材料成型cad-cae-cam综合性实验教学方法探析

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1、材料成型CAD/CAE/CAM综合性实验教学方法探析【摘要】在"材料成型CAD/CAM”、"CAD/CAM软件及应用”、“塑料成型工艺与模具设计”三门课程的基础上，为材料成型专业设计了一个大型综合性创新实验。通过CAD/CAE/CAM综合实验，使学生了解和掌握基本的产品设计、制造一体化过程，让学生在自主性、综合性、创新性及结合工程实践等方面都得到了较好的锻炼。【关键词】材料成型CAD/CAE/CAM综合性实验【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2014)02-0235-031•前言传统的高校实验教学

2、存在许多不足之处，远不能满足培养面向21世纪高素质人才的需求，主要反映在实验内容多为演示、验证型实验，而设计、创新型实验很少，因此实验教学的改革势在必行。材料成型CAD/CAE/CAM综合性实验是我系成型专业的一个重大尝试，是在《材料成型CAD/CAM》、《CAD/CAM软件及应用》、《塑料成型工艺与模具设计》三门课程的基础上，为材料成型专业设计了一个大型综合性实验［1］。该大型综合性实验，涉及到塑料产品的三维造型设计、模具的设计、产品的加工制造这样一条龙的流程，使理论教学与生产实践紧密结合为一体，将专业知识融入到各个实验环节之中

3、，让学生在亲身体验下巩固记忆、加深理解，使他们在自主性、综合性、创新性及结合工程实践等方面都得到了较好的锻炼，为学生在以后的社会实践打下良好的基础。2.实验设计"CAD/CAE/CAM实验"是面向材料成型专业学生开设的大型综合实验。实验的目的是使学生在了解和掌握材料成形CAD/CAE/CAM技术的原理和方法的基础上，以模具CAD/CAE/CAM为主要对象，通过CAD/CAE/CAM软件的应用，掌握材料成形中产品的三维造型、模具的计算机辅助设计、成形过程计算机模拟、数控加工等现代成形技术和方法。通过实验，让学生得到现代模具设计和制造

4、的综合训练，促进学生对CAD/CAE/CAM理论的理解及应用，培养学生的动手能力，提高学生的综合技术素质和现代成形制造能力［2］。通过本实验教学，要求学生掌握利用CAD软件进行产品或零件三维造型的方法；学会利用CAD/CAM软件进行三维模具设计；正确选用CAE软件对成形过程进行模拟仿真；完成模具型面NC加工程序编制和模具工作零件型面的数控加工。CAD/CAE/CAM综合性实验作为成型专业极为重要的一门综合性实验，因此具有以下几个特点：1）该实验可使学生综合课内所学的知识进行整合，对使用UG软件进行产品设计、模具设计、数控编程加工的

5、全过程，有初步完整的认识和具体感知，具有很强的复合性和多元性。2）该实验中，模型产品的尺寸、参数可以自由定义，使学生的学习充满很强的主动性和探索性，能提高学生的独立设计能力和分析能力，对于一个实验结果，可以运用两种不同的实验方法来完成，具有实验手段和方法的多样性。3）该实验培养学生的独立思考解决问题的能力，综合分析问题的能力以及个人动手的能力，综合提高了他们的能力和素质，为独立院校学生将来的就业打下良好的基础。2.1实验内容和步骤实验可以分为六个部分，分别为产品设计及三维造型、产品成型工艺及三维模具设计、产品三维模拟流动分析、模具

6、数控编程及仿真加工、模具零件数控加工，具体内容如下:实验一产品设计及三维造型实验操作步骤及主要完成内容：1）进行产品图样分析2）确定对产品进行三维造型设计的思路3）利用UG6.0软件，完成零件的建模过程实验二产品成型工艺及三维模具设计实验操作步骤及主要完成内容：1）对产品进行成型结构性分析2）确定创建产品型芯和型腔的设计思路3）利用UG6.0软件的注塑模向导功能，对产品进行模具设计实验三产品三维模拟流动分析实验操作步骤及主要完成内容：1）初步确定成型工艺；2）确定对产品进行moldflow分析的模拟方法；3）利用moldflow软

7、件对产品进行流动模拟。4）利用moldflow软件，创建工程，对产品进行最优浇口位置分析及充模流动分析。5）对moldflow导出的模拟结果进行数据分析，具体包括：充填时间的分析；速度/压力（V/P）切换时的压力分析;流动前沿温度分析；冻结层因子分析；流动缺陷预测分析；注射压力与锁模力变化曲线。6）确定塑件最佳的浇口位置，浇注系统布局，及成型工艺参数等数据。实验四模具数控编程及仿真加工实验操作步骤及主要完成内容：1）根据产品的大小，确定毛坯的形状、尺寸2）根据具体的加工条件，制定出型芯、型腔加工工艺3）在U6.0软件中，建立型芯、

8、型腔的加工主模型；创建毛坯；加工环境初始化；创建加工坐标系和几何体；创建刀具；创建加工操作，完成对型芯、型腔的UG数控编程4）利用UG对生成的加工程序进行仿真加工并输出NC代码到文本文件实验五模具零件数控加工实验操作步骤及主要完成内容：1）修改得到