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高職高技模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式的探討
（作者未知） 2010/9/19
【摘 要】在畢業(yè)設(shè)計中，我們可以采取將模具設(shè)計內(nèi)容同CAD/CAM/CAE緊密結(jié)合在一起，學(xué)生通過先進的軟件仿真，可以隨時發(fā)現(xiàn)自己在每一步設(shè)計中的不合理處，會找出各種解決方案使設(shè)計趨于合理。
【關(guān)鍵詞】模具設(shè)計；畢業(yè)設(shè)計；計算機技術(shù)；仿真技術(shù)
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，模具己經(jīng)在我們生活當(dāng)中起了不可替代的作用，我們的生活用品大部分離不開模具，如電腦，電話機，洗衣機，冰箱，杯子等等，另外汽車、摩托車業(yè)是國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，一輛汽車各種各樣的模具就要用到2萬多個。由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進步，對模具人才的要求不斷提高。根據(jù)社會發(fā)展對模具專業(yè)學(xué)生的要求的實際情況，對高職及高技模具專業(yè)方向?qū)W生的畢業(yè)設(shè)計情況進行以下探討。
1.專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標
通過一段時間我們對無錫新區(qū)及周邊的模具企業(yè)進行了比較廣泛的社會調(diào)查，結(jié)果表明，用人單位需要的學(xué)生要有較高的思想道德素養(yǎng)，良好的溝通與團結(jié)協(xié)作能力，理論知識扎實，專業(yè)技能掌握良好，再學(xué)習(xí)能力較強，同時需要學(xué)生掌握一些常用機械專業(yè)外語，有一定的計算機軟件應(yīng)用能力。根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析，我們認為把模具專業(yè)人才培養(yǎng)的規(guī)格定位于：面向各類型企業(yè)，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)，具備機械及各類模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)知識，具有較強的再學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造能力，能在模具生產(chǎn)第一線從事模具設(shè)計制造、技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用研究和經(jīng)營銷售的應(yīng)用型工程技術(shù)和管理人才。
2.計算機技術(shù)在模具中的應(yīng)用領(lǐng)域
高職高技類模具專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計主要應(yīng)從事注射模的設(shè)計與制造。塑料產(chǎn)品從設(shè)計到成型生產(chǎn)是一個十分復(fù)雜的過程，它包括塑料制品設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具加工制造和塑件產(chǎn)出等幾個重要方面。它需要產(chǎn)品設(shè)計師、模具設(shè)計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同工作來完成，它是一個設(shè)計、修改、再設(shè)計的不斷優(yōu)化的過程。傳統(tǒng)的手工設(shè)計已難以滿足市場激烈競爭的需要，而計算機軟件技術(shù)的運用，取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計方式，取得了顯著的經(jīng)濟效益。計算機技術(shù)在注射模中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1）塑料制品的設(shè)計
基于特征的三維造型軟件為設(shè)計者提供了方便快捷的設(shè)計平臺，能根據(jù)塑料制品使用要求、塑料性能的要求、成型的工藝特點、模具結(jié)構(gòu)及制造工藝的要求，生產(chǎn)批量及生產(chǎn)成本等各方面的要求，綜合考慮塑料的力學(xué)、物理、化學(xué)性能、從而把制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)一并計算保存，為后續(xù)的模具設(shè)計和分析打下良好的基礎(chǔ)。
2）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，設(shè)計軟件會提供包括型腔數(shù)目及排列方式、澆注系統(tǒng)、成型部件、冷卻系統(tǒng)、脫模機構(gòu)、側(cè)抽芯機構(gòu)及標準模架等，最后給出全套模具結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。
3）模具開合模運動仿真
注塑模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求各部件運動自如，互不干涉，且對模具零件的順序動作以及行程有嚴格的控制，運用CAD技術(shù)可對模具開模、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(shè)計的不合理處，并及時更正，以減少修模時間。
4）注塑過程數(shù)值分析
塑料在模具模腔中要經(jīng)過流動、保壓和冷卻三個主要階段，其流動、力學(xué)行為和熱行為非常復(fù)雜，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，其預(yù)測結(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(dǎo)意義；同時還可計算模具在注塑過程中最大的變形和應(yīng)力，以此來檢驗?zāi)＞叩膭偠群蛷姸饶芊癖ＷC模具正常工作；對制品可能發(fā)生的翹曲進行預(yù)測可使模具設(shè)計者在模具制造之前及時采取補救措施；分析模壁的冷卻過程，改善制品在冷卻過程中的溫度分布不均勻性。
5）數(shù)控加工
復(fù)雜制品的模具成型零件多采用數(shù)控加工的方法制造，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(guān)曲面的形狀數(shù)據(jù)，以保證加工過程的可靠性，同時還可自動生成數(shù)控線切割指令、曲面的三軸、五軸數(shù)控銑削刀具軌跡等。
目前，國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、UG、SolidWorks等；注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等。應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)和模具生產(chǎn)方式，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了生產(chǎn)成本，強有力地推動了模具行業(yè)的發(fā)展。據(jù)文獻統(tǒng)計，國外采用模具CAD/CAE/CAM技術(shù)可使設(shè)計時間縮短50%，制造時間縮短30%，成本下降10%，塑料原料節(jié)省7%，一次試模成功率提高45%～50%。
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