動式螺紋脫模。（2）該塑件為一外包裝的蓋體類零件，為了不影響產(chǎn)品的外觀，模具中以采用點澆口的進料形式為宜，即模具需采用三板式結構。（3）由于聚丙烯收縮率較大，且塑件脫模斜度較小，結合塑件的結構特點，模具中應考慮采用推板推出機構，確保塑件能順利頂出不變形。（4）聚丙烯是一種半結晶的熱塑性塑料，冷卻成型過程中釋放出的熱量多，因此模具中必須加強對成型零件的冷卻[1]。本模具采用一模兩穴的型腔布置方式，模具設計的關鍵在于確保澆注系統(tǒng)、手動式螺紋脫模機構、冷卻系統(tǒng)的結構合理性以及三板式模具的動作可靠性。本文將對該模具關鍵結構的設計作詳細闡述。
2模具結構分析與模具設計
2.1成型零件的模具設計
根據(jù)塑件為一圓蓋形零件的結構特點，基于優(yōu)化模具加工與裝配工藝的考慮，成型零件宜采用鑲拼結構，并設計成圓柱形。在此基礎上確定出成型零件的主要裝配尺寸，其中，型腔邊與鑲件邊的間距為15～30mm，型腔頂部與鑲件背面間距為15～30mm，由此設計出型腔鑲件的外形尺寸為?82mm×35mm；而型芯的主要裝配尺寸應結合零件的鑲拼位置來確定。另外，成型零件的其他結構需結合模具其他相關機構綜合考慮設計。結合產(chǎn)品的結構尺寸，初步設計出各成型零件的結構草圖，如圖3所示。
2.2模架結構的確定
如前所述，本模具采用點澆口進料方式的三板式模具結構，因此應選用帶水口推板的細水口模架；另外模具中塑件采用推板推出的脫模方式，模架的下模部分必須配置推板，綜合考慮鑲件的結構尺寸及其固定方式、流道的設置、塑件的推出及模具的冷卻等因素，確定選用的模架規(guī)格型號是：DBI-2030-A50-B25-C90。其中各參數(shù)的含義如下[2]：D——帶刮料板的細水口模架形式；B——下模部分設置有推板及托板；I——工字模；2030——模架寬度200mm、長度300mm；A50——上模板厚度50mm；B25——下模板厚度25mm；C90——墊板厚度90mm；190——拉桿長度190mm。模架剖視結構如圖4所示。
2.3澆注系統(tǒng)的設計
根據(jù)塑件的結構特點，本模具確定采用點澆口的進料方式，分別在兩個型腔中間各開設一個進膠點，結構中結合三板式模具的動作原理設計相關機構，由此實現(xiàn)開模過程中塑件與澆注系統(tǒng)凝料自動分離脫落，確保塑件的外觀質(zhì)量，減少后處理工序，降低操作者的勞動強度。（1）設計澆口根據(jù)塑件結構工藝性分析可知，本模具以采用點澆口的進料方式為宜。結構形式及形狀尺寸如圖5所示，結合塑件的尺寸大小設計出點澆口的結構尺寸，分別為l=1.2mm、d=?1.2mm、R=2mm，a=6°。（2）設計分流道根據(jù)三板式模具的動作原理及澆注系統(tǒng)凝料的脫模形式可知，模具的分流道只能設置在水口推板與上模板結合面處，通常只在上模板一側單邊開設。本例中確定采用半圓形的分流道截面，截面半徑為R=5mm；結構中兩個型腔的中心距為100mm，分流道的長度結合型腔布局并適當延長，以作為分流道的冷料穴。（3）選用澆口套與定位環(huán)結合常用標準件的規(guī)格型號，本模具中選取直徑為?16mm的澆口套及?120mm的定位環(huán)。并根據(jù)三板式模具的動作原理，將澆口套與水口推板的配合段設置為錐度α=10°的配合錐面。澆注系統(tǒng)及相關零部件結構如圖6所示。
2.4脫模機構的模具設計
（1）設計螺紋脫模機構由于塑件的螺紋部分采用手動式螺紋脫模方式，模具中螺紋型芯應設置成活動鑲件的結構形式，為了實現(xiàn)活動鑲件的可靠定位及快速裝卸，螺紋型芯應采用彈性的固定方式，因此，結構上在下模鑲件中設置一彈簧波珠，并在螺紋型芯的對應部位開設一圓弧槽，以起固定作用。與此同時，為了減少螺紋型芯與下模鑲件的配合長度，方便螺紋型芯的安裝、脫模以及在模外的拆卸，將螺紋型芯的底端部分設置成錐面，并在其周邊開設4個平面，螺紋型芯結構如圖7所示。（2）設計推板推出機構根據(jù)推板推出機構的工作原理，為防止推板刮傷下模型芯，推板內(nèi)孔應比下模型芯成型部分大，并將推板與下模型芯的配合面設計成單邊斜度為10°的錐面，以防止因推板偏心而出現(xiàn)飛邊。除此之外，為了避免推板推出行程過大而脫離導柱，必須根據(jù)模具的推出行程設置推板推出機構的限位裝置，結構中采用限位螺釘?shù)南尬环绞健＃?）設計先復位機構由于采用活動鑲件的結構形式，螺紋型芯必須在合模之前放置到模具里面，因此必須在模具中設置先復位機構。先復位機構主要包括彈簧式先復位機構與機械式先復位機構，考慮到推出機構中推桿較少，摩擦力較小，因此確定選用彈簧式先復位機構。彈簧長度的算法[3]：i=s+lL其中：i——壓縮比，通常取0.4～0.5之間；s——總行程，mm；l——預壓量，通常為15mm左右；L——彈簧自由長，mm；根據(jù)本模具結構，確定出相關參數(shù)，分別取i＝0.45，l＝15mm，s＝20mm，由此可計算出L：L=s+li=20+150.45=77.7mm取L＝78mm。復位彈簧一般套裝在回程桿上，由于模具回程桿直徑為?15mm，結合模具的推出行程及彈簧的自由長度，確定復位彈簧的規(guī)格尺寸為TL35mm×17.5mm×78mm。
2.5冷卻系統(tǒng)的模具設計
由于型腔與型芯均采用鑲拼結構，因此模具中只需針對型腔鑲件與下模鑲件進行冷卻。從結構上分析，型腔鑲件中間設置了澆口，而型芯鑲件中間設置了螺紋型芯，結構中只能通過在鑲件周邊開設冷卻槽，以通入冷卻水實現(xiàn)冷卻。結合鑲件的結構尺寸，確定在鑲件圓周上設置一條6mm×6mm的冷卻水槽及兩條3mm×2mm的密封圈槽，并在相應模板的對應位置上開設進出水孔即可。冷卻系統(tǒng)結構詳見圖8。
3模具的整體結構及工作原理
根據(jù)模具的結構方案及三板式模具的動作原理，對模具的相關結構進行完善，設計出模具的整體結構，如圖8所示。模具的工作原理如下。（1）注塑充型塑料熔料經(jīng)件37（澆口套）的主流道、件33（壓板）上的分流道、件32（型腔鑲件）上的澆口充填型腔，并在注塑壓力作用下保壓、冷卻。（2）開模分型在注塑機動、定模板的帶動下，模具依次實現(xiàn)分型：第一次分型：模具在Ⅱ處打開，利用分流道凝料對件34（拉料釘）的包緊力，將澆注系統(tǒng)凝料從件32、件33中拉出，并使其與塑件分離，直至件11（限位釘）拉住件15（上模板）。第二次分型：模具在Ⅰ處打開，件11拉動件14（水口推板）運動，將澆注系統(tǒng)凝料從主流道刮出，并使其脫離件34，直至件12（限位釘）拉住件13（頂板）。第三次分型：模具在Ⅲ處打開，件38（尼龍鎖模器）脫離件15（上模板），塑件隨下模運動并脫離件32，直至模具打開足夠行程。（3）推出塑件及螺紋型芯模具在Ⅳ處打開，下模停止運動，件23（推桿墊板）、件21（推桿固定板）在注塑機頂出桿作用下，帶動件17（推板）及件27（推桿）運動，并分別推動塑件及件28（螺紋型芯），完成塑件與件28的整體推出。（4）螺紋脫模在模外借助手工工具，將件28從塑件上拆卸，完成塑件的螺紋脫模。（5）推出機構復位推出動作完成后，注塑機頂出桿回抽，件21、件23在件20（復位彈簧）的作用下，帶動件22（回程桿）、件27完成復位動作。（6）放置螺紋型芯將件28放入到模具中，并利用件16（彈簧波珠）定位。（7）模具合模在注塑機動、定模板的帶動下，模具上的各模板分別合攏，完成一個注塑周期。
4結論
1.1數(shù)控加工技術復合材料模具的生產(chǎn)一般都是利用數(shù)控加工技術制造的，不同結構的模具及不同材質(zhì)的模具都需要借助數(shù)控加工技術進行生產(chǎn)制作，數(shù)控加工技術能夠有效地保證生產(chǎn)產(chǎn)品的精確度與質(zhì)量標準。社會在不斷發(fā)展與進步，數(shù)控加工技術亦是如此，新的高速數(shù)控銑削技術在生產(chǎn)復合材料模具的操作中運用，能夠有效提高生產(chǎn)效率，并能有效做好產(chǎn)品的質(zhì)量控制，所以數(shù)字化程度的加深絕對是一件美事。
1.2先進表面處理技術表面的技術處理是模具生產(chǎn)質(zhì)量把控的重要環(huán)節(jié)之一，因為這關系著模具表層的成分及組織，它是模具性能的直接衡量指標，直接決定了模具的硬度、耐磨度及耐腐蝕性等，所以模具的表面處理必須受到足夠的重視。現(xiàn)如今從生產(chǎn)上存在的表面處理技術概況來講主要有以下幾種：化學法、表層覆層法及激光法等。然而激光法就是目前數(shù)字化發(fā)展的典型代表，此方法現(xiàn)在被廣泛應用在復合材料模具的生產(chǎn)加工中，發(fā)揮著重要的作用，它能夠有效地處理模具表面存在的問題，實現(xiàn)規(guī)范模具標準，大大延長模具使用壽命。
1.3解決模具加工生產(chǎn)所面臨的問題復合材料模具的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)必然會面臨一些問題，比如在結構焊接過程中會出現(xiàn)殘余變形和殘余應力等問題，這個就必須采取合理的工藝措施并且選擇科學的設計方案來預防問題的產(chǎn)生；加工精度和表面質(zhì)量是比較關鍵也是技術難度系數(shù)比較高的環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)質(zhì)量問題，這是由于多方面的因素共同導致的，所以在這個環(huán)節(jié)的每一步操作我們都需要謹慎，必要的話我們可以借用數(shù)字化檢測設備對此環(huán)節(jié)進行嚴格的檢測，預防問題的發(fā)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量。由于復合材料構件的不同類型及不同材質(zhì)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生不同的熱膨脹系數(shù)，這也是會影響復合材料模具成型的質(zhì)量因素，所以我們在挑選材料時，盡可能選擇熱膨脹系數(shù)相近的材料，這樣可以有效地防止由于熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的質(zhì)量問題。
2結語
《模具設計》是我校本科教學中的一門重要專業(yè)課，是一門理論與實踐緊密結合的課程，其基本知識與迅速發(fā)展的現(xiàn)代模具工業(yè)息息相關，具有很高的實用價值。在教學過程中，發(fā)現(xiàn)學生偏重理論知識的學習，有時理論知識掌握的很好，考試得分很高，但一遇到實際模具設計與制造問題時卻毫無頭緒，無從下手，這樣就無法達到培養(yǎng)目標。根據(jù)在模具行業(yè)就業(yè)的畢業(yè)生反饋回來的信息得知：在學校理論學于實踐，出來后動手能力差，要適應崗位要求，還需進一步的培訓。基于這些問題，有必要嘗試多種教學方法，對該課程的教學實行改革。
2《模具設計》課程特點
《模具設計》課程的主要任務是培養(yǎng)學生掌握工藝編制并運用所學知識進行模具設計。通過該課程的學習，學生應掌握模具設計與制造、計算機輔助設計、模具裝配調(diào)試與維護、模具標準化設計等方面的知識與技能，具有較復雜程度的工藝編制與模具設計能力。因而，課程建設應著眼未來，課程的講授應緊貼模具工業(yè)發(fā)展前沿，理論與實踐相結合，不斷更新教學內(nèi)容。教學時教師不僅要引導學生掌握基礎知識和基本技能，而且要培養(yǎng)和發(fā)展學生的思維能力，激發(fā)學習興趣，增強其學習的主動性和創(chuàng)造性。
3課程教學改革實踐
3.1完善培養(yǎng)專業(yè)模具設計與制造人才的教育體系目前，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，對人才的需求量大。而人才的培養(yǎng)，主要來自于高等院校的正規(guī)教育。傳統(tǒng)教學方法是采取理論課與實踐課分開來上，且實踐課比重很小。這樣的培養(yǎng)方式容易導致理論與實際的脫節(jié)，培養(yǎng)的人才在動手能力、分析與解決實際問題能力方面遠達不到用人單位要求。現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展迫切需要模具教學由傳統(tǒng)的以理論教學為主向理論知識與實踐環(huán)節(jié)綜合運用的方向轉變。因而，在制定課程培養(yǎng)方案時，要通過企業(yè)調(diào)研，使課程內(nèi)容與企業(yè)需求崗位能力的任職要求相適應，采取項目式教學，將各個教學模塊理論與實踐環(huán)節(jié)有機結合，全面提高學生的職業(yè)適應能力。
（1）教材選擇與教學資料的準備目前，市場上模具設計教材種類較多，內(nèi)容參差不齊。雖然大部分來自于實踐，但一般是理論偏多，實際案例很少，且知識陳舊，更新?lián)Q代速度慢，跟不上現(xiàn)代工業(yè)技術更新速度。因而，在選擇教材時，要充分調(diào)研，選擇內(nèi)容較新、案例分析較多且符合現(xiàn)代先進工業(yè)裝備要求的教材。同時，結合在調(diào)研過程中企業(yè)工程師等的意見，準備充實的教學資料。在模具認知過程中，學生在企業(yè)參觀時，見到的金屬模具一般體積、重量大，油污較多，無法準確識別模具內(nèi)部結構，只有一個大致的輪廓印象。學校可將多媒體電腦教室、模具陳列室融為一體，并購買一批來自生產(chǎn)一線的小型模具，每一副模具都配備總裝圖，定期向?qū)W生開放。同時，購買透明式的教學模具和專用模擬機，透明教學模具克服了模具體積較大、油污多的問題，使學生對模具內(nèi)部結構有了一個深入的了解。通過透明教學模具與專用模擬機配合使用，學生能清晰地觀察到模具的運動過程和產(chǎn)品成型過程，有利于知識的消化與吸收。
（2）教學團隊的優(yōu)化教學中，教師水平的高低直接影響教學效果。因此，要求教師要不斷提高專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，這樣才能將課堂激活并引起同學們更大的學習興趣。目前，高校教師大多是碩士、博士畢業(yè)，理論教學一般沒問題，但是實踐教學經(jīng)驗缺乏。因而，學校要求新來的老師參與企業(yè)特派員工作，一般一學期下相關企業(yè)一個月，通過這種方式來提高教師們的實踐經(jīng)驗。經(jīng)過幾個學期的培養(yǎng)，最終，教學團隊具備模具設計課程開發(fā)能力與教學實踐實施能力。能根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和崗位任職要求來選取與組織課程內(nèi)容，能更新教學觀念，綜合運用多種教學模式，切實提高學生的專業(yè)綜合能力。
（3）教學過程實施與專業(yè)課程設計教學時，安排在專門的模具多功能教室中，該教室集多媒體功能、二三維軟件設計、模具陳列于一體。采取項目式教學模式，將學生分成多個小組，每個小組一個項目書，各成員分工協(xié)作，每次上課時安排10分鐘和一個組說說自己的學習心得，讓學生帶著任務來學習。授課時，將課本內(nèi)容與教學資料分成若干個模塊，每個模塊對應現(xiàn)場相應的模具零件，這樣可以鍛煉大家的分析問題能力，提高積極性，同時，學生也易接受。為了強化學生的模具設計能力，在課程快結束時，視學時情況，安排2-3周的時間來進行課程設計。分成若干個組，每組3-5人，一組一題，一組中不同人分工協(xié)作，或者設計參數(shù)不同，綜合考查學生查閱設計資料繪圖與計算能力。整個過程教師進行跟蹤并答疑，同時安排中期檢查和設計結束后答辯，答辯時要求提供圖紙，讓學生進一步熟悉設計成果。這樣增強了學生的學習樂趣與信心，并很好的掌握了專業(yè)知識和技能，畢業(yè)后進入企業(yè)時上手較快。
3.2加大校內(nèi)實踐教學設施投入，提高實踐性教學環(huán)節(jié)比重目前，企業(yè)要求模具專業(yè)人才在掌握較高理論性水平的基礎上，具有模具崗位所需的生產(chǎn)操作和組織能力，能將工程圖紙轉化為裝備實體，善于工藝與產(chǎn)品改進，具有較高水平的研發(fā)能力。但在模具專業(yè)教學中，如不重視實踐應用環(huán)節(jié)，則畢業(yè)生很難達到上述要求。傳統(tǒng)的模具教學體系中，硬件配套不足，加上課程設置等方面的缺陷，實踐教學環(huán)節(jié)條件薄弱，對學生積極性與能力的提高影響很大。因而，必須加大投入，改善教學與實驗設施。排課時，增加實踐課學時，能開設模具拆裝實驗和模具特種加工等實驗(線切割、電火花等)。在進行模具拆裝實驗時，要求學生掌握模具的工作過程、類型結構和裝配過程，能對模具進行安裝與調(diào)試，能繪出所拆模具的裝配圖，能結合拆裝并修改參數(shù)對模具進行重新設計。進行模具特種加工實驗時，在內(nèi)容安排上多做綜合性實驗，減少驗證性實驗，采用啟發(fā)式教學，學生可以在教師的指導下完成零件的設計，并進行編程與數(shù)控加工。同時，鼓勵學生在校期間考取職業(yè)技能鑒定證書，使學生經(jīng)過訓練與考試獲得相應的職業(yè)資格證書。通過實際操作，學生將所學理論與實踐緊密地結合起來，增強了動手能力和創(chuàng)新能力，改善了教學效果。除此之外，實踐環(huán)節(jié)教學還應重視實習工作與產(chǎn)學研合作。實習是學生深入了解企業(yè)設備與產(chǎn)品設計的好機會，有利于縮短學生與企業(yè)崗位需求間的距離。實習前，給學生下達任務，交實習報告時，鼓勵學生有新思路。加大產(chǎn)學研合作能強化學生對崗位適應能力的培養(yǎng)，企業(yè)為學生提供了良好的教學與實踐環(huán)境。同時，學生也能與企業(yè)研發(fā)人員共同研究和攻克技術難關，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，互惠共贏，加快了應用型人才培養(yǎng)的步伐。這樣，可以顯著提高教學效果，學生畢業(yè)后能很快適應企業(yè)工作崗位要求。
3.3教學手段多樣化《模具設計》課程授課時，為了達到更好的教學效果，采用多樣化的教學手段，主要有：
（1）采用多媒體教學手段傳統(tǒng)教學中，僅用粉筆和黑板板書很難將知識點講清，學生理解比較困難。采用多媒體技術制作課件，將有關的機械運動、二三維圖形、實驗視頻、操作過程等生動形象的演示出來，充分調(diào)動了學生的學習興趣。多媒體教學既方便老師將知識點講清楚，節(jié)省時間，又利于同學們理解消化課堂內(nèi)容，效果好。
（2）改進教學方法授課時，將傳統(tǒng)的以教師為中心的教學模式變?yōu)橐詫W生為中心的教學模式。采用啟發(fā)式、討論式教學代替原來的灌輸式教學。例如即將講解一個沖壓模具設計專題，可以先將任務布置下去，下次上課時安排學生講解對這個問題的預習成果與心得，帶著問題來學習，充分發(fā)揮其主觀能動性和創(chuàng)造性。這樣能激發(fā)學生的學習興趣，提高其獨立思考能力與創(chuàng)新能力。
（3）強化CAD/CAM/CAE/PROE等軟件系統(tǒng)的教學通過學習，使學生能對接觸過的模具進行二維或三維的建模與仿真，可以修改參數(shù)并進行分析與調(diào)整，找到最優(yōu)方案。學生通過計算機進行模具設計能學到大量實用的模具結構知識，使復雜的知識記憶變?yōu)楹唵蔚挠嬎銠C應用技能，豐富了學生的模具設計方法和思路，提高了其分析與解決實際問題能力。
3.4建立注重能力提高的考核評價體系傳統(tǒng)的考核方式對書本的依賴性較大，死記硬背現(xiàn)象無法避免，很容易導致高分低能現(xiàn)象發(fā)生，不利于學生綜合能力的提高。為了更好考核出學生的專業(yè)技能水平和查漏補缺，應改變只以試卷考核結果作為衡量學習效果的單一手段，增加實踐環(huán)節(jié)和分析解決問題能力的比重，即采取多元化的評價體系。教師對學生的評價應包括課堂學習情況、案例分析表現(xiàn)、課后作業(yè)完成情況、實驗完成情況、專業(yè)實習情況以及課程設計成果等方面，每一次評價要盡可能覆蓋學生學習的多個方面，同時對取得本專業(yè)相關職業(yè)資格證書或技術等級證書的學生給予加分獎勵，使考核評價體系更加科學化，最終達到提高學生專業(yè)綜合能力與創(chuàng)新能力的目的，引導學生全面可持續(xù)發(fā)展。
4結語
專業(yè)基礎課內(nèi)容涉及擠壓模具從設計、制造、使用及維修到操作整個擠壓工藝流程的各個環(huán)節(jié)，是從事擠壓模具行業(yè)工作所必備的知識，在課堂教學上應與生產(chǎn)實踐和社會環(huán)境相結合，理論指導實踐，實踐促進理論教學。因此，專業(yè)基礎理論課應以“實用”為本，學生應主修完《金屬塑性加工學（擠壓與拉拔）》、《塑性加工設備》等課程。專業(yè)課程要以“專、精”為準，針對性強。學生應主修完《模具CAD/CAM》、《擠壓模具設計》等課程。在專業(yè)課程方面，盡管眾多高校已對專業(yè)基礎課程以及基礎理論課程進行了較大力度的改革，但課程內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)實際脫節(jié)現(xiàn)象依然存在。在教學改革中，通過精心組織擠壓模具專業(yè)課程的教學，學生畢業(yè)上崗后，能夠運用理論知識指導實踐生產(chǎn)，靈活變通，逐漸學會解決實際工藝問題。
2積極探索課堂教學方法的改革
上述課程結構的設置是緊緊圍繞培養(yǎng)擠壓模具專業(yè)應用性人才這一目標，基于對學生模具設計能力和解決現(xiàn)場實際問題能力的培養(yǎng)，采取了更加靈活的方法來輔助教學。（1）在課時安排上，盡量精講一些純理論性的知識，在滿足“夠用”的前提下，對于一些復雜的理論推導不再介紹。（2）采用典型案例形象化理論教學內(nèi)容，是改進擠壓工藝課程教學的有效方法之一。為豐富教學內(nèi)容，增強教學效果，在教學過程中將實際企業(yè)中應用的各種擠壓加工技術介紹給學生，使學生對所學的專業(yè)知識有更深刻的理解。（3）在課堂教學中通過播放現(xiàn)場視頻，及時穿插諸多擠壓生產(chǎn)行業(yè)中出現(xiàn)的熱點問題，以此激發(fā)學生的學習興趣，增強學生對所學的理論知識學以致用、活學活用的意識，為將來走上工作崗位或進一步深造奠定了良好的基礎。（4）將零件的成形過程采用模型、動畫、成形仿真等授課方式展現(xiàn)在學生面前，這比純粹的理論講解更利于學生學習和接受。通過學生直觀地認識模具結構組成、模具工作過程，增強學生對模具結構零件作用的了解，培養(yǎng)學生對專業(yè)課程學習的積極性。
3實踐性教學環(huán)節(jié)實施重點
實踐性教學環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的關鍵環(huán)節(jié)，為了把學生培養(yǎng)成為技能型人才，要讓學生參與到課堂教學中來，增加師生的互動性，增強教學效果。《擠壓模具設計》課程在實踐教學中更應注重學生的實際操作，反復訓練，如增加對模型的認知。對于Autocad、UG、Pro/E等各類二維和三維繪圖軟件的教學，應注重對學生在熟練操作和創(chuàng)新能力方面的實訓。模具制造技能訓練環(huán)節(jié)，是讓學生在課程設計階段設計出模具結構后，在模具制造實驗課程中采用快速成型機模仿制造模具，并分析設計出模具結構是否合理。針對上述列舉出來的教學環(huán)節(jié)，可以從以下3個方面進行探討。
3.1強化學生對軟件使用的實訓技能
通過對學生就職于現(xiàn)有企業(yè)的情況分析，企業(yè)要求學生能夠熟練運用二維和三維繪圖軟件設計模具，因此在專業(yè)課和實驗上機操作的教學過程中，應強化學生Autocad、Pro/E或UG的實訓技能。在培養(yǎng)學生具有一定讀圖能力、空間想象和構思能力的基礎上，要求學生能熟練掌握CAD軟件繪圖和建模的方法和技能；同時應加大學生對軟件的使用要求以及考核力度，要求學生在隨后相關的課程設計、畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，必須運用該類軟件進行設計、繪制工程圖，以便在進入生產(chǎn)崗位時能快速上手。
3.2更新實驗室教學方式，提高動手操作能力
模具結構規(guī)格繁多、內(nèi)部構造復雜。教材中穿插的靜態(tài)圖例大多都是二維視圖，學生只能看到主剖面，聯(lián)想不到三維空間結構，而且圖例說明簡略，學生讀圖、看圖均感抽象，在很大程度上對學生專業(yè)課的學習及后續(xù)課程設計和畢業(yè)設計造成不利影響。因此，《擠壓模具設計》課程體系應增設實驗教學模型、數(shù)值仿真、動畫3種教學模式，在此基礎上建立模具拆裝、現(xiàn)場教學等多功能模具拆裝室。通過對模具的反復拆裝和測繪，加強學生對模具結構的感性認識，解決理論課程中難以消化的模具設計細節(jié)問題，提高動手能力，加強模具設計能力，有助于學生后續(xù)畢業(yè)設計的順利完成。目前實驗室對擠壓模具教學模型的現(xiàn)場教學已實現(xiàn)了初步階段，下學期學生就能通過教學模型的現(xiàn)場教學充實課堂學習內(nèi)容，實現(xiàn)相輔相成。
3.3將數(shù)值模擬融入畢業(yè)設計，加強引導與互動
畢業(yè)設計是實踐教學中最重要的一個環(huán)節(jié)，主要培養(yǎng)學生運用多學科的知識和技能分析與解決實際工程技術及相關問題的能力，學生在修完專業(yè)課程和課程設計之后，運用所學理論知識，獨立檢索資料、調(diào)研，擬定設計的技術路線和研究方案，最終完成畢業(yè)設計。擠壓模具方向的畢業(yè)設計要求學生在教師指導下進行工藝分析和模具結構設計，重在訓練學生的模具設計能力。學生設計出模具結構后，無法將模具投入生產(chǎn)。由于沒有實踐經(jīng)驗，學生不能完全確定模具結構的合理性，從而導致模具設計成為“閉門造車”，為此將仿真技術滲透到模具設計中，讓學生能熟練運用軟件和預先掌握先進的模具設計思想。學生在導師結合工程實際確定畢業(yè)設計題目的要求下，正確選擇建模方法，對工程實際問題的可行性方案進行驗證，并最終建立優(yōu)化模型。通過近幾年來將擠壓成形數(shù)值模擬融入到畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，模具結構設計方向的學生掌握了模具的實際運用，并能大大提高模具設計能力。針對擠壓模具方向的畢業(yè)設計，可按3個階段實施：第1階段為模具設計階段，大致占全部畢業(yè)設計時間的1/4，要求學生獨立設計一副擠壓模具。此階段主要讓學生閱讀大量參考文獻，盡可能深入企業(yè)調(diào)研分析以掌握第一手資料，在此基礎上，訓練學生緊密結合基礎理論知識和實踐經(jīng)驗來完成模具設計的能力；第2階段為軟件學習階段，基本上占全部畢業(yè)設計時間的1/4，針對設計中的典型模具設計案例，以鋁型材實心型材模為主，先采用三維造型軟件Pro/E或UG對模具結構建模，之后利用塑性成型仿真軟件Deform對擠壓成形工藝過程進行數(shù)值模擬；第3階段為通過對仿真模擬結果進行后處理分析，探討設計方案和工藝參數(shù)的合理性，并制定出模具結構設計優(yōu)化方案。歷經(jīng)這一教學改革，加強了教師與學生的引導和互動，針對性強，學生應用現(xiàn)代設計軟件的能力得到了提高，充分調(diào)動了學生做畢業(yè)設計的積極性和提高學習工程設計軟件的熱情，更加鍛煉了學生通過設計軟件解決實際問題的能力，使學生能夠舉一反三，將來面對同類專業(yè)設計得心應手，全面提高了學生在擠壓模具設計方面的綜合能力。綜觀前幾屆學生在畢業(yè)設計階段的表現(xiàn)，通過對該教學環(huán)節(jié)進行教學改革和實施，采用仿真技術完成畢業(yè)設計的學生幾乎都受益匪淺，每年都有學生獲得校優(yōu)秀畢業(yè)設計論文的榮譽。
3.4實踐性教學考試模式的探索
強化實踐教學環(huán)節(jié)，理論聯(lián)系實際，才能全面提高學生的綜合素質(zhì)。結合模具專業(yè)本身實踐性較強的特點，安排實踐環(huán)節(jié)，可以大大提高學生的動手操作能力。例如：在上完《擠壓模具設計》專業(yè)課后安排2周的專業(yè)課程設計。課程設計的選題兼顧實用性和典型性，盡量選擇一些實際生產(chǎn)中的實例，提高學生分析實際問題的能力。逐步提高具體要求，讓學生根據(jù)給定任務，繪制正規(guī)的模具裝配圖，要求有主視圖、俯視圖、零件圖、技術要求及明細欄；學生繪制模具零件圖，要求標注公差與配合；學生編寫設計計算說明書1份，不得少于12頁。該環(huán)節(jié)有助于學生掌握具體的擠壓模具設計思想和設計過程。在實踐性教學環(huán)節(jié)考試模式上，從提高學生的動手能力和設計、操作技能方面入手。以課程設計為例，采用多種考試方法相結合：典型案例模具設計+上機操作+上機考試+實驗報告+答辯。通過對鋁型材工件的典型案例進行模具的結構要素設計，學生的模具設計能力、繪圖能力得到了提升；基于動手能力的培養(yǎng)，側重上機運行軟件練習并結合上機考試繪制模具圖，著重考核學生的軟件操作和繪圖能力，最后通過答辯考核學生獲取理論知識的程度。基于實踐教學環(huán)節(jié)的考試模式改革，實訓教學質(zhì)量得到了保證，避免出現(xiàn)同學相互拷貝實踐教學考核內(nèi)容以應付考試，有效地促進了學生自主學習的能力。
4結束語
（一）模具設計各行各業(yè)都有相關的工作人員，他們的主要任務就是模具設計。采用數(shù)字化的設計手段，工作對象包括型腔模和冷沖模，在充分利用數(shù)字化設計工具的基礎上，對傳統(tǒng)模具進行設計改造，目標就在于提高模具設計的質(zhì)量，縮短模具設計耗費的周期。
（二）模具設計的步驟首先在設計之前為了確保設計圖紙的正確性，通常要對所設計模具的產(chǎn)品進行全面的可行性分析，即工作中設計者所說的套圖，確定重點部位的尺寸。其次在分析產(chǎn)品圖紙之后，具體構思模具的內(nèi)部結構、工作程序的編排、確定各個工序之間的沖工內(nèi)容，以及采用何種軟件。這樣在繪制模具圖中將節(jié)省很多時間。然后就是根據(jù)產(chǎn)品的展開圖紙進行準備材料，然后就可以全面地進入模具圖的繪制在工作，再制一份備料圖紙出來，進行各組件的繪制。最后對模具的設計圖紙進行仔細地校對，確保各模板與孔位是否一致性，以及折彎位置的上下模是否正確的間隙配合。
二、模具設計技術應用
（一）模具設計的造型特點與傳統(tǒng)的機械設計不同,在專業(yè)化要求上，模具設計有它自身的特點,主要體現(xiàn)在三個方面:第一、從模具生產(chǎn)的范圍上看，模具主要用于批量化的大規(guī)模生產(chǎn)，因此，模具主要用于加工一些形體復雜的零件。第二、從模具產(chǎn)品的要求上看，模具的幾何設計必須符合零部件描述的的所有細節(jié)結構,甚至包括產(chǎn)品的浮雕等表面細節(jié)結構；第三、從模具的生產(chǎn)手段要求上看，3D模型的修復技術以及CAD系統(tǒng)必須有良好的數(shù)據(jù)結口的要求也越來越高，才能不斷的滿足模具型腔結構必須有的拔模模角及必要的圓弧過度。
（二）模具設計的應用范圍根據(jù)模具的定義，從模具的適用范圍上，我們可以把模具設計的應用范圍分為兩大類，一類是工業(yè)裝備制造部門及使用部門，比如機械制造、汽車制造、輕工業(yè)、家電組裝、石油化工、電力設施等；另一類是零件及模具，比如航空發(fā)動機關鍵耐磨件、汽車發(fā)動機凸輪軸熱擠壓模具、軋輥、溫擠壓膜具、軋鋼滾動導衛(wèi)、熱鍛摸等。
三、模具設計技術的發(fā)展趨勢
（一）多集成趨勢。現(xiàn)在社會的發(fā)展，現(xiàn)代化模具的制造應該打破傳統(tǒng)的只重視信息的搜集的發(fā)展模式，更應該把技術使用、人力資源和管理技術的引用都囊括在內(nèi)，多集成趨勢越來越明顯。多集成概念還表現(xiàn)在學科功能上，模具設計不僅僅要用到最基礎的機械科學理論，而且還會用到電磁學、光學以及控制理論等。
（二）智能化趨勢。產(chǎn)品從最初的設計要求，到中間的制造過程，再到最后的使用過程，每個環(huán)節(jié)都將走向智能化的道路。其中，在生產(chǎn)過程中，又包括諸多環(huán)節(jié)，比如計劃、調(diào)控、管理等，也將走向智能化的道路。除此之外，模具設計者以及實際操作者，也將會在科學理論的指導下，實現(xiàn)人與工具系統(tǒng)的有機密切配合。
（三）網(wǎng)絡化趨勢。模具設計常用的軟件一般包括AutoCAD、Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、SOLIDWORKS等，都是需要通過網(wǎng)絡上的一些軟件技術或者硬件技術實現(xiàn)的。自動化、網(wǎng)絡化趨勢越來越明顯，跨國合作設計模具的成功例子已經(jīng)是屢見不鮮了，而且這種趨勢越來越明顯。