田 甜

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，湖北武漢 430050）

隨著新技術(shù)的應(yīng)用，塑料制品在使用性能、工藝性能以及價(jià)格等方便都比金屬材料更具優(yōu)勢(shì)，因此塑料制品的應(yīng)用日益廣泛。為順應(yīng)市場(chǎng)需求，國(guó)內(nèi)許多高校機(jī)械類(lèi)的模具專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了“塑料模具設(shè)計(jì)”課程，并將其作為模具專(zhuān)業(yè)的主干、核心課程。該課程具有理論性和實(shí)踐性強(qiáng)、多學(xué)科滲透的特點(diǎn)，綜合性要求比較高，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的難度。純理論的教學(xué)模式會(huì)使學(xué)生覺(jué)得本課程內(nèi)容繁瑣、枯燥乏味，感覺(jué)就是不斷的記憶，逐漸失去了學(xué)習(xí)的信心和耐心。

1 計(jì)算機(jī)對(duì)塑料模具教學(xué)的影響

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及與發(fā)展，給社會(huì)的生產(chǎn)、生活等各方面都帶來(lái)了便利，教育也不例外。各大高校都積極的開(kāi)展基于Internet／Web 的教育研究與應(yīng)用，出現(xiàn)了ppt教學(xué)、視頻教學(xué)、仿真教學(xué)、教學(xué)做一體化等多種教學(xué)方式。由于塑料模具種類(lèi)繁多，每一種模具結(jié)構(gòu)都相當(dāng)復(fù)雜，尤其是應(yīng)用廣泛的注塑模。注塑模的7個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成了復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)，通過(guò)傳統(tǒng)的二維圖片很難表達(dá)清楚［1～2］。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師的教學(xué)手段和學(xué)生的自學(xué)方式都非常重要。但是隨著生源質(zhì)量的下降，學(xué)生的自學(xué)能力有限，為提高學(xué)生的職業(yè)技能，采用什么樣的教學(xué)方式可以幫助學(xué)生更高效率的掌握塑料模具的基礎(chǔ)知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧就是教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。Mold EX-Press軟件就可以解決這些問(wèn)題。

Mold EX-Press軟件是由日本米思米自主研發(fā)的，包含了38萬(wàn)種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)部件，能與很多計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件無(wú)障礙銜接，借助于IGES、STEP等通用的轉(zhuǎn)換文件實(shí)現(xiàn)與CAD 系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，其快速選型和快速出圖的特點(diǎn)，使模具設(shè)計(jì)效率最大能提高一半［3］。通過(guò)在“塑料模具設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)時(shí)結(jié)合該軟件中塑料模具標(biāo)準(zhǔn)部件，不僅能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生潛在的創(chuàng)造性思維，加深學(xué)生對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的理解，更能讓學(xué)生通過(guò)從軟件庫(kù)中調(diào)取零件，清楚地理解塑料模具的各個(gè)結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生進(jìn)行更有效率的學(xué)習(xí)，熟練掌握塑料模具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

2 Mold EX-Press軟件對(duì)“塑料模具設(shè)計(jì)”教學(xué)的作用

2.1 Mold EX－Press軟件有助于學(xué)生加深對(duì)塑料原料的認(rèn)識(shí)

塑料是高分子聚合物，通過(guò)個(gè)體原料的合成或縮合反應(yīng)，由合成樹(shù)脂和添加劑（填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、色料等）組成。在加熱加壓后，可以按照給定的模具形狀自由變形。由于塑料的制造成本低、成型性好、物理，化學(xué)和力學(xué)性能優(yōu)良而得到廣泛的應(yīng)用［4］。在介紹塑料種類(lèi)的時(shí)候，例如聚乙烯（PE），簡(jiǎn)單的物理特征描述之后將P E原料分發(fā)給學(xué)生，通過(guò)嗅覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)認(rèn)識(shí)PE，這樣會(huì)大大提升課堂教學(xué)的效果，也使學(xué)生的認(rèn)識(shí)和理解進(jìn)一步加深。但是塑料的種類(lèi)一多，學(xué)生的記憶就會(huì)混亂，此時(shí)引入Mold EX-Press軟件，再次強(qiáng)化不同塑料的形態(tài)，幫助學(xué)生加深對(duì)塑料原料的認(rèn)識(shí)。

2.2 Mold EX－Press軟件有助于學(xué)生加強(qiáng)對(duì)模具結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)

2.2.1 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)

塑料模具合模時(shí)起導(dǎo)向、定位作用的有導(dǎo)柱、導(dǎo)套和錐面定位兩種機(jī)構(gòu)，用于較小側(cè)應(yīng)力的導(dǎo)柱又細(xì)分為圓柱形導(dǎo)柱和方形導(dǎo)柱，其合模導(dǎo)向方式和過(guò)程、以及應(yīng)用場(chǎng)合等問(wèn)題，用語(yǔ)言或圖示很難表述清楚，而Mold EX-Press軟件中有三維立體模型，可以通過(guò)即時(shí)的旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)等演示，更加生動(dòng)形象地表述清楚。

2.2.2 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)

當(dāng)塑件上出現(xiàn)與脫模方向或者模具的開(kāi)模方向不一致的孔洞或凹凸結(jié)構(gòu)時(shí)，只能通過(guò)側(cè)向分型或側(cè)向抽芯動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此在模具中就需要一定的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的形式多種多樣，常用的有彈簧、斜銷(xiāo)、彎銷(xiāo)、斜槽導(dǎo)板、斜滑塊和齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu)等。為了讓學(xué)生能夠掌握這些復(fù)制機(jī)構(gòu)的工作原理，除了使用圖示講解、視頻演示外，結(jié)合軟件中的標(biāo)準(zhǔn)件，將側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的滑塊、斜導(dǎo)柱、楔緊塊等零件的種類(lèi)、作用、使用場(chǎng)合依次講解，使學(xué)生徹底掌握此機(jī)構(gòu)。

2.2.3 澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)是塑料由注射成型機(jī)噴嘴進(jìn)入型腔的重要通道。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理，直接影響塑料熔體是否可以平穩(wěn)有序地填充型腔，并把壓力均勻傳遞到各個(gè)部分，以獲得致密的塑件。為保證模具與設(shè)備能良好的對(duì)接，模具的澆口套和定位圈與注射機(jī)的噴嘴尺寸要配套。Mold EX-Press軟件中有不同規(guī)格尺寸的澆口套和定位圈，在教學(xué)中引入此模塊，能使學(xué)生了解澆注系統(tǒng)的作用與重要性。

2.2.4 脫模機(jī)構(gòu)塑件冷卻后要脫離型芯，由于熱脹冷縮，塑件與型芯之間存在一定的摩擦力與包緊力，使塑件難以脫離型芯，因此需要塑料模具的脫模機(jī)構(gòu)來(lái)產(chǎn)生的額外的力，當(dāng)此力大于摩擦力與包緊力時(shí)，塑件才能順利脫模。塑料模具中常用的脫模機(jī)構(gòu)有推桿、推管、推件板脫模機(jī)構(gòu)、活動(dòng)鑲件等簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)，還有多種聯(lián)合動(dòng)作的復(fù)合脫模機(jī)構(gòu)和二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)。但無(wú)論哪一種脫模機(jī)構(gòu)都離不開(kāi)推板、推桿固定板、推桿等零件，Mold EX-Press軟件庫(kù)提供了不同規(guī)格尺寸的部件，在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，只要確定尺寸，直接選取即可，不用再耗費(fèi)時(shí)間、精力進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工［5］。

2.2.5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在模塑過(guò)程中，塑料模具是一個(gè)熱交換器，要保持模具自身的熱量的平衡，模具一般應(yīng)該設(shè)置溫控系統(tǒng)，這對(duì)生產(chǎn)效率和制品質(zhì)量都有很大影響。塑料熔體從注入模具時(shí)的200℃降到出模時(shí)的60℃左右，如此大的溫差，僅靠熱傳導(dǎo)是不能實(shí)現(xiàn)的。考慮到冷卻效果與經(jīng)濟(jì)效益，通常用水冷卻模具。一般在型腔、型芯等部位合理的設(shè)置冷卻通道和水孔尺寸，通過(guò)調(diào)節(jié)水流大小及流速來(lái)控制模溫。通過(guò)調(diào)用Mold EX-Press軟件庫(kù)中的水管，結(jié)合成型零件的具體位置，讓學(xué)生理解到冷卻介質(zhì)的流動(dòng)冷卻過(guò)程。

2.2.6 模架

我國(guó)于1988年完成了《塑料注射模中小型模架》和《大型模架》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制訂。其中，周界尺寸范圍≤560mm＊900mm 的為中小型模架，型號(hào)較多，除4種基本型、9 種派生型外，標(biāo)準(zhǔn)中還增加了13種以定模、動(dòng)模座板有肩、無(wú)肩而劃分的模架，總共26種小型模架。周界尺寸范圍為630mm＊630mm～1250mm＊2000mm 的為大型模架，型號(hào)較少，分別是2 種基本型和4 種派生型，共6種大型模架。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，可簡(jiǎn)化模具的設(shè)計(jì)及制造。根據(jù)型腔模板的周界尺寸（長(zhǎng)＊寬）和厚度選擇合適的模架。再結(jié)合壁厚，對(duì)模架進(jìn)行材料去除與添加，達(dá)到合理的布局，完成整套模具的設(shè)計(jì)。

2.2.7 起吊裝置

學(xué)生在實(shí)習(xí)時(shí)經(jīng)常會(huì)問(wèn)到模具側(cè)面的孔是干什么用的，通常老師的解釋是因?yàn)槟＞咛兀环奖氵\(yùn)輸移動(dòng)等操作，用于安裝套繩的。Mold EX-Press軟件庫(kù)中有吊環(huán)等部件，通過(guò)模擬，可以讓學(xué)生在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，不忘設(shè)計(jì)起吊裝置。

3 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)于高職學(xué)生而言，學(xué)好“塑料模具設(shè)計(jì)”不僅需要較好的空間思維能力和豐富的想象能力，在具備熟練的實(shí)踐操作技能后才能設(shè)計(jì)出優(yōu)良的模具。Mold EX-Press軟件的強(qiáng)大功能，對(duì)于模具設(shè)計(jì)人員來(lái)講，節(jié)省了大量的設(shè)計(jì)時(shí)間；對(duì)于模具制造人員來(lái)講，節(jié)約了零部件加工制造的時(shí)間；對(duì)于企業(yè)來(lái)講，縮短了制造周期，提高了模具質(zhì)量，降低模具成本，增加企業(yè)利潤(rùn)。對(duì)于高校而言，在理論教學(xué)時(shí)，結(jié)合Mold EX-Press軟件，了解課本外的新鮮事物，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

1 李姝，周茂軍.塑料成型模具案例庫(kù)的開(kāi)發(fā)［J］.科技與向?qū)В?012（14）：39～40.

2 吉曉莉.“塑料模具設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.理工高教研究，2007（26）：82～83.

3 米思米Mold EX-Press模具設(shè)計(jì)輔助軟件在中國(guó)首發(fā)［J］.模具工程，2012（8）：17.

4 熊偉棠.淺談塑料模具澆道系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.華東科技.2012（9）：282～283.

5 李學(xué)鋒.塑料模具設(shè)計(jì)及制造（第二版）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.