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導語：在模具制造論文的撰寫旅程中，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秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
改革開放30多年來,中國模具生產作為一個產業有了翻天覆地的變化。這種變化主要體現在三個方面:產能變化、生產方式變化、技術革命。大多數人看到的是中國模具產業作為一個行業的從無到有、從小到大、從拾漏補缺到成為主力,以及模具需求和產量的快速增長變化。但更重要的是生產方式轉變和技術革命。后兩種變化是一種更加深刻、更加根本性的變化。生產方式的轉變主要體現在,從過去傳統的小而全的后方車間、作坊式的生產,轉變為高度市場專業協作的大規模生產方式;從完全非標生產到相對標準化和準標準化生產。模具生產技術革命,濃縮到一點就是企業信息化也就是數字化制造和信息化管理。
20世紀80年代前,很多模具是靠鉗工用手打磨出來的;90年代,由于引入了數控加工機床、edm等較先進的設備,大大地提高了模具的生產工藝水平,生產周期及模具的品質也有了很大的縮短和改進。高精度加工己經把工人從繁重的體力勞動中解放出來。另一方面,cad/cam/cae等計算機輔助技術在模具行業也得到了廣泛的應用,模具的設計及數控加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae軟件對于模具技術人員的工作效率和設計的可靠性已經有了很大的提高。目前各模具企業又面臨著一個新的課題,如何把企業管理也同樣從煩瑣的事務中解放出來,讓信息化管理為企業的生產效率提升作出貢獻。所以模具企業管理的信息化己經成為模具行業發展和進步的必然趨勢。
模具生產是單件訂單式生產,在管理信息化中有其強烈的特殊性。設計是制造的一部分,工藝設計不充分,設計與工藝信息可直接重復利用價值不大。因此,根據企業生產特點把握全面信息化管理與實用、簡化管理的平衡點,是信息化的關鍵。這就造成很難照搬成熟的管理軟件。例如汽車模具企業沒有傳統意義上的原材料,倉庫管理等等。購置的都是部件與部件的半成品,不存在入庫出庫過程,制造費用的攤銷每個企業也是都不一樣。又比如成本核算更應該采用項目管理的辦法,而不是采用一般加工制造業的辦法,什么pdm、erp等軟件不經過徹底的改造是完全不適應的。
2現代模具設計的CAD/CAE技術的應用
模具設計是隨工業產品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質量要求以及其成型工藝條件的變化而變化的,所以每副模具都必須進行創造性的設計。模具設計的內容包括產品零件(常稱為制件)成型工藝優化設計與力學計算和尺寸與尺寸精度確定與設計等,因此模具設計常分為制件工藝分析與設計、模具總體方案設計、總體結構設計、施工圖設計四個階段。CAD/CAE,計算機輔助設計和輔助工程,它包括概念設計、優化設計、有限元分析、計算機仿真、計算機輔助繪圖和計算機輔助設計過程管理等。應用CAD技術可以設計出產品的大體結構,再通過CAE技術進行結構分析、可行性評估和優化設計。采用模具CAD/CAE集成技術后,制件一般不需要再進行原型試驗,采用幾何造型技術,制件的形狀能精確、逼真地顯示在計算機屏幕上,有限元分析程序可以對其力學性能進行檢測。借助于計算機,自動繪圖代替了人工繪圖,自動檢索代替了手冊查閱,快速分析代替了手工計算,使模具設計師能從繁瑣的繪圖和計算中解放出來,集中精力從事諸如方案構思和結構優化等創造性的工作。在模具投產之前,CAE軟件可以預測模具結構有關參數的正確性。
當今的概念設計已不僅僅是停留在對外觀和結構的設計上,它已經擴展到對模具結構分析的領域。對于運用CAD技術設計出的模具,可運用先進的CAE軟件(尤其是有限元軟件)對其進行強度、剛度、抗沖擊實驗模擬、跌落實驗模擬、散熱能力、疲勞和蠕變等分析。通過這些分析,可以檢驗前面的概念性結構設計是否合理,分析出結構不合理的原因和部位,然后再在CAD軟件中進行相應的修改。修改后再在CAE中進行各種性能的檢測,最終確定滿足要求的模具結構。
當今CAD技術的發展使得概念設計思想體現在相應的模塊中。概念設計不再只是設計師的思維,系統模塊也融合了一般的概念設計理念和方法。目前,世界上大型的CAD/CAE軟件系統,如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都提供了有關產品早期設計的系統模塊,我們稱之為工業設計模塊或概念設計模塊。例如,Pro/ENGINEER就包含一個工業設計模塊——ProDesign,用于支持自上而下的投影設計,以及在復雜產品設計中所包含的許多復雜任務的自動設計。此模塊工具包括概念設計的二維非參數化的裝配布局編輯器。這些系統模塊的應用大大減少了設計師的工作量,節約了工作時間,提高了工作效率,使設計師把更多的精力用在新產品的開發及創新上。
3現代模具制造的CAD/CAE/CAM技術應用
現代經濟的飛速發展,推動了我國模具工業的前進。CAD/CAE/CAM技術的日臻完善和在模具制造上的應用,使其在現代模具的制造中發揮越來越重要的作用,CAD/CAE/CAM技術已成為現代模具的制造的必然趨勢。
(1)CAD/CAE/CAM計算機輔助設計、模擬與制造一體化,CAD/CAE/CAM一體化集成技術是現代模具制造中最先進、最合理的生產方式。使用計算機輔助設計、輔助工程與制造系統,按設計好的模具零件分別編制該零件的數控加工程序是從設計到制造的一個必然過程。在具有現代模具設計制造能力的工廠內,該過程都是在CAD/CAE/CAM系統內進行的,其加工程序直接由聯機電纜輸入加工機臺,在編制程序時可利用系統中的加工模擬功能進行細致的模擬,將零件,刀具、刀柄、夾具,平臺及刀具移動速度、路徑等顯示出來,以便觀察整個模具零件的切削過程和前后的形狀,進而檢查程序編制的正確性,這對于復雜的多曲面的模具零件尤為重要。
(2)模具的零部件除了有高精度的幾何要求外,其形位精度要求也較高,一般的量具是很難達到理想的目的的,這時就要依賴精密零件測量系統。這種精密零件測量系統簡稱CMM,即CoordinateMeasuringMaching,是數控加工中心的一種變形。它的測量精度可達0.25μm,其測量工件的方式如下:將經由CAD/CAM系統或CMM專用軟件所產生的零件數據選送至CMM的計算機系統,經過適當的設置后,即按照所給出的數據去測量工件,將所得結果與原始數據比較,得出工件加工后的誤差。如果原始數據是從設計圖紙得來的,則可直接將設計數據送入CMM專用軟件,然后進行測量,將取得的加工誤差數據進行質量分析,以判斷工件的加工質量。如果檢測的不是單個零件而是若干個零件的組件,則由各零件的誤差積累而導致總偏差被顯示出來。
關鍵詞：快速成型,激光燒結,熔滲
選擇性激光燒結（SLS）是快速成型技術的一個重要分支，它以可加工材料的廣泛、無需支撐等優點在原型制造、模具制造等方面得到了廣泛的應用。但是由于受到設備激光功率的限制，燒結材料多采用低熔點的石蠟、環氧聚脂等，直接燒結高熔點的金屬材料很難實現。目前國內對燒結金屬材料的嘗試是以低熔點的材料作為粘結劑，將金屬顆粒嵌接到一起，金屬顆粒未有真正意義上的燒結。這種燒結件強度低、精度一般，表面相當粗糙，只能作為外觀評估的模型。
本文采用選擇性激光燒結工藝，燒結金屬與粘結劑的混合物制作的“綠件”，經過兩次燒結→熔滲的后序處理，使原型件的強度、密度、表面精度得到了極大的改善，可直接用于模具和電加工的電極。
1 實驗方法
1.1 原料
試驗采用–200目的還原鐵粉，用環氧聚酯和少量的固化劑對其進行包衣處理，以不同的體積比混合，配比如表1。。熔滲材料為300目的銅粉，在100噸壓機上壓制成與試樣同直徑的壓坯，壓坯重量由試樣所需的最終密度決定（本試驗最終理論密度為8.7g/cm 3 ）。
表1試樣組分比
一、選題意義:
1、理論意義:(1)學習模具設計的一般方法，了解和掌握常用模具整體設計、零部件的設計過程和計算方法，培養正確的設計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設計和計算的能力.
(2)綜合運用熱鍛模課程和其它有關選修課程的理論及生產實踐的知識去分析和解決模具設計問題，并使所學專業知識得到進一步鞏固和深化.
(3)通過計算和繪圖，學會運用標準、規范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料等，培養模具設計的基本技能
(4)可以掌握鍛造工藝，熟悉各種鍛造各種鍛造設備，熟悉掌握計算機操作以及了解deform軟件的應用，并具有機械設計及制造等綜合知識.
2、現實意義:隨著科學技術的不斷進步和工業生產的迅速發展，許多新技術，新工藝，新設備，新材料不斷涌現，進一步提高鍛件的性能指標;同時縮短了生產周期，降低了成本，使之在競爭中處于優勢地位.
鍛造是一種借助工具或模具在沖擊作用下加工金屬機械零件或零件毛坯的方法.鍛件的最大優勢是韌性高、纖維組織合理，件與件之間性能變化小;鍛件內部質量與加工歷史有關，不會被任何一種金屬加工工藝超過.
鍛件的優勢是由于金屬材料通過塑性變形后，消除了內部缺陷，如鍛(焊)合空洞，壓實疏松，打碎碳化物，非金屬夾雜并使之沿變形方向分布，改善或消除成分偏析等，得到了均勻、細小的低倍和高倍組織.而鑄造工藝得到的鍛件，盡管能獲得較準確的尺寸和比鍛件更為復雜的形狀，但難以消除疏松、空洞、成分偏析、非金屬夾雜等缺陷;機械加工方法獲得的零件，尺寸精度較高，表面光滑，但金屬內部流線往往被切斷，容易造成應力腐蝕，承載拉壓交變應力的能力較差.
這幾年，我國火車不斷提速，動車、高鐵相繼投入運營，這也代表著以后的發展方向，這要求我們必須保證火車導軌的安全可靠行，為保證高速列車運行的平穩性和旅客的舒適性，高速鐵路的平順性是很重要的指標，國外高速鐵路采用斷面尺寸公差和平直度要求很高的長定尺鋼軌并焊接成超長無縫線路.接頭作為連接導軌的關鍵部件起著至關重要的作用.
模具制造技術現代化是模具工業發展的基礎，性能良好的鍛造設備是提高鍛造生產技術水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的鍛模模需要高精度高自動化的鍛造設備相匹配.為了滿足大批量高速生產的需要，目前鍛造設備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數控方向發展，加之機械手乃至機器人的大量使用，使鍛造生產效率得到大幅度的提高，各式各樣的鍛造自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用.
二、課題關鍵問題及難點
本課題以鍛造工序的數目確定、預成形設計為重點，對比不同形狀預制坯的成形過程，給出了合理的制坯工序布排和設計，實現了一火鍛造.同時，開發了封閉飛邊閉式鍛造預鍛工序，提高了材料利用率.最后，對鍛造過程進行了三維有限元模擬，在40mn熱模鍛壓力機上進行了試驗和試生產，模擬和試驗結果證明鍛造設計符合生產要求.該鍛件形狀復雜，材料分布非常不均勻，其鍛造工序編排和模具設計難度更大.
本課題的難點在于應用三維繪圖軟件和deform軟件對其進行應力應變分析，通過軟件規范初設數據并反復進行修改，直到得到最優的設計方案..
三、調研報告(或文獻綜述)
我國的經濟體制發生了根本的變化，由過去的計劃經濟過度到現在的市場經濟.鍛壓生產雖然生產效率高，節約原材料和機械加工工時;但生產周期較長，成本較高，處于不利的競爭地位.鑄造、焊接、機械加工豆加入了競爭.鍛造生產要跟上當代科學技術的發展，需不斷改進技術，采用新工藝、新技術，進一步提高鍛件的性能指標;同時要縮短生產周期，降低成本，使之在競爭中處于優勢地位.模具的技術水平明顯有了提高，一些國產優質模具的性能已接近國外同類產品的先進水平，但由于我國起步晚，許多模具不得不依賴進口，與發達國家相比差距還非常大.
當代科學技術的發展對鍛壓技術本身的完善和發展有著重大的影響，這主要表現在一下幾個方面:
1. 對機械零件的性能要求更高.現代交通工具如汽車、飛機、機車的速度越來越高，負荷越來越大.出更換強度更高的材料外，研究和開發新的鍛造技術.挖掘原有材料的潛力也是一條出路.
2 .模具計算輔助設計、制造與分析(cad/cam/cae)的研究和應用將極大地提高模具制造效率，提高模具質量，使模具設計與制造技術實現一體化.
3. 模具的標準化、商品化、機械化及專業化自動生產.
4. 工藝分析計算的現代化.它將與現代數學、計算機技術聯姻，對加工零件進行計算機模擬和有限元分析，達到預測某一工藝方案對零件成形的可能性與成形過程中可能會發生的問題，供設計人員修改和選擇.
目前鍛造業面臨的問題大概可以歸納為一下幾個方面:
1.裝備水平低，其主要表現是設備老化、精確度低.
2.管理體制亟待理順，生產廠點過多，力量分散.
3.機械制造廠家封閉式經營生產，是產品缺乏競爭力.
4.科學研究投入少，接受新技術新工藝遲緩，其結果導致搞科研也搞生產，生產廠家的問題無人去解決.
四、參考文獻
【1】姚澤坤主編. 鍛造工藝學與模具設計 西北工業大學出版社 XX.6
【2】盧秉恒. 機械制造技術基礎. 北京: 機械工業出版社，1999.8
【3】王先奎. 機械制造工藝學. 北京:機械工業出版社，XX
【4】吳宗澤 機械零件設計手冊. 北京:機械工業出版社，XX.4
【5】鄭家驤 劉永田. 畫法幾何與機械制圖. 內蒙古科技出版社，XX.8
【6】鍛壓手冊(設備) 北京:機械工業出版社，XX
【7】鍛模設計手冊 北京:機械工業出版社，1991
五、研究內容及確定方案各步驟
1、研究內容:
(1)模具整體方案設計，包括零件的工藝分析、設計繪制鍛件圖、模具類型的確定、確定變形工步及中間坯料尺寸，壓力中心計算、壓力機選擇、計算原坯料尺寸的確定等;
(2)模具整裝配圖和模具主要零件的設計;
(3)編寫設計畢業論文
2、基本設計方案
本零件是屬于大型鍛件，首先根據相關尺寸確定其鍛造工步，通過計算/r以及h/d的相關數值， 基本步驟設計如下:
1、計算毛坯尺寸
2、選擇成型設備及其參數
3、用deform模擬軟件進行有限元模擬并分析缺陷并加以改進
4、模具工作部分尺寸的計算
5、模具的總體設計
6、下料
7、加熱
8、彎曲
9、預鍛
10、終鍛
11、切邊
六、進度安排
第5-6周 畢業實習，撰寫實習報告
第7-8周 寫出不少于3000字的文獻綜述;根據參考文獻和課題要求，提出自己擬定的可行方案;
第9-10周 寫出開題報告，開題;進行總體設計
第11-12周 外文文獻翻譯，完成詳細方案設計
第13-14周 完成結構優化設計
【關鍵詞】 高職教育；“2+1”；模具；培養方案
【中圖分類號】G64.21 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2013）22-00-02
一、“2+1”教學模式的政策依據及意義
“2+1”教學模式的政策依據是根據《國務院關于大力發展職業教育的決定》中明確提出“要大力推行工學結合、校企合作的人才培養模式，逐步建立和完善半工半讀制度”，教育部并且制定出臺了《職業院校試行工學結合、半工半讀的意見》。“2+1”教學模式是通過校內兩年教學和一年校外頂崗實習實現，這種教學模式更突出了高職教育以應用為主旨和特征構建課程和教學內容體系的原則，更強調了學生職業能力培養在高職教學中的重要性。
二、“2+1”模式下模具專業人才培養方案制定的標準及探索
培養方案制定標準就是圍繞如何培養第一線工作的高技能型人才。實現培養目標的評判標準包括三個方面：一是素質要求：要求有良好的團隊合作精神，培養較強的心理抗挫折能力，有良好的職業道德，愛崗敬業，勇于創新，對待工作一絲不茍，為人誠信；二是知識要求：具備模具設計、模具制造、數控加工等方面的專業知識，掌握機械制造、模具設計、數控加工、模具裝配、模具銷售等方面的知識；三是能力要求：掌握從事模具專業（行業）領域實際工作的基本技能，同時具有一定的創新能力和創業能力。
在“2+1”教學模式下，由于校內教學周期的縮短，根據模具專業培養目標及評判標準，我校在教學過程中大膽探索并實施新的教學方案：
（一）校內人才培養方案的改革與探索
1.改革模具設計與制造專業課程體系
強調以能力為本位，以提高學生職業素養為目標，課程設置以職業需要為主線，以就業為導向，打破學科體系，我校將模具專業課程體系分為四塊：一是基礎知識課程，主要在第一學期開設；二是職業基礎課程，包括機械制圖、公差、機械設計基礎、機械制造基礎及職業基礎任選課等，為學生專業的學習打好基礎；三是職業能力課程，包括冷沖模設計、壓鑄模設計、塑料模設計、模具CAD/CAM、模具制造技術和數控加工技術及相關的實習實訓課程等，重在培養學生的模具設計能力、模具零件加工制造能力和模具設備的操作及模具的維護能力等；四是頂崗實習，在大三這一年開展，熟悉真實的工廠環境，為就業作準備。課程設置中更加突出高職模具專業“學中干、干中學”的教學特點，重視學生職業能力的培養，為學生營造仿工廠的學習環境，建立一種循序漸進的從校園到崗位的學習和適應過程，為培養學生的崗位角色意識，為學生提前進入崗位角色創造條件，并適應現代企業的招聘特點。
2.改革實踐教學環節
為保證對學生能力培養的要求，我校大幅度增加了實踐教學環節的比例，從實驗、課程設計、頂崗實習三方面構建了系統的實踐教學體系。在實踐教學過程中，重點加強對學生現代設計與制造技術的能力培養，大量增加數控機床、數控線切割、數控注塑機等的應用；增加綜合性、開放性實驗，結合專業需要優化實驗項目和內容。例如：針對模具專業的特點，加強金屬切削加工及加工質量分析方面的綜合性實驗。通過實踐教學，加強學生對企業在用先進制造技術的了解，并盡可能增加動手機會。在校內專業實習中，使每個學生都有機會結合生產實際操作線切割、注塑機、數控機床、加工中心等設備。在專業基礎課程設計中，強化計算機的應用，制圖測繪和機械設計課程設計都增加計算機繪圖的要求，在專業課程設計中增加沖裁模具CAD和注塑模具CAD軟件的應用，在模具制造工藝課程設計中增加數控線切割編程的內容。
3.改革教學方法
教學形式上擺脫傳統教學模式的束縛，我校組織教師積極開發優秀多媒體課件，并盡可能將教學地點設置在模具實驗室或車間，實現“教室車間化，車間教室化”。利用工程中實際應用的模具進行教學，擺脫乏味的理論知識講解，提高學生對模具的認識。在學習的過程中，學生既可參照模具實物學習模具工作原理，又可以實際動手操作，教學方法靈活、直觀，教學形式生動、活潑，調動了學生學習的積極性和主動性，激發了學生的學習熱情。例如，在塑料模具成型工藝及設計課程的教學中，利用企業生產手機后蓋的模具進行講解。將手機后蓋的工藝設計和工藝參數的選擇、分型面的選擇、型腔的布置、流道系統的設計、型芯的設計、頂出機構的設計和溫度系統等內容設計成不同教學模塊，每一個模塊都結合實例進行講解。讓學生掌握實際設計模具的過程，掌握模具設計的要領，鞏固所學的理論知識。并且每一模塊的講解都采用項目驅動，逐步講授設計要點，并以一定練習作為輔助。邊講邊練，以練為主，避免學生會而不熟的現象發生。
4.建立科學合理的考核體系
科學合理的考核應做到對學生全面、合理的評價。我校在“2+1”教學模式的考核方式主要采取理論考核、項目考核和頂崗實習考核三方面。理論考核主要采取開卷、閉卷、課程論文等形式，考試難度適當，范圍合理全面。項目考核是在項目實施完畢后，教師根據項目的設計方案、實現方法、操作步驟、涉及內容多少等因素，可以制定不同的得分權重給予學生成績，也可以包括學生的自評成績來制定最后的項目成績。同時，在考核過程中注意學生的學習態度等素質考核因素。頂崗實習考核主要由企業專家給予的成績和學校帶隊頂崗實習教師抽查給出的成績構成。企業專家給予的成績主要根據學生的實習報告和實習期間的學習工作態度給出，頂崗實習教師不定期檢查學生的實習情況，并根據檢查情況給出實習成績。
（二）校外一年頂崗實習的模式改革
校外頂崗實習的一年是關鍵的一年，是學生工作能力和實踐能力鍛煉的關鍵一年，也是提升學校影響力的重要步驟。與企業建立一種長期、穩定、友好的實習合作關系，是實施“2+1”教學模式的重要保證。否則，1年的企業崗位實踐將流于形式。為了使學生在“2+1”教學模式中真正受益，總結我校在頂崗實習中的經驗，我校選擇一些擁有先進的管理理念和良好的企業文化，并能提供與專業培養目標所確定的就業崗位的大型企業，建立了省內和省外實習基地，如貴州083基地企業、蕪湖國家級經濟技術開發區、無錫高新區等作為學生實習基地，為學生認識模具、制造模具、加工模具提供很大的空間。在校外的一年實習中，我校主要注重以下幾個方面的改革與實踐：
1.建立頂崗實習管理制度體系
我校把頂崗實習管理由校企雙方共同實施，雙方協定頂崗實習的相關管理制度。明確在頂崗實習過程中企業、學校、學生三方的權利、責任與義務。校企雙方共同協作，達到“共贏”。因此在學生進企業頂崗實習前，學校要對學生做好頂崗實習動員工作，明確實習目的、任務要求和考核要求等；企業對實習學生進行安全教育、崗位技能培訓、生產制度的學習等。通過建立校企合作制度和頂崗實習制度的不斷完善，我校逐漸形成頂崗實習管理制度體系，使頂崗實習科學化、標準化。
2.建立實習學生校企共管平臺
做好頂崗實習管理工作，就要求學校與企業建立共管平臺，明確各自職責和義務。我校對學生頂崗實習前統一組織頂崗就業雙選會、培訓和安全教育。安排駐廠頂崗實習帶隊教師配合學校就業部門與企業溝通協調，與企業簽訂實習協議，協助企業落實學生頂崗實習的崗位以及處理突發事件等，同時與學校專業負責人及專業教師溝通，制定實綱和實習內容等。企業的人力資源部門負責與學校溝通制定實習計劃，對學生進行入廠教育，并對實習過程進行監控，與學校及時溝通。在實習車間由企業的班長或組長對學生進行出勤考核、生產質量考核、崗位技能評價等。同時與駐廠的帶隊頂崗實習教師進行交流，及時解決實踐中遇到的問題，不斷完善實習內容。
3.構建實習學生繼續學習平臺
頂崗實習時間為一年，一年中，學校除了要求學生學習企業員工愛崗敬業、工作謹慎的品質外，還應該為學生提供更加靈活的學習方式，為學生提供繼續學習的平臺。我校在頂崗實習單位的安排上盡量集中，方便管理。并派專門教師，負責對實習學生在模具設計、加工和維修方面疑問的解答，及時掌握學生學習情況、工作狀態。教師利用學生實習的休息時間合理安排理論聯系實際的教學活動。實習教師利用QQ群、飛信等網絡聯系方式，有針對性地指導，使學生在實習期間既學到專業知識，又掌握了企業所需要的基本技能和管理。
4.采用校企共同考核評價辦法
學生頂崗實習階段考核的主體是校企雙方，因此，學校與企業共同制定實習學生考核評價辦法。我院與企業制定的考核評價指標體系，偏重企業評價，企業評價占70%，學校評價占30%。注重評價學生實際設計和加工模具的工作能力以及創新能力。考核評價指標內容包括實習態度、工作質量、崗位技能、遵章守紀、出勤情況、安全意識、實結等。在學生頂崗實習結束時，對達到考核標準的學生，企業根據頂崗實習情況擇優選拔，使部分學生成為企業的正式員工。這也減少了企業找人的盲目性，對學生也有很大的吸引力，提高了學生頂崗實習的積極性，學生更加注重企業頂崗實習。
三、總結
“2+1”教學模式是一種適合現代高職教學特點的教學模式，它打破了傳統教學模式的單一性，對學生職業能力的提升和綜合素質的培養具有很大的促進作用。我校在“2+1”教學模式在培養方案中做出了一些探索并取得了一定的成績，但是為了更好的開展“2+1”模式下模具專業的人才培養，我們在具體的實踐中包括教學項目設計的合理性、師資培養和教學條件的改善仍有值得深入探究的問題。
參考文獻
[1]湯曉，朱建華.“項目化教學”在高職教學改革實踐中的探索[J].考試周刊，2008，31.
[2]賈朱植，祝洪宇.淺析高職“2+1”教學模式改革[J].黑龍江科技信息，2010，05.
關鍵詞：模具加工現狀；數控加工特點；數控加工種類
一、模具加工現狀
（1）模具精度高；模具生產周期短。
（2）各層次的模具技術人才資源不足。
（3）模具標準化程度不高，模具及其零部件的商品率偏低。
（4）模具制造的專業化程度和集中度有待進一步提高。
（5）模具及其零部件市場價偏低，模具修理費用更低，而且沒有市場指導價，完全靠購銷雙方”議價”，地區與廠際之間價差懸殊。
（6）模具新技術、新工藝、新設備、新材料推廣應用緩慢，特別是國內自行開發的模具新材料大多至今未能推廣應用。
（7）設備老化嚴重，超期服役的情況普遍。
二、數控加工的特點與應用
數控加工是一種現代化的加工手段。同時數控加工技術也成為一個國家制造業發展的標志。利用數控加工技術可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的準確性和精度都可以得到很好的保證。總體上說，和傳統的機械加工手段相比數控加工技術具有以下優點：
（1）加工效率高。利用數字化的控制手段可以加工復雜的曲面。而加工過程是由計算機控制，所以零件的互換性強，加工的速度快。
（2）加工精度高。同傳統的加工設備相比，數控系統優化了傳動裝置，提高分辨率，減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。
（3）勞動強度低。由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數控系統完成，不象傳統加工手段那樣煩瑣，操作者在數控機床工作時，只需要監視設備的運行狀態。所以勞動強度很低。
（4）適應能力強。數控加工系統就象計算機一樣，可以通過調整部分參數達到修改或改變其運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴展。
（5）工作環境好。數控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體高科技產物，對機床的運行溫度、濕度及環境都有較高的要求。
三、模具生產中數控機床的分類
數控加工的方式很多，包括數控銑加工、數控電火花加工、數控電火花線切割、數控車削加工、數控磨削加工以及其他一些數控加工方式，這些加工方式，為模具提供了豐富的生產手段。根據其特點，可以將模具分為許多類，每一類模具，都有其最合適的加工方式。因此，在實際生產中，必須合理分類，找到最適合的加工方式，以降低成本，提高生產率。
對于旋轉類模具，一般采用數控車削加工，如車外圓、車孔、車平面、車錐面等。酒瓶、酒杯、保齡球、方向盤等模具，都可以采用數控車削加工。對于復雜的外形輪廓或帶曲面模具，電火花成型加工用電極，一般采用數控銑加工，如注塑模、壓鑄模等，都可以采用數銑加工。對于微細復雜形狀、特殊材料模具、塑料鑲拼型腔及嵌件、帶異形槽的模具，都可以采用數控電火花線切割加工。模具的型腔、型孔，可以采用數控電火花成型加工，包括各種塑料模，橡膠模、鍛模、壓鑄模、壓延拉深模等。對精度要求較高的解析幾何曲面，可以采用數控磨削加工。
在制造模具模板是的工藝分析，根具其特點，確定模板的加工方式和加工工序，必要時可以采用特殊的加工方式，采用數控車床或加工中心，可以達到一人操作幾臺或多臺機床，只要完成對刀工作后就可以自動加工，利用數控加工可以達到非規則曲面加工，有的數控機床可以達到多軸聯動，與傳統的機械加工相比較，數控加工有著不可卓越的優點，當然，凡事有利必有弊，數控加工需要專業的數控編程人員，需要專業的三維建模軟件，培養專業的技術人才可以有效地發展數控技術，提高公司的生產質量和產量。
模具在成型之后，其尺寸未能達到技術要求，根據其三維模型軟件生成的數控代碼，將成形模具固定到數控機床上進行精確的數控加工已達到要求尺寸和表面粗糙度，零件運用數控機床加工可以快速的實現準確的定位和精準的切削，同時還可以實現提高效率。
四、模具加工中數控設備的必要性
在信息社會和經濟全球化發展的進程中，模具行業發展趨勢主要是模具產品向著更大型、更精密、更復雜及更經濟快速方面發展，技術含量不斷提高，模具生產向著專業化、信息化、數字化、無圖化、精細化、自動化方面發展；模具業向著技術集成化、設備精良化、產品品牌化、管理信息化、經營國際化方向發展。
在模具制品日漸復雜、生產桀紂日益加快的今天，數控設備在模具加工中充當著不可缺少的角色。
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介紹我國模具工業的發展現狀，分析了模具人才的需求與就業前景；結合我校模具設計與制造專業的建設與發展實踐，探討如何培養高職應用型模具人才，專業的建設與發展方向要與區域經濟的產業結構、就業結構相匹配；高職院校應結合本校實際，合理構建專業課程體系以彰顯專業特色，加強校企合作，大力開展校外實習基地建設，合理構建實踐教學體系，搭建學校與企業的直通橋梁，促進學生就業。
關鍵詞：
模具設計；專業建設；人才培養
1引言
模具工業經歷了近半個多世紀的飛速發展，大型、復雜、精密、高效、使用壽命長的模具技術上了一個新臺階，模具設計與制造水平也有了很大提高。然而從我國模具工業的整體發展趨勢看，在模具設計和制造工藝水平方面與發達國家的差距還是很大，我國目前還只能實現模具零件70％左右的自給率，而且零件的專業化、標準化程度不高，先進制造技術的開發利用率較低，CAD、CAM、Pro/E、UG、SolidWorks、Cimatron等軟件技術的應用也不普遍，精密化模具、熱流道塑料模具、多功能復合模具、氣體輔助注射模具、高壓注射成型模具等的零件與技術的開發亟待發展[1]。模具設計與制造的先進工藝，如優質模具材料的應用、先進智能化表面處理、快速原型制造、模具高速掃描等也有待積極引進與普及。可見我國模具設計與制造專業急需層次合理的模具人才，特別是需要大批的技術型、應用型、中高級模具技術應用人才。
2模具人才需求與就業前景分析
近年來我國各地的模具企業普遍遇到了模具技術人才短缺問題，人才短缺已成為制約模具工業技術水平和模具行業發展的瓶頸，特別是在經濟發達的長三角、珠三角等產業基地對有較強操作技能與一定技術水平的中高級模具人才的需求非常旺盛。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業零件的基礎工藝裝備，我國正處在社會與經濟的高速發展階段，據估計[2]，未來5年對模具設計、機械設計、數控編程等專業人才的需求量將達到1500萬。據《上海人才市場報》報道，在北京、上海、浙江等地的模具設計、開發、維修人員等非常緊缺，在上海普通模具設計師月薪為4000元左右，高級模具設計師月薪在8000元以上。而在廣東的東莞等地，一位具有工作經驗的模具設計、模具制造技術工人的年薪常超過10萬。東莞人才市場的消息稱，隨著東莞制造業名城的打造，現有的模具設計和數控技術人才遠無法滿足東莞制造業的實際需求。模具設計與開發、模具維修、CAM/CNC工程師、數控加工等已成為東莞人才市場招聘頻率最高的職位，東莞目前至少缺2000名高級模具人才，在Pro/E、UG等軟件應用方面有工作經驗的注射模、沖模、壓鑄模、擠出模等領域的中高級技術人才更是十分緊俏。我國目前模具人才的培養遠不能滿足行業快速發展的實際需要，中等教育培養出來的畢業生，雖具備較強機械設備的操作能力，但模具設計、編程應用的技術能力不強；而普通高校的本科畢業生雖具備較高理論水平，但缺乏實踐能力與經驗，短期內也無法滿足企業生產實踐的需要。一位優秀模具工程技術人才不但需要系統的專業學習，更需要生產實踐經驗的長期積累。高職模具設計與制造專業的人才培養最為突出特點是能夠實現學生在校學習與生產實踐的無縫對接。高職教育強調校內實訓基地，如模具制造車間、數控加工車間、模具結構實訓室、模具測量技術實訓室等的建設與應用，著重培養學生的操作技能；高職教育更重視校外實習基地建設，與企業緊密合作，為學生的生產實訓、頂崗實習以及專職教師的雙師素質培養提供場所，為學校、學生和企業的直通架起了橋梁。
3合理構建專業課程體系
高職模具設計與制造專業培養具備一定模具設計、零件參數化設計、模具制造、模具維修及質量控制、生產管理等實際工作能力，主要從事模具零件開發、設計、制造、維修等生產實踐的高技能應用型專業人才。我院的模具設計與制造專業是學校較早設置的專業之一，專業建設的思路是以人才培養模式和特色課程體系建設為重點，立足學校和區域經濟的可持續發展，對接湖南乃至周邊省市的先進裝備制造業，培養與區域產業結構、就業結構相匹配的應用型模具特色人才。目前我院機電系模具設計與制造專業是院級重點建設專業，也是省級精品專業，每年招生3個班級，招生人數100人左右。多年來，學校學工部對畢業生的就業狀況、工作現狀等都會進行調查、統計與匯總，并將這些信息反饋給專業教研室，這些重要信息是進行專業建設與改革的重要依據，因為畢業生的就業與工作就是一個社會檢驗過程，反映了我校培養學生的社會競爭力，反映了我校所培養學生的職業素質與職業水平。學生在就業的過程中深刻體會到了企業需要什么樣的模具人才，體會到了所學專業與自己能力方面的不足，這些反饋的重要信息是我們進行專業課程體系調整、專業方向優化的重要依據。我院模具專業的建設正是緊密結合我校實際，抓住學校學科與專業建設機遇，不斷總結模具人才培養的實踐，積極改革、完善、優化課程理論與實踐教學，逐步凝練本校模具專業特色，培養具有我校特色的高級應用型模具技術人才。
由于各高職院校的模具設計與制造專業辦學模式、辦學條件不同，也存在區域差異性，專業所依托的院系不同，專業培養方向的側重點也有所差異，具有代表性的高職模具設計與制造專業課程設置情況歸納如表1所示[3-5]。從表1部分高職院校的課程設置可以看出，模具設計與制造專業實際上可以分為三大方向：沖模設計與制造、塑料模設計與制造、壓鑄模設計與制造。為適應企業對模具專業技術人員的需要，專業課程體系的設置，必須以就業為導向，以市場需求為出發點，合理設置專業課程，培養具有個性特征的應用型模具人才。我校的模具設計與制造專業的課程體系和培養目標應該有自己的特色，不能盲目趨同，而應做到人無我有、人有我專，突出培養學生某一方面的能力，增強就業競爭力。通過不斷借鑒其他高職院校近年來模具設計與制造專業建設的實踐經驗，吸取最新成果，探索出適合我校校情的專業課程體系、理論與實踐教學方案，使我校的模具設計與制造具有鮮明的專業特色，培養特色模具人才。我校的模具設計與制造專業經過多年的辦學實踐經驗正逐步凝練出自己的專業特色，即專業課程體系主要以塑料模具為重點，又兼顧沖模與壓鑄模，培養以塑料模具設計與制造能力為主，又具有沖模及壓鑄模設計與制造較為廣博知識的新型、應用型模具技術人才。
4合理構建實踐教學體系
高職院校培養的是應用型技術人才，在教育過程中要突出技能、技術的傳授，在教學實踐中更應注重學生職業能力的培養[6，7]。純粹的理論教學會使學生產生厭學心理、缺乏學習熱情，如能讓學生在實踐中去完成項目任務，在工作過程中發現存在的問題，繼而運用所學知識去解決問題，才能真正達到在校學習的目的。合理構建實踐教學體系就是要依據模具設計與制造專業學科特點，設計實踐教學方案，逐步完善從基礎實踐到專業實踐再到社會實踐的完整實踐教學鏈，總結出行之有效的符合本校實情的實踐教學模式，并不斷深化改革，優化實踐體系才能真正突出各個職業院校的辦學特色。
（1）實踐教學要倡導學生是主體，教師是主導的教育理念。學生是理論與實踐教學的主體，學生是否積極主動參與教學過程是教學成敗的關鍵。在實踐教學過程中，通過什么樣的教學手段與方法讓學生高效、快速掌握相應的操作技能，是實踐教學的根本任務。在教學活動中充分調動學生的積極性，讓他們盡可能地參與豐富多彩的教學活動，并突出學生是主體，教師是主導的教育理念，才能使教與學順暢、和諧。在實踐教學開始前，務必要使學生看到今后的職業前景，了解畢業后從事崗位的基本要求，學生看清了畢業后自己要走的職業道路，在思想上也就更加重視實踐教學，才會以主人翁姿態全心投入實踐教學的學習當中。例如在模具拆裝實訓教學中，教師可以針對教學內容與要求，選擇同學們比較熟悉的模具項目，如鼠標外殼注射模拆裝。教師先給學生演示模具，學生有了感性認識之后，明確該項目的目標、需要解決的問題、運用所學知識如何解決問題，由學生充分利用自己搜集的信息，確定項目的具體工作步驟。各小組按照已確定的工作步驟和程序進行工作，協同完成模具拆裝任務。在整個實踐教學過程中學生是主體，要以學生為中心，發揮學生想象力、創造力。教師的指導要恰到好處，教師只是引導者、促進者，發揮的只是協助作用。強調學生是主體，教師是主導，就是要強調學生和教師在教學過程中的正確姿態。強調老師的引導、主導作用，強調學生學習的主動性、自覺性、參與性。教師是舞臺的節目主持人，學生才是舞臺上的真正表演者。體現實際動手能力和工作能力的實踐課程，也是以理論知識為指導，在進行實踐之前，教師要把實踐過程中涉及到的重要知識點教授給學生，引導學生帶著項目任務有目的地進行實踐操作。而在實踐過程當中，教師不應過多參與其中，該放手時就放手。學生才是主體，讓學生獨立動手、獨立思考、獨立完成任務，培養學生獨立分析問題、解決問題的能力，這也是實踐教學的真正意義所在。
（2）加強校企聯合、大力開展實習基地建設，搭建學生與企業直通的就業橋梁。不同于普通本科院校，高職人才培養更注重職業技能的培養，而學生職業技能培養的主要途徑就是實踐教學，因此在高職人才培養方案中實踐教學占有相當比重。模具設計與制造專業實踐教學是根據模具相關職業崗位的知識、能力、素質要求，著重培養學生的職業技能。實踐教學形式可謂豐富多彩，有模具設計實訓，模具結構實訓、數控編程與加工實訓、生產實習、頂崗實習等主要實踐方式。我校模具設計與制造專業的實踐教學細分成以下模塊：模具鉗工實訓、車工實訓、銑工實訓、數控車工實訓、技術測量實訓、模具制造實訓、模具裝配實訓、校外生產實習、畢業頂崗實習等。由于各學校模具專業培養方向的側重點不同，實踐教學項目與領域是有所差別的。也可能存在設備不足、設備陳舊、實訓項目不齊全等問題，學校可以通過跟企業進行合作，將企業需要完成的部分零件搬到學校，由學生通過實踐教學完成，既解決企業的生產問題，也解決學校設備問題。實訓教學也可以大膽地把學生放到企業當中，將學生有計劃地安排到合作企業當中完成實訓實習。使學校教學與企業生產緊密配合，既解決了學校的實踐教學問題，又解決了企業的生產問題，更重要的是為今后的學生就業與企業人才招聘架起了橋梁，很好地實現了學校人才培養與企業人才需求的無縫對接[8，9]。高職院校應大力加強校企合作，建立穩定的校外實習基地，更應豐富與企業實習基地合作的形式。我校模具設計與制造專業與南岳電控(衡陽)工業技術有限公司、特變電工（衡陽）變壓器有限公司、湖南天雁機械有限責任公司、衡陽華菱鋼管有限公司等企業長期簽訂合作辦學協議，學生每年可以分批次到這些企業進行項目實踐教學、生產實習、頂崗實習等。學生有機會深入企業生產第一線，對將來自己從事的職業崗位有細致的感性認識，對自己今后踏入社會也有充分的準備，增強了自己的見識，也對自己的未來更有信心。模具設計與制造專業每年有近80%的畢業生是到這些實習基地的企業就業，學生在企業的頂崗實習有半年之久，學生畢業后直接成為正式員工，也省去了企業招聘員工后的漫長培訓過程，所以對學校和企業都是雙贏的。由此可見，校企合作，建立穩定的校外實習基地，不但能為學生提供實踐教學場地，同時也為學生就業搭建了與企業直通的橋梁[10，11]。實習基地不但是學生的實習基地，同時也是專業教師的科研基地。模具設計與制造專業教研室，每年暑假輪流派遣專業教師到企業生產實習，專業教師還可以依托企業資源開展應用性課題研究，實習基地也為“雙師型”教師的培養提供了一個良好的平臺[12，13]。在學校大力加強校企合作和鼓勵“雙師型”教師培養的大環境下，近年來，模具設計與制造專業教研室派出了多位老師深入企業生產一線，學習模具生產與制造的先進工藝，帶領學生積極參與企業的實踐課題研究，發表了十幾篇研究論文，同時獲得多項模具應用方面的實用新型專利。校企合作不能流于形式，而要真正地實行互動、互幫、互助，一方面，專業教師要走出校園，走進企業，跟蹤并掌握企業人才需求的最新動態，掌握模具技術的最新發展動態，收集來自生產一線的零件加工工藝、模具設計課題等實例，并應用于教學實踐。教師要積極參與企業的實踐課題研究，參與企業的模具設計與技術開發實踐。另一方面，學校要不定期邀請企業的領導、工程技術人員、人事主管來校講學，指導專業的理論與實踐教學改革，為人才培養與專業發展獻計獻策。
5結束語
高職模具設計與制造專業是集機械制造、材料工程、數控加工、計算機應用技術于一體的復合型、應用型專業，其教育教學過程中最為突出特點就是對學生實踐能力的培養，是要培養模具加工工藝與制造、維修、模具裝配與調試、模具企業經營與管理等方面的高級應用型技術人才。雖然國內已有近百所高職院校開設了該專業，然而各校在辦學理念、辦學背景、辦學條件等方面都存在顯著差異，模具設計與制造專業的人才培養沒有現成的、統一的模式，需要結合本校實際，邊實踐邊改革、不斷探索、不斷完善。專業的建設與發展應該立足于學校的可持續發展，立足于區域經濟的可持續發展，專業的建設與發展方向要與區域產業結構、就業結構相匹配，以彰顯本校人才培養特色，使自己的專業在為地區經濟建設服務的過程中不斷發展壯大。總之高職院校要培養具有本校特色的應用型模具人才，就應該立足區域的產業結構，同時結合本校實際，合理構建專業課程體系；加強校企合作，大力開展校外實習基地建設，合理構建實踐教學體系，努力搭建學校與企業直通的橋梁，促進學生就業。
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一般來說，并沒有不好的材料，只有在特定的領域使用了錯誤的材料。因此，設計者必須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能，并仔細測試這些材料，研究其與各種因素對成型加工制品性能的影響。本文只就傳統的熱塑性材料進行分析以說明問題。在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結晶性塑料。這兩類材料在分子結構和受結晶化影響的性能上有明顯不同。一般來說，半結晶性熱塑性塑料主要用于機械強度高的部件，而無定型熱塑性塑料由于不易彎曲，則常被應用于外殼。這是材料選用的大框，其次，還要根據填料和增強材料繼續選擇。
（一）根據填料和增強材料進行選擇的分析
熱塑性塑料可分為未增強、玻璃纖維增強、礦物及玻璃體填充等種類產品。玻璃纖維主要用于增加強度、堅固度和提高應用溫度；礦物和玻纖則具較低的增強效果，主要用于減少翹曲。玻璃纖維會影響到成型加工，尤其會對部件產生收縮和翹曲性。所以，玻璃纖維增強材料不能被未增強熱塑性塑料或低含量增強材料來替代，而不會有尺寸改變。玻璃纖維的取向由流動方向決定，這將引起部件機械強度的變化。試驗（從注射成型片的橫向和縱向截取了10個測試條，并在同一個拉力測試儀上對它們的機械性能進行了比較）表明，對添加了30％玻璃纖維增強的熱塑性聚酯樹脂，其橫向的拉伸強度比縱向（流動方向）低了32％，撓曲模量和沖擊強度分別減少了43％和53％。
在綜合考慮安全因素的強度計算中，應注意到這些損失。
在一些熱塑性塑料中加入了一系列增強材料、填料和改性劑來改變它們的性質。由這些添加劑產生的性能變化必須認真地從手冊或數據庫中查閱，更好的是聽取原材料制造廠家的專家的技術建議。以選用最為合適的材料。
（二）考慮濕度對材料性能影響
一些熱塑性材料，特別是PA6和PA66，吸濕性很強。這可能會對它們的機械性能和尺寸穩定性產生較大的影響。在進行設計時，應特別注意這種性能，考慮其對產品性能的影響。
模具材料的選用取決于制品材料，細致分析制品材料后，才能在模具設計時選用最為合適的模具材料。
（三）塑料制品模具材料選用
細致分析塑料制品使用的材料后，選取最為合適的模具材料。目前我國市場常見的、適合熱縮性材料的模具材料有：非合金型塑料模具鋼（即碳素鋼）、滲碳型塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、耐腐蝕型塑料模具鋼幾種。在模具材料選取時，根據制品材料是否改性和增加填充劑，添加何種添加劑來選取適合的模具材料。例如：制作形狀復雜的大、中型精密塑料制品時，其模具材料可選用預硬型塑料模具鋼；制造復雜、精密且生產時間較長，需要高壽命模具時刻采用時效硬化型塑料模具鋼。具體選用時主要還是要針對塑料制品的材料和模具預計使用情況選取。適宜的材料加上合理的設計將極大的提高模具使用周期，同時也可以提高產品質量。
二、壁厚及相關注意事項對產品性能的影響
在工程塑料零件的設計中，還有一些設計要點要經常考慮，其中對于壁厚的設計尤為重要，壁厚設計的合理與否對產品影響極大，改變一個零件的壁厚，對以下主要性能將有顯著影響：零件重量、在模塑中可得到的流動長度、零件的生產周期、模塑零件的剛性、公差、零件質量，如表面光潔度、翹曲和空隙等。
（一）塑料模具設計工藝中的基礎要求
在設計的最初階段，有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。流程與壁厚比率對注塑工藝中模腔填充有很大影響。如果在注塑工藝中，要得到流程長、而薄，則聚合物應具有相當的低熔融粘度（易于流動熔解）是非常必要的。為了深入了解聚合物熔化時的流動性能，可以使用一種特殊的模具來測定流程。
增加壁厚不僅決定了機械性能，還將決定成品的質量。在塑料零件的設計中，很重要的一點是盡量使均勻。同一種零件壁厚不同可引起零件的不同收縮性，根據零件剛性不同，這將導致嚴重的翹曲和尺寸精度問題。為取得均勻的，模制品的厚壁部分應設置模心。此舉可防止形成空隙，并減少內部壓力，從而使扭曲變形減至最小。零件中形成的空隙和微孔，將使橫截面變窄，內應力升高，有時還存在切口效應，從而大大降低其機械性能。不同壁厚塑料制品的模具設計時，模腔的要求也不同，根據制品的要求，設計模具的模腔及脫模斜度，斜度要與塑膠制品在成型的分模或分模面相適應；是否會影響外觀和壁厚尺寸的精度。
（二）熱塑性塑料設計中的指標分析
熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性，不需要像具有高剛性、低延展性和低彈性的金屬一樣指定嚴格的范圍。設計者在決定熱塑性塑料模具制品的成本方面起了關鍵作用，合理且不影響產品性能的、縮小公差，較少成本是可以實現的。一般商業上可接受的產品與標準尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但這還需要與應用時的具體要求相結合來判斷。精確的模具可以有效的縮小制品公差，從而降低制品成本。因此，模具精密度對制品生產廠家具有重要意義。
三、塑料模具設計時對收縮值的考慮
為了不對塑料部件制定過分嚴格的范圍，必須要注意一些影響塑料制品尺寸準確性的因素。模具制造的標準必須嚴格遵守，同時要特別注意脫模斜度的重要性，因為它決定了脫模容易與否及防翹曲性能。
還有一個與產品設計相關的重要問題是，當成型品是由不同材料或不同壁厚制成時，其模后收縮值與方向和厚度相關如果復雜的成型對加工的要求非常嚴格，必須要獲得模具原型有關收縮值和翹曲行為的準確數據玻璃增強材料的這一性質最為明顯。玻璃纖維的取向性可在水平方向和垂直方向產生具有顯著性差異的收縮，從而導致尺寸不準確。塑料制品的幾何形狀對收縮也有影響，進而影響到產品的性能，這也是設計者值得關注的一點。因此在此類制品模具設計時要注意制品脫模收縮后的尺寸是否為產品要求尺寸，否則因制品模后收縮值的影響，極有可能導致產品尺寸不符合標準。
結論：
與產品模后性能相關問題還有許多，設計人員可以參考手冊進行設計。總之，在塑料制品模具設計時要充分考慮可能影響制品尺寸、性能、外觀等多方面因素，綜合利弊，選用適合的材料，合理的設計，才能保證產品的性能。
論文關鍵詞:塑料模具設計；材料；選用
論文摘要:隨著塑料工業的飛速發展及塑料制品在各個領域的推廣應用，產品對模具的要求也越來越高。同時也對專業設計人員的經驗提出了更高的要求，在塑料制品模具設計時制品材料的選擇是決定產品性能的重要因素。還有制品壁厚等問題是輔助設計軟件所不能解決的，要需要專業設計人員長時間經驗的積累才能做好的。因此本文就塑料制品模具設計中若干重要問題做以簡要的討論。
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【論文摘要】：針對汽車覆蓋件沖壓的有限元模擬方面的具體問題進行了研究，采用彈塑性有限元的數值模擬及試驗研究的方法，對汽車覆蓋件拉延過程中的成形進行了研究。針對拉延模擬結果進行應力應變分析，尋找工藝參數的優化方案，改進的工藝方案使破裂情況明顯改善。
由于沖壓工藝具有生產效率高、質量穩定、成本低以及可加工復雜形狀等一系列優點，在機械行業的應用非常廣泛，占有十分重要的地位[1]。但是沖壓模具的設計主要依據工程師長期積累的經驗。對于復雜的成形工藝和模具，設計質量難以得到保證;一些關鍵性的設計參數要在模具制造出來之后，通過反復的調試、修改才能確定。這樣就浪費了大量的人力、物力和時問[2-3]。隨著有限元技術和計算機技術的發展，數值模擬已逐漸成為工藝分析及優化設計的有效工具。
1.有限元模型的建立和參數設定
一般汽車覆蓋件工藝設計流程具體分析如下:(1)根據產品圖及產品沖壓工藝設計，進行詳細的車身產品工藝性分析。為了實現拉延或創造良好的拉延條件，必須合理考慮沖壓方向、工藝補充部分形狀以及壓料面形式、拉延筋布置等重要工藝因素。其中包括利用計算機進行的工藝補充面三維設計。(2)在滿足產品使用的前提下，將過剩的質量要求及時反饋給產品設計部門，進行研討，力爭把產品完善到最簡單、最合理的工藝要求，以克服產品的過剩質量，減少不必要的工裝投入。(3)利用計算機進行車身產品的沖壓工藝性分析，進行圖面形狀的分析探討和尺寸公差的分析研究，在充分理解、把握產品使用性能要求的前提下，考慮用戶使用和維修，利用塑性加工原理、沖壓工藝知識和模具設計結構的有關知識，設計沖壓工藝過程圖。在設計過程中，同時要分析沖壓工藝方案，發現不足之處，進行必要的修正。(4)模具設計人員按照沖壓工藝過程圖的基本要求進行模具設計，模具CAD設計包括上、下模座，工作部分零件，導向部件，定位零件和進出料裝置等設計。數控編程和模型人員按照沖壓工藝過程圖和模具圖進行數控編程和模型制造，最后按照沖壓工藝過程模具圖要求進行機械加工和模具裝配調試，最終調試出合格的產品。
選用某轎車內部地板零件產品圖，此零件是一個比較復雜的中小型車身結構件。由于零件拉延深度深，并且具有局部反拉延，因此成形過程估計會出現問題，為了驗證問題所在我們利用CAE軟件進行模擬成形計算。對于復雜沖壓零件的成形過程，不但同一時刻不同位置的板坯所承受的變形方式和變形程度不同，而且不同時刻同一位置的板坯所承受的變形方式和變形程度也不同;另外，沖壓工藝邊界條件的設定對變形路徑和各部分的變形程度的影響也非常明顯。
一般劃分網格時，首先建立一個拓撲結構模型。這一步驟是連接分離的型面，使你可以在網格劃分的時候得到連續的網格(兩個相連的元素在分界線之問共同享用相同的節點)。系統能通過你所定義的公差自動辨認普通表面之問的分界線，以建立我們所說的拓撲模型。建立好拓撲結構以后，應定義網格劃分的參數，并進行網格的自動劃分。一般情況下要求用戶最少確定四個參數，包括最小元素大小，最大元素大小，兩個相連的元素之問的法向夾角，網格的弦高。最小元素的大小影響著網格劃分中最小元素的尺寸。當模型的型面比較平坦時它最大元素的大小則受最大元素參數的影響。兩個相連的元素之問的法向夾角所起的作用是規定了兩個相連元素之問的最大法向夾角，即當兩個元素的夾角大于用戶給定的值時，這兩個元素會分裂為更多的元素，故它影響著倒角和小圓角部分的網格密度，它的值越小網格則越密。例如:一般我們在劃分模具網格時，它的拉延圓角最好有五行元素，這時調整法向夾角的參數就可以達到目的。弦高的大小則影響著大網格半徑表面上的網格密度，它的值越大，則網格越少。在汽車覆蓋件模擬中，板料數據一般都是曲線，因此板料的網格劃分與模具的劃分不一樣。
根據實際需要確定板料特性，應力應變關系=537(0.0102+)0.23MPa，法向各項異性系數為1.8。其他參數如下:揚氏模量2.07E+5MPa;屈服極限210MPa;泊松比0.28;板材厚度0.8mm;板料質量密度7.83E-9;r0=1.87,r45=1.27,r90=2.17。由于摩擦系數必須有實驗得出，特別是幾種常用材料在工業生產中的實際摩擦系數。考慮到汽車覆蓋件生產廠家和模具生產廠家的實際，一般不考慮使用油，在拉延前要使用清潔防銹油清理兼。因此我們必須通過試驗來得出在幾種不同條件下的摩擦系數，例如干摩擦和加清潔防銹油后的摩擦。還有就是拉延筋的拉延阻力在不同形狀拉延筋情況下的取值。測定為此我們設計了覆蓋件模具的摩擦系數和實際拉延筋拉延阻力的測定的試驗，詳細試驗結果在第六章中。摩擦系數根據測量結果給定0.175,拉延筋選取單圓筋，拉延阻力為0.178KN/mm。
2.汽車覆蓋件沖壓的有限元模擬結果分析
經過計算后，板料的FLD如圖2所示。在FLD圖中，紅色表示破裂，粉紅色表示起皺，而在應變云圖中紅色表示正應變，深藍表示副應變。從FLD圖中我們可以看出四處破裂，分別是大鼓包處，凹坑底部，最下方的小鼓包處，右上方的直壁處。通過主應變和次應變云圖可以看出在突起的鼓包頂端處為雙向拉應變發生破裂，并目_從板料輪廓的變化發現在有拉延筋的地方板料兒乎沒有流動，形成過度脹形，凹坑底部破裂處也同樣出現脹形過度問題。而模具拉延直壁處的破裂卻是不同形式的，該處的主應變為拉應變，次應變為壓應變，為明顯的拉深破裂狀態。之所以只有這個直壁角破裂是因為這個角離大鼓包最近，并且通過成形過程的模擬我們發現這個直角壁首先成形，從而在凹坑成形前破裂。其它四個角由于拉延高度低并且沒有復雜的凸凹變形，都有足夠的板料流動量，板料的流動情況良好，所以沒有破裂。
3.汽車覆蓋件沖壓工藝改進方案
在去掉拉延筋，變化壓邊力后還是無法緩解，于是決定改變模型，我們把拉延直壁消除降低了模具拉延高度;把型面中那一個接近大直角型面過渡改為一個小緩坡，減緩了陡峭程度;由于模具進料困難，所以去掉拉延筋，然后設定壓邊力為400KN,摩擦系數為0.12，進行模擬后如圖4所示。可以看出與未改前的情況有很大的不同，破裂情況明顯改善，尤其是右上角直壁處的破裂變得很小，這是由于降低了它的拉延高度。
4.結論
世界上每年的鋼材有半數以上被軋制成板料和管料。金屬板、管的成形和加工在航空、航天、汽車、船舶及許多民用工業中都占有相當重的比例。因此，提高相應的成形技術和制造水平是一個具有普遍意義的大課題。因此，文章在汽車覆蓋件數值模擬和試驗研究的基礎上，采用有限元的數值模擬及試驗研究的方法，對汽車覆蓋件拉延過程中的成形進行了數值模擬和試驗研究。
參考文獻
[1]李東升,黃小明,胡世光.汽車覆蓋件拉延筋的單元模擬試驗研究[D].北京航空航天大學學報，1995.21(2):67-71.
關鍵詞:三維反求技術;逆向工程;模具
中圖分類號:TP391文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)21-0052-02
三維反求技術在現代化的加工中應用越來越廣泛,但三維反求技術應用方面的文章卻不多,為此本文作了以下介紹。
反求技術可以在原有產品的基礎上解剖、深化設計和再創造,可有效改善技術水平,提高生產率,增強產品競爭力,是消化、吸收先進技術進而創造和開發各種新產品的重要手段。據統計,各國70%以上的技術源于國外,逆向工程作為掌握技術的一種手段,使產品研制周期縮短40%以上。研究反求技術,對我國國民經濟的發展和科學技術水平的提高,具有重要的意義。
一、三維反求技術
(一)三維反求技術的概念
三維反求技術亦稱為逆向工程 (RE,ReverseEngineering),是近年來 CAD/CAM技術領域研究的―個熱點。簡單地講,如果把傳統的從構思-設計-產品這個過程稱為正向工程的話,那么,產品模型(或實物)- CAD信息模型-CAM或快速原型件這個過程就稱為反求工程。
(二)三維反求技術得原理及工作流程
三維反求技術包括影像反求、軟件反求及實物反求等三方面。目前相對最多人研究的是實物反求技術。它是研究實物CAD模型的重建和最終產品的制造。狹義來說,三維反求技術是將實物模型數據化成設計、概念模型,并在此基礎上對產品進行分析、修改及優化等技術。
1.工作原理。三維反求技術是利用電子儀器去收集物體表面的原始數據,之后再使用軟件,計算出采集數據的空間坐標,并得到對應的顏色。掃描儀是對物體作全方位的掃描、然后整理數據、三維造型、格式轉換、輸出結果。整個操作過程,可以分為四個步驟:(1)物體數據化:普遍采用三坐標測量機或激光掃描儀來采集物體表面的空間坐標值;(2)從采集的數據中分析物體的幾何特征:依據數據的屬性,進行分割、再采用幾何特征和識別方法來分析物體的設計及加工特征;(3)物體三維模型重建:利用CAD軟件,把分割后的三維數據作表面模型的擬合,得出實物的三維模型;(4)檢驗、修正三維模型。
2.工作流程。三維反求的典型工作流程主要是對現有的實物,使用數據化的儀器,準確、快速地采集表面輪廓的空間坐標值,然后構建曲面、經CAM軟件產生CNC加工刀路,在CNC機床上把實物模型制造出來或利用快速原型制造機,把實物原型制造出來。在產品設計方面,采集的空間坐標值,可對實體三維模型,作復雜的修改或再創新。快速原型制造機可讀取STL格式的文檔,可以由云點直接轉換或在建造的曲面、實體三維模型中轉換。
二、三維反求技術的應用綜合
三維反求技術的應用十分廣泛,一些高技術含量的航空、航天工業,汽車工業都采用了此項技術于產品研發及制造。在制造工業中,采集的數據用于模具制造,產品設計、開發,例如消費性的電子產品等。
此外,反求技術配合快速原型制造技術,更能發揮快速原型技術的優勢、擴大它的應用范疇。憑借反求技術及有關的軟件,設計者可以快速制造實物,同時可以快速對實物修改、優化和創新設計,這樣便可以縮短產品設計的周期,加速新產品的出現,提高公司的競爭力。三維反求技術的應用綜合如下:
1.從概念到快速原型制造。在產品設計中,有些實物很難利用CAD軟件來建造CAD模型來表達設計概念,但有了三維反求技術后,便很快從實物轉換成設計模型。
2.快速制造模具。技術人員利用反求技術掃描實物,然后把采集得到的數據,通過專門的軟件,如Renishaw公司的Tracecut軟件,直接產生刀路,輸出到數控加工中心,制造出模具來。這種情況,在汽車的后市場(after market)及電子消費品特別普遍。汽車的原廠零部件相對較貴,所以傾向于尋找代替品,價格相對便宜的。由于市場相當龐大,所以誘發一批廠家生產這些代替品。由于沒有原廠產品技術資料,如實物的工程圖或CAD模型,他們只好利用反求技術,采集實物的三維數據,轉化成刀路,直接制造模具。另一種情況是一些停產老產品,現在有需求。由于停產多時,原始數據都沒有了,只好把現有的實物掃描、采集數據、轉成刀路來制造模具,實現再次生產。
3.美觀設計領域。例如汽車外形設計,廣泛采用真實比例的木質或泥塑模型來評估整體設計效果,此時需用逆向工程的設計方法。
4.仿制流線型、形狀復雜而且無法用人工方法準確量度的實物。航空、航天器的有些零部件流線型特別強,一般的測量儀器是絕對無法準確測量其曲面。反求技術便可以在一個面積細小表面上采集上百萬、上千萬的三維坐標數據,之后便可以通過軟件建造曲面。在一個相等面積的表面,三維坐標數據愈多,建造的曲面便愈準確。
5.產品復制、修改、設計。當實物被數據化后,技術人員便可建造CAD實體模型、曲面,這樣設計師便可以迅速在軟件上作有關的產品修改、創新的設計。
三、反求技術未來展望
隨著國際互聯網絡的普及,更容易獲取資訊,商業競爭日趨激烈,要取勝就要不斷的有新產品投放到市場,縮短生產周期是競爭一個重點策略。反求技術在時間方面發揮了它的作用,所以會廣泛應用于產品開發。在技術方面,軟件的快速開發,使數據的運算更快、掃描后數據處理更容易;圖像攝像機的發展,使采集的數據更多、更快。這樣,掃描速度便可以更快,掃描精度更高。綜上所述,反求技術將會有更大的發展空間,應用到更多的領域中。
參考文獻
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