第一篇：“2 1 X教學模式”在《塑料模具設計》課程中的應用

“2+1+X教學模式”在《塑料模具設計》課程中的應用

摘 要：《塑料模具設計》是模具設計與制造專業的一門核心課程，運用項目教學法將企業實際項目，交由學生設計并在設計過程中掌握塑料模具設計的只是要點。“2＋1＋X教學模式”是筆者在教學過程中，經過系列教學改革總結出的切實可行的教學模式，充分調動了學生的學習積極性。

關鍵詞：2+1+X教學模式；塑料模具設計；項目教學法

《塑料模具設計》是模具設計與制造專業的一門核心課程，綜合性、實踐性非常強，課程的建設與改革直接關系到模具設計與制造專業學生崗位職業能力的培養。作為國家示范校優質核心課程之一，《塑料模具設計》課程的建設，要求教學過程必須以實踐為導向、教師為主導、學生為主體，適應高職學生崗位能力。項目教學法是將一個相對獨立的項目，交由學生自己處理。從信息的收集，方案的設計，項目的實施及最終的評價，都由學生自己負責。學生通過該項目的進行，了解并把握整個過程及每一環節中的基本要求。當然在這實施項目的過程中，也缺少不了理論知識的傳授。可以看出，項目教學法是實現高職院校培養“高技能應用型人才”的理想教學方法。如何實施項目教學，則是課程改革的實質。本人通過《注塑模具設計與制造》課程幾輪次的教學嘗試，總結出“2＋1＋X教學模式”。教學模式的提出

傳統教學模式，教師講、學生聽，整個教學過程是圍繞教師展開的，教師多半是站在講臺前完成自己的教學任務的。培養的學生只能“紙上談兵”，畢業后企業要花費三個月甚至更多時間培訓，使學生轉變為員工。這不僅是教育、培訓的重復，更浪費企業大量時間、人力和財力。如何解決上述問題，成了教學改革的焦點。近幾年，隨著高職示范校建設的不斷深入，遼寧省交通高等專科學校模具設計與制造專業做為國家示范專業，專業改革與建設取得了一定的成績。通過召開企業專家座談會、深入企業調研、畢業生意見反饋、國內外考察以及學習專家講座，模具設計與制造專業確定“備專能+求創新+重運用”人才培養模式。《塑料模具設計》課，采用項目教學法實施教學，既要選用合適的企業項目又要讓學生能夠動手設計，單一的多媒體教室教學無法滿足新教學法的要求，需要教室、實訓室、設計室綜合使用，才能讓學生達到與企業真實場景的對接。但這對教師教學計劃設計、學校教學監管提出了更高的要求，并且與其他課程教學實施發生沖突。教學模式如何設計才能解決上述問題？經過幾輪次的教學嘗試，最終選定“2＋1＋X教學模式”。授課過程每周的三次課中，第一、三次課在教室教學、第二次在設計室（機房或實訓室），實現理論教學與實踐動手相結合，又可以熟練運用二維、三維軟件，此為“2＋1模式”；另外隨著項目教學進行過程中，所出現的要求實踐性非常強的知識要點，聘請企業專家到設計室，現場指導學生設計，強化實踐教學環節，實現多方面資源綜合利用的“2＋1＋X教學模式”。教學模式應用

“2＋1＋X教學模式”在項目教學過程中可以充分體現出優越性。《塑料模具設計》的先修課為《機械制圖》、《Auto CAD》、《工程材料及熱處理》、《機械設計基礎》、《公差與配合》、《材料力學》、《Pro/E》(或《UG》)等。“2＋1＋X教學模式”是上述課程與本課程的綜合運用。根據大綱單元劃分，項目由淺入深進行，要求企業項目選題合理能夠滿足各單元注塑模所涉及知識要點，五個單元分別選出1個A類項目、1個B類項目、2個C類項目，共20個典型項目。其中A類項目要求學生必須獨立完成，B、C類項目根據學生對知識掌握情況差異，分組完成。單元教學過程圍繞各個項目進行。例如項目13為第四單元復雜推出機構單元A類項目，塑件內腔較深、外部中間位置有法藍邊，塑件為一般精度等級。通過本單元的學習，學生能夠根據塑件結構特點，確定合理的推出方式，并設計完整模具裝配圖、零件圖。本單元教學過程中，采用“2＋1模式”第一次教室教學提出項目13，就本項目所涉及的各種復雜推出方式做介紹，由同學們課堂討論，下課前學生要確定設計思路，課后查閱資料、上網或圖冊中搜集相近零件結構參考、并按注塑模具設計步驟進行必要計算、確定尺寸；第二次為設計室教學過程，教師輔助學生在2h時間內完成裝配圖設計，并提交作業；第三次為教室教學，討論學生的裝配圖，教師舉出具有典型問題及較完善的裝配圖，引導同學們自己發現結構錯誤及繪圖錯誤，實現自我審查。下一周教學選擇項目14為第四單元B類項目，結構更為復雜。“2＋1模式”與項目13相同，并且針對項目13同學們可以繼續完善，學生完成裝配圖，模具為彈簧二次分型多腔注塑模。根據學生的項目完成情況，適時聘請企業專家進行現場講解、點評學生設計圖，并選擇企業最新開發項目帶入課堂，由學生提出設計方案與專家互動。教學效果

06271/272班《塑料模具設計》課程采用“2＋1＋X教學模式”，經過授課嘗試，其中A類項目順利完成裝配圖與主要零件圖，B類、C類項目部分同學能夠完成設計。學生的學習積極性很高，變被動接受知識為主動發現問題、尋找解決方案，并培養了學生運用各種工具書、網絡資源自主學習，為后續自我發展提供了鍛煉機會。學生在完成項目的同時，掌握了注塑模具設計的要點，并熟練運用Auto CAD軟件與Pro/E軟件，使學生在校內對企業所使用設計軟件得心應手。學生的設計圖得到企業專家認可，基本達到企業設計要求，并發現部分同學設計結構新穎，體現出高職培養高技能應用型人才的目標，發揮出學生的創新思維。

結論。“2＋1＋X教學模式”符合高職教育要求，充分體現項目教學法的優越性，能將《塑料模具設計》課程理論知識和實際技能結合在一起。學生有獨立進行計劃工作的機會，在規定時間范圍內可以自行組織、安排自學行為，充分發掘了學生的潛能。

參考文獻

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第二篇：CAD集成技術在塑料模具設計中的應用

來源于 ：注塑財富網http://

CAD集成技術在塑料模具設計中的應用塑料模具CAD集成技術

塑料模具CAD集成技術是一項先進的模具制造技術，它的制造包括塑料產品的造型設計、模具的結構 設計及分析、模具的數控加工、拋光和配試模以及快速成形制造等，各個環節所涉及的CAD單元技術又包括產品外形的快速反求、結構分析與優化設計、輔助制 造、加工過程虛擬仿真、產品及模具的快速成形、輔助工藝過程和產品數據管理技術等。塑料模具CAD集成技術，就是把塑料模具在制造過程中所涉及的各項單元 技術集成起來，統一數據庫和文件傳輸格式，實現信息集成和數據資源共享，從而大大縮短模具設計的制造周期，提高制模質量。塑料產品的CAD與外形的快速反求

進行塑料模具設計制造的第一步是塑料產品的設計。現代設計方法是設計者在電腦上直接建立產品的三維模型，根據產品的三維模型進行模具結構設計及優化設 計，再根據模具結構設計三維模型進行加工編程及編制工藝計劃。這種方法使產品模型、模具結構、加工編程及工藝設計都以3D數據為基礎，實現數據共享，不僅 能快速提高設計效率，還能保證質量，降低成本。

利用CAD系統軟件進行產品模型設計，其技術主要包括二維幾何圖形、二維參數化圖形、三維實體造型、三維特征造型、三維參數化實體造型、三維曲面造型、空間自由造型、產品的外觀渲染和產品的動態廣告設計等。

三維造型設計是對數字化產品的真實形狀設計.它完全表達了產品能夠進一步為模具設計、分析和加工提供數學模型;空間自由造型設計是產品外形的藝術設計，使產品不僅是功能產品，也是藝術品;產品的外觀渲染是產品的效果設計，使產品更加美觀、顏色更能迎合人們的需求;產品的動態廣告設計是將產品設計的結果直 接制作成宜傳廣告，進行市場推廣。利用實物測量進行快速反求建模是目前研究的熱點之一，它是在產品仿型基礎上進行產品修改設計的重要技術，它通過三坐標測 量機和激光測量機對實物進行掃描，把測量所獲得的數字化的大量數據點送人高級CAD軟件的反求模塊或專用的反求軟件中，反求軟件可直接讀取點數據群，并對 點數據群進行編輯、過濾、整理、求精、排序、局部修改與重組，然后自動生成曲面，最終獲得同實物一致的或經改造的電腦塑件模型。CAD對模具的設計與分析

CAD對模具的設計與分析，包括根據產品模型進行模具分型面的設計、確定型腔和型芯、模具結構的詳細設計、塑料充填過程分析等幾個方面。利用先進的特征 造型軟件，如，PRONE和UGII等很容易地確定分型面，生成上下模腔和模芯，再進行流道、澆口以及冷卻水管的布置等。確定了這些設計數據以后，再利用 MOLDFLOW和CFLOW軟件進行塑料的成形過程分析。根據MOLDFOLM軟件和它的豐富材料、工藝數據庫，通過輸人成形

工藝參數，可動態仿真地分 析塑料在注塑模腔內的注射過程、分析溫度壓力變化情況、分析注塑件殘余應力等，并根據分析情況來檢查模具結構的合理性、流動狀態的合理性、產品的質量問題 等。比如，是否存在澆注系統不合理，出現流道和澆口位置尺寸不當，無法平衡充滿型腔;是否存在產品結構不合理或模具結構不合理，出現產品充不滿(即短射現象);是否冷卻不均勻，影響生產效率和產品質量;是否存在注塑工藝不對，出現產品的翹曲變形等。模具通過CAD的分析，就可以將錯誤消除在設計 階段，提高一次試模成功率。

在塑料模具設計和分析這一階段應用了許多新的電腦輔助技術，如，參數化技術、特征造型技術和數據庫技 術等。塑料模具中有許多標準件，如，標準模架、頂出機構、澆注系統和冷卻系統等都可以采用基于數據庫管理的參數化特征造型設計方法進行設計或建立標準件 庫，這樣既可以實現數據共享，又可以滿足用戶對設計的隨時修改，使模具的設計分析快速、準確和高效。參數化特征造型不僅可以完整地描述產品的幾何圖形信 息，也可以獲得產品的精度、材料及裝配等信息，其所建立的產品模型是一種易于處理、能反映設計意圖和加工特征的模型。因此，參數化特征造型技術是模具制造 過程中最重要的技術之一。結束語

目前，塑料模具的設計和制造一般采用通用機械的CAD或CAM軟件 與專用塑料模CAE軟件相結合。現在，面臨的一個課題是開發與推廣專用模具CAD軟件。CAE軟件只能在設定條件下對塑料成型過程進行模擬分析，還不能對 分析結果進行優化，更不能對設計過程做指導。總之，集成專用的塑料模具CAD或CAE軟件，提高其智能化程度，是塑料模CAD或CAE技術發展的趨勢。

第三篇：“塑料模具設計”課程教學改革探討

“塑料模具設計”課程教學改革探討

[摘 要] 通過對“塑料模具設計”課程教學內容、教學模式、教學手段和方法、考核方式改革的探討，形成“以模具設計流程為導向，以能力培養為核心”的教學模式，使學生擁有合理運用知識并獨立完成中等復雜模具設計的能力。

[關鍵詞] 注塑模具；教學模式；設計流程；教學改革

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2018）05-0100-02

“塑料模具設計”是高職院校模具專業中的一門核心課程。如何做好這門課程的教學工作，使學生真正具備塑料模具的專業知識，能夠獨立完成中等復雜模具設計，是擺在模具老師面前的一項緊迫課題。為了提高教學效果，培養企業需要的高素質模具技能人才，有必要對模具設計教學進行改革。

一 “塑料模具設計”的改革背景

塑料模具設計是一門理論性和實踐性都很強的專業課，傳統的教學方法大致由三部分構成。第一部分提出問題并簡單介紹知識點；第二部分梳理、歸納、分析所需的知識要點；第三部分舉例說明。傳統的教學方法注重理論部分的傳授忽視了實際應用，淡化了模具設計的應用特點，無法調動學生學習的積極性和主動性。從學生學習特點上看，學生大部分時間學習書本上的結構圖和理論計算，優點是對模具設計的理論知識了解較多，缺點也顯而易見，學生不了解對模具設計的整個過程，缺少整體認知，對于真正的模具實物認識甚少，理論和實踐不能有機結合起來，往往是學生在初學時總是抓不住重點，理論空洞、結構抽象，計算枯燥，讓他們對學習模具知識缺乏興趣，以致學完后還是不能設計模具。從實踐環節看，塑料模具設計需要大量的實踐積累，對實驗的要求較高，還需要大量的模具實物，以及昂貴的配套設備，要求操作者具有較高的實踐經驗。實驗的困難及較大的損耗就造成實驗次數的減少，最終導致教學效果大打折扣，學生的理論掌握不扎實、動手能力也薄弱，離教學目標存在一定差距。

二 教學改革實踐

（一）構建教學模式

“以模具設計流程為導向，以能力培養為核心”構建塑料模具課程新模式。由于塑料模具設計具有鮮明的過程性：從產品分析、成型工藝分析、模具結構設計分析到模具的安裝調試；從任務提出到成果檢驗，整個設計過程清晰明了。課程的改革以工作過程系統化為理論依據，按照模具設計流程重新構建課程內容體系，將模具設計工作過程中的知識與模具設計流程相互結合。把知識與模具設計的各個環節建立聯系，以職業情境中的實際問題為核心，以模具設計流程組織課程內容，指導學生在完成模具設計的過程中，主動構建自己的職業知識和職業技能，并培養自身的應用能力和解決問題的能力，提升職業能力。通過邀請行業專家和學院資深教師一起對企業真實的工作流程進行分析、歸類，構建出表一所示的塑料模具設計流程。

（二）教學內容改革 以崗位需求為教學目標，進行專業崗位方向建設，以能力培養為核心，培養學生對所學知識的綜合運用能力。確定崗位需要具備的基本技能，進而確定課程的設置。課程訓練項目的設計充分結合教師參與企業實踐獲取或搜集的企業項目，并進行適合教學的改造，能力訓練項目與能力目標的訓練要求相符，項目設計具有實用性、典型性、覆蓋性、綜合性、趣味性、挑戰性、可行性，重視學生在校學習與實際工作的一致性。充分利用實驗室，改變授課地點，為了增強學生的觀察、分析和實踐能力，學生的上課地點搬進專業實驗室，授課時可在注塑機前一邊講授，一邊實踐，模具結構認知上可進行裝拆實驗，充分了解各種模具的結構特點，拓展知識，在后續的講解中，依據學生的掌握程度有效地引導，學生均能在模具實物中找到實證，培養了學生認同意識，提高學習興趣。在理論知識上，在“夠用”的基礎上適當拓展，突出技能培養。在項目化教學中強化數字化設計，引入UG、Solid_works等三維設計軟件和CAE軟件，將現代化生產技術引入課堂，保持知識的先進性和實用性，豐富學生的基本技能，提高學生在社會上的競爭力。根據課程改革方案及教學模式的要求，重新編寫教材使之更加貼近教學，以真實的工作任務為驅動，從產品的工藝分析，到模具的具體設計，再到試模調試，最后制成成品，完整系統地完成模具的設計。將來考慮到就業的需要，在內容上即要突出模具專業又要兼顧其他專業，同時要及時將新知識、新技術、新產品引進課堂，使教學與實際接軌。培養學生設計的思維能力和創新能力，將基本設計能力和應用計算機進行工程設計能力有機結合起來作為課程設計、畢業設計的教學方法改革。為了提高課程設計、畢業設計質量，改單純的設計型實踐教學為綜合型實踐教學，既注重設計的綜合性，又注重其基礎性，利用先進的模具設計軟件和分析軟件，學生能夠實現產品由計算機虛擬設計到虛擬成型的整個過程，從而使學生牢牢掌握到塑料成型模具設計。通過以上做法，加深了學生的認知程度，激發了學生的學習興趣和創新意識。

（三）教學方法和手段的改革

采用項目式教學，以實際產品為驅動設計教學內容與教學過程。現在的課本基本上都是按照傳統的授課方式方法編寫的，強調理論教學，輕視結構設計流程，培養的是研究型人才，不實用。在企業中實際生產中，設計塑料模具主要是靠經驗數據、圖表，計算很少，因為計算由于數學模型的關系很難準確。塑料模具設計的教學目標是學完本課程后可以設計出中等復雜程度的塑料模具，采用項目式教學法，使學生了解塑料模具的整個設計過程（作為知識的縱軸線），同時采用講授法作為補充（作為知識的橫軸線）。在項目的選取上，多選擇常見的塑料零件，涉及的塑料模具應采用模具的典型?Y構。通過分析教學內容，將要講授的關鍵知識點融入一個個項目中來進行理論和實踐的教學。授課形式按照企業設計塑料模具的方法和流程，使教學內容盡量貼近工作實際，讓學生體驗完整的設計過程，從而獲取知識、培養職業精神、提高分析解決問題能力，使學生在各方面都得到鍛煉。

（四）考核方式的改革

重視學習過程，改革考核方式。課程的考核是檢驗教學質量和教學效果的主要手段。“塑料模具設計”課程的培養目標是培養學生具有獨立設計的能力，傳統的考核模式已不能適應教學需要。因此，在教學改革中應采用多元化的考核方式，具體實施如下：加強教學各階段的考核力度，使學生在整個學習過程中接受全方位考核。每節課前進行理論測試，鞏固前一次課的知識點。采用課堂提問方式強化學生對內容的掌握，采用裝拆實踐提升學生的動手能力和協作能力，選取常見常用的塑件為作為模具教學實例，通過設計檢驗學生理論聯系實際能力，最后以完成大作業的形式作為階段測試，一生一件，獨立完成模具設計，考核學生模具設計綜合能力。考核形式的過程化、多樣化、綜合化，幫助學生系統地總結學習內容，明確學習重點，形成完整的知識體系。

三 實施成效

（一）通過教學改革后的課程學習，學生掌握知識的能力和水平有了明顯提升，所做的專業畢業設計連續2年獲得院級綜合評價A等。學生畢業后基本都獲得1～2種國家職業資格證書，個別學生還獲得國家職業資格高級證書，進入社會工作后受到企業一致好評。通過企業互訪和反饋得知，學生在工作崗位上能夠更好更快地進入工作角色，晉升的機會也比較大。

（二）在課程教學改革實施后的這幾年里，不斷有學生斬獲全國職業院校模具技能大賽一、二等獎的優異成績；老師也在實踐教學和校企合作中積累了大量的經驗，在2016年全國職業院校模具技能大賽教師組的比賽中獲得二等獎的好成績

（三）由教師指導、學生組建的科研團隊成功申報2016省級大學生創新創業實踐訓練項目，并由學生作為第一作者在科技核心期刊發表了科研論文，使我院高職教育步入一個新的臺階。

通過“塑料模具設計”課程的全面改革，使學生學習的積極性普遍提高，課堂上學習興趣濃厚，課后能夠交流充分，獨立設計能力得到了較大提高。在培養學生的學習、設計、實踐和創造能力、職業道德等方面都取得了良好的效果

參考文獻

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第四篇：現代信息技術在塑料成型工藝與模具設計教學中的應用

現代信息技術在塑料成型工藝與模具設計教學中的應用

摘 要 針對塑料成型工藝與模具設計課程的不同知識模塊，采用不同的信息化教學載體，如教學課件、動畫技術、教學仿真軟件、CAD設計軟件及網絡資源等，充分運用現代信息技術針對課程中的難點開發一些易學、好用的教學資源，幫助學生更好地鞏固和理解理論知識，增強課堂教學效果。

關鍵詞 現代信息技術；信息化教學；塑料成型工藝與模具設計

中圖分類號：G434 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）10-0112-02

引言

目前，高職課程“塑料成型工藝與模具設計”在教學過程中仍然以基礎理論為主，著重講解塑料成型、模具設計等相關知識的系統性，在培養學生實踐能力方面重視不夠。注射模具設計要求學生具有很強的綜合應用能力，學生在每個知識單元的學習中往往能夠聽懂，在完成這些理論學習以后，進行注射模具設計時往往難以下手。因此，課程教學內容的選用要以“必需、夠用”為原則，根據企業崗位工作過程設定教學內容，以項目導向、任務驅動的方式，開發一些易學、好用的教學資源。要充分利用現代信息技術，根據不同知識模塊的內容特點，采用不同的信息化教學載體，如教學課件、動畫技術、教學仿真軟件、CAD輔助設計軟件及網絡資源等，來呈現教學內容和信息。在具體教學實施過程中，教師要根據教學內容的特點、學生的接受能力等因素，選用合適的教學載體。多媒體課件

多媒體課件能為課程教學提供各種資料，包括文字、聲音、圖片、視頻等信息資源。例如在常用塑料的介紹部分，可以通過圖片來展示塑料的外觀，如塑料的粒度、顏色、色澤等特性，運用大量的塑料制品圖片來說明各種塑料的用途。同時，多媒體課件能變抽象為具體，化呆板為生動。例如，在模具的結構模塊，運用模具零件的三維圖與三視圖，模具的三維裝配圖、分解圖與剖視圖，讓學生對模具零件的尺寸、公差、配合關系、模具的組成與結構有一個清楚的認識。動畫技術

塑料成型工藝與模具設計課程的一些內容難以用語言、圖片講解清楚，采用動畫進行教學，就能達到事半功倍的效果。如在講解注射成型過程時，運用動畫來模擬注射成型的過程，形象地展示模具各部分的運動情況，幫助學生快速理解。利用UG、3Damx等軟件開發的模具3D裝配動畫與模具3D作動動畫[2]，能夠清楚展示模具零件的結構、裝配位置關系與模具作動過程。通過3D動畫演示模具裝配和分解，使學生更加清楚地認識模具結構，將深奧復雜的結構問題直觀地展現在學生面前，便于學生對學習內容的理解和運用。通過3D動畫演示模具的作動原理（圖1所示），讓學生通過視覺感官來清楚地認識到塑料模具的各個部分的作用與動作原理。CAD輔助設計

CAD技術作為一項重要的技術手段，正越來越廣泛地在模具行業得以應用。在模具設計和制造中采用CAD技術，可以縮短設計周期，降低生產成本，提高模具質量。UG軟件在模具企業中的應用非常廣泛，UG軟件中的注塑模設計向導模塊是根據注射模具的設計過程開發出來的注塑模設計專用軟件，用UG注塑模設計向導設計模具，可以簡化設計的步驟[3]。結合UG設計軟件，將課程的教學內容根據注射模具的設計過程分為塑件建模、設計分型面、設計工作零件等模塊。學生完成每個模塊的理論學習之后，到模具設計CAD實訓室運用CAD軟件將相應的部分設計出來。

例如在塑件建模模塊，在理論教學中講解塑料制品結構工藝，講解CAD建模的基本操作，在實訓教學中讓學生應用CAD軟件對塑料制品進行建模。最后對塑料制品3D模型進行結構工藝分析。在塑料模具設計模塊，結合典型結構的模具引導學生運用CAD軟件進行模具設計，首先根據塑料制品的零件圖，繪制制品的三維模型圖，接下來選擇分型面對制品進行分模，然后創建凹模、凸模等成型零件，最后選用模架及標準件。這樣學生在模具設計過程中學會了模具設計的基本方法和要求，同時掌握了運用CAD軟件設計塑料模具的技能。仿真教學

教學仿真軟件 塑料成型工藝這部分內容比較抽象，在傳統的教學過程中往往側重于成型工藝的原理、過程以及成型參數相關概念的講解，傳統教學模式離成型工藝調整這一崗位需求相差較大。成型工藝調整崗位的培養目標就是讓學生能夠正確調整成型工藝參數，生產出合格的塑料制品。要實現這一目標，必須綜合考慮制品的形狀、結構、尺寸，成型機的性能、材料的性能及材料的預處理等諸多因素對成型工藝的影響。

針對這一模塊，教學中開發注射成型工藝參數設置仿真軟件[4]。首先，根據制品結構、形狀、尺寸計算出制品的體積、質量、分型面投影面積以及制品的流程比；其次，根據制品的質量及制品在分型面上的投影面積選取注射成型機；再次，確定成型工藝參數（圖2所示），調整料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度，設定注射壓力、保壓壓力、保壓時間和冷卻時間；最后，根據前面設定的成型工藝參數，通過計算機模擬計算，對制品的總體性能進行評價。

MOLDFLOW軟件仿真 MOLDFLOW軟件可作充模流動、保壓及翹曲變形分析。例如，塑料成型工藝參數（溫度、壓力、時間）的變化會影響塑料熔體的流動性，教師可以將授課內容以實例的形式在MOLDFLOW軟件中演示改變不同的成型工藝參數，如將熔體的溫度調高或調低，然后進行充模流動分析，讓學生觀察熔體在型腔里的流動情況，并分析模擬計算結果，比較不同熔體溫度時，其注射時間、冷卻時間、注射壓力的變化情況。通過熔體充模流動模擬（圖3所示），可以直觀地觀察到熔體在模腔里的流動過程，使理論知識形象化、可視化，幫助學生更好地鞏固和理解理論知識，增強課堂教學效果。結束語

本文利用現代信息技術，根據不同知識模塊的內容特點，采用不同的信息化教學載體，如教學課件、動畫技術、教學仿真軟件、CAD設計軟件及網絡資源等，呈現教學內容和信息。在具體教學實施過程中，教師要根據教學內容的特點、學生的接受能力等因素選用合適的教學載體，充分運用現代信息技術，針對課程中的難點開發一些教學資源，幫助學生更好地鞏固和理解理論知識，增強課堂教學效果。

參考文獻

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第五篇：有限元分析方法在沖壓模具設計課程教學中的應用

862010年第22期(總第110期)E-mail:cmee@263.net沖壓模具設計課程是我校材料成型及控制工程(模具方向)本科專業的一門主干專業課程。通過該 課程的學習要求學生掌握沖壓變形的基本理論；掌 握沖裁模、彎曲模和拉深模的結構特點及其設計方 法；掌握沖壓工藝的制定方法；能夠正確地設計一 般沖壓模具結構和沖壓模具幾何參數；了解沖壓新 工藝、新型模具及沖壓技術的發展方向，為畢業后 從事模具設計與制造等相關技術工作奠定必要的基 礎。

由于沖壓模具設計是一門知識涵蓋面寬、實踐 性強、綜合性強的課程，涉及模具從設計、制造、安裝、調試、維護到操作整個工藝流程的各個環 節，無工程背景的大學生大多不了解什么是模具，什么是沖壓模具。如果在教學過程中仍然沿襲傳統 的以灌輸知識為主的教學模式，必然會使學生產生 厭學情緒，學生學得累，有枯燥難懂的感覺，加上 學時有限，教師感覺時間緊，往往不能在重要知識 點上進行深化，嚴重影響教學效果，使該課程難以 達到其應有的培養目標。因此，在沖壓模具設計課 程的教學過程中，教師應當不斷地探索一些先進的 教學方法，使一些抽象的理論和工藝方法能夠達到 深入淺出的目的，加強學生的感性認識，提高學生 的學習積極性，以獲得良好的教學效果。我們結合 教學和科研工作經歷，簡述有限元分析方法在沖壓

模具設計課程教學中的應用。

一、有限元分析軟件簡介目前國內外廣泛用于沖壓模具有限元分析的軟

件主要有AUTOFORM，LS-DYNA3D，FORMSYS，PAM-STAMP，ROBUST以及ETA/DYNAFORM等。在本文中，將 采用ETA/DYNAFORM作為沖壓模具設計課程的輔助教 學軟件。ETA/DYNAFORM是由美國工程技術聯合公司(Engineering Technology Associates，簡稱ETA公 司)和Livemore軟件技術公司(簡稱LSTC公司)聯合開 發的基于LS-DYNA求解器和ETA/FEMB前、后置處理器 完美組合并用于板料沖壓成形CAE分析的專業軟件 包，它綜合了LS-DYNA960、970強大的板料沖壓成形 分析功能以及自身強大的前、后處理功能，應用于

板料沖壓成形工業中模具的設計和開發。有限元分析方法在沖壓模具設計課程

教學中的應用張 洋 段 磊 于 強 徐超輝天津職業技術師范大學 天津 300222摘 要：介紹了DYNAFORM有限元分析軟件在沖壓模具設計教學中的應用，以板料拉深成形工藝為例，將沖壓模

具設計的教學與DYNAFORM的數值模擬技術緊密結合在一起，從而使教學中的概念更具體化和形象化，能讓學生

更好地理解和掌握相關理論和基本概念，較大地提高了教學質量。關鍵詞：有限元分析；沖壓模具設計；DYNAFORM；板料成形 收稿日期：2010-07-03 作者簡介：張洋，碩士，助理研究員。段磊，碩 士，講師。872010年第22期(總第110期)E-mail:cmee@263.net

二、ETA/DYNAFORM分析的一般步驟ETA/DYNAFORM軟件系統包括：前置處理模塊、提交求解器進行求解計算的分析模塊以及后處理模 塊。前置處理模塊主要完成典型沖壓成形CAE分析 FEM模型的生成與輸入文件的準備工作，求解器進行 相應的有限元分析計算，求解器計算出的結果由后 置處理模塊進行處理，用于模具設計及工藝控制研 究。運用ETA/DYNAFORM軟件進行板料沖壓成形CAE分 析的一般步驟如圖1所示。

圖1 板料沖壓成形CAE分析的一般步驟

三、有限元分析軟件的教學應用實例在沖壓模具設計課程教學中，拉深工藝是一種

重要的板料成形工藝(如圖2所示)，在凸模1的作用 下，置于凹模4和壓邊圈2之間的毛坯3的環形部分產 生塑性變形，并不斷被凸模拉入凸模與凹模之間的 間隙內而形成零件。毛坯在變形區III的切向(變形 圓周方向)為壓縮變形，徑向為伸長變形。切向的壓 縮變形使得變形區III在拉深過程中易出現褶皺。徑 向的伸長變形使得變形區II在拉深過程中易出現破 裂。以上內容在授課過程中對于缺乏感性認識的學 生來說，抽象的文字描述和簡單的圖片很難使學生 印象深刻。為此，本文以厚度為1.0mm，材料為ST16 的帶凸緣圓筒形制件為例，運用ETA/DYNAFORM軟件 模擬拉深成形過程。通過模擬結果及動畫演示幫助 學生親身感受和直觀理解概念，理論聯系實際，提 高了授課效果。

圖2 拉深工藝帶凸緣圓筒形制件簡圖如圖3所示，根據拉深工 藝計算制件的毛坯尺寸D≈201mm，并判斷需要加壓 邊圈且拉深次數為一次。

圖3 帶凸緣圓筒形制件圖利用三維CAD軟件建立凸模和毛坯的實體模型，并導入ETA/DYNAFORM軟件中，劃分網格，定義毛 坯、工具，設置工藝參數，定義工具運動曲線與力 曲線，建立的有限元模型如圖4所示，設置分析參數 并提交求解計算。882010年第22期(總第110期)E-mail:cmee@263.net得到制件的FLD圖如圖5所示，制件的壁厚分布 如圖6所示，制件的應力分布如圖7所示。從模擬結 果可以直觀地看出，拉深的變形區較大，金屬流動 性大，拉深過程中位于凸緣部分的材料受到拉應力 和壓應力作用而有起皺趨勢；凸模底部的材料變形 很小，拉深不充分；處于凸模圓角區的材料因受到 徑向拉深而減薄較大，但未發生破裂。說明制定的 制件沖壓工藝是合理的。模擬結果和沖壓模具設計 教學中拉深工藝的相關內容十分吻合，由此可以使 學生生動地理解板料拉深變形時各個區域的應力應 變情況，壁厚和硬度的變化情況，破裂和起皺的形 成原因等，避免了傳統教學中的不足，不僅使學生 容易接受，而且印象非常深刻。

圖7 制件的應力分布

四、結束語將有限元分析方法與沖壓模具設計課程教學有 機結合，利用ETA/DYNAFORM的模擬分析和直觀的動 圖顯示功能，把拉深工藝中抽象的理論和概念用十 分直觀的形式表達出來，使學生更易于理解和掌 握，培養了學生的學習興趣，有效地解決了教學中 的一些疑難問題。并在一定程度上使學生理論聯系 實際，不僅學到了先進的模具設計技術，還提高了 計算機運用能力，增強了分析問題、解決問題的能 力，為以后的工作打下了堅實的基礎。

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