Pro/E在塑料成型工藝及模具設計教學中的作用

◆張占領

(鄭州科技學院機械工程學院)

Pro/E在塑料成型工藝及模具設計教學中的作用

◆張占領

(鄭州科技學院機械工程學院)

培養(yǎng)服務當?shù)亟洕鐣l(fā)展所需要的應用型人才是當下應用性本科院校所面臨的挑戰(zhàn)，結合塑料成型工藝及模具設計課程的特點，提出走出課堂，進入機房，以三維實體繪圖軟件(Pro/E)模擬實踐的教學模式，能在很大程度上提高學生空間想象力，幫助學生理解模具理論知識，實現(xiàn)理論與實踐相結合并鍛煉解決實際問題的能力。

Pro/E 塑料成型工藝 模具設計

1 引言

Pro/E是美國PTC公司于2010年10月推出三維實體造型設計軟件包。它是整合了PTC公司的三個軟件Pro/Engineer的參數(shù)化技術、CoCreate的直接建模技術和ProductView的三維可視化技術的新型CAD設計軟件包，是PTC公司閃電計劃所推出的第一個產品。它可以針對不同的任務應用將采用更為簡單化子應用的方式，所有子應用采用統(tǒng)一的文件格式以及單一數(shù)據(jù)庫。模具設計人員可以隨時計算出塑料件的表面積、體積、質心，輸入材料密度等還可以算出重量等，在進行數(shù)據(jù)修改時，無論在三維實體造型及裝配、制造或二維工程圖生存上均能自動同步修正，避免發(fā)生人為更改圖紙的疏漏情形，大幅度縮短模具設計周期，設計者可不斷完善模具設計工作，直至加工出合適的模具。Pro/E在功能上完全滿足了現(xiàn)代產業(yè)中產品設計加工中并行工程的需要。

2 傳統(tǒng)塑料成型工藝及模具設計課程教學中存在的問題

2.1 傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式不能體現(xiàn)現(xiàn)代模具技術的發(fā)展

在應用型本科院?，F(xiàn)行的培養(yǎng)計劃中，模具設計課程的總學時一般較少，共課時為40學時左右，除去8～10學時的課程實驗，理論授課學時更少，課堂教學只能見到介紹傳統(tǒng)的模具結構知識，根本沒時間介紹現(xiàn)行的模具行業(yè)情況，而模具行業(yè)是一個需要長期積累經驗的行業(yè)，一般的模具設計人員需學習2～3年，而一名可獨立設計模具的優(yōu)秀設計師，至少需有5年的從業(yè)經驗。由于僅僅非常枯燥的理論學習，沒有直觀的教學方法，很難保證培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

2.2 教學實踐環(huán)節(jié)薄弱

模具設計是多學科的工種，材料、制造工藝、注塑工藝、視圖原理，軟件操作等等，實踐學時少，實踐條件差，甚至很多地方高校沒有模具車間，在實踐教學過程中存在許多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

由于學生沒見過實體模具，對模具方面的感性知識缺失，對模具整體和各個組成部分之間的相互關系及功能都沒有最基本的了解，剛上模具課時不能馬上進入角色，概念模糊，興趣不高，學習效率低下。

在材料的選擇，加工機床的選用等方面不考慮經濟成本，缺乏經濟效益性概念，機加工藝性較差，對材料硬度、表面粗糙度及加工精度等概念比較模糊，在加工方法的選取、機加工藝流程的編制等方面缺乏實踐鍛煉，能力薄弱。

3 Pro/E在塑料模具設計中的作用

3.1 緊跟現(xiàn)代塑料模具行業(yè)的發(fā)展趨勢，使課堂教學更生動

Pro/E軟件是當前模具行業(yè)商用化最好的軟件之一，它操作簡單、功能強大，在產品造型設計、模具設計與制造、機構仿真等方面均有廣泛的應用，學生熟練掌握這款軟件后也能得到用人單位的青睞。將該軟件其運用在模具專業(yè)的教學上，對于培養(yǎng)學習興趣，提高教學品質，特別是提高模具實踐技能，有著很重要的意義。Pro/E的模具設計模塊與零件建模模塊集成在一起，不僅能直接建構起各種復雜塑料件的三維零件圖，而且可以直接利用該零件圖，在設計人員的操作下，自動生成模具的凸凹模，再利用Pro/E提供的注塑模具設計專家(EMX)模塊提供的標準模架及模具安裝標準件，能快速進行模具設計與組裝，再結合塑料顧問(Plastic Advisor)模塊模擬澆注系統(tǒng)充型，優(yōu)化澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)設計，有利于縮短模具設計周期。

3.2 彌補空間想象力不足的缺陷，更好理解塑料模具結構

模具設計是一門實踐性很強的專業(yè)課程，學生必須先修機械制圖或畫法幾何等課程，然而很多學生空間想象能力較弱，很難快速將平面二維模具結構圖形轉換成空間三維實體并在大腦中成像，對空間三維實體在平面上如何投影也是難以理解，Pro/E軟件提供了一種全新的在課堂教學中便捷有效的方法和手段，從而幫助學生在空間三維和平面二維之間的建立溝通的橋梁。

采用Pro/E裝配模塊完成塑料模具三維裝配圖后，學生可以通過縮放、翻轉、生成爆炸視圖等，了解所設計模具的結構，詳細檢查是否出現(xiàn)結構干涉及其他不合理的地方，隨時進行模具細節(jié)的修改，也可以模具裝配關系進行動態(tài)仿真，通過實體模型和動態(tài)仿真，能使學生能夠更直觀地體會真實的三維立體的形狀、結構與相對位置，等確認無誤后，能夠很方便地生成模具裝配二維工程圖，如果想利用熟悉的AUTO CAD軟件進行編輯，可以通過Pro/E工程圖轉化成AUTO CAD能識別的格式，以方便模具設計工作。

3.3 彌補實踐教學的缺陷，理論與實踐相結合

模具設計這門課學完之后，每個學生應該自己動手拆裝或設計數(shù)副模具，但由于各種條件所限，很多地方性高校很難保證每個學生都有這樣的機會，這時，就可以利用Pro/E軟件來模擬整個設計和開模過程，較好地彌補實踐教學的不足，能將理論與實踐有機結合起來，做到學以致用。

4 結束語

運用Pro/E軟件的強大功能進行模具專業(yè)相關課程的輔助教學，對學生的空間想象能力的提高和對課程內容的理解和掌握有很大幫助，學生解決實際問題的能力既得到了鍛煉，學習的積極性和創(chuàng)造性也因此被極大地調動了，同時，當實訓條件欠缺的情況下，可運用Pro/E軟件功能來代替和模擬部分模具設計與制造實訓教學，提高教學效率，提升學生的實踐技能。

[1]曹田，任琳. Pro/E在理論與實踐一體化教學中的作用[J].高教學刊，2015，(16)：160-164.

[2]汪定妮.《塑料成型工藝與模具設計》課程教學中的三維軟件應用 [J].軟件導刊(教育技術)，2014，(6)：82-83.

[3]孟廣斐，何呈娟. PRO/E在模具設計教學中的應用與研究[J].職業(yè)，2013，(5)：115-116.

鄭州地方高校技術技能名師工作室。