塑料成型工艺与模具设计制作课程体系的整合与实践

黄淑芳+钟丽珠

【摘 要】根据应用技能型人才的培养要求，结合地区、行业发展对模具专业人才新的需求，在分析教学存在问题的基础上，对塑料成型工艺与模具设计制作课程体系进行整合，使学生掌握基本设计制作理论知识要点，具备与就业岗位需求相符合的技能。

【关键词】高职 塑料成型 模具设计与制作 课程体系

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）08C-0093-02

由于塑料具有质量轻、强度高、耐腐蚀好、成型形状多样性、生产效率高等特点，其应用已经涉及国民经济和人民生活中的多个方面，有些塑料甚至已逐步成为金属材料的代用材料。因此，塑料工业在促进现代科技的发展、推进农业建设、改善提高人们生活质量等方面，发挥着越来越重要的作用。用模具生产的塑料制品具有精度高、均匀性好、生产效率高、能耗低等特点，可以说，塑料模具和塑料制品相辅相成。当前，随着生产生活的高效化，塑料产品品种多，更新频率大，精度高，其生产必须符合低碳经济的要求，同时，对塑料模具的结构形式要求复杂而精密、整体配套性要求日益增大。

高职院校作为应用技能型人才培养的摇篮，每年为本地区、本行业提供大量的技能应用型人才，其人才培养质量关系着地区和行业的发展。在学科专业分类中，模具设计与制造专业与数控技术专业同属于机械制造大类，模具设计与制造专业的学生需要深化学习数控专业的知识与技能，同时需要通过技能强化训练积累一定的实践经验；所培养的学生还应具有良好的职业道德和职业素养，以便能更快地适应行业和社会的需要，服务于区域、行业经济的发展。

一、塑料模具专业课程设置结构

为了满足人才培养的要求，高职院校模具设计与制造专业开设了一系列与塑料模具设计制造有关的专业基本技能课程和专业核心技能课程，课程按照学生接受专业知识的难易程度分学期设置。如表1所示。

经过两年半的培养后发现，该专业的毕业生虽然具备塑料模具相关的理论知识，但是专业应用技能不足，主要表现在：专业能力不突出，不能解决生产实际问题，毕业生动手能力差，不能按时按量完成工作任务；缺乏实践经验，没有应用创新能力等。与此同时，许多本专业在校生对专业未来认知目标不清晰、缺乏刻苦学习的精神、自主学习能力差，对专业的学习兴趣低；教师难以开展教学、与学生互动性差，许多在校毕业班学生表现出对未来职业生涯迷茫、认为学无所用，这些现象值得我们作为高等职业教育者的深思。

表1 塑料模具设计与制造部分课程设置

课程属性 课程名称

专业基本技能课程 机械专业基础 机械制图

机械制造基础

机械设计基础

电气控制基础 电工原理与电子技术

机床电气控制

专业核心技能课程 塑料成型工艺及其模具设计 塑料成型工艺

塑料模具设计

液压与气动技术

模具制造技术 数控机床编程与加工

模具制造技术

模具CAD/CAM技术 Auto CAD应用

UG软件应用

二、塑料模具专业核心技能课程的整合

为了解决传统课程设置所出现的专业技能培养针对性不足的问题，对若干门专业课程进行了顺序的调整和内容的整合。课程整合设置的总体顺序是在完成专业基础技能课程的基础上才进行专业核心技能课程的教学，中间通过设置模具拆装实训、AutoCAD应用进行专业知识过渡和引导，如图1所示。学生通过模具拆装实训锻炼拆装动手能力，在边拆边学的过程中掌握模具结构，同时在此实训过程中能够深化模具制造基础、机械设计基础等专业基础技能课程的知识；学生通过AutoCAD应用掌握模具CAD/CAM的入门知识，并深化了机械制图专业基础技能课程的知识，培养自主设计产品的意识和能力。

图1 过渡课程设置

经过过渡，学生能够顺利进入专业核心技能课程的学习。为了切实地达到培养学生的设计、分析、动手实践、职业素养等综合能力的目的，遵循高职学生的发展规律，可将“成型工艺及模具设计”和“模具CAD/CAM技术”的相关课程做并线设置，如图2所示。在理论学习阶段，分别开设塑料模具设计和UG造型设计课程，开设塑料模具设计的目的是使学生掌握塑料模具的结构特点以及设计要点等理论知识；开设UG造型设计的目的是使学生了解UG软件造型设计的基础知识，两门课程并线开设、独立讲授。当学生分别掌握了塑料模具理论知识和设计造型理念要点之后，以实训的方式，开设“模具设计CAD/CAM实训”，将上述两门课程融会贯通，培养学生专项设计能力。

图2 专业核心技能课程整合结构

（一）模具设计实训实施过程

与以往三维造型软件只学习造型、产品外观设计，以及塑料成型理论学习半知半解的形式和效果不同，课程经过整合开发后，学生将根据本专业实训基地现有加工设备条件，除了通过设计目标产品来达到掌握三维造型和产品外观设计的锻炼目的外，还能深入学习和掌握行业主流的三维设计软件的其他专业加载模块，设计与目标产品能够配套使用的模具，真正掌握本专业的核心专业技能，这也为后续的模具制造学习与实践奠定设计依据。

塑料模具设计综合实训具体实施过程如下（以注塑成型模具为例）：

第一步：设计目标产品。设计目标产品外观形态，分析塑料件工艺性，确定注射成型的工艺条件、确定注塑机。

从第二步开始，需要调用UG软件中的注塑模向导模块，因此，必须确认软件中该模块是否完整。

第二步：确定模具方案。注射模具的方案确定主要包括：确定与布置型腔数量和结构；选择分型面；设计浇注系统；设计冷却系统；设计成型零件的结构；设计侧向抽芯机构；设计推出机构以及选用模架等工作任务。

具体操作过程如下：加载产品模型；确定模具坐标系；设置收缩率；创建模具工件；修补模型；创建区域和分型线；设计区域；创建分型面；创建型腔和型芯；添加模架；修改动、定模板；添加标准件；设计流道；设计浇口；设计冷却通道；设计滑块/斜销机构；创建模具分解视图等过程。

第三步：校核相关参数与强度。校核内容包括：校核模具与注射机有关的参数和校核模具主要零件的强度和刚度。

第四步：绘制模具工程图。工程图包括：装配图和零件图。

（二）塑料模具制造实施过程

基于工作过程，在完成模具基础理论知识、目标产品和配套模具设计工作之后，开始进入模具制作加工环节。相对设计而言，数控机床操作的危险性比一般普通机床要高，因此在与模具加工制作环节有关的课程中，理论教学将不容忽略，借鉴数控技术专业核心课程数控加工编程与实训一体化教学的方式，本专业学生必须掌握扎实的理论基础才能进行实践操作。在数控加工理论教与学过程中，教师作为讲授编程理论的主体，学生以前期设计的目标产品、型芯、型腔等工作部件作为加工对象，制定相应的工艺路线、填写工艺卡片；在加工制作环节，学生作为产品生产的主体，完成编程、加工、装配、检验等工作，最终实现数控产品的生产。

三、课程整合实践效果与教学反思

目前，项目化教学具有能够把理论知识与实践教学相融合、以学生作为整个教学过程的中心、能够提高学生学习的主动性和积极性等突出特点，受到了许多高职院校的推崇。然而，经过实践后发现，对于塑料成型工艺与模具设计系列课程来说，上述效果并不突出，主要表现在，不能激发学生的独立设计和创新能力；不能形成完整的理论知识体系，知识点凌乱，课程的实践性不明显；设计和标准模块使用的枯燥使得部分学生产生厌学心理，对未来就业定位点不明确甚至丧失信心等方面。

以教师教、学生做为导向，以学生工作能力为培养核心，将有关的专业基础技能课程和专业核心技能课程进行整合，适当调整课程的顺序。在必须掌握基本理论知识基础上，以综合实训环节实现真正的设计工作过程；在制作的工作过程中，打破原有“教师教、学生纯粹模仿制作”的模式，最终使学生能够对塑料成型工艺与模具设计整个知识体系依次获得识记、理解、综合应用等层次的掌握。纵观整个“塑料成型工艺和模具设计制作”教学过程，对于学生而言，是一个建立在完整理论基础上的发现问题、分析问题、解决问题的过程；对教学者而言，在紧随行业发展、合理利用教学资源的基础上，培养了学生的设计能力、思考能力、动手操作能力，因地制宜，不仅能够有效克服项目化教学中出现的问题，还能够较大程度地提高学生学习的主动性、积极性，帮助学生在走向工作岗位后能创造性的、更好的解决问题，增强就业竞争力。

【参考文献】

[1] 杨安. 塑料成型工艺与模具设计[M]. 北京：北京理工大学出版社，2011

[2] 李奇，朱江峰，张国文. 模具构造与制造[M]. 北京：清华大学出版社，2011

【作者简介】黄淑芳（1984- ），女，广西水利电力职业技术学院讲师，工学硕士，研究方向：材料加工。钟丽珠（1965- ），女，广西水利电力职业技术学院副教授，工程师，研究方向：数控技术，模具设计与制造。

（责编 丁 梦）

具体操作过程如下：加载产品模型；确定模具坐标系；设置收缩率；创建模具工件；修补模型；创建区域和分型线；设计区域；创建分型面；创建型腔和型芯；添加模架；修改动、定模板；添加标准件；设计流道；设计浇口；设计冷却通道；设计滑块/斜销机构；创建模具分解视图等过程。

第三步：校核相关参数与强度。校核内容包括：校核模具与注射机有关的参数和校核模具主要零件的强度和刚度。

第四步：绘制模具工程图。工程图包括：装配图和零件图。

（二）塑料模具制造实施过程

基于工作过程，在完成模具基础理论知识、目标产品和配套模具设计工作之后，开始进入模具制作加工环节。相对设计而言，数控机床操作的危险性比一般普通机床要高，因此在与模具加工制作环节有关的课程中，理论教学将不容忽略，借鉴数控技术专业核心课程数控加工编程与实训一体化教学的方式，本专业学生必须掌握扎实的理论基础才能进行实践操作。在数控加工理论教与学过程中，教师作为讲授编程理论的主体，学生以前期设计的目标产品、型芯、型腔等工作部件作为加工对象，制定相应的工艺路线、填写工艺卡片；在加工制作环节，学生作为产品生产的主体，完成编程、加工、装配、检验等工作，最终实现数控产品的生产。

三、课程整合实践效果与教学反思

目前，项目化教学具有能够把理论知识与实践教学相融合、以学生作为整个教学过程的中心、能够提高学生学习的主动性和积极性等突出特点，受到了许多高职院校的推崇。然而，经过实践后发现，对于塑料成型工艺与模具设计系列课程来说，上述效果并不突出，主要表现在，不能激发学生的独立设计和创新能力；不能形成完整的理论知识体系，知识点凌乱，课程的实践性不明显；设计和标准模块使用的枯燥使得部分学生产生厌学心理，对未来就业定位点不明确甚至丧失信心等方面。

以教师教、学生做为导向，以学生工作能力为培养核心，将有关的专业基础技能课程和专业核心技能课程进行整合，适当调整课程的顺序。在必须掌握基本理论知识基础上，以综合实训环节实现真正的设计工作过程；在制作的工作过程中，打破原有“教师教、学生纯粹模仿制作”的模式，最终使学生能够对塑料成型工艺与模具设计整个知识体系依次获得识记、理解、综合应用等层次的掌握。纵观整个“塑料成型工艺和模具设计制作”教学过程，对于学生而言，是一个建立在完整理论基础上的发现问题、分析问题、解决问题的过程；对教学者而言，在紧随行业发展、合理利用教学资源的基础上，培养了学生的设计能力、思考能力、动手操作能力，因地制宜，不仅能够有效克服项目化教学中出现的问题，还能够较大程度地提高学生学习的主动性、积极性，帮助学生在走向工作岗位后能创造性的、更好的解决问题，增强就业竞争力。

【参考文献】

[1] 杨安. 塑料成型工艺与模具设计[M]. 北京：北京理工大学出版社，2011

[2] 李奇，朱江峰，张国文. 模具构造与制造[M]. 北京：清华大学出版社，2011

【作者简介】黄淑芳（1984- ），女，广西水利电力职业技术学院讲师，工学硕士，研究方向：材料加工。钟丽珠（1965- ），女，广西水利电力职业技术学院副教授，工程师，研究方向：数控技术，模具设计与制造。

（责编 丁 梦）

具体操作过程如下：加载产品模型；确定模具坐标系；设置收缩率；创建模具工件；修补模型；创建区域和分型线；设计区域；创建分型面；创建型腔和型芯；添加模架；修改动、定模板；添加标准件；设计流道；设计浇口；设计冷却通道；设计滑块/斜销机构；创建模具分解视图等过程。

第三步：校核相关参数与强度。校核内容包括：校核模具与注射机有关的参数和校核模具主要零件的强度和刚度。

第四步：绘制模具工程图。工程图包括：装配图和零件图。

（二）塑料模具制造实施过程

基于工作过程，在完成模具基础理论知识、目标产品和配套模具设计工作之后，开始进入模具制作加工环节。相对设计而言，数控机床操作的危险性比一般普通机床要高，因此在与模具加工制作环节有关的课程中，理论教学将不容忽略，借鉴数控技术专业核心课程数控加工编程与实训一体化教学的方式，本专业学生必须掌握扎实的理论基础才能进行实践操作。在数控加工理论教与学过程中，教师作为讲授编程理论的主体，学生以前期设计的目标产品、型芯、型腔等工作部件作为加工对象，制定相应的工艺路线、填写工艺卡片；在加工制作环节，学生作为产品生产的主体，完成编程、加工、装配、检验等工作，最终实现数控产品的生产。

三、课程整合实践效果与教学反思

目前，项目化教学具有能够把理论知识与实践教学相融合、以学生作为整个教学过程的中心、能够提高学生学习的主动性和积极性等突出特点，受到了许多高职院校的推崇。然而，经过实践后发现，对于塑料成型工艺与模具设计系列课程来说，上述效果并不突出，主要表现在，不能激发学生的独立设计和创新能力；不能形成完整的理论知识体系，知识点凌乱，课程的实践性不明显；设计和标准模块使用的枯燥使得部分学生产生厌学心理，对未来就业定位点不明确甚至丧失信心等方面。

以教师教、学生做为导向，以学生工作能力为培养核心，将有关的专业基础技能课程和专业核心技能课程进行整合，适当调整课程的顺序。在必须掌握基本理论知识基础上，以综合实训环节实现真正的设计工作过程；在制作的工作过程中，打破原有“教师教、学生纯粹模仿制作”的模式，最终使学生能够对塑料成型工艺与模具设计整个知识体系依次获得识记、理解、综合应用等层次的掌握。纵观整个“塑料成型工艺和模具设计制作”教学过程，对于学生而言，是一个建立在完整理论基础上的发现问题、分析问题、解决问题的过程；对教学者而言，在紧随行业发展、合理利用教学资源的基础上，培养了学生的设计能力、思考能力、动手操作能力，因地制宜，不仅能够有效克服项目化教学中出现的问题，还能够较大程度地提高学生学习的主动性、积极性，帮助学生在走向工作岗位后能创造性的、更好的解决问题，增强就业竞争力。

【参考文献】

[1] 杨安. 塑料成型工艺与模具设计[M]. 北京：北京理工大学出版社，2011

[2] 李奇，朱江峰，张国文. 模具构造与制造[M]. 北京：清华大学出版社，2011

【作者简介】黄淑芳（1984- ），女，广西水利电力职业技术学院讲师，工学硕士，研究方向：材料加工。钟丽珠（1965- ），女，广西水利电力职业技术学院副教授，工程师，研究方向：数控技术，模具设计与制造。

（责编 丁 梦）