《塑料成型工艺与模具设计》课程设计教改的探讨＊

时间：2024-08-31

夏卿坤，李国锋，刘煜，宋祝昕

(长沙大学机电工程系，湖南长沙 410003)

夏卿坤，李国锋，刘煜，宋祝昕

(长沙大学机电工程系，湖南长沙 410003)

课程设计是教学过程中重要的实践教学环节，对现行的《塑料成型工艺与模具设计》课程设计现状进行了分析，做好设计前期安排、设计中期的质量进度控制和设计后期的考核管理工作，是保证课程设计质量的有效途径和方法.

塑料成型工艺与模具设计;课程设计;教学改革

《塑料成型工艺与模具设计》课程设计是我校材料成型及控制工程专业必修的实践性教学内容，是安排在修完该课程之后的一次综合性实际演练.其目的是应用所学课程的基本理论和基本技能，在教师指导下进行设计训练的实践教学环节，培养学生综合运用所学知识的能力，熟悉设计工作程序，设计方案的分析论证、计算、结构设计、资料运用以及机械制图等方法，并初步培养学生正确的设计思想和良好的工作作风［1－3］.该课程设计为第七学期期末，临近期末考试及考研时间.第七学期由于学生忙于应聘、忙于期末复习、部分学生忙于考研，这样不能投入足够的时间，使设计时间大打折扣，学生急于完成，没有足够的思考时间，过分依赖课程设计指导书，甚至出现雷同、抄袭现象等.目前该课程设计中还有一个较突出的问题就是“学生精力投入不足”.那么如何调动学生的积极性和主动性，使其较好地独立完成课程设计任务，达到教学目标，就是指导教师目前面临的最大难题.笔者在指导该课程设计过程中，就如何提高课程设计质量谈几点粗浅的看法.

1 做好课程设计前的准备工作

1.1 做好选题工作

课程设计的选题是课程设计指导中最重要的一个环节，为此，在选择课题时应明确培养目标的定位［4，5］，塑料模具设计课程设计的课题就要围绕专业课知识的综合应用，通过塑件成型工艺性分析、分型面的选择及浇注系统的确定、模具设计方案的论证、主要零部件的设计计算、塑料模具结构的设计、查阅有关标准和规范以及编写设计说明书等，掌握塑料模具的设计内容、步骤和方法以及塑料模具设计的一般规律，强化学生分析问题和解决问题的能力，为毕业设计打好基础;其次，选题的难度和工作量应适中，既要使学生在做课程设计的过程中尽可能多地运用所学的专业知识和技能，又要考虑学生的设计设计水平和设计速度，确保学生能按时、按质、接量地完成设计任务;选题应要求综合考虑生产实际及经济条件，合理选择注射成型设备并设计合适的模具结构、型腔布局和浇注系统、温度控制系统、排气系统等.

1.2 尽早布置任务，明确课程设计工作内容

尽管课程设计是在理论课程完成之后进行，但完全可以结合理论课授课过程中讲清课程设计的要求，提前下发课程设计任务书，从而改变以往课堂教学结束后，再把课程设计的任务布置下去，然后给学生三周的时间进行集中设计的做法.同时在给学生布置任务时，要尽可能的详细，给出每天要完成的工作进度和设计的步骤.根据以往的经验是部分学生时间观念不强，前期懒散方案进度缓慢，致使大半时间白白的浪费，最终导致按质完成没时间，按时完成没质量的现象.为了使学生在规定时间内完成从模具总体方案到总图、成型零件图的绘制以及说明书的撰写等，并且还要保证质量，所以尽早让学生了解课程设计的内容，明确设计任务.同时，还可以利用生产实习的机会，在实习现场让他们了解一套模具从设计到加工到装配、调试，直到注塑出成品的一整套流程，利用设计课题对模具工作过程及详细结构有进一步的了解.

2 加强过程管理，严把质量关

过程管理的规范化决定了课程设计的高质量，为了保质、保量和按时完成课程设计任务，应严格控制课程设计进度计划.为保证学生能按进度计划做课程设计，教师在指导过程中要严格把关，及时检查督促.

2.1 引导学生尽快进入设计主题

在落实设计任务的基础上，进一步收集、整理、分析、消化相关塑料制品件设计、物料特性、成型工艺、成型设备等原始资料，以备设计模具时使用.主要进行塑料制品件的分析，了解塑件结构、材质、用途、用法、使用环境等使用要求，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求;塑件材质及工艺分析，了解塑件成型所用塑料材料的种类、规格、组成、性能特点，特别是流动性、结晶性、收缩取向等原料性能资料，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数.根据塑料制件的用途，分析成型材料是否满足染色、镀金属、装饰性能、必要的弹性和塑性、胶接性或者焊接性等要求.此外还要熟知拟用注塑成型设备的性能、规格、特点.初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用.总之，在课程设计一开始，让学生尽快进入设计主题，利用课程设计指导书，一步一步踏实地进行前期设计工作，每天必须保证完成设计任务书中规定的任务.这样才能保证有充足的时间完成整个设计任务，避免出现前松后紧的情况，从而避免因为时间紧迫造成的抄袭、照搬现象，从而保证了课程设计的质量.

2.2 把握全局提高综合设计能力

在设计过程中，针对学生较多的情况，我们按课题分组设计，虽然塑件的尺寸和材料各不相同，但总体方案是可以相互借鉴的.在每5人分成一个小组，并指定小组长，小组成员在一起互相讨论，互相学习，遇到问题时可以先小组里讨论解决，这样可以提高大家的思考能力，在设计中融入自己的思想和想法，并且可以互补长短.在小组中得不到解决的问题，总结出来由小组提出.这样虽然学生人数多，但是在小组讨论中就能解决很多问题，教师指导起来针对性就会加强.在设计过程中，学生的思考问题能力和综合设计能力，都会得到很大的锻炼和提高，为以后的毕业设计打下良好的基础.

2.3 加大指导工作力度，强调难点和细节

我们选派了四位指导教师，每天有一位教师每天上午下午在指定的课程设计教室随时解决学生在设计过程中出现的问题.在模具设计过程中，首先，根据对塑件、材料、设备等设计要求，构思模具总体结构.然后，通过设计计算，分系统分别细化、优化各部分设计，确定模具结构参数和加工、装配等要求.这涉及模具结构及模具各个系统的类型、参数及相互关系的确定，其影响因素很多且互相交叉，情况复杂多变，必须综合考虑.

在设计过程中，对学生历年来经常会出现错误的地方，这些主要包括总体方案选择、成型零件选材与热处理以及机械制图方面的问题，重点指导并要求他们及时改正.比如在成型零件的选材与热处理工艺时，很多同学由于对这部分知识掌握不够好，且没有实际经验，曾经出现选Q235钢而热处理淬火硬度为HRC50等技术要求，又如在机械制图方面模具总装图的表达不清等，强调模具总装图应表明模具各部分结构组成、零件构成及相互关系，模具上的所有零件都必须在图上表达出来，可不表达详细结构，但头脑中必须有明确的结构参数，对非标零件还要考虑模具零件的加工工艺要求.在指导过程中，专门对相关部分知识进行补充和讲解，减少出现错误，为以后的毕业设计打下良好的基础.

3 完善课程设计考核方法

课程设计的考核方法对于调动学生的积极性、主动性和提高课程设计的质量也非常重要.要按课程的目的要求，突出学生独立解决工程实际问题的能力和创新性.指导教师可以通过答辩形式，让学生先陈述自己设计中的思路及得失，这样不仅可以增加学生与教师交流的机会，学生还会很清晰的明白自己设计的成果当中存在的优缺点，以利于下一步的学习，有条件的还可以选择比较好的少部分设计成果进行班级内公开展示和答辩，这样既增加了学生表达自己设计的机会，同时一些好的想法和经验也会被其他人所借鉴，产生一些现场的互动，可以极大的增强学生学习专业的兴趣.考核应该力求公平、公开、全面、合理，不仅要考核学生课程设计成果的质量，还要考查学生平时表现和实际完成部分，主要从四个方面进行考核:设计说明书质量，包括概念掌握情况、计算准确性、说明书的结构、条理性等;设计图纸质量，包括图面整洁性、布局合理性、尺寸标注规范性等;设计期间表现，包括学习态度、出勤率、提出问题等;设计答辩情况，包括自述表达情况和问题回答的完整性、准确性等.课程设计成绩根据平时考勤、设计成果质量按五级记分评定方法评定.凡成绩不及格者，必须重修.平时考查主要检查学生的出勤情况、学习态度、是否独立完成设计等几方面.设计成果的检查，着重检查设计图纸和计算书的完整性和正确性.课程设计的成绩按优秀、良好、中等、及格和不及格五级评定.