發(fā)布時間：2022-08-10 15:45:18
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的模具設計論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1.1模具結(jié)構及工作原理
根據(jù)上述確定的工藝方案，設計了如圖3所示的落料-沖孔-拉伸復合模。
模具工作過程為:坯料送人，上模下行，落料-拉伸凸凹模6、凹模4及沖孔凸模11、拉伸-沖孔凸凹模13分別與坯料接觸完成落料和沖孔，壓機滑塊繼續(xù)下行，落下的帶孔圓形毛坯隨即被落料一拉伸凸凹模6、拉伸-沖孔凸凹模13的相應拉伸工作部位拉成橢圓，隨著拉伸完成，壓機滑塊上升，拉伸好的半成品橢圓蓋分別被卸料塊12、頂料板14推出各自拉伸工作零件型腔。
圖4為設計的零件整形修邊復合模結(jié)構。
模具置于壓力機工作臺面上，壓機滑塊上升，模具開啟，上、下模脫離接觸，卸料板6通過頂料桿7在壓機彈性緩沖器的作用下上升至凹模4型腔中適當位置。此時，將橢圓蓋半成品置于凹模4型腔中，完成零件的定位。
當壓力機下移，整形凸模or首先進人拉伸好的橢圓蓋半成品內(nèi)腔，隨著壓機滑塊的下行，整形凸模10與凹模4共同作用開始對半成品橢圓蓋的外形進行整形，當卸料板6降至極限，橢圓蓋外形整形完成，此時，斜楔1左右斜面首先與模具中左右布置的四把小切刀8上的斜面接觸，在斜楔11的斜面作用下，小切刀8與凹模4共同作用，將零件端面的廢邊裁剪成兩段，當剪切即將完成時，斜楔n前后斜面隨著壓機滑塊的下行，開始與模具中前后布置的兩把大切刀13上的斜面接觸，在導向桿14的導向作用下，大切刀13開始沿模具前后方向滑移，與凹模4共同作用對橢圓蓋的端面進行前后方向的剪切，直至橢圓蓋前后端面需修邊的廢料被完全裁剪，與零件完全脫離。當壓機滑塊上升，斜楔11前后斜面首先與模具中前后布置的大切刀13上的斜面脫離接觸，大切刀13在彈簧巧彈力作用下沿著導向桿14的導向軌跡得到回復，隨著斜楔1左右斜面與模具中左右布置的四把小切刀8上的斜面脫離接觸，小切刀8在彈簧9彈力作用下沿大切刀上開設的回復軌道也得到回復。當壓機滑塊繼續(xù)上升，整形凸模10離開橢圓蓋的內(nèi)腔，完成切邊的橢圓蓋在頂料桿7的作用下被卸料板6推出凹模4的型腔。至此，零件的切邊工序全部結(jié)束。壓力機轉(zhuǎn)人下一個工作循環(huán)。
1.2設計要點
(1)圖3中的落料一拉伸凸凹模6、拉伸一沖孔凸凹模31具有拉伸、落料或沖孔的雙重作用，件6外圈為落料凸模，內(nèi)型腔為拉伸凹模型腔，件31中的外形為拉伸凸模，內(nèi)孔為沖孔凹模，落料及沖孔部分尺寸分別保證與凹模4、凸模11的單面間隙為.009~0.12mm，拉伸部分保證兩零件間的尺寸單面間隙為3.1~3.2mm。
(2)落料-沖孔-拉伸復合模工作時，須保證拉伸在落料及沖孔完成之后進行，以利于材料拉伸時的有序流動。考慮到裝飾蓋拉伸高度較大，模具中相應的工作零件也較厚，為減少模具材料成本，在其工作零件上設置采用Q253-A制造的墊塊5及下墊塊16來滿足要求。
(3)圖4所示模具中，切刀設計成兩組，一組為小切刀8，另一組為大切刀13。整個零件切邊分兩步完成，即:斜楔11的左右兩斜面首先單獨與4塊小切刀8接觸，對零件長軸方向需裁剪部分進行修邊，同時將廢料切成兩部分，隨后，斜楔1與兩組大切刀13的斜面接觸，推動大切刀13沿零件前后方向滑動，由于小一切刀8分別安裝在兩組大切刀13左右的定位滑槽中，因此也同時、同步隨同大切刀13共同移動，直至將零件橢圓短軸方向的廢邊切除。斜楔11、小切刀8及大切刀12斜面間的角度均取305，以保證相互間斜面對稱一致。
(4)圖4所示模具中，端面切邊間隙由凹模4及整形凸模10的高度控制，切刀與凹模保證間隙.009-0.12mm，若間隙太大，易造成切口不平整，若間隙太小，則會造成切刀的卡滯。
(5)在整形修邊復合模中，大切刀13的前后滑移通過與整形凸模01滑動聯(lián)接的導向桿14進行定位、導向，小切刀8安裝在大切刀13中，其滑移過程中的導向及回復均依靠大切刀13中開設的滑槽提供，大、小切刀滑移后回復的動力分別由各自彈簧9、巧壓縮后儲存的彈力提供。
2結(jié)束語
它能制得外形比較復雜，尺寸比較精確，并且能帶有金屬嵌件的產(chǎn)品，對各種聚合物加工的適應性也強，比較易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)加工。模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備之一，它具有節(jié)能節(jié)材、生產(chǎn)成本底、生產(chǎn)效率高及產(chǎn)品的一致性好等顯著的特點。因而掌握注塑模具的設計方法具有重要的現(xiàn)實意義。在注塑過程中，塑件收縮率的波動及模具制造誤差是影響塑件尺寸精度的主要因素。我們知道，任何一種塑件都會或多或少的要有一定的強度和剛度，為了達到其自身要求的強度和剛度，這就需要塑件要有一定的壁厚。對于同一個塑件，我們設計時，應盡可能設計出相同的壁厚，因為不同的壁厚，它們會因冷卻或固化速度的不同而產(chǎn)生附加應力。熱塑性塑料會在后壁處產(chǎn)生氣泡、縮孔等。誠然，要做到塑件的每一處壁厚都百分百的一樣也是不現(xiàn)實的，但是我們要盡可能做到壁厚大致相同。在注塑過程中，塑料由于熱脹冷縮的緣故，冷卻后會產(chǎn)生收縮而包在型芯上，或由于其粘附的作用，塑件會緊粘在型腔上，從而不便進行脫模。所以，我們要設計出合理的脫模斜度以便于脫模，并且防止在脫模時劃傷、擦毛塑件表面。注射模最終是要安裝在注射機上進行注射成型生產(chǎn)的，所以我們還要處理好注射模與注射機之間的關系。這就要求我們模具設計人員在設計模具之前，不但要知曉注射成型工藝規(guī)格，也應知曉注射機的技術規(guī)范和使用性能，這樣才能使設計出來的注射模能在注射機上正確安裝和使用。模具型腔是成型塑件外表面的模具零件，在生產(chǎn)時，熔體能否充滿模具型腔與注射機的最大注射量是直接相關的，我們在設計模具時應保證注射模內(nèi)所許熔體總量小于注射機實際的最大注射量。
二在注射成型時
當原料以高壓注進型腔內(nèi)時，型腔內(nèi)熔體對模具還具有漲開力，會對模具產(chǎn)生一個撐開的力量，注塑機為了克服這種張開力，會施加給模具一個鎖緊力，這個鎖緊力稱為鎖模力。影響鎖模力的因素主要有兩個。其一是模腔沿模具分型面上的最大投影面積，如果投影面積超過了注射距的允許使用的最大成型面積，則成型過成中將會出現(xiàn)漲模、溢料現(xiàn)象。另一個因素是模腔壓力，模腔的壓力來自熔體流動的阻力，一般來說，模腔壓力在注射壓力的0.4—0.6倍之間。分型面是動模和定模在閉合時接觸的部分，分型面的設計是模具設計成敗的關鍵因素之一，對于分型面的選擇，我們遵循五個利于：利于脫模、利于簡化模具結(jié)構、利于排氣、利于產(chǎn)品質(zhì)量、利于加工。模具的澆注系統(tǒng)是模具設計工作者十分重視的技術問題，澆注系統(tǒng)的設計直接影響著塑料產(chǎn)品的外觀、性能及成型效率。主流道應設計成圓錐形，便于流道凝料的脫出。但錐角要合理，錐角過大會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，反之會使凝料脫模困難。
三設計分流道時
1.開發(fā)理實一體化教學項目
為了推進本課程理實一體化教學，我們采用任務驅(qū)動、項目導向式的教學。圍繞工作項目來組織教學，打亂原有的章節(jié)順序，邊學邊做，邊做邊學，將所學理論與實踐完全融合起來。讓學生在操作過程中掌握理論知識，并學會如何運用專業(yè)知識去分析問題和解決問題。“沖壓工藝與模具設計”教學內(nèi)容主要涉及沖裁模具、彎曲模具、拉深模具設計等內(nèi)容。分析企業(yè)的工作情境與工作流程，構建6個典型項目，每個項目包括若干模塊。
2.實施理實一體化教學
在教學項目的基礎上，進行課程理實一體化教學的實施。本文以項目二沖裁模的設計教學過程實施為典型案例，介紹理實一體化教學模式實施過程。
3.創(chuàng)新理實一體化教學考核評價方法
實施理實一體化教學，必須創(chuàng)新考核評價方法。本課程的考核內(nèi)容主要是對學生的專業(yè)知識、應用能力、動手能力、團結(jié)協(xié)作能力、職業(yè)素養(yǎng)等進行考核。首先，將教學項目實施過程中各模塊的理論知識學習效果納入考核成績，如教師布置的工藝分析、工藝計算、模具零部件設計計算等完成質(zhì)量；其次，將項目實施過程各模塊的實踐操作納入考核成績，如模具拆裝，模具零部件加工，模具裝配，調(diào)試等完成情況；第三，將模具零件加工工藝編制，圖紙完成質(zhì)量和答辯成績納入考核成績；第四，將學生的學習態(tài)度和工作狀況，學習紀律、與同學之間的交流合作等方面納入考核成績。考核過程中采取多元化的評價主體和評價方法，將學生自評、學生互評、教師評價按比例計入成績，這樣既調(diào)動了學生學習的積極性，也保證了成績的客觀公正。
二、課程理實一體化教學模式實踐的幾點體會
1.需要高素質(zhì)的教師團隊
要完成理實一體化教學，必須要有一支精通模具專業(yè)理論知識，而且具有豐富模具制造經(jīng)驗的“雙師型”教師團隊作為保障。首先，要求教師深入模具生產(chǎn)一線鍛煉，積累模具制造經(jīng)驗，了解行業(yè)先進技術及信息；其次，要求教師具有跨學科綜合教學能力。模具設計教學項目的完成涉及多學科教學內(nèi)容，是以學生對“機械制圖”“公差測量”“模具材料”“模具制造”等課程的掌握為基礎的，這要求教師不僅熟悉本學科和本專業(yè)知識，還要了解相鄰學科或?qū)I(yè)領域的發(fā)展狀況。本課程在理實一體教學實施過程中，采取一名專業(yè)教師與兩名實訓教師的組合授課方式。專業(yè)教師負責教學項目中理論知識的講授，并指導學生完成模具設計和圖紙繪制；實訓教師指導學生完成模具零件加工，裝配與調(diào)試。整個教學過程使專業(yè)教師與實訓教師優(yōu)勢互補，發(fā)揮教師團隊的作用。
2.需要突出學生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)
理實一體化教學實施過程中，需要加強學生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，為以后進入模具企業(yè)快速適應崗位要求打下良好基礎。本課程在理實一體化教學實施過程中，教師加強了學生模具零件加工工藝編制能力的訓練，根據(jù)教學項目結(jié)合現(xiàn)有加工設備條件，指導學生制定出合理的加工工藝流程。在模具零件生產(chǎn)過程中，教師嚴格要求學生按模具零件圖和加工工藝流程加工模具零件，確保模具零件的加工精度。整個教學過程與企業(yè)生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，并將教學目標與企業(yè)對人才的需求相統(tǒng)一。
3.需要科學的管理方法
理實一體化教學實踐表明，這種教學模式更能激發(fā)學生的潛能，使學生快速融入教、學、做的過程中，但課堂管理難度較大。在課程實踐操作環(huán)節(jié)，教師需要投入更大的精力，科學管理課堂。首先，確保學生的操作安全問題，操作前對設備線路進行檢查；其次，操作過程的管理，如果學生動手操作加工模具零件，教師指導不及時，可能出現(xiàn)零件加工不合格而報廢，不僅浪費了耗材，也達不到教學目標。此外，應根據(jù)學生的實際能力和個性發(fā)展，因材施教，合理施加壓力，進行適當?shù)囊龑Ш投酱佟?/p>
三、結(jié)語
注塑模具的設計內(nèi)容一般包括注塑模具的概念設計和詳細設計這兩個基本設計。其中注塑模具的概念設計的一般設計內(nèi)容如下：首先了解塑件要求和相關的模具制造條件，然后據(jù)此設計出合理的模具方案，最后結(jié)合客戶要求、成本因素等選擇最佳模具方案。注塑模具的詳細設計的一般設計內(nèi)容如下：首先根據(jù)概念設計的結(jié)果確定所制造的注塑模具的零部件尺寸和注塑模具的細化結(jié)構，然后校核成型的零件和受力零件的強度、剛度等指標。
2注塑模具設計時的考慮因素
注塑模具在設計過程中的考慮因素有很多，這些因素都直接或者間接地影響著注塑模具的質(zhì)量，因此注塑模具設計時一定要全面考慮，不可顧此失彼，這些因素大致可以分為以下四個方面，即注塑模具的材料、制品設計、模具設計以及注塑模具的成型工藝。其中注塑模具的材料選擇是確保注塑模具質(zhì)量的前提條件，因此選擇時要格外注意材料的物理、化學和加工性能，這樣才能設計出合理的模具；制品設計、模具設計是注塑模具制造成功的關鍵，制品設計包括對制品的形狀、尺寸、支撐面、拔模強度、加強筋以及一些結(jié)構（孔、螺紋、圓角等）的設計，要保證制品壁厚的均勻，而模具設計時考慮的因素最多，包括材料性能、結(jié)構、用途、注塑機型號及其工作能力等，這都是注塑模具設計的基礎；注塑模具的成型工藝是是注塑模具制造成功的最終保障，需予以高度重視，需要考慮到料筒、噴嘴和模具的承受溫度、注塑的壓力、注塑過程中的保壓壓力大小和時間、冷卻的時間等因素。
3幾種常用的應用了知識工程的注塑模具設計技術
3.1基于KBE的注塑模具設計技術
KBE技術是一種新興的、開放性的智能研究技術[2]，是注塑模具設計實現(xiàn)智能化的重要手段。基于KBE的注塑模具設計過程中，設計時以知識模型為設計中心，因此構建模具的幾何模型并轉(zhuǎn)化為特征模型顯得尤為重要，在轉(zhuǎn)化過程中要善于利用特征技術，如設計、特征識別等，然后設計系統(tǒng)要綜合考慮用戶需求，進行設計交互，以確定模具的設計參數(shù)等，最后將這些確定的、合理的設計參數(shù)糅合到特征模型中，進而構建出知識模型。該技術的數(shù)據(jù)庫、標準、設計經(jīng)驗等均利用集成工具集成到設計系統(tǒng)中，實現(xiàn)一體化，設計過程便捷，不存在設計瓶頸，提高了注塑模具的設計效率和質(zhì)量。
3.2基于CAD/CAE/CAM技術的注塑模具設計
CAD/CAE/CAM技術的注塑模具設計是基于模具幾何特征和非幾何特征的、在計算機系統(tǒng)的輔助作用下進行注塑模具設計的一種先進的設計技術[3]，在設計過程中模具設計人員要以注塑模具的綜合特性和技術條件為基礎進行模具結(jié)構的方案設計、優(yōu)化和確定，同時還需要分析工藝和力學性能，轉(zhuǎn)化為相關的技術文檔，進而利用信息進行工藝設計和NC編程，并轉(zhuǎn)化為需要的控制信息。該技術的CAD部分主要設計注塑模具的建模、方案設計、零件設計、零件裝配以及模具結(jié)構校核等；CAE部分涉及注塑模具的力學分析、流動分析、冷卻分析等；CAM部分涉及到數(shù)控仿真技術以及數(shù)控程序生成等。利用CAD/CAE/CAM技術進行注塑模具設計可以提高模具設計的精準度和設計效率，保障模具的質(zhì)量，減少注塑模具的制作時間和周期，降低注塑模具的制造成本，提高注塑模具設計人員的興趣和主觀能動性，此外，這也有利于模具企業(yè)的管理。
4結(jié)束語
1.《塑料成型工藝與模具設計》教學當中常用的方法。
在一體化教學的過程中，先以項目教學為主要手段，然后以情境教學為教學目標，明確教學內(nèi)容、學習目標，引導學生學習與技能的訓練。在教學方法上有多種靈活方式，比如：情境教學法、講授法、現(xiàn)場指導教學法及分組討論法等等。分組討論法：是將一組人選集中在一起就某個話題展開討論，最后大家達成一致的結(jié)論。例如：在講解塑料模具結(jié)構的時候，學生們就是采用這種方法將每個部分的名稱一一討論出來。講授法：教師通過口語向?qū)W生傳授知識、培養(yǎng)能力、進行思想教育的方法，在教學方法中應用廣泛，且其他各種方法在運用中常常要與講授法結(jié)合。現(xiàn)場教學：是在自然和社會現(xiàn)實活動中進行教學的組織形式。現(xiàn)場教學既是課堂教學的必要的補充，又是它的繼續(xù)和發(fā)展。借以開闊眼界，激發(fā)學習熱情，培養(yǎng)獨立工作能力，陶冶品德。情境教學法：是指在教學過程中，教師有目的地引入或創(chuàng)設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景，以引起學生一定的態(tài)度體驗，從而幫助學生理解教材，并使學生的心理機能得到發(fā)展的教學方法。例如對于塑模中塑料原材料的講解，老師可以先設計一個場景，讓學生通過視頻中的場景了解一些知識，然后設計疑惑問題，使學生產(chǎn)生興趣，從而引發(fā)學生的情感。
2.《塑料成型工藝與模具設計》編寫一體化教學計劃。
教學計劃是培養(yǎng)人才的一個綱領性文件，是實現(xiàn)培養(yǎng)目標，組織教學活動，體現(xiàn)教育的重要的依據(jù)。我們要以培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)為目的，注重對學生全面素質(zhì)和綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)，增強學生的職業(yè)適應能力。改變傳統(tǒng)授課模式當中的單一性和枯燥性，將理論和實踐有機的集合起來，使學生能夠循序漸進的接受過程。一體化教學計劃避免了重復學習，提高了學習效率，突出了綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)。
3.《塑料成型工藝與模具設計》編寫一體化教學教案。
一體化教學已經(jīng)在中職學校的學習中占主體地位，因此老師編寫的傳統(tǒng)教案也要隨之改變。《塑料成型工藝與模具設計》教案中的所有內(nèi)容必須要以職業(yè)能力為本位，圍繞模具制造額不同崗位，以專業(yè)能力培養(yǎng)為目標，堅持理論知識“必須、夠用”原則，圍繞“設計”“、制造”來編寫，每一個環(huán)節(jié)都必須根據(jù)一個階段的教學目標所涉及的知識為能力體現(xiàn)。
4.《塑料成型工藝與模具設計》教學時間的安排。
在《塑料成型工藝與模具設計》一體化教學的實施過程中，我們不但要考慮到內(nèi)容與教學目標的要求，同時還需要考慮到學校現(xiàn)有的實訓設備、場地以及學生的基本素質(zhì)情況，采用四學時為一個情景教學單元設計教學內(nèi)容，教師“教、學”和“做”的時間多數(shù)情況下是1：1的比例，當然對于難度系數(shù)較大或是學生部容易掌握的內(nèi)容，可以根據(jù)具體的情況進行靈活的調(diào)整。
5.教師在《塑料成型工藝與模具設計》一體化教學過程中分工協(xié)作。
由于《塑料成型工藝與模具設計》一體化教學需要完成“做中學”“、學中做”，所以在教學中必須有良好的團隊分工協(xié)作，才能達到理想的教學目標與教學效果。因此在教學過程中采用了一名主講與一名實訓相組合的授課模式。主講老師主要負責講授基本的理論知識和模具的設計技能，指導學生完成模具的設計；而實訓老師主要是指導和幫助學生實現(xiàn)模具的加工、裝配和調(diào)試等，讓學生能夠正確有效的消化學習的知識點，達到鞏固，加深，掌握的目的。
二、教學效果總結(jié)
拿到產(chǎn)品圖后，馬上對熱水器面殼進行分析。確定螺絲柱的軸線方向為開模方向，有“出熱水”和“進冷水”的凸字的面為前模面方向（定模面），有6根螺絲柱的方向為后模（動模）。考慮到整體的美觀和模具的易加工性，這里整個D字形面可做成一個大的側(cè)向抽芯。經(jīng)過綜合考慮之后，我們向熱水器廠家提出建議：“產(chǎn)品的D形面和后模面假如不是外觀面的話，考慮增加膠位使后模的5處倒扣改成不會倒扣的結(jié)構，從而使模具簡化，成本降低，提高模具的可靠性。”這個建議得到熱水器廠的認可，對我們的建議非常滿意，認為能從客戶角度考慮問題，節(jié)省了不少模具費用，使他們對我廠的技術更加有信心，對這套新產(chǎn)品的順利投產(chǎn)更有把握了，更加堅定了與我們長期合作的信心，達到了雙贏的效果。
2模具設計
2.1模具型腔布局
按要求這套熱水器面殼模具只出一模一件，面殼的上側(cè)面有倒扣，必須采用側(cè)面分型抽芯機構，而且整個側(cè)面都出的斜滑塊20上，所以整個抽芯可以做成后模抽芯。
2.2澆注系統(tǒng)設計
這套模具的澆注系統(tǒng)比較簡單，主流道在模具中心偏左一點的地方，主流道下面就是冷料井和拉桿，分流道比較短，模具采用矩形側(cè)澆口進膠，從產(chǎn)品下方的側(cè)面進膠，因為與客戶溝通過后，知道這一處是在產(chǎn)品的后面，而不是主要外觀面，有澆口痕跡也沒有問題。
2.3頂出機構
這個面殼產(chǎn)品的相對深度不深，塑件包緊動模型芯的力不大，產(chǎn)品內(nèi)部有6支螺柱，那么這套模具就在螺絲柱的下方各裝一支推管13、14、15推出，再加上一些推桿推出即可。
2.4模具結(jié)構
為熱水器面殼模具的裝配圖，模具采用標準模架，考慮到模具尺寸較大，為滿足加工的需求及節(jié)省貴重金屬，型腔、型芯用鑲件設計。為了不增加標準模架的動模板厚度，斜滑塊的導軌塊19也是采用鑲件。這一套模具比較難的地方就是斜滑塊20，考慮到這個模具及斜滑塊比較大，因此用強度較好、節(jié)省空間的斜T形塊22來作側(cè)面抽芯的驅(qū)動元件，抽芯的導軌塊19采用2條T型導軌做為斜滑塊的導軌。從模具立體圖可以看到，斜滑塊的斜面上有3塊方形的板鑲嵌在上面，這3塊板比斜滑塊的斜面要凸出1mm，這使斜滑塊與鎖緊面接觸時，是接觸到這3塊板來壓緊斜滑塊的，其目的一是這3塊板可以用比較耐磨的材料來做，可以承受較大的壓緊力，而且更耐磨，二是斜滑塊上有幾個孔的鑲件，這些鑲件可以用這3塊板來固定，這樣也簡化了模具的結(jié)構。
3結(jié)語
板料放到加熱爐進行加熱，加熱要均勻，溫度達到900℃。通過機器手把加熱好的料片送到帶有冷卻系統(tǒng)的模具中進行沖壓成形，模具閉合后保壓5~10s，使板料在模具內(nèi)快速冷卻淬火（模具的溫度控制在200℃左右范圍內(nèi)），鋼板內(nèi)部組織從奧氏體轉(zhuǎn)化成馬氏體。制件溫度降至80~150℃左右取出。最后用激光切割機切割出最終的制件。采用熱成形技術生產(chǎn)的制件具有強度高、尺寸精度高、成形質(zhì)量好等特點。已經(jīng)廣泛應用于汽車前后保險杠、A柱、B柱、C柱、車頂構架、車底通道框架、儀表臺支架、以及車門內(nèi)板、車門防撞梁等構件的生產(chǎn)。
2某車型B柱熱成形模具設計
2.1制件介紹熱成形制件的主要結(jié)構特征是在沖壓方向上沒有負角，不需要翻邊整形等工序，能夠一次能成形到位，
2.2B柱的熱成形工藝分析
（1）工藝設計。熱成形的工藝一般需要落料、成形、修邊沖孔等工藝，修邊沖孔工序一般采用激光切割的方法實現(xiàn)。成形工序的結(jié)構一般分為上模、下模、壓料芯（或者托料芯），與冷沖壓的成形類似，熱成形制件生產(chǎn)時主要采用高速液壓壓機或者伺服機械壓機，在成形過程中需要一定的保壓時間，生產(chǎn)效率比較低，一般4~6次/min。所以，在工藝設計時一般一模多件，從而提高生產(chǎn)效率。
（2）工藝分析。在工藝設計完成后，要對工藝進行CAE分析。主要應用Autoform、Dynaform等軟件。該B柱是用Autoform軟件分析的。在分析過程中最關鍵的是材料的特性參數(shù)的輸入，由于熱成形制件在成形過程中，內(nèi)部組織由奧氏體轉(zhuǎn)化成馬氏體，材料的機械性能也在不斷的發(fā)生變化。所以，不是一條簡單的特性曲線。為了進行CAE分析，通過實驗，根據(jù)不同溫度、不同微觀組織的變化，將材料參數(shù)簡化成多條特性曲線輸入材料參數(shù)后，要對一些特性參數(shù)及運動過程進行設置。如：室溫為20℃、模具溫度設置90℃、系數(shù)0.4、板料溫度900℃、網(wǎng)格單元采用殼單元及熱傳導率等，設置完成后進行計算。
2.3B柱的熱成形模具設計
（1）模具結(jié)構設計。熱成形的模具是熱成形過程中最重要的設備之一，熱成形模具設計也是熱成形技術的關鍵技術之一。熱成形在生產(chǎn)過程中,由于加熱后的板料在成形過程中會使模具溫度不斷升高，為了把模具溫度控制到一定的范圍內(nèi)，必須對模具進行冷卻。這就需要模具設計時，要設計合理的冷卻管道，通過冷卻水對模具進行冷卻，使模具保持一定的溫度。如圖9所示，是設計完成的某B柱熱成形模具。
（2）模具冷卻系統(tǒng)分析。冷卻系統(tǒng)是熱成形模具設計的重點，也是難點。冷卻系統(tǒng)設計的是否合理直接影響著熱成形生產(chǎn)的品質(zhì)。是某B柱熱成形模具下模的冷卻系統(tǒng)，在設計冷卻系統(tǒng)時，既要保證模具均勻冷卻，也要保證合理冷卻時間，使熱成形板料在冷卻過程中，內(nèi)部組織能夠有效的轉(zhuǎn)化。冷卻系統(tǒng)設計完成后，要對冷卻系統(tǒng)進行CAE分析，對冷卻系統(tǒng)進行優(yōu)化。
3結(jié)論
關鍵詞：項目驅(qū)動法；塑料模具設計；課程教學；實踐能力
1概述
《塑料模具設計》是模具設計與制造專業(yè)的一門專業(yè)技術課，是機械制造類專業(yè)的重點課程，是一門綜合性、實踐性非常強的課程，是培養(yǎng)模具行業(yè)設計、生產(chǎn)、管理等職業(yè)崗位基礎能力的核心課程。目前，絕大部分高校對該課程的教學方法仍然是理論教學與實踐操作分開進行，導致學生沒有真正理解教學內(nèi)容，設計模具時無從下手，教學效果很不理想。教學過程中主要存在問題如下：1.1塑料模具設計課程中模具的外形結(jié)構和開合模動作原理都較為復雜，必須借助先進的教學演示手段，課堂中多采用多媒體和板書相結(jié)合的教學方法，能形象地表達模具的動作和結(jié)構。但模具屬于精密復雜設備，而動畫往往簡化了模具結(jié)構，使得理論教學與實際不符，學生對模具的認識不全面。再者過多模具圖、動畫、文字信息的展示，容易造成滿堂灌的教學現(xiàn)象，未能全面調(diào)動學生的學習主動性和積極性，容易讓學生感覺模具設計原理枯燥，內(nèi)容瑣碎，復雜難記，教學效果欠佳。1.2塑料模具設計教學知識點多，包括塑料材料的選取、塑料件工藝結(jié)構設計、分型面設計，型腔數(shù)目的確定、模具成型零件設計、澆注系統(tǒng)設計、導向機構設計、推出機構設計、冷卻機構設計等。學生難以看出知識點之間的關系，往往學了后面，忘記前面，不能溫故而知新，最終接受的僅是一些零散的知識點，缺乏系統(tǒng)性。1.3教學考核方式是試卷與平時表現(xiàn)相結(jié)合的考察方式。試卷成績占總評成績的70%；平時成績占30%，主要包括出勤、作業(yè)和課上提問，主要是基于課本內(nèi)容的考察，加大了學生對書本的依賴性，難以檢查出學生的動手能力、創(chuàng)新能力以及將所學知識運用于實踐的能力，難以提高學生對模具崗位的適應能力，對今后的就業(yè)會造成一定的影響。面對未來社會對模具行業(yè)人才的要求，如何在傳授知識的同時，提高學生的自學能力和綜合素質(zhì)的，是課程教學改革的一個重要方向。[1][2]
2項目驅(qū)動教學法簡介
項目驅(qū)動法是指將傳統(tǒng)學科體系中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個教學項目，圍繞著項目組織和展開教學，使學生直接參與項目完成教學過程的一種教學方法。項目驅(qū)動法的主要特點在于課程教學始終圍繞著項目進行，重在培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力、獨立獲取信息和自主建構知識的能力。具體說，項目驅(qū)動法就是師生為完成某一具體的任務而展開的教學行動。項目式教學強調(diào)以教案為重點過渡到以完成項目為重點，選取一個典型的項目作為總?cè)蝿肇灤┙虒W的始終，按知識點將總?cè)蝿辗纸鉃槿舾蓚€具體子任務，把課程教學的主要內(nèi)容融入到總?cè)蝿盏母鱾€階段，使教材中各章節(jié)的零散知識有機地聯(lián)系在一起，有利于幫助學生構建完整的知識體系。
3項目驅(qū)動教學法在塑料模具設計教學中的實施
3.1確定項目主題。要根據(jù)教學大綱、課程目標來確定學習領域的主題學習單元。課程項目的設計要貼近企業(yè)，要依據(jù)模具設計的典型工作流程，提高項目實踐性和針對性，又要貼近學校的實際條件，具有可操作性。首先確定能夠達到課程培養(yǎng)目標的綜合性大項目，然后再逐步分解，分解成若干容易操作實施的小項目，小項目通常僅涉及一個單元的主要知識點，制定典型工作任務并實施。[3]本課程確定總項目為“冰箱調(diào)溫旋鈕注塑模具設計”，根據(jù)課程培養(yǎng)目標和各單元知識點將項目內(nèi)容分解如表1。3.2項目活動的展開階段。首先成立項目小組，組長負責編寫小組項目計劃書，分配工作任務。然后制定項目方案，小組成員通過閱讀教材或參考書目自學項目所涉及的理論知識，每個人設計一個方案，以小組討論的方式對每個方案進行評價，最終決策出一個科學、合理的實施方案。之后對實施方案進行任務分解，每個人按照承擔的項目任務工作。項目任務完成后，學生自行檢查，核對。3.3項目活動的展示與評價階段。項目完成后，每組都要進行答辯，可以用PPT、CAD圖紙、手繪圖紙、自制模具等多種方式展示項目成果。項目教學的評價主要看項目工作的完成質(zhì)量，包括教師評價、學習小組評價和自我評價。教師評價以鼓勵為主，以增強學生的信心。學習小組評價內(nèi)容側(cè)重于學生參與項目活動的態(tài)度，學生在項目活動中的合作精神。自我評價以口述或?qū)憰嫘牡玫姆绞剑瑪⑹鰠⑴c項目過程中遇到的困難，獲取成功的思路，采用的方法，收獲的結(jié)論，目的是初步提高學生的科研能力和科技論文寫作能力。其中教師評價占最大比重，以上三部分加權求和后作為本課程成績的一部分。
4項目驅(qū)動教學法效果分析
首先，提高了學生獲取知識的能力。學生在學習和考核過程中處于主動地位，教師僅僅是引導入門，要想解決項目問題，學生必須對課程的基本內(nèi)容和知識點有比較全面的了解，所以學生對知識點的掌握更加牢固，很好地達到了教學目的和要求。其次，通過自行設計和現(xiàn)場操作，提高了學生分析問題、解決生產(chǎn)實際問題的能力。再者，學生以小組為單位共同尋求解決問題的方法，鍛煉和提高了學生的團隊合作能力、技術應用能力。總之，該教學方法的運用保證了教學質(zhì)量，提升了學生的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能，拓寬了學生的就業(yè)面。
作者:李 昕 王澤河 單位:河北農(nóng)業(yè)大學機電工程學院
參考文獻
[1]唐妍.“塑料模具設計”項目化教學改革與實踐[J].科教文匯，2014，（294）：90-91．
