在制造業(yè)的精密領(lǐng)域，模具技術(shù)的發(fā)展一直是推動(dòng)創(chuàng)新的核心力量。面對(duì)復(fù)雜多變的市場(chǎng)需求和日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，傳統(tǒng)的模具制造和教育方式正經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻的變革。引入虛擬仿真技術(shù)，不僅提升了模具設(shè)計(jì)和制造的效率，更為機(jī)械工程專業(yè)的教育注入了新的活力，培養(yǎng)出適應(yīng)未來制造業(yè)需求的高素質(zhì)人才，引領(lǐng)模具技術(shù)教育進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代。 

挑戰(zhàn)與需求

模具制造行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)日益復(fù)雜，包括精密度高、成本控制、操作安全性等問題，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件數(shù)量多，拆裝分析難度較大，有限的實(shí)驗(yàn)課課時(shí)，只能針對(duì)少部分模具進(jìn)行深入講解，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)所有模具進(jìn)行全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和研究。

面對(duì)這些挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)教育方法已顯示出其局限性。如何為學(xué)生提供一個(gè)既安全又高效的學(xué)習(xí)環(huán)境，是現(xiàn)代教育亟需解決的問題。

虛擬仿真技術(shù)的引入

虛擬仿真技術(shù)為這些問題提供了完美的解決方案。其可以建立實(shí)驗(yàn)室每套模具的三維數(shù)字化模型，設(shè)計(jì)虛擬拆裝系統(tǒng)，與復(fù)雜的、高難度的實(shí)際模具拆裝相配套，實(shí)現(xiàn)對(duì)模具結(jié)構(gòu)拆裝、運(yùn)動(dòng)仿真演示，讓操作者全面、仔細(xì)地觀察模具結(jié)構(gòu)。通過裝配可以發(fā)現(xiàn)零件尺寸及零件間關(guān)系是否正確，當(dāng)零件修改時(shí)，裝配模型也自動(dòng)更新。創(chuàng)建模具中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件及非標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，學(xué)生可根據(jù)課堂考核要求，自主設(shè)計(jì)、拼裝模具。通過建立成型過程運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)，從重要機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和整模運(yùn)動(dòng)兩方面剖析每套模具的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，幫助學(xué)習(xí)模具的工作原理。 

通過模擬真實(shí)的模具操作環(huán)境，學(xué)生可以在沒有物理模具的情況下，進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和研究。這種技術(shù)的應(yīng)用，不僅解決了實(shí)訓(xùn)資源的限制問題，還提高了教學(xué)的安全性和可訪問性。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：模塊化與個(gè)性化

恒點(diǎn)與南京理工大學(xué)開發(fā)的模具認(rèn)知與組裝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，涵蓋了不同種類注塑模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)原理。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循了模塊化和個(gè)性化的原則，包括以下三個(gè)核心模塊：

1. 三板模展示虛擬仿真實(shí)驗(yàn)： 通過爆炸展示和模具組裝，學(xué)生能夠理解三板模的結(jié)構(gòu)和功能。三板模又名細(xì)水口?；螂p分型面模，它是基礎(chǔ)模架的其中一種。與兩模板相比，多了一塊流到推板，并且流道推板和定模板可以運(yùn)動(dòng)。三板模具有雙分型面，主要用于成品表面針點(diǎn)進(jìn)膠點(diǎn)偏心。三板模又分為細(xì)水口模和簡(jiǎn)化細(xì)水口模兩種類型，區(qū)別在于簡(jiǎn)化細(xì)水口模少了四根導(dǎo)柱。 

2. 后模斜抽芯模展示虛擬仿真實(shí)驗(yàn)： 學(xué)生通過虛擬仿真，熟悉后模斜抽芯模的結(jié)構(gòu)和注塑機(jī)上的運(yùn)動(dòng)過程。后模斜抽芯模爆炸展示：熟悉后模斜抽芯模的結(jié)構(gòu)，能夠熟練運(yùn)用拆裝工具，對(duì)后模斜抽芯模進(jìn)行拆卸和裝配。了解后模斜抽芯模在注塑機(jī)上的運(yùn)動(dòng)過程。

3. 斜頂模展示虛擬仿真實(shí)驗(yàn)： 斜頂機(jī)構(gòu)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)在虛擬仿真中得到了詳細(xì)的展示，加深了學(xué)生對(duì)其功能的理解。斜頂模爆炸展示：斜頂機(jī)構(gòu)是常見的抽芯機(jī)構(gòu)之一，常用于制品內(nèi)側(cè)面存在凹槽或凸起結(jié)構(gòu)，強(qiáng)行推出會(huì)損壞制品的場(chǎng)合。在推出過程中，斜頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)可以分解成一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)和一個(gè)側(cè)向運(yùn)動(dòng)，其中側(cè)向運(yùn)動(dòng)用于完成倒扣位置的成型，垂直運(yùn)動(dòng)則具有和頂桿相同作用的頂出產(chǎn)品的功能。斜頂主要有三部分構(gòu)成：成型部分、定位部分和導(dǎo)向部分。

教育目標(biāo)：技能與創(chuàng)新

通過這些模塊的操作，學(xué)生不僅能夠掌握模具的相關(guān)知識(shí)和技能，更能在虛擬環(huán)境中進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。這種沉浸式、交互式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐技能。實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)在于讓學(xué)生能夠真正的學(xué)會(huì)需要的知識(shí)以及技能。熟悉模具的結(jié)構(gòu)，能夠熟練運(yùn)用拆裝工具，對(duì)模具進(jìn)行拆卸和裝配。建立實(shí)驗(yàn)室每套模具的三維數(shù)字化模型。 

結(jié)語(yǔ)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在模具教育中的應(yīng)用，預(yù)示著機(jī)械工程專業(yè)教育的未來發(fā)展。南京理工大學(xué)的模具認(rèn)知與組裝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，展示了這一技術(shù)如何賦能實(shí)訓(xùn)教學(xué)，為模具制造行業(yè)培養(yǎng)出更多創(chuàng)新性人才。我們期待與您攜手，共同開啟模具技術(shù)教育的新篇章。