模具專業(yè)畢業(yè)設計模式的實踐與探討
1 引言
模具是一種技術(shù)密集减少、資金密集型產(chǎn)品,在我國國民經(jīng)濟巾的地位也非常重要。模具工業(yè)已被我國正式確定為基礎產(chǎn)業(yè)絮短,并在“十五”中列為重點扶持產(chǎn)業(yè)江兢。由于新技術(shù)、新材料饶饿、新工藝的不斷發(fā)展观哲,促使模具技術(shù)不斷進步,對人才的知識侮捷、能力担戏、素質(zhì)的要求也在不斷提高。
根據(jù)社會發(fā)展對模具專業(yè)學生的新要求以教學生的實際情況偶画,探圳大學工程技術(shù)學院對99級模具設計方向?qū)W生的畢業(yè)設計的進行了較大的改節(jié)堵生,并取得了較好的效果。
2 模具專業(yè)學生培養(yǎng)目標
深圳大學模具設計專業(yè)隸屬于深圳大學工程技術(shù)學院機械制造及其自動化專業(yè)祟期,主要是從事注射模的設計與制造钾士。為了明確本方向的培養(yǎng)目標,我們對珠江三角洲希弟,特別是深圳周邊地區(qū)模具企業(yè)進行了比較廣泛的社會調(diào)查应揉,調(diào)查結(jié)果表明,用人單位要求畢業(yè)生有較高的思想品質(zhì)和道德修養(yǎng)洞枷,愛崗敬業(yè)和較好的與人協(xié)調(diào)共事能力诺舔,要求畢業(yè)生基礎理論扎實,著重基本技能的掌握和再學習能力备畦,要求畢業(yè)生熟練掌握外語低飒,有一定的計算機軟件應用和開發(fā)能力。
根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析懂盐,我們把模具專業(yè)人才培養(yǎng)的規(guī)格定位于:面向各類型企業(yè)褥赊,培養(yǎng)愛崗敬業(yè),具備機械及各類模具設計與制造基礎知識莉恼,具有較強的再學習能力和創(chuàng)造能力拌喉,能在模具生產(chǎn)第一線從事模具設計制造、技術(shù)開發(fā)俐银、應用研究和經(jīng)營銷售的應用型工程技術(shù)和管理人才尿背。據(jù)此把拓寬專業(yè)口徑,課程體系合理悉患,教學內(nèi)容優(yōu)化残家、實驗研究能力強,社會適應面寬售躁,作為本方向教學的基本指導思想闸骨,將模具設計理論、實踐與及計算機應用融合為一體缰鹏。
3 計算機技術(shù)在注射模中的應用領域
塑料產(chǎn)品從設計到成型生產(chǎn)是一個十分復雜的過程奔祟,它包括塑料制品設計鬓惶、模具結(jié)構(gòu)設計、模具加工制造和塑件生產(chǎn)等幾個工要方面翎丢。它需要產(chǎn)品設計師.模具設計師庞炕、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力來完成,它是一個設計量懂、修改盒俏、再設計的反復迭代、不斷優(yōu)化的過程仿竣。傳統(tǒng)的手工設計已越來越難以滿足市場激烈競爭的需要敷主。計算機技術(shù)的運用,正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設計方式氢觉,并取得了顯著的經(jīng)濟效益幸亭。計算機技術(shù)在注射模中的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)塑料制品的設計:基于特征的三維造型軟件為設計者提供了方便的設計平臺,而且制品的質(zhì)量症概、體積等各種物理參數(shù)為后續(xù)的模具設計和分析打下了良妤的基礎蕾额。
(2)結(jié)構(gòu)分析:利用有限元分析軟件可以對制品的強度、應力等進行分析彼城,改善制品的結(jié)構(gòu)設計诅蝶。
(3)模具結(jié)構(gòu)設計:根據(jù)塑料制品的形狀、精度精肃、大小秤涩、工藝要求和生產(chǎn)批量帜乞,模具設計軟件會提供相應的設計步驟司抱、參數(shù)選擇.計算公式以及標準模架等,最后給出全套模幾結(jié)構(gòu)設計圖黎烈。
(4)模具開合模運動仿真:運用CAD技術(shù)可對模具開模习柠、合模以及制品被推出的全過程進行仿真,從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設計的不合理處照棋,并及時更正资溃,以減少修模時間。
(5)注射過程數(shù)值分析:采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動與保壓過程烈炭,其結(jié)果對改進模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重要的指導意義走柠,同時還可檢驗模具的剛度和強度、制品的翹曲性卫道、模壁的冷卻過程等括者。
(6)數(shù)控加工:利用數(shù)控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實時加工過程并顯示有關曲面的形狀數(shù)據(jù),同時還可自動生成數(shù)控線切割指令秒勿、曲面的三軸脂挥,五軸數(shù)控銑削刀具軌跡等拔怜。
目前,國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E骑枯、I-DEAS盏踢、UGⅡ、SolidWorks等涡税;結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC赐杏、Analysis等;注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等醇锌;數(shù)控加工軟件有MasterCAM溯剑、Cimatron等。
4 模具專業(yè)畢業(yè)設計模式
模具專業(yè)的學生要求綜合知識和實踐能力較強蚜枢,它既是學生大學四年所學的機械制圖缸逃、工程材料、公差配合與技術(shù)測量厂抽、塑料成型工藝與設備等技術(shù)基礎課需频、專業(yè)課的綜合應用,又需要學生了解大量的實踐經(jīng)驗筷凤。
通過畢業(yè)設計昭殉,應使學生在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉:①塑料制品的設計及成型工藝的選擇;②一般塑料制品成型模具的設計能力藐守;③塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進挪丢、塑料模具結(jié)構(gòu)改進設計的能力;④了解模具設計的常用商業(yè)軟件以及同實際設計的結(jié)合卢厂,
以往的畢業(yè)設計嚴格來說只能算是模具設計這門課的課程設計乾蓬;老師指定一個塑料產(chǎn)品,有時甚至連產(chǎn)品模型圖都交給學生慎恒,學生按照諜本上的模具設計步驟一步步做下去任内,由于沒有實踐經(jīng)驗,學校也不可能將學生的設計變成實際產(chǎn)品庸灶,因此腐熊,設計的合不合理,學生不知道窘携,即使有經(jīng)驗的老師指不出不合理處冒瞎,學生也沒有感性認識,只能是紙上談兵杀终。學生踏人社會洛怠,從事實際產(chǎn)品設計,往往會發(fā)現(xiàn)無從下手仔醒,即使設計出來也是廢紙一張版叁,通常都要通過1到2年的時間才能入門劳诽。因此,學生常會感嘆:在學校什么也沒學到這不能不說是我們教育的失敗敲侧。
為了改變這種狀況定歧,在99級的畢業(yè)設計中,我們采取將模具設計內(nèi)容同CAD/CAM/CAE緊密結(jié)合在一起僻匿,學生通過先進的軟件仿真官地,可以隨時發(fā)現(xiàn)自己在每一步設計中的不合理處,會找出各種解決方案讓設計趨于合理烙懦,同時掌握了最先進的設計驱入,加上及分析技術(shù),提高了學生的學習興趣和創(chuàng)新能力氯析,使畢業(yè)設計真正成為了學生實際工作前的一次全過程模擬亏较。
為了保證畢業(yè)設計的質(zhì)量,我們專門成立了一個 由4名老帥組成的模具設計指導小組掩缓,每個老師負責設計流程的一個步驟雪情。此次參加模具設計畢業(yè)課題的學生共15人,我們分成5組你辣,每組3人巡通。
首先在布置畢業(yè)設計題目時,不給出具體的塑件制品舍哄,只是告訴學生要做一個開關按鈕宴凉,學生根據(jù)自己的興趣,確定自己的設計產(chǎn)品:游戲機手柄按鈕表悬、眼鏡盒開關按鈕蓄帐、電燈墻壁開關按鈕以及鼠標按鈕等。通過市場調(diào)研敞冤、查閱大量的文獻資料类紧,確定自己塑件的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。采用三維造型軟件Pro/E設計出塑件的內(nèi)外結(jié)構(gòu)崭甩,用AutoCAD繪出二維圖,在結(jié)構(gòu)設計過程中悉砌,運用結(jié)構(gòu)分析軟件MSCPatran分析按鈕受力后的結(jié)構(gòu)強度有愚、剛度及應力等,對結(jié)構(gòu)進行不斷修正符晃,學生會發(fā)現(xiàn)機械設計叔抡、工業(yè)產(chǎn)品設計、材料力學绒双、理論力學等課程的知識在這個階段都有所體現(xiàn)躬源,對以前所學課程也是一個綜合應用的過程脖嗽。
塑料制品設計完成后,進行模具結(jié)構(gòu)設計拆座,采用的是Prom/E下的模具設計模塊對產(chǎn)品建立工件進行分型主巍、分割、抽取得到型芯挪凑、型腔文件孕索;通過專家模座系統(tǒng)EMX(Pro/E,系統(tǒng)外掛程序之一)建立標準模座零件及滑塊、斜銷等其它附件躏碳。這個過程實際上并沒有結(jié)束搞旭,它要同后續(xù)的注塑過程數(shù)值分析緊密聯(lián)系起來,所采用的注射流動分析軟件是MoldFlow菇绵,根據(jù)熔體在澆注系統(tǒng)和型腔中的流動過程的動態(tài)圖肄渗,改進模具澆注系統(tǒng)、調(diào)整注射工藝參數(shù)咬最,使模具各系統(tǒng)的設計達到最佳恳啥。圖4為分析出的最佳澆注位置以及采用圓形排列的流道方式進行注塑,最后注塑出來的結(jié)果丹诀。
模具結(jié)構(gòu)完成后近沐,進行數(shù)控加工娶讽,我們采用的是MasterCAM8.0加工軟件,完成模具的虛擬加工過程,并自動編制數(shù)控加工的NC代碼贱起,利用仿真模塊可以查看加工完后工件的合理性。
最后學生要提供詳細的設計說明書以及完整的二維蚤岗、三維圖紙扳啃。在論文撰寫階段和答辯過程中,學生還采用了ACDSee圖像軟件墅轩,用來截取設計圖像并輔助介紹整個設計過程坚哲;采用Office軟件用來做文字的處理,寫出分析報告付昧。
每位學生在整個設計完成后御欢,都必須對自己的沒計 過程及結(jié)果做一個總結(jié),提出本設計的創(chuàng)新與特色在何處严齿。例如在建模部分或流道設計部分升碱,同時也要考慮設計中存在問題以及相應的解決方法,從大多數(shù)學生的總結(jié)來看骄闺,學生迫切體會到了實踐經(jīng)驗的欠缺是酣,因此,在下一屆學生的畢業(yè)設計中我們力爭多請企業(yè)的設計人員同學生交流,多讓學生接觸到實際的設計黄刚、生產(chǎn)過程捎谨,
至此,學生完成了一個項目的全過程:塑料制品設計--模具設汁--模具加工.學生可以在計算機上看到自己設計憔维、加工出來的最終產(chǎn)品涛救,體會到成功的感覺。
5 結(jié)束語
通過對此次畢業(yè)設計模式的改革埋同,學生既對大學四年課程的學習做了—個總結(jié)州叠,同時又掌握了最流行的、同社會實際最靠近的設計凶赁、加工方法咧栗。因此,本屆模具專業(yè)方向的畢業(yè)生受到了社會的歡迎虱肄,深圳某大型臺資公司模具部一次意愿接受本校的畢業(yè)生5名.取得了很好的社會效益致板。
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