现代信息技术在塑料成型工艺与模具设计教学中的应用

摘 要 针对塑料成型工艺与模具设计课程的不同知识模块，采用不同的信息化教学载体，如教学课件、动画技术、教学仿真软件、CAD设计软件及网络资源等，充分运用现代信息技术针对课程中的难点开发一些易学、好用的教学资源，帮助学生更好地巩固和理解理论知识，增强课堂教学效果。

关键词 现代信息技术；信息化教学；塑料成型工艺与模具设计

中图分类号：G434 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）10-0112-02

1 引言

目前，高职课程“塑料成型工艺与模具设计”在教学过程中仍然以基础理论为主，着重讲解塑料成型、模具设计等相关知识的系统性，在培养学生实践能力方面重视不够。注射模具设计要求学生具有很强的综合应用能力，学生在每个知识单元的学习中往往能够听懂，在完成这些理论学习以后，进行注射模具设计时往往难以下手。因此，课程教学内容的选用要以“必需、够用”为原则，根据企业岗位工作过程设定教学内容，以项目导向、任务驱动的方式，开发一些易学、好用的教学资源。要充分利用现代信息技术，根据不同知识模块的内容特点，采用不同的信息化教学载体，如教学课件、动画技术、教学仿真软件、CAD辅助设计软件及网络资源等，来呈现教学内容和信息。在具体教学实施过程中，教师要根据教学内容的特点、学生的接受能力等因素，选用合适的教学载体。

2 多媒体课件

多媒体课件能为课程教学提供各种资料，包括文字、声音、图片、视频等信息资源。例如在常用塑料的介绍部分，可以通过图片来展示塑料的外观，如塑料的粒度、颜色、色泽等特性，运用大量的塑料制品图片来说明各种塑料的用途。同时，多媒体课件能变抽象为具体，化呆板为生动。例如，在模具的结构模块，运用模具零件的三维图与三视图，模具的三维装配图、分解图与剖视图，让学生对模具零件的尺寸、公差、配合关系、模具的组成与结构有一个清楚的认识。

3 动画技术

塑料成型工艺与模具设计课程的一些内容难以用语言、图片讲解清楚，采用动画进行教学，就能达到事半功倍的效果。如在讲解注射成型过程时，运用动画来模拟注射成型的过程，形象地展示模具各部分的运动情况，帮助学生快速理解。利用UG、3Damx等软件开发的模具3D装配动画与模具3D作动动画[2]，能够清楚展示模具零件的结构、装配位置关系与模具作动过程。通过3D动画演示模具装配和分解，使学生更加清楚地认识模具结构，将深奥复杂的结构问题直观地展现在学生面前，便于学生对学习内容的理解和运用。通过3D动画演示模具的作动原理（图1所示），让学生通过视觉感官来清楚地认识到塑料模具的各个部分的作用与动作原理。

4 CAD辅助设计

CAD技术作为一项重要的技术手段，正越来越广泛地在模具行业得以应用。在模具设计和制造中采用CAD技术，可以缩短设计周期，降低生产成本，提高模具质量。UG软件在模具企业中的应用非常广泛，UG软件中的注塑模设计向导模块是根据注射模具的设计过程开发出来的注塑模设计专用软件，用UG注塑模设计向导设计模具，可以简化设计的步骤[3]。结合UG设计软件，将课程的教学内容根据注射模具的设计过程分为塑件建模、设计分型面、设计工作零件等模块。学生完成每个模块的理论学习之后，到模具设计CAD实训室运用CAD软件将相应的部分设计出来。

例如在塑件建模模块，在理论教学中讲解塑料制品结构工艺，讲解CAD建模的基本操作，在实训教学中让学生应用CAD软件对塑料制品进行建模。最后对塑料制品3D模型进行结构工艺分析。在塑料模具设计模块，结合典型结构的模具引导学生运用CAD软件进行模具设计，首先根据塑料制品的零件图，绘制制品的三维模型图，接下来选择分型面对制品进行分模，然后创建凹模、凸模等成型零件，最后选用模架及标准件。这样学生在模具设计过程中学会了模具设计的基本方法和要求，同时掌握了运用CAD软件设计塑料模具的技能。

5 仿真教学

教学仿真软件 塑料成型工艺这部分内容比较抽象，在传统的教学过程中往往侧重于成型工艺的原理、过程以及成型参数相关概念的讲解，传统教学模式离成型工艺调整这一岗位需求相差较大。成型工艺调整岗位的培养目标就是让学生能够正确调整成型工艺参数，生产出合格的塑料制品。要实现这一目标，必须综合考虑制品的形状、结构、尺寸，成型机的性能、材料的性能及材料的预处理等诸多因素对成型工艺的影响。

针对这一模块，教学中开发注射成型工艺参数设置仿真软件[4]。首先，根据制品结构、形状、尺寸计算出制品的体积、质量、分型面投影面积以及制品的流程比；其次，根据制品的质量及制品在分型面上的投影面积选取注射成型机；再次，确定成型工艺参数（图2所示），调整料筒温度、喷嘴温度和模具温度，设定注射压力、保压压力、保压时间和冷却时间；最后，根据前面设定的成型工艺参数，通过计算机模拟计算，对制品的总体性能进行评价。

MOLDFLOW软件仿真 MOLDFLOW软件可作充模流动、保压及翘曲变形分析。例如，塑料成型工艺参数（温度、压力、时间）的变化会影响塑料熔体的流动性，教师可以将授课内容以实例的形式在MOLDFLOW软件中演示改变不同的成型工艺参数，如将熔体的温度调高或调低，然后进行充模流动分析，让学生观察熔体在型腔里的流动情况，并分析模拟计算结果，比较不同熔体温度时，其注射时间、冷却时间、注射压力的变化情况。通过熔体充模流动模拟（图3所示），可以直观地观察到熔体在模腔里的流动过程，使理论知识形象化、可视化，帮助学生更好地巩固和理解理论知识，增强课堂教学效果。

6 结束语

本文利用现代信息技术，根据不同知识模块的内容特点，采用不同的信息化教学载体，如教学课件、动画技术、教学仿真软件、CAD设计软件及网络资源等，呈现教学内容和信息。在具体教学实施过程中，教师要根据教学内容的特点、学生的接受能力等因素选用合适的教学载体，充分运用现代信息技术，针对课程中的难点开发一些教学资源，帮助学生更好地巩固和理解理论知识，增强课堂教学效果。

参考文献

[1]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：高等教育出版社，2001：102-205

[2]刘友成.基于UG6.0制作塑料模具虚拟装配过程动画[J].机械工程师，2009（11）：111-112.

[3]刘友成.基于UG6.0/Open GRIP对注射模具A型推杆进行二次开发[J].模具工业，2011（3）：60-63.

[4]刘友成.注射成型工艺参数设置在线仿真程序设计[J].机械工程师，2010（5）：69-70.