Pro/E在塑料成型工艺及模具设计教学中的作用

◆张占领

(郑州科技学院机械工程学院)

Pro/E在塑料成型工艺及模具设计教学中的作用

◆张占领

(郑州科技学院机械工程学院)

培养服务当地经济社会发展所需要的应用型人才是当下应用性本科院校所面临的挑战，结合塑料成型工艺及模具设计课程的特点，提出走出课堂，进入机房，以三维实体绘图软件(Pro/E)模拟实践的教学模式，能在很大程度上提高学生空间想象力，帮助学生理解模具理论知识，实现理论与实践相结合并锻炼解决实际问题的能力。

Pro/E 塑料成型工艺 模具设计

1 引言

Pro/E是美国PTC公司于2010年10月推出三维实体造型设计软件包。它是整合了PTC公司的三个软件Pro/Engineer的参数化技术、CoCreate的直接建模技术和ProductView的三维可视化技术的新型CAD设计软件包，是PTC公司闪电计划所推出的第一个产品。它可以针对不同的任务应用将采用更为简单化子应用的方式，所有子应用采用统一的文件格式以及单一数据库。模具设计人员可以随时计算出塑料件的表面积、体积、质心，输入材料密度等还可以算出重量等，在进行数据修改时，无论在三维实体造型及装配、制造或二维工程图生存上均能自动同步修正，避免发生人为更改图纸的疏漏情形，大幅度缩短模具设计周期，设计者可不断完善模具设计工作，直至加工出合适的模具。Pro/E在功能上完全满足了现代产业中产品设计加工中并行工程的需要。

2 传统塑料成型工艺及模具设计课程教学中存在的问题

2.1 传统人才培养模式不能体现现代模具技术的发展

在应用型本科院校现行的培养计划中，模具设计课程的总学时一般较少，共课时为40学时左右，除去8～10学时的课程实验，理论授课学时更少，课堂教学只能见到介绍传统的模具结构知识，根本没时间介绍现行的模具行业情况，而模具行业是一个需要长期积累经验的行业，一般的模具设计人员需学习2～3年，而一名可独立设计模具的优秀设计师，至少需有5年的从业经验。由于仅仅非常枯燥的理论学习，没有直观的教学方法，很难保证培养目标的实现。

2.2 教学实践环节薄弱

模具设计是多学科的工种，材料、制造工艺、注塑工艺、视图原理，软件操作等等，实践学时少，实践条件差，甚至很多地方高校没有模具车间，在实践教学过程中存在许多问题，主要表现在以下几个方面：

由于学生没见过实体模具，对模具方面的感性知识缺失，对模具整体和各个组成部分之间的相互关系及功能都没有最基本的了解，刚上模具课时不能马上进入角色，概念模糊，兴趣不高，学习效率低下。

在材料的选择，加工机床的选用等方面不考虑经济成本，缺乏经济效益性概念，机加工艺性较差，对材料硬度、表面粗糙度及加工精度等概念比较模糊，在加工方法的选取、机加工艺流程的编制等方面缺乏实践锻炼，能力薄弱。

3 Pro/E在塑料模具设计中的作用

3.1 紧跟现代塑料模具行业的发展趋势，使课堂教学更生动

Pro/E软件是当前模具行业商用化最好的软件之一，它操作简单、功能强大，在产品造型设计、模具设计与制造、机构仿真等方面均有广泛的应用，学生熟练掌握这款软件后也能得到用人单位的青睐。将该软件其运用在模具专业的教学上，对于培养学习兴趣，提高教学品质，特别是提高模具实践技能，有着很重要的意义。Pro/E的模具设计模块与零件建模模块集成在一起，不仅能直接建构起各种复杂塑料件的三维零件图，而且可以直接利用该零件图，在设计人员的操作下，自动生成模具的凸凹模，再利用Pro/E提供的注塑模具设计专家(EMX)模块提供的标准模架及模具安装标准件，能快速进行模具设计与组装，再结合塑料顾问(Plastic Advisor)模块模拟浇注系统充型，优化浇注系统及冷却系统设计，有利于缩短模具设计周期。

3.2 弥补空间想象力不足的缺陷，更好理解塑料模具结构

模具设计是一门实践性很强的专业课程，学生必须先修机械制图或画法几何等课程，然而很多学生空间想象能力较弱，很难快速将平面二维模具结构图形转换成空间三维实体并在大脑中成像，对空间三维实体在平面上如何投影也是难以理解，Pro/E软件提供了一种全新的在课堂教学中便捷有效的方法和手段，从而帮助学生在空间三维和平面二维之间的建立沟通的桥梁。

采用Pro/E装配模块完成塑料模具三维装配图后，学生可以通过缩放、翻转、生成爆炸视图等，了解所设计模具的结构，详细检查是否出现结构干涉及其他不合理的地方，随时进行模具细节的修改，也可以模具装配关系进行动态仿真，通过实体模型和动态仿真，能使学生能够更直观地体会真实的三维立体的形状、结构与相对位置，等确认无误后，能够很方便地生成模具装配二维工程图，如果想利用熟悉的AUTO CAD软件进行编辑，可以通过Pro/E工程图转化成AUTO CAD能识别的格式，以方便模具设计工作。

3.3 弥补实践教学的缺陷，理论与实践相结合

模具设计这门课学完之后，每个学生应该自己动手拆装或设计数副模具，但由于各种条件所限，很多地方性高校很难保证每个学生都有这样的机会，这时，就可以利用Pro/E软件来模拟整个设计和开模过程，较好地弥补实践教学的不足，能将理论与实践有机结合起来，做到学以致用。

4 结束语

运用Pro/E软件的强大功能进行模具专业相关课程的辅助教学，对学生的空间想象能力的提高和对课程内容的理解和掌握有很大帮助，学生解决实际问题的能力既得到了锻炼，学习的积极性和创造性也因此被极大地调动了，同时，当实训条件欠缺的情况下，可运用Pro/E软件功能来代替和模拟部分模具设计与制造实训教学，提高教学效率，提升学生的实践技能。

[1]曹田，任琳. Pro/E在理论与实践一体化教学中的作用[J].高教学刊，2015，(16)：160-164.

[2]汪定妮.《塑料成型工艺与模具设计》课程教学中的三维软件应用 [J].软件导刊(教育技术)，2014，(6)：82-83.

[3]孟广斐，何呈娟. PRO/E在模具设计教学中的应用与研究[J].职业，2013，(5)：115-116.

郑州地方高校技术技能名师工作室。