Mold EX－Press軟件在“塑料模具設計”課程教學中的作用

田 甜

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學院機械工程學院，湖北武漢 430050）

隨著新技術(shù)的應用，塑料制品在使用性能、工藝性能以及價格等方便都比金屬材料更具優(yōu)勢，因此塑料制品的應用日益廣泛。為順應市場需求，國內(nèi)許多高校機械類的模具專業(yè)都開設了“塑料模具設計”課程，并將其作為模具專業(yè)的主干、核心課程。該課程具有理論性和實踐性強、多學科滲透的特點，綜合性要求比較高，學生學習起來有一定的難度。純理論的教學模式會使學生覺得本課程內(nèi)容繁瑣、枯燥乏味，感覺就是不斷的記憶，逐漸失去了學習的信心和耐心。

1 計算機對塑料模具教學的影響

計算機網(wǎng)絡技術(shù)的普及與發(fā)展，給社會的生產(chǎn)、生活等各方面都帶來了便利，教育也不例外。各大高校都積極的開展基于Internet／Web 的教育研究與應用，出現(xiàn)了ppt教學、視頻教學、仿真教學、教學做一體化等多種教學方式。由于塑料模具種類繁多，每一種模具結(jié)構(gòu)都相當復雜，尤其是應用廣泛的注塑模。注塑模的7個系統(tǒng)或機構(gòu)組成了復雜的模具結(jié)構(gòu)，通過傳統(tǒng)的二維圖片很難表達清楚［1～2］。在整個教學過程中，教師的教學手段和學生的自學方式都非常重要。但是隨著生源質(zhì)量的下降，學生的自學能力有限，為提高學生的職業(yè)技能，采用什么樣的教學方式可以幫助學生更高效率的掌握塑料模具的基礎(chǔ)知識和設計技巧就是教學的重點、難點。Mold EX-Press軟件就可以解決這些問題。

Mold EX-Press軟件是由日本米思米自主研發(fā)的，包含了38萬種產(chǎn)品標準部件，能與很多計算機輔助設計軟件無障礙銜接，借助于IGES、STEP等通用的轉(zhuǎn)換文件實現(xiàn)與CAD 系統(tǒng)無縫對接，其快速選型和快速出圖的特點，使模具設計效率最大能提高一半［3］。通過在“塑料模具設計”課程的教學時結(jié)合該軟件中塑料模具標準部件，不僅能增強學生學習的興趣，激發(fā)學生潛在的創(chuàng)造性思維，加深學生對標準化的理解，更能讓學生通過從軟件庫中調(diào)取零件，清楚地理解塑料模具的各個結(jié)構(gòu)，幫助學生進行更有效率的學習，熟練掌握塑料模具設計的要點。

2 Mold EX-Press軟件對“塑料模具設計”教學的作用

2.1 Mold EX－Press軟件有助于學生加深對塑料原料的認識

塑料是高分子聚合物，通過個體原料的合成或縮合反應，由合成樹脂和添加劑（填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、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，化學和力學性能優(yōu)良而得到廣泛的應用［4］。在介紹塑料種類的時候，例如聚乙烯（PE），簡單的物理特征描述之后將P E原料分發(fā)給學生，通過嗅覺、視覺、觸覺認識PE，這樣會大大提升課堂教學的效果，也使學生的認識和理解進一步加深。但是塑料的種類一多，學生的記憶就會混亂，此時引入Mold EX-Press軟件，再次強化不同塑料的形態(tài)，幫助學生加深對塑料原料的認識。

2.2 Mold EX－Press軟件有助于學生加強對模具結(jié)構(gòu)的感性認識

2.2.1 導向與定位機構(gòu)

塑料模具合模時起導向、定位作用的有導柱、導套和錐面定位兩種機構(gòu)，用于較小側(cè)應力的導柱又細分為圓柱形導柱和方形導柱，其合模導向方式和過程、以及應用場合等問題，用語言或圖示很難表述清楚，而Mold EX-Press軟件中有三維立體模型，可以通過即時的旋轉(zhuǎn)、移動等演示，更加生動形象地表述清楚。

2.2.2 側(cè)抽芯機構(gòu)

當塑件上出現(xiàn)與脫模方向或者模具的開模方向不一致的孔洞或凹凸結(jié)構(gòu)時，只能通過側(cè)向分型或側(cè)向抽芯動作來實現(xiàn)。因此在模具中就需要一定的機構(gòu)來實現(xiàn)。側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的形式多種多樣，常用的有彈簧、斜銷、彎銷、斜槽導板、斜滑塊和齒輪齒條抽芯機構(gòu)等。為了讓學生能夠掌握這些復制機構(gòu)的工作原理，除了使用圖示講解、視頻演示外，結(jié)合軟件中的標準件，將側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的滑塊、斜導柱、楔緊塊等零件的種類、作用、使用場合依次講解，使學生徹底掌握此機構(gòu)。

2.2.3 澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)是塑料由注射成型機噴嘴進入型腔的重要通道。澆注系統(tǒng)的設計是否合理，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部分，以獲得致密的塑件。為保證模具與設備能良好的對接，模具的澆口套和定位圈與注射機的噴嘴尺寸要配套。Mold EX-Press軟件中有不同規(guī)格尺寸的澆口套和定位圈，在教學中引入此模塊，能使學生了解澆注系統(tǒng)的作用與重要性。

2.2.4 脫模機構(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構(gòu)來產(chǎn)生的額外的力，當此力大于摩擦力與包緊力時，塑件才能順利脫模。塑料模具中常用的脫模機構(gòu)有推桿、推管、推件板脫模機構(gòu)、活動鑲件等簡單脫模機構(gòu)，還有多種聯(lián)合動作的復合脫模機構(gòu)和二級脫模機構(gòu)。但無論哪一種脫模機構(gòu)都離不開推板、推桿固定板、推桿等零件，Mold EX-Press軟件庫提供了不同規(guī)格尺寸的部件，在模具設計的時候，只要確定尺寸，直接選取即可，不用再耗費時間、精力進行設計和加工［5］。

2.2.5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在模塑過程中，塑料模具是一個熱交換器，要保持模具自身的熱量的平衡，模具一般應該設置溫控系統(tǒng)，這對生產(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的200℃降到出模時的60℃左右，如此大的溫差，僅靠熱傳導是不能實現(xiàn)的?？紤]到冷卻效果與經(jīng)濟效益，通常用水冷卻模具。一般在型腔、型芯等部位合理的設置冷卻通道和水孔尺寸，通過調(diào)節(jié)水流大小及流速來控制模溫。通過調(diào)用Mold EX-Press軟件庫中的水管，結(jié)合成型零件的具體位置，讓學生理解到冷卻介質(zhì)的流動冷卻過程。

2.2.6 模架

我國于1988年完成了《塑料注射模中小型模架》和《大型模架》兩項國家標準的制訂。其中，周界尺寸范圍≤560mm＊900mm 的為中小型模架，型號較多，除4種基本型、9 種派生型外，標準中還增加了13種以定模、動模座板有肩、無肩而劃分的模架，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。在模具設計時，選擇標準模架，可簡化模具的設計及制造。根據(jù)型腔模板的周界尺寸（長＊寬）和厚度選擇合適的模架。再結(jié)合壁厚，對模架進行材料去除與添加，達到合理的布局，完成整套模具的設計。

2.2.7 起吊裝置

學生在實習時經(jīng)常會問到模具側(cè)面的孔是干什么用的，通常老師的解釋是因為模具太重，不方便運輸移動等操作，用于安裝套繩的。Mold EX-Press軟件庫中有吊環(huán)等部件，通過模擬，可以讓學生在模具設計的時候，不忘設計起吊裝置。

3 結(jié) 語

對于高職學生而言，學好“塑料模具設計”不僅需要較好的空間思維能力和豐富的想象能力，在具備熟練的實踐操作技能后才能設計出優(yōu)良的模具。Mold EX-Press軟件的強大功能，對于模具設計人員來講，節(jié)省了大量的設計時間；對于模具制造人員來講，節(jié)約了零部件加工制造的時間；對于企業(yè)來講，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。對于高校而言，在理論教學時，結(jié)合Mold EX-Press軟件，了解課本外的新鮮事物，激發(fā)出學生的學習興趣，提高教學效果。

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

2 吉曉莉.“塑料模具設計”課程的教學改革與實踐［J］.理工高教研究，2007（26）：82～83.

3 米思米Mold EX-Press模具設計輔助軟件在中國首發(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)化設計［J］.華東科技.2012（9）：282～283.

5 李學鋒.塑料模具設計及制造（第二版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.