三维CAD在模具设计及设备教学中的应用

摘要：针对模具设计及设备相关课程的教学特点，实践性强，实例案例较多，加强三维cad数字化技术对提升学习兴趣，提高教学质量，培养综合型、创新型、实用型人才具有积极的推进作用。有利于更好地满足网络化远程教育的需要，充分开发学生的创造力，提升学生对专业课程学习的主观能动性。

关键词：三维CAD技术；教学质量；创造力

在高等教育阶段，既要注重教学内容的改革也要非常重视教学方法、教学手段的改进，开放性实践教学环节对贯彻"以学生为本"的教育理念，培养综合型、创新型人才具有积极的推进作用。

1998 年国家对本科专业目录进行了调整， 拓宽了专业面， 从而改变了以往专业过窄、 过细的问题[1].在提倡注重素质教育、 加强基础教育，扩展专业面同时， 很多高校都压缩授课课时， 这也给理工科类专业教学提出了更高的要求。为了培养基础扎实、知识面宽、 实践能力强、 富有创造精神的高层次卓越人才， 这就要求学生不仅具备丰富、 系统的专业知识， 而且必须经过系统的实践训练， 具有一定的动手能力、创新能力、 分析问题和解决问题的能力， 成为能迅速适应现代工业生产需要的复合型人才。这也同时就要求学校在搞好专业教学的基础上， 必须加强和规范实践性教学环节， 并逐步建立起完善的实践教学体系。以上海工程技术大学材料成型及控制工程专业为例，为实现专业的人才培养目的，在搞好理论教学的基础上，进行实践性教学环节的改革和探索是完全必要和迫切需要的[2].根据这一思想，实践性教学必须朝着设计性、综合性、多元性的方向发展。

基于材料成型及控制工程专业不但具有机械类学科的典型特征， 同时带有浓厚的材料学科色彩， 故而成为了名副其实的宽口径专业[3].目前， 国内有近百所高等学校已设立材料成型及控制工程专业，为了适应新世纪专业教育发展的需要， 各高校就此专业也纷纷进行了不同内容的改革探索。由于该专业教学改革理论准备不够充分， 在处理拓宽专业口径与保持专业特色的关系上还难以把握， 导致专业人才培养的规格缺乏层次。 因此， 材料成型及控制工程专业需要深入探索研究其专业内涵， 进一步明确专业的发展方向及专业课程培养目标， 建立新的培养模式。从学科特点和发展趋势出发， 合理构建学生的知识框架结构， 使课程内容更注重学生实践创新能力的培养， 突出专业特色， 这对提高人才培养质量有着十分重要的意义，也充分体现厚基础、 宽口径的专业培养理念。

《塑料封装模具设计》课程为材料成型及控制工程专业微电子连接方向的一门重要专业课程，主要讲授封装模具及成型设备的基本组成、工作原理和设计方法。课程注重理论与实践相结合，将基础知识的阐述与实验结合在一起，在力求保持系统性、完整性的基础上突出实用性和重点内容，尽量例举不同应用实例说明各种设备的工作原理和应用方法。三维cad数字化技术应用于本课程教学有利于提高教学质量，提升学生学习兴趣，非常形象生动的讲解相关知识，使学生加深了解现代设计理念，提高基础知识的综合运用能力和创造力。

图1为利用大型CAD/CAM系统UGNX建立起来的机械压力机三维模型。图2为 JH23-63机械压力机各部件零件爆炸图。

通过曲轴受力分析计算，针对纯曲轴形式进行设计计算，如图3所示，并进行CAE分析，如图4所示。

在J23-63机械压力机的基础上进行改型设计，采用圆盘式摩擦离合器制动器，如图5所示，图6为摩擦离合器的零部件爆炸视图。

基于三维CAD技术的计算、设计、结构演示使学生更加容易理解《塑料封装模具设计》课程中封装设备所涉及的压力机选择等内容，大大地提高了学生的学习兴趣，并对本学科的前沿发展具有更全面的了解，逐渐减小对教师的依赖性，很大程度上提高了自主学习能力，独立工作能力，独立解决问题的能力。

参考文献

「1」罗静，曾英，张微材。料成型与控制工程专业实践教学思考。重庆科技学院学报（社会科学版） ，2006 ，4：137-139.

「2」王悔改，宋延沛。材料成型及控制工程专业实践性教学环节的思考与探索。 中国现代教育装备，2008，4（62）： 116-118.

「3」张锦洲。浅谈材料成型与控制工程专业创新实验[J].工业技术，2007，2：35-36.

基金项目：上海工程技术大学教学建设项目（2008）

作者简介：刘淑梅（1968－）女，汉族，硕士，副教授，研究方向为塑性成形工艺及设备；廖秋慧（1972-）女，汉族，硕士，副教授，研究方向为模具CAD/CAM/CAE.