探索虚拟仿真:模具技术教育的新纪元
在制造业的精密领域,模具技术的发展一直是推动创新的核心力量。面对复杂多变的市场需求和日益激烈的国际竞争,传统的模具制造和教育方式正经历着一场深刻的变革。引入虚拟仿真技术,不仅提升了模具设计和制造的效率,更为机械工程专业的教育注入了新的活力,培养出适应未来制造业需求的高素质人才,引领模具技术教育进入一个全新的时代。
挑战与需求
模具制造行业面临的挑战日益复杂,包括精密度高、成本控制、操作安全性等问题,模具结构复杂、零件数量多,拆装分析难度较大,有限的实验课课时,只能针对少部分模具进行深入讲解,无法实现对所有模具进行全面系统的学习和研究。
面对这些挑战,传统教育方法已显示出其局限性。如何为学生提供一个既安全又高效的学习环境,是现代教育亟需解决的问题。
虚拟仿真技术的引入
虚拟仿真技术为这些问题提供了完美的解决方案。其可以建立实验室每套模具的三维数字化模型,设计虚拟拆装系统,与复杂的、高难度的实际模具拆装相配套,实现对模具结构拆装、运动仿真演示,让操作者全面、仔细地观察模具结构。通过装配可以发现零件尺寸及零件间关系是否正确,当零件修改时,装配模型也自动更新。创建模具中相关标准件及非标准件库,学生可根据课堂考核要求,自主设计、拼装模具。通过建立成型过程运动仿真系统,从重要机构运动和整模运动两方面剖析每套模具的运动特点,帮助学习模具的工作原理。
通过模拟真实的模具操作环境,学生可以在没有物理模具的情况下,进行深入的学习和研究。这种技术的应用,不仅解决了实训资源的限制问题,还提高了教学的安全性和可访问性。
实验设计:模块化与个性化
恒点与南京理工大学开发的模具认知与组装虚拟仿真实验,涵盖了不同种类注塑模具的结构特点和运动原理。实验设计遵循了模块化和个性化的原则,包括以下三个核心模块:
1. 三板模展示虚拟仿真实验: 通过爆炸展示和模具组装,学生能够理解三板模的结构和功能。三板模又名细水口模或双分型面模,它是基础模架的其中一种。与两模板相比,多了一块流到推板,并且流道推板和定模板可以运动。三板模具有双分型面,主要用于成品表面针点进胶点偏心。三板模又分为细水口模和简化细水口模两种类型,区别在于简化细水口模少了四根导柱。
2. 后模斜抽芯模展示虚拟仿真实验: 学生通过虚拟仿真,熟悉后模斜抽芯模的结构和注塑机上的运动过程。后模斜抽芯模爆炸展示:熟悉后模斜抽芯模的结构,能够熟练运用拆装工具,对后模斜抽芯模进行拆卸和装配。了解后模斜抽芯模在注塑机上的运动过程。
3. 斜顶模展示虚拟仿真实验: 斜顶机构的复杂运动在虚拟仿真中得到了详细的展示,加深了学生对其功能的理解。斜顶模爆炸展示:斜顶机构是常见的抽芯机构之一,常用于制品内侧面存在凹槽或凸起结构,强行推出会损坏制品的场合。在推出过程中,斜顶的运动可以分解成一个垂直运动和一个侧向运动,其中侧向运动用于完成倒扣位置的成型,垂直运动则具有和顶杆相同作用的顶出产品的功能。斜顶主要有三部分构成:成型部分、定位部分和导向部分。
教育目标:技能与创新
通过这些模块的操作,学生不仅能够掌握模具的相关知识和技能,更能在虚拟环境中进行创新性设计和实验。这种沉浸式、交互式的学习体验,极大地提高了学生的学习兴趣和实践技能。实验目标在于让学生能够真正的学会需要的知识以及技能。熟悉模具的结构,能够熟练运用拆装工具,对模具进行拆卸和装配。建立实验室每套模具的三维数字化模型。
结语
随着技术的不断发展,虚拟仿真技术在模具教育中的应用,预示着机械工程专业教育的未来发展。南京理工大学的模具认知与组装虚拟仿真实验,展示了这一技术如何赋能实训教学,为模具制造行业培养出更多创新性人才。我们期待与您携手,共同开启模具技术教育的新篇章。
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