论文摘要:随着塑料工业的飞速发展及塑料制品在各个领域的推广应用，产品对模具的要求也越来越高。同时也对专业设计人员的经验提出了更高的要求，在塑料制品模具设计时制品材料的选择是决定产品性能的重要因素。还有制品壁厚等问题是辅助设计软件所不能解决的，要需要专业设计人员长时间经验的积累才能做好的。因此本文就塑料制品模具设计中若干重要问题做以简要的讨论。
在我国塑料工业发展中，计算机的应用起到了重要作用。计算机技术在模具设计领域的应用，大大缩短了模具设计时间，尤其计算机辅助工程（CAE）技术的大规模推广，解决了塑料产品开发、模具设计及产品加工中的薄弱环节。更在提高生产率、保证产品质量、降低成本等方面体现出现代科技的优越性。但是现代技术并不能替代专业设计人员的经验，在塑料模具设计时制品材料的选择是决定模具设计时模具材料选用的重要因素。怎样选用合适的材料，是模具设计中一个重要的问题。
一、塑料制品材料的选用对模具设计的影响
一般来说，并没有不好的材料，只有在特定的领域使用了错误的材料。因此，设计者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性能，并仔细测试这些材料，研究其与各种因素对成型加工制品性能的影响。本文只就传统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注射成型中最常用的是热塑性塑料。它又可分为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显不同。一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易弯曲，则常被应用于外壳。这是材料选用的大框，其次，还要根据填料和增强材料继续选择。
（一）根据填料和增强材料进行选择的分析
热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增强、矿物及玻璃体填充等种类产品。玻璃纤维主要用于增加强度、坚固度和提高应用温度；矿物和玻纤则具较低的增强效果，主要用于减少翘曲。玻璃纤维会影响到成型加工，尤其会对部件产生收缩和翘曲性。所以，玻璃纤维增强材料不能被未增强热塑性塑料或低含量增强材料来替代，而不会有尺寸改变。玻璃纤维的取向由流动方向决定，这将引起部件机械强度的变化。试验（从注射成型片的横向和纵向截取了10个测试条，并在同一个拉力测试仪上对它们的机械性能进行了比较）表明，对添加了30％玻璃纤维增强的热塑性聚酯树脂，其横向的拉伸强度比纵向（流动方向）低了32％，挠曲模量和冲击强度分别减少了43％和53％。
在综合考虑安全因素的强度计算中，应注意到这些损失。
在一些热塑性塑料中加入了一系列增强材料、填料和改性剂来改变它们的性质。由这些添加剂产生的性能变化必须认真地从手册或数据库中查阅，更好的是听取原材料制造厂家的专家的技术建议。以选用最为合适的材料。
（二）考虑湿度对材料性能影响
一些热塑性材料，特别是PA6和PA66，吸湿性很强。这可能会对它们的机械性能和尺寸稳定性产生较大的影响。在进行设计时，应特别注意这种性能，考虑其对产品性能的影响。
模具材料的选用取决于制品材料，细致分析制品材料后，才能在模具设计时选用最为合适的模具材料。
（三）塑料制品模具材料选用
细致分析塑料制品使用的材料后，选取最为合适的模具材料。目前我国市场常见的、适合热缩性材料的模具材料有：非合金型塑料模具钢（即碳素钢）、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢几种。在模具材料选取时，根据制品材料是否改性和增加填充剂，添加何种添加剂来选取适合的模具材料。例如：制作形状复杂的大、中型精密塑料制品时，其模具材料可选用预硬型塑料模具钢；制造复杂、精密且生产时间较长，需要高寿命模具时刻采用时效硬化型塑料模具钢。具体选用时主要还是要针对塑料制品的材料和模具预计使用情况选取。适宜的材料加上合理的设计将极大的提高模具使用周期，同时也可以提高产品质量。
二、壁厚及相关注意事项对产品性能的影响
在工程塑料零件的设计中，还有一些设计要点要经常考虑，其中对于壁厚的设计尤为重要，壁厚设计的合理与否对产品影响极大，改变一个零件的壁厚，对以下主要性能将有显著影响：零件重量、在模塑中可得到的流动长度、零件的生产周期、模塑零件的刚性、公差、零件质量，如表面光洁度、翘曲和空隙等。
（一）塑料模具设计工艺中的基础要求
在设计的最初阶段，有必要考虑一下所用材料是否可以得到所要求。流程与壁厚比率对注塑工艺中模腔填充有很大影响。如果在注塑工艺中，要得到流程长、而薄，则聚合物应具有相当的低熔融粘度（易于流动熔解）是非常必要的。为了深入了解聚合物熔化时的流动性能，可以使用一种特殊的模具来测定流程。
增加壁厚不仅决定了机械性能，还将决定成品的质量。在塑料零件的设计中，很重要的一点是尽量使均匀。同一种零件壁厚不同可引起零件的不同收缩性，根据零件刚性不同，这将导致严重的翘曲和尺寸精度问题。为取得均匀的，模制品的厚壁部分应设置模心。此举可防止形成空隙，并减少内部压力，从而使扭曲变形减至最小。零件中形成的空隙和微孔，将使横截面变窄，内应力升高，有时还存在切口效应，从而大大降低其机械性能。不同壁厚塑料制品的模具设计时，模腔的要求也不同，根据制品的要求，设计模具的模腔及脱模斜度，斜度要与塑胶制品在成型的分模或分模面相适应；是否会影响外观和壁厚尺寸的精度。
（二）热塑性塑料设计中的指标分析
热塑性塑料一般具有高的延展性和弹性，不需要像具有高刚性、低延展性和低弹性的金属一样指定严格的范围。设计者在决定热塑性塑料模具制品的成本方面起了关键作用，合理且不影响产品性能的、缩小公差，较少成本是可以实现的。一般商业上可接受的产品与标准尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但这还需要与应用时的具体要求相结合来判断。精确的模具可以有效的缩小制品公差，从而降低制品成本。因此，模具精密度对制品生产厂家具有重要意义。
三、塑料模具设计时对收缩值的考虑
为了不对塑料部件制定过分严格的范围，必须要注意一些影响塑料制品尺寸准确性的因素。模具制造的标准必须严格遵守，同时要特别注意脱模斜度的重要性，因为它决定了脱模容易与否及防翘曲性能。
还有一个与产品设计相关的重要问题是，当成型品是由不同材料或不同壁厚制成时，其模后收缩值与方向和厚度相关如果复杂的成型对加工的要求非常严格，必须要获得模具原型有关收缩值和翘曲行为的准确数据玻璃增强材料的这一性质最为明显。玻璃纤维的取向性可在水平方向和垂直方向产生具有显著性差异的收缩，从而导致尺寸不准确。塑料制品的几何形状对收缩也有影响，进而影响到产品的性能，这也是设计者值得关注的一点。因此在此类制品模具设计时要注意制品脱模收缩后的尺寸是否为产品要求尺寸，否则因制品模后收缩值的影响，极有可能导致产品尺寸不符合标准。
结论：
与产品模后性能相关问题还有许多，设计人员可以参考手册进行设计。总之，在塑料制品模具设计时要充分考虑可能影响制品尺寸、性能、外观等多方面因素，综合利弊，选用适合的材料，合理的设计，才能保证产品的性能。
参考文献
[1]张国栋.模具设计概述[J].中国模具设计，2003,6.
[2]李海龙.注塑模具设计[J].模具前沿，2005,12.
[3]肖海燕.模具设计之材料选用[J].西安机械设计，2006,1.
[4]吴利国.塑料模设计手册[M].机械工业出版社，2005,1.
本论文所研究的风扇叶片外形复杂，主要由若干自由曲面组成，采用传统的测绘方法难以精确测量。最终采用上海塑造机电科技有限公司所生产的3DSS-STD-I（I标准型）三维扫描仪，精确、高效地完成了风扇叶片表面的数据采集。为防止环境光源对设备采集数据的干扰，必须保证环境光线不能太亮。调整并开启三维扫描仪后，采用5步标定法校准设备。扫描前，在风扇叶片表面喷涂白色的显像剂，如有必要，可以在需要的地方贴上参考点。采用多视扫描方法，并利用扫描软件的自动拼接功能将相邻两个扫描视角的公共区域拼接起来以获得风扇叶片外形的点云数据，由于该风扇叶片具有对称性，扫描时选择其中一片扇叶进行完整的扫描和数据处理，扫描完成后得到的模型点云。
2数据处理与模型重建
运用Geomagic软件处理扫描仪测得的风扇叶片表面的点云数据，将点云数据转变为曲面模型。在扫描仪采集数据时，由于测量方法、误差处理方式及周围环境等因素的影响，采集到的点云数据不可避免地会受到噪音的干扰，所以，在反求模型之前必须对数据进行编辑处理。删除不需要的点数据，过滤噪声。对于采点盲区，可采用填充命令进行修补。对原始点云进行去噪平滑处理，这样修补后的模型整体光顺性可得到进一步提高。
3风扇叶片注塑模具设计
在逆向工程的基础上，在UG注塑模具设计（MoldWizard）模块中，对该风扇叶片进行了注塑模设计。模具设计的基本流程如下：导入制件三维实体模型；对设计项目进行初始化，加载实体模型，确定材料及收缩率；分析实体模型出模斜度及分型情况；确定模具的分型面、型腔布局、推杆、浇口和冷却系统等；修补开方面，定义分型面；生成型芯、型腔等工作部件；加入标准模架、推杆、滑块等部件；设计浇注系统、冷却系统；完善设计图纸等。根据该塑件外观质量及尺寸精度要求，选用模具为一模一腔单分型面模具。结合分型面的选择原则，选取单分型面垂直分型。避免了顶杆端部与叶片的接触，保证产品外观的完整性。型芯、型腔由系统自动生成。
4结论
1全面并行性Pro／E软件具有良好的并行性特点，通过相关模块的设计能够有效地帮助我们实现设计产品所需的外形以及装配等功能。可以说，Pro／E将以往我们进行模具设计工作过程中的很多个部门融合在了一起，比如模具的机械设计功能以及工业设计功能等等，同时也包括了功能仿真、产品数据管理、大型装配体管理以及相关制造信息等等，另外，Pro／E软件还为我们提供了目前市面上集成性最强、最为全面的产品开发环境。
2全相关性对于以往的模具二维设计工作来说，设计人员在设计的过程中往往将很多的时间花费在了模具的图形绘制以及问题的修改方面，且对于产品数据的修改则更是需要浪费设计人员大量的工作量与时间。而通过Pro／E软件，则能够根据物体的三维模型以自动的方式生成二维工程样图，以此将设计人员能够从以往冗长、繁琐的手工绘图方式中得到解放，从而能够将更多的精力放到对于产品的方案设计、结构优化等工作之中。虽然目前中的很多CAD软件也能够完成此项功能，但是Pro／E软件所使用的是统一的数据库，能够将很多的产品设计方案在同一个数据库中得到关联，并且使我们无论在任何设计阶段都能够对这部分数据进行修改，从而以此来大大降低工作人员的工作量。
3完全硬件独立性Pro／E软件可以在目前很多主流的操作平台中运行，并且无论是在哪一个平台上运行都能够保持同样的外观，且使我们的实际应用感觉也相同。而对于用户而言，则可以根据其自身的需求对硬件进行配置，具有非常好的个性化特点。同时，由于Pro／E所使用的数据结构较为独特，这就使其所具有的产品信息能够在不同的平台中流动。4新颖的参数化特征造型在Pro／E软件出现之前，市面中常用的CAD软件所使用的是一种以自由化方式进行设计的技术，当产品模型得到建立之后，我们对其所进行的修改则非常不方便。而在Pro／E软件中，则实现了良好的参数化设计，使我们在设计时仅仅通过尺寸驱动就能够满足我们的设计需求。
二管接头注塑模具设计
在Pro／E软件中，具有着很多种应用模块，而在我们对注塑模具进行设计时则可以通过Pro／E软件中模架设计系统以及模具模块来帮助我们更好地完成设计工作，且具有着直观性好、准确性高以及效率高等特点。下面，我们就通过管接头注塑模具设计为例对模具的设计全过程进行一定的研究。
13D模型设计管接头中使用的Pro／E零件成型功能，通过我们创建拉伸、镜像、抽壳、倒圆角以及剪切等命令的使用帮助我们对所需要的实体模型进行设计。对于本制品来说，我们所使用的材料为ABS，这种材料具有着易于机械加工、易于成型的特点，能够较好地对抗低温、冲击等情况，且物理机械性能、电性能、成型工艺、流动性以及综合性能都非常的好，具有着制件厚度均匀、精度高的特征。另外，其制件结构对称，内侧有凹陷，需要设置内抽芯机构；外侧有凸起，需要设置斜导柱分型与抽芯机构。
2制品注射成型工艺在模具结构设计中，使用的是侧浇口、两点进浇的方式制造，并以一模一腔的方式布局。由于我们所使用的方式为两点进浇，就能够在很大程度上减少熔料在模腔中流动的距离，更利于我们对其注射成型。在顶出方式方面，我们则使用了推板的方式进行，且在制件固定位置处使用了顶管方式进行脱膜。门锁孔方面，我们使用了斜导柱分型的方式完成了侧抽工作，在内腔则同样使用斜顶杆完成侧抽。而在冷却环节中，我们则使用了水冷的方式进行冷却，且在冷却水孔中我们使用了直通的方式对其进行布置、不同通道之间使用了软管进行连接。
3模具设计在模具设计环节，我们使用Pro／E软件制造模块中的模具型腔子模块进行分模设计：第一，打开Pro／E软件，逐步点击新建-制造-模具型腔-取文件名，然后进入到分模界面；第二，将工具作为参考零件装配到软件界面中，由于我们此次为第一次装配，对此我们可以使用缺省的方式对其进行装配；第三，通过控制层图标的使用对模型基准面进行遮蔽，以此帮助软件图样能够得到简化的特点；第四，对本次模具浇注方案进行确定。在此环节中，我们也可以对Pro／E软件的塑料顾问模块进行应用：在我们对模具初期设计时，需要对浇筑口的可行位置进行分析，之后再根据其所具有的位置作为我们具体的浇口，并逐步地进行熔接痕的分析、气泡等工作。通过对该顾问模块的使用，能够帮助我们更好地对塑件浇口的最佳位置进行确定，即塑件的中部区域。而为了能够帮助我们使模具结构具有更好的外观，我们则可以将浇口设置在制件顶部内侧，之后再通过塑性顾问模块对其进行充模状况分析，而在这个过程中，无论是对于填充时间、压力降还是填充的质量都可以使我们以可视化的方式对其进行观察。第五，建立工件型芯体积块和型腔体积块。在这个环节中，可供我们选择的方式有很多，不仅可以通过手工的方式进行草绘，同时也可以在软件中设定适当的参数直接生成相关模型。第六，设置收缩率。在此环节中，我们将ABS塑料所具有的收缩率设置为0.01，并以补偿公式方式对其进行适当的设置；第七，设计分型面。在我们对模具进行分模的过程中，分型面可以说是这个设计环节非常重要的一个部分。而我们可以通过以下方式进行操作：在软件中先新建分型面-将其复制-对外表面进行制作-完成分型面设计。第八，生成模具成型零件。在Pro／E软件中，我们通过对球形拉料杆体积块创建、销体积块、内侧抽体积块的方式完成模具体积快设计。在体积快设计完成之后，我们则可以通过斜顶杆分型面对我们之前所生成的体积快进行分割。另外，在模具成型零件生成之后，我们也可以借助软件所具有的仿真功能对型腔进行充填，并最终形成具有单一实体特征的零件。第九，开模仿真。在这个环节中，我们需要以模具进料孔-定义间距-定义移动的方式进行设计，并在软件模型树中以滑块的棱作为参考方向进行设计，并将其指向外侧作为正向在软件中输入一定的移动距离。之后，我们再以同样的方式进行第二步仿真工作。第十，模具总装配设计。在此环节中，我们使用EMX软件对不同模板所具有的尺寸以及类型等进行选定，并将型心以及型腔都装入到模架之中，再对顶出系统、抽芯滑块以及浇筑冷却系统等进行设置，并最终完成导柱、导套以及螺钉等装配件的装配。
三结束语
模具毕业论文
本文的主要围绕两方面内容:
提出一个基于模板的统计翻译模型以及相应的训练和翻译算法;
根据这种算法模型实现一个汉英机器翻译系统.
首先,我们将提出一个基于模板的统计机器翻译算法.这种算法是传统的基于转换的方法和统计机器翻译方法的有效结合.克服了现有的统计机器翻译方法忽视语言结构的缺点,同时又继承了其数学推导严密,模型一致性好的优点.
然后,在我们已有工作的基础上,我们将根据以上算法,提出一个完整汉英机器翻译系统及其测试系统的实现方案.
本文第一章是对已有的各种基于语料库的机器翻译方法以及机器翻译评测方法的一个综述,第二章结合我们已有的工作,提出我们自己的研究思路——基于深层结构的统计机器翻译方法,第三章给出一个具体的汉英机器翻译系统的实现方案,第四章是总结.
综述
机器翻译方法概述
和自然语言处理的其他技术一样,机器翻译方法也主要分为两类:人工编写规则的方法和从语料库中学习知识(规则或参数)的方法.从目前的趋势看,从语料库中学习知识的方法已经占到了主流.当然从语料库中学习知识并不排斥人类语言学知识的应用,不过这种语言学知识的应用一般不再表现为直接为某个系统手工编写规则,而更多的是通过语料库标注,词典建设等大规模语言工程的方式体现出来,应该说,这是一种计算机研究者和语言学研究者互相合作的一种更为有效的方式.
基于语料库的机器翻译方法主要有:基于实例的机器翻译方法,基于统计的机器翻译方法,混合(Hybrid)的方法.这几种方法各有特点.其中,统计机器翻译方法由于其数学推导严密,模型一致性好,可以自动学习,鲁棒性强等优点,越来越受到人们的重视.本文中提出的机器翻译方法就是统计机器翻译方法中的一种.
根据我所查阅的文献,我把基于统计的机器翻译方法大体上分为以下三类:第一类是基于平行概率语法的统计机器翻译方法,其基本思想是,用一个双语平行的概率语法模型,同时生成两种语言的句子,在对源语言句子进行理解的同时,就可以得到对应的目标语言句子.这种方法的主要代表有Alshawi的HeadTransducer模型和吴德恺的ITG(InversionTransductionGrammars)模型以及Takeda的Pattern-basedCFGforMT.第二类是基于信源信道模型的统计机器翻译方法,这种方法是由IBM公司的PeterBrown等人在1990年代初提出的,后来很多人都在这种方法的基础上做了很多改进工作,这也是目前最有影响的统计机器翻译方法,一般说的统计机器翻译方法都是指的这一类方法.第三类是德国Och等人最近提出基于最大熵的统计机器翻译方法,这种方法是比信源信道模型更一般化的一种模型.
机器翻译的范式
机器翻译经过50多年的发展,产生了很多种不同的范式(Paradigm),大致归纳起来,可以分为以下几类,如下图所示:
直接翻译方法:早期的不经过句法分析直接进行词语翻译和词序调整的方法;
基于转换的方法:基于某种深层表示形式进行转换的方法,典型的转换方法要求独立分析,独立生成;注意,这里的深层表示既可以是句法表示,也可以是语义表示;
基于中间语言的方法:利用某种独立于语言的中间表示形式(称为中间语言)实现两种语言之间的翻译.
基于平行概率语法的统计机器翻译方法
这一类方法的基本思想是,用一个双语平行的概率语法模型,即两套相互对应的带概率的规则体系,同时生成两种语言的句子,在对源语言句子进行理解的同时,就可以得到对应的目标语言句子的生成过程.
这一类方法有几个共同的特点:有明确的规则形式;源语言规则和目标语言规则一一对应;源语言与目标语言共享一套概率语法模型,对于两种语言的转换过程不使用概率模型进行描述.
以下我们分别介绍这一类方法的有代表性的几种形式.
Alshawi的基于加权中心词转录机的统计机器翻译方法
有限状态转录机(Finite-StateTransducer)和有限状态识别器(Finite-StateRecognizer)是有限状态自动机(Finite-StateAutomata)的两种基本形式.其主要区别在于有限状态转录机在识别的过程中同时可以产生一个输出,其每一条边上面同时有输入符号和输出符号两个标记,而有限状态识别器只能识别,不能输出,其每一条边上只有一个输入符号标记.
中心词转录机(HeadTransducer)是对有限状态转录机的一种改进.对于中心词转录机,识别的过程不是自左向右进行,而是从中心词开始向两边执行.所以在每条边上,除了输入输出信息外,还有语序调整的信息,用两个整数表示.下图是一个能够将任意a,b组成的串逆向输出的一个HT的示意图:
基于加权中心词转录机(WeightedHeadTransducer)的统计机器翻译方法是由AT&T实验室的Alshawi等人提出的,用于AT&T的语音机器翻译系统.该系统由语音识别,机器翻译,语音合成三部分组成.其中机器翻译系统的总体工作流程如下图所示:
在加权中心词转录机模型中,中心词转录机是唯一的知识表示方法,所有的机器翻译知识,包括词典,都表示为一个带概率的HeadTransducer的集合.知识获取的过程是全自动的,从语料库中训练得到,但获取的结果(就是中心词转录机)很直观,可以由人进行调整.中心词转录机的表示是完全基于词的,不采用任何词法,句法或语义标记.
整个知识获取的过程实际上就是一个双语语料库结构对齐的过程.句子的结构用依存树表示(但依存关系不作任何标记).他们经过一番公式推导,把一个完整的双语语料库的分析树构造并对齐的过程转化成了一个数学问题的求解过程.这个过程可用一个算法高效实现.得到对齐的依存树后,很容易就训练出一组带概率的中心词转录机,也就得到了一个机器翻译系统.不过要说明的是,通过这种纯统计方法得到的依存树,与语言学意义上的依存树并不符合,而且相差甚远.
这种方法的主要特点是:1.训练可以全自动进行,效率很高,由一个双语句子对齐的语料库可以很快训练出一个机器翻译系统;2.不使用任何人为定义的语言学标记(如词性,短语类,语义类等等),无需任何语言学知识;3.训练得到的参数包含了句子的深层结构信息,这一点比IBM的统计语言模型更好.
这种方法比较适合于语音翻译这种领域比较受限,词汇集较小的场合.
吴德恺的ITG模型
InversionTransductionGrammar(ITG)是香港科技大学吴德恺(DekaiWu)提出的一种供机器翻译使用的语法形式[Wu1997].
这种语法的特点是,源语言和目标语言共用一套规则系统.
具体来说,ITG规则有三种形式:
A[BC]
A
Ax/y
其中A,B,C都是非终结符,x,y是终结符.而且B,C,x,y都可以是空(用e表示).
对于源语言来说,这三条规则产生的串分别是:
BCBCx
对于目标语言来说,这三条规则产生的串分别是:
BCCBy
可以看到,第三条规则主要用于产生两种语言的词语,第一条规则和第二条规则的区别在于,前者产生两个串语序相同,后者产生的串语序相反.例如,两个互为翻译的汉语和英语句子分别是:
比赛星期三开始.
ThegamewillstartonWednesday.
采用ITG分析后得到的句法树就是:
其中,VP结点上的红色标记表示该结点对应的汉语句子中两个子结点的顺序需要交换.
通过双语对齐的语料库对这种形式的规则进行训练就可以直接用来做机器翻译.
吕雅娟[Lü2001,2002]基于ITG模型实现一个小规模(2000个例句)的英汉机器翻译系统,取得了较好的实验结果.这个系统利用的英语的单语分析器和英汉双语词对齐的结果来获取ITG.系统结构如下图所示:
Takeda的Pattern-basedCFGforMT
[Takeda96]提出了基于模式的机器翻译上下文无关语法(Pattern-basedCFGforMT).该模型对于翻译模板定义如下:
每个翻译模板由一个源语言上下文无关规则和一个目标语言上下文无关规则(这两个规则称为翻译模板的骨架),以及对这两个规则的中心词约束和链接约束构成;
中心词约束:对于上下文无关语法规则中右部(子结点)的每个非终结符,可以指定其中心词;对于规则左部(父结点)的非终结符,可以直接指定其中心词,也可以通过使用相同的序号规定其中心词等于其右部的某个非终结符的中心词;
链接约束:源语言骨架和目标语言骨架的非终结符子结点通过使用相同的序号建立对应关系,具有对应关系的非终结符互为翻译.
举例来说,一个汉英机器翻译模板可以表示如下:
S:2NP:1岁:MP:2了
————————————
S:beNP:1beyear:NP:2old
可以看到,这种规则比上下文无关规则表达上更为细腻.例如上述模板中如果去掉中心词约束,考虑一般的情况,显然这两条规则不能互为翻译.与实例相比,这个模板又具有更强的表达能力,因为这两个句子的主语(NP:1)和具体的岁数值都是可替换的.
该文还证明了这种模板的识别能力等价于CFG,提出了使用这种模板进行翻译的算法,讨论了如何将属性运算引入翻译模板当中,并研究了如何从实例库中提取翻译模板的算法.该文作者在小规模范围内进行了实验,取得了较好的效果.
基于信源信道模型的统计机器翻译方法
基于信源信道模型的统计机器翻译方法源于Weaver在1947年提出的把翻译看成是一种解码的过程.其正式的数学框架是由IBM公司的Brown等人建立的[Brown1990,1993].这一类方法的影响非常大,甚至成了统计机器翻译方法的同义词.不过在本文中,我们只把它作为统计机器翻译方法中的一类.
IBM的统计机器翻译方法
基本原理
基于信源信道模型的统计机器翻译方法的基本思想是,把机器翻译看成是一个信息传输的过程,用一种信源信道模型对机器翻译进行解释.假设一段源语言文本S,经过某一噪声信道后变成目标语言T,也就是说,假设目标语言文本T是由一段源语言文本S经过某种奇怪的编码得到的,那么翻译的目标就是要将T还原成S,这也就是就是一个解码的过程.
有两个容易混淆的术语在这里需要解释一下.一般谈到机器翻译时,我们都称被翻译的文本语言是源语言,要翻译到的文本语言是目标语言.而在基于信源信道模型的统计机器翻译方法中,源语言和目标语言是相对于噪声信道而言的,噪声信道的输入端是源语言,噪声信道的输出端是目标语言,翻译的过程被理解为"已知目标语言,猜测源语言"的解码过程.这与传统的说法刚好相反.
根据Bayes公式可推导得到:
这个公式在Brown等人的文章中称为统计机器翻译的基本方程式(FundamentalEquationofStatisticalMachineTranslation).在这个公式中,P(S)是源语言的文本S出现的概率,称为语言模型.P(T|S)是由源语言文本S翻译成目标语言文本T的概率,称为翻译模型.语言模型只与源语言相关,与目标语言无关,反映的是一个句子在源语言中出现的可能性,实际上就是该句子在句法语义等方面的合理程度;翻译模型与源语言和目标语言都有关系,反映的是两个句子互为翻译的可能性.
也许有人会问,为什么不直接使用P(S|T),而要使用P(S)P(T|S)这样一个更加复杂的公式来估计译文的概率呢其原因在于,如果直接使用P(S|T)来选择合适的S,那么得到的S很可能是不符合译文语法的(ill-formed),而语言模型P(S)就可以保证得到的译文尽可能的符合语法.
这样,机器翻译问题被分解为三个问题:
1.语言模型Pr(s)的参数估计;
本文的主要围绕两方面内容:
提出一个基于模板的统计翻译模型以及相应的训练和翻译算法;
根据这种算法模型实现一个汉英机器翻译系统.
首先,我们将提出一个基于模板的统计机器翻译算法.这种算法是传统的基于转换的方法和统计机器翻译方法的有效结合.克服了现有的统计机器翻译方法忽视语言结构的缺点,同时又继承了其数学推导严密,模型一致性好的优点.
然后,在我们已有工作的基础上,我们将根据以上算法,提出一个完整汉英机器翻译系统及其测试系统的实现方案.
本文第一章是对已有的各种基于语料库的机器翻译方法以及机器翻译评测方法的一个综述,第二章结合我们已有的工作,提出我们自己的研究思路——基于深层结构的统计机器翻译方法,第三章给出一个具体的汉英机器翻译系统的实现方案,第四章是总结.
综述
机器翻译方法概述
和自然语言处理的其他技术一样,机器翻译方法也主要分为两类:人工编写规则的方法和从语料库中学习知识(规则或参数)的方法.从目前的趋势看,从语料库中学习知识的方法已经占到了主流.当然从语料库中学习知识并不排斥人类语言学知识的应用,不过这种语言学知识的应用一般不再表现为直接为某个系统手工编写规则,而更多的是通过语料库标注,词典建设等大规模语言工程的方式体现出来,应该说,这是一种计算机研究者和语言学研究者互相合作的一种更为有效的方式.
基于语料库的机器翻译方法主要有:基于实例的机器翻译方法,基于统计的机器翻译方法,混合(Hybrid)的方法.这几种方法各有特点.其中,统计机器翻译方法由于其数学推导严密,模型一致性好,可以自动学习,鲁棒性强等优点,越来越受到人们的重视.本文中提出的机器翻译方法就是统计机器翻译方法中的一种.
根据我所查阅的文献,我把基于统计的机器翻译方法大体上分为以下三类:第一类是基于平行概率语法的统计机器翻译方法,其基本思想是,用一个双语平行的概率语法模型,同时生成两种语言的句子,在对源语言句子进行理解的同时,就可以得到对应的目标语言句子.这种方法的主要代表有Alshawi的HeadTransducer模型和吴德恺的ITG(InversionTransductionGrammars)模型以及Takeda的Pattern-basedCFGforMT.第二类是基于信源信道模型的统计机器翻译方法,这种方法是由IBM公司的PeterBrown等人在1990年代初提出的,后来很多人都在这种方法的基础上做了很多改进工作,这也是目前最有影响的统计机器翻译方法,一般说的统计机器翻译方法都是指的这一类方法.第三类是德国Och等人最近提出基于最大熵的统计机器翻译方法,这种方法是比信源信道模型更一般化的一种模型.
机器翻译的范式
机器翻译经过50多年的发展,产生了很多种不同的范式(Paradigm),大致归纳起来,可以分为以下几类,如下图所示:
直接翻译方法:早期的不经过句法分析直接进行词语翻译和词序调整的方法;
基于转换的方法:基于某种深层表示形式进行转换的方法,典型的转换方法要求独立分析,独立生成;注意,这里的深层表示既可以是句法表示,也可以是语义表示;
基于中间语言的方法:利用某种独立于语言的中间表示形式(称为中间语言)实现两种语言之间的翻译.
基于平行概率语法的统计机器翻译方法
这一类方法的基本思想是,用一个双语平行的概率语法模型,即两套相互对应的带概率的规则体系,同时生成两种语言的句子,在对源语言句子进行理解的同时,就可以得到对应的目标语言句子的生成过程.
这一类方法有几个共同的特点:有明确的规则形式;源语言规则和目标语言规则一一对应;源语言与目标语言共享一套概率语法模型,对于两种语言的转换过程不使用概率模型进行描述.
以下我们分别介绍这一类方法的有代表性的几种形式.
Alshawi的基于加权中心词转录机的统计机器翻译方法
有限状态转录机(Finite-StateTransducer)和有限状态识别器(Finite-StateRecognizer)是有限状态自动机(Finite-StateAutomata)的两种基本形式.其主要区别在于有限状态转录机在识别的过程中同时可以产生一个输出,其每一条边上面同时有输入符号和输出符号两个标记,而有限状态识别器只能识别,不能输出,其每一条边上只有一个输入符号标记.
中心词转录机(HeadTransducer)是对有限状态转录机的一种改进.对于中心词转录机,识别的过程不是自左向右进行,而是从中心词开始向两边执行.所以在每条边上,除了输入输出信息外,还有语序调整的信息,用两个整数表示.下图是一个能够将任意a,b组成的串逆向输出的一个HT的示意图:
基于加权中心词转录机(WeightedHeadTransducer)的统计机器翻译方法是由AT&T实验室的Alshawi等人提出的,用于AT&T的语音机器翻译系统.该系统由语音识别,机器翻译,语音合成三部分组成.其中机器翻译系统的总体工作流程如下图所示:
在加权中心词转录机模型中,中心词转录机是唯一的知识表示方法,所有的机器翻译知识,包括词典,都表示为一个带概率的HeadTransducer的集合.知识获取的过程是全自动的,从语料库中训练得到,但获取的结果(就是中心词转录机)很直观,可以由人进行调整.中心词转录机的表示是完全基于词的,不采用任何词法,句法或语义标记.
整个知识获取的过程实际上就是一个双语语料库结构对齐的过程.句子的结构用依存树表示(但依存关系不作任何标记).他们经过一番公式推导,把一个完整的双语语料库的分析树构造并对齐的过程转化成了一个数学问题的求解过程.这个过程可用一个算法高效实现.得到对齐的依存树后,很容易就训练出一组带概率的中心词转录机,也就得到了一个机器翻译系统.不过要说明的是,通过这种纯统计方法得到的依存树,与语言学意义上的依存树并不符合,而且相差甚远.
这种方法的主要特点是:1.训练可以全自动进行,效率很高,由一个双语句子对齐的语料库可以很快训练出一个机器翻译系统;2.不使用任何人为定义的语言学标记(如词性,短语类,语义类等等),无需任何语言学知识;3.训练得到的参数包含了句子的深层结构信息,这一点比IBM的统计语言模型更好.
这种方法比较适合于语音翻译这种领域比较受限,词汇集较小的场合.
吴德恺的ITG模型
InversionTransductionGrammar(ITG)是香港科技大学吴德恺(DekaiWu)提出的一种供机器翻译使用的语法形式[Wu1997].
这种语法的特点是,源语言和目标语言共用一套规则系统.
具体来说,ITG规则有三种形式:
A[BC]
A
Ax/y
其中A,B,C都是非终结符,x,y是终结符.而且B,C,x,y都可以是空(用e表示).
对于源语言来说,这三条规则产生的串分别是:
BCBCx
对于目标语言来说,这三条规则产生的串分别是:
BCCBy
可以看到,第三条规则主要用于产生两种语言的词语,第一条规则和第二条规则的区别在于,前者产生两个串语序相同,后者产生的串语序相反.例如,两个互为翻译的汉语和英语句子分别是:
比赛星期三开始.
ThegamewillstartonWednesday.
采用ITG分析后得到的句法树就是:
其中,VP结点上的红色标记表示该结点对应的汉语句子中两个子结点的顺序需要交换.
通过双语对齐的语料库对这种形式的规则进行训练就可以直接用来做机器翻译.
吕雅娟[Lü2001,2002]基于ITG模型实现一个小规模(2000个例句)的英汉机器翻译系统,取得了较好的实验结果.这个系统利用的英语的单语分析器和英汉双语词对齐的结果来获取ITG.系统结构如下图所示:
Takeda的Pattern-basedCFGforMT
[Takeda96]提出了基于模式的机器翻译上下文无关语法(Pattern-basedCFGforMT).该模型对于翻译模板定义如下:
每个翻译模板由一个源语言上下文无关规则和一个目标语言上下文无关规则(这两个规则称为翻译模板的骨架),以及对这两个规则的中心词约束和链接约束构成;
中心词约束:对于上下文无关语法规则中右部(子结点)的每个非终结符,可以指定其中心词;对于规则左部(父结点)的非终结符,可以直接指定其中心词,也可以通过使用相同的序号规定其中心词等于其右部的某个非终结符的中心词;
链接约束:源语言骨架和目标语言骨架的非终结符子结点通过使用相同的序号建立对应关系,具有对应关系的非终结符互为翻译.
举例来说,一个汉英机器翻译模板可以表示如下:
S:2NP:1岁:MP:2了
————————————
S:beNP:1beyear:NP:2old
可以看到,这种规则比上下文无关规则表达上更为细腻.例如上述模板中如果去掉中心词约束,考虑一般的情况,显然这两条规则不能互为翻译.与实例相比,这个模板又具有更强的表达能力,因为这两个句子的主语(NP:1)和具体的岁数值都是可替换的.
该文还证明了这种模板的识别能力等价于CFG,提出了使用这种模板进行翻译的算法,讨论了如何将属性运算引入翻译模板当中,并研究了如何从实例库中提取翻译模板的算法.该文作者在小规模范围内进行了实验,取得了较好的效果.
基于信源信道模型的统计机器翻译方法
基于信源信道模型的统计机器翻译方法源于Weaver在1947年提出的把翻译看成是一种解码的过程.其正式的数学框架是由IBM公司的Brown等人建立的[Brown1990,1993].这一类方法的影响非常大,甚至成了统计机器翻译方法的同义词.不过在本文中,我们只把它作为统计机器翻译方法中的一类.
IBM的统计机器翻译方法
基本原理
基于信源信道模型的统计机器翻译方法的基本思想是,把机器翻译看成是一个信息传输的过程,用一种信源信道模型对机器翻译进行解释.假设一段源语言文本S,经过某一噪声信道后变成目标语言T,也就是说,假设目标语言文本T是由一段源语言文本S经过某种奇怪的编码得到的,那么翻译的目标就是要将T还原成S,这也就是就是一个解码的过程.
有两个容易混淆的术语在这里需要解释一下.一般谈到机器翻译时,我们都称被翻译的文本语言是源语言,要翻译到的文本语言是目标语言.而在基于信源信道模型的统计机器翻译方法中,源语言和目标语言是相对于噪声信道而言的,噪声信道的输入端是源语言,噪声信道的输出端是目标语言,翻译的过程被理解为"已知目标语言,猜测源语言"的解码过程.这与传统的说法刚好相反.
根据Bayes公式可推导得到:
这个公式在Brown等人的文章中称为统计机器翻译的基本方程式(FundamentalEquationofStatisticalMachineTranslation).在这个公式中,P(S)是源语言的文本S出现的概率,称为语言模型.P(T|S)是由源语言文本S翻译成目标语言文本T的概率,称为翻译模型.语言模型只与源语言相关,与目标语言无关,反映的是一个句子在源语言中出现的可能性,实际上就是该句子在句法语义等方面的合理程度;翻译模型与源语言和目标语言都有关系,反映的是两个句子互为翻译的可能性.
也许有人会问,为什么不直接使用P(S|T),而要使用P(S)P(T|S)这样一个更加复杂的公式来估计译文的概率呢其原因在于,如果直接使用P(S|T)来选择合适的S,那么得到的S很可能是不符合译文语法的(ill-formed),而语言模型P(S)就可以保证得到的译文尽可能的符合语法.
这样,机器翻译问题被分解为三个问题:
1.语言模型Pr(s)的参数估计;
学生本位理念参与式教学法的理论依据是心理学的内在激励与外在激励关系的理论。其内在性需要的满足和激励动力则来自当事者所从事的工作和学习本身。参与式教学法是一种合作式的教学法，强调教学活动设计以学生为中心，充分应用灵活多样、直观形象的教学手段，鼓励学习者积极参与教学过程，加强教学者与学习者之间以及学习者与学习者之间的信息交流，使学习者能深刻地领会和掌握所学知识。只有学生积极主动地参与到教学活动中来，才能让学生在整个活动中的受益效果最好。参与式教学法要求让学习者有自由思考、选择上课方式、安排学习进度的权利，其倡导的正是在教学设计领域中实现学生本位。过程导向理念过程导向理念是指在教学活动中引导学生主动参与教学设计、过程实施和效果反馈。其教学目标是随过程而调整改变的，在整个教学活动中注重学生学习思维的提升，弱化教学目标的实现。学生不仅参与学习目标的提出，还可以自己制定学习进度，教师和学生共同主宰教学过程，在教师与学生、学生与学生之间的探讨中对自己的学习等产生新认识，致使学生的想法与意见也得到应有的尊重与体现，在过程中获得专业知识、思维方式和协作能力。
2参与式教学在冲压模具设计课堂中的实践探索
课程特点及教学规划冲压模具设计是一门实践性、综合性很强的专业技术课，模具设计原理虽不复杂，但模具结构复杂多变，而且先修课程多。对于没有实践经验的学生来说，对授课内容缺乏直观认识，传统授课模式的课堂效果易打折扣。而参与式教学由教师和学生共同参与教学内容选用，首先把学生分成多个八人左右的小组，由教师引导，学生以讨论的形式对课程的教学目标和教材的内容进行探讨，结合学生的个性特点、兴趣爱好和知识结构等共同规划教学内容，明确课程中模具的典型结构、动作原理、标准化的模具组件和企业里的先进设计方法等核心内容作为此次教学的主要内容，学生有些把握不好的章节或者理解困难的部分暂时搁置，随课程的进行再安排时间讨论确定。这样先确定课程的教学内容和教学实施的大致步骤。课前准备首先，根据共同制定的教学内容，教师整理出课堂要学习的课程纲要、要掌握的内容、课堂活动规则以及课堂教学活动中学生需承担的任务等文档文件，并把这些文档上传到冲压模具设计课程的网络课程平台上。学生在网络平台上看到教师的教学课件和教学视频等学习帮助文档，借助平台进行预习，查阅收集相关学习资料、形成自己的见解并做好课堂教学活动的准备工作。学生随时可以通过网络课程平台中的论坛、邮件等形式与教师沟通，教师也能及时了解学生的学习效果。如“模具结构”这一课程小节，教师整理的资料包括冲压模具的三种类型、16种模具典型结构的Flash文件、实验室中真实模具的照片、模具企业的模具动作视频文件、学习要求等，这些资料都上传至网络课程平台，学生结合教师的要求和自身的情况组成八人左右的兴趣小组，对该小节做好充分的学习准备工作，组内及师生间随时可以通过网络平台进行知识讨论和经验分享。课中实施课堂上，教师做好导演的角色，有效组织和控制课堂教学实施过程。课堂具体实施分为预习的成果展示、师生间及小组间的讨论交流、小组代表陈述讨论成果和教师讲解三个主要步骤。具体实施过程以“工作零件设计”这一小节为例。
1）设计成果展示。每各小组代表把组内设计好的凸模和凹模通过教室多媒体展示给同学，并把其设计原理、设计过程、相关计算等进行演示和讲解。讲解时，同组的学生可以提示，甚至可以按照个人设计的不同情况顺序完成成果的讲解。这不仅促进学生积极参加设计过程，还能提高学生的团队合作意识。
2）讨论交流。不同小组间进行不规律的讨论交流，主要是针对各个小组设计的工作零件提出自己的看法，小组间的学生都可以互相问答，通过主动发现问题、思考问题，交流讨论解决问题，从而使学生养成独立的创新思维方式。教师以辅导者的身份参与到学生的讨论中，肯定一些有新意的见解；对于一些不符合模具生产实践，却具有一定创意的想法，教师予以尊重并鼓励引导学生大胆进行创新研究。在教学过程中便形成民主、平等的课堂参与氛围，学生有了参与课堂的热情，积极展示自己的真实想法。
3）陈述讨论成果和教师点评。各小组再简单陈述讨论形成的新成果。学生对于冲压模具的工作零件结构、功能、设计原理和计算方法有了较为深入的了解，但作为没有在模具制造企业工作经验的学生来说，一切都是停留在理论上的，设计时很容易忽略生产实践中有关设备、人力、加工成本等实际问题，而设计出理想化的工作零件。教师要有针对性地讲解和点评，并结合视频、图片等媒介给学生以直观认识，让学生通过思考对比，加深对所学知识的理解和掌握。课后环节课后环节主要包括课后反思和课外实践两个方面。教师把上节课需要补充的内容以练习题的形式制成文档，同时要求学生对课堂学习情况进行自我反思，并对一些学习有针对性地进行课外实践。对这些相关要求，学生全部可以通过网络课程平台获取。其中，学生通过反思反馈了解自己在学习过程中的参与程度，取得了哪些进步，哪些方面做得满意，哪些地方还尚需改进，并思考自己如何更好地参与到下面的教学环节中去。课外实践既是课后作业，又是学生参与教学的一个重要环节，更多地需要学生自己动手动脑，强调模具设计的综合运用，是实践教学的主要内容。学生要想很好地完成课外实践，不仅需要走进图书馆、实验室，甚至要到模具企业进行调研学习，这就充分体现了学生在教学活动中的主体地位。
3结束语
高职教育中大力倡导的工学结合的人才培养就是要将工作和学习有机地结合起来，开展基于生产、实务、流程的学习和实践活动，实现学校和企业的深度融合，培养符合现代社会需要的技术技能型人才。高职项目教学模式立足岗位要求，基于职业岗位工作任务的相关性构建课程体系，教学内容以行动化的学习项目为载体。项目教学作为一种新的高职教育课程模式，在把握高职教育本质内涵，体现高职教育特色和符合国情等方面，正是体现了“工学结合”的思想精髓，代表了中国高职教育课程改革的发展方向，值得探索和推广。项目教学是一种开放的学习策略，它鼓励以学习者为主的有意义的学习活动，学习者对开放式的问题寻求解答，依据搜寻、发现来积累规则，提出方案和计划，搜集和分析信息，从其中理出头绪并制作产品以解决问题。项目教学的推广程度很大程度上代表着高职教学的教学水平。
2模具相关企业需求与人才能力评估调研
几个月前，为了更详细地了解企业对学生的评价及需求，我们对学校周边相关企业进行了走访或问卷调查，发出8份问卷，走访了9家单位，经分析整理，罗列出了用人单位对我院模具专业毕业生的思想品德、专业知识、业务能力和工作业绩等方面的总体评价和要求。从用人单位对模具专业毕业生能力评价可以看出：毕业生的学习能力和实际工作能力比较强，这与专业开展以工作过程为导向的课程改革密切相关，课堂改变了原有的理论知识灌输的模式，让学生成为课堂的主人，注重实践，注重学生学会发现问题、分析问题、解决问题的自主学习能力，让学生在实践中主动获取专业知识，这样的满意度调查结果也证明了教学改革取得的明显成效。另一方面，调研结果也暴露出了一些不足之处，突出的一点是学生的基础知识不够扎实，知识面相对狭窄。经过专业组的讨论与分析，原因很多，其中之一是我们对项目教学法认识的还不够，把握和运用的还不好，导致在某些时候只是重视了项目教学法的形式，忽略了其内涵。针对这样的情况，我们专业组进行了深入地专项交流讨论，以邓小平的一句话作为讨论结果：不管黑猫白猫，抓住老鼠就是好猫；在目前的形式下，不管什么方法，必须让学生学的愉快，学有长进，但始终要坚持走项目教学的路线。接下来，我将以本校模具专业的《型腔模具设计》课程的教学改革为例，来简单表达一下我对项目教学及教学方法的想法。
3《型腔模具设计》课程的教学思考
社会在不断发展，人才需求问题不断涌现，作为教学工作者，不可避免地要努力更新教学内容、探索新的教学方法。这些年来，教育部规划教材、高职高专指定教材等更多地采用了项目模块，学习目标、工作任务、知识目标、能力目标等都非常的清晰。项目教学看似使得教学更简单化，学生看完教材便能完成任务，但如果不能很好地基于项目进行拓展学习便达不到技术技能型人才的标准。笔者是一名高职教师，走访过很多企业，对企业招人难、学生择业难的现象深有感触。对于模具专业设计类课程的实际情况，我将存在的问题归纳如下：（1）企业岗位对学生的岗位技能综合性要求较高；生产的快速性与灵活性使得给与初步入企业一线的学生的适应时间大大缩短；同时企业需要员工具备有独立工作能力和一定的开拓精神，这使得模具专业设计课程的传统教学方法跟不上企业的发展需求。（2）模具种类很多，比如冲压模、塑料模、压铸模等，如果都设置课程，课时会比较紧张，而企业需要的是“专一通百”的能力。学生要有好的学习方法，能触类旁通。（3）单纯的项目引入和教学内容的改革无法使学生的技能符合职业的需求。
4《型腔模具设计》课程的教学思路
为了适应社会需求，我们课程组邀请了相关企业专家参与了我们的课程建设讨论，最终对本课程的课程设置思路、教学方法、教学内容达成了共识。课程设置与设计思路：以多个核心岗位为支撑，以成形工艺分析和模具设计这个工作过程为课程目标，通过多种工艺的学习与比较，让学生获得必须的知识和技能。课程内容：型腔类模具的模具结构和成型工艺。教学方法：多启发学生去归纳和比较，多激励学生去发现问题，努力解释现象。为方便学生更好地学习与接受，我们也进行了教学设计的更新，大体上是：从模具共性（模架）认识到特性（成型件）设计；从结构认识到工艺分析；从看懂案例到模仿设计；从草图绘制到尺寸设计等等。高职高专的模具教材非常多，但能够符合我们的教学设计和思路的教材我们没有发现，所以我们自己着手开发了《型腔模具设计》的校本教材。《型腔模具设计》校本教材共分为5个项目。第一个项目从模架及其工作原理入手，让学生认识并熟悉型腔模具；第二、第三、第四、第五个项目都是模具设计实例，在实例之后附有跟本项目相关的基础理论知识。在校本教材的最后整理了一些较为典型的型腔模具图，供学生模仿设计时分析和参考。通过型腔模具的教学过程，学生对各类型腔模具都有了一定的基础，再加上以前学习过冲压模具的相关知识，在毕业设计教学实施前，学生不仅积累了许多模具类知识的学习方法，同时也基本具备了能根据不同零件的用途选择不同成形方法的能力。在型腔模具的教学过程中，我们有“项目教学”，如注塑模具设计；有“专题讲解”，如挤压工艺与模具；有“知识讲授”，如模架认识与分类。在“项目教学”的过程中，又有专项的内容讲授，如其他塑料成型工艺、推出机构的分类等等。不管采用什么方法，我们的思路非常清晰，目的非常明确，就是让模具专业的学生能更多地掌握模具知识的学习方法，让学生的材料成形视野更开阔。学生的反馈是一种鼓励，学生所出的成果是实证。我们从学生的反馈中了解实际情况，不断改进，目前的课程教学满意度还是非常令人欣慰的。每次，学生上交漂亮的模具图和工艺说明书时，总能看见他们灿烂的笑容。
5小结
1.1全相关性
对于以往的模具二维设计工作来说，设计人员在设计的过程中往往将很多的时间花费在了模具的图形绘制以及问题的修改方面，且对于产品数据的修改则更是需要浪费设计人员大量的工作量与时间。而通过Pro／E软件，则能够根据物体的三维模型以自动的方式生成二维工程样图，以此将设计人员能够从以往冗长、繁琐的手工绘图方式中得到解放，从而能够将更多的精力放到对于产品的方案设计、结构优化等工作之中。虽然目前中的很多CAD软件也能够完成此项功能，但是Pro／E软件所使用的是统一的数据库，能够将很多的产品设计方案在同一个数据库中得到关联，并且使我们无论在任何设计阶段都能够对这部分数据进行修改，从而以此来大大降低工作人员的工作量。
1.2完全硬件独立性
Pro／E软件可以在目前很多主流的操作平台中运行，并且无论是在哪一个平台上运行都能够保持同样的外观，且使我们的实际应用感觉也相同。而对于用户而言，则可以根据其自身的需求对硬件进行配置，具有非常好的个性化特点。同时，由于Pro／E所使用的数据结构较为独特，这就使其所具有的产品信息能够在不同的平台中流动。
1.3新颖的参数化特征造型
在Pro／E软件出现之前，市面中常用的CAD软件所使用的是一种以自由化方式进行设计的技术，当产品模型得到建立之后，我们对其所进行的修改则非常不方便。而在Pro／E软件中，则实现了良好的参数化设计，使我们在设计时仅仅通过尺寸驱动就能够满足我们的设计需求。
2管接头注塑模具设计
在Pro／E软件中，具有着很多种应用模块，而在我们对注塑模具进行设计时则可以通过Pro／E软件中模架设计系统以及模具模块来帮助我们更好地完成设计工作，且具有着直观性好、准确性高以及效率高等特点。下面，我们就通过管接头注塑模具设计为例对模具的设计全过程进行一定的研究。
2.13D模型设计
管接头注塑中使用的Pro／E零件成型功能，通过我们创建拉伸、镜像、抽壳、倒圆角以及剪切等命令的使用帮助我们对所需要的实体模型进行设计。对于本制品来说，我们所使用的材料为ABS，这种材料具有着易于机械加工、易于成型的特点，能够较好地对抗低温、冲击等情况，且物理机械性能、电性能、成型工艺、流动性以及综合性能都非常的好，具有着制件厚度均匀、精度高的特征。另外，其制件结构对称，内侧有凹陷，需要设置内抽芯机构；外侧有凸起，需要设置斜导柱分型与抽芯机构。
2.2制品注射成型工艺
在模具结构设计中，管接头注塑使用的是侧浇口、两点进浇的方式制造，并以一模一腔的方式布局。由于我们所使用的方式为两点进浇，就能够在很大程度上减少熔料在模腔中流动的距离，更利于我们对其注射成型。在顶出方式方面，我们则使用了推板的方式进行，且在制件固定位置处使用了顶管方式进行脱膜。门锁孔方面，我们使用了斜导柱分型的方式完成了侧抽工作，在内腔则同样使用斜顶杆完成侧抽。而在冷却环节中，我们则使用了水冷的方式进行冷却，且在冷却水孔中我们使用了直通的方式对其进行布置、不同通道之间使用了软管进行连接。
2.3模具设计
在模具设计环节，我们使用Pro／E软件制造模块中的模具型腔子模块进行分模设计：第一，打开Pro／E软件，逐步点击新建-制造-模具型腔-取文件名，然后进入到分模界面；第二，将工具作为参考零件装配到软件界面中，由于我们此次为第一次装配，对此我们可以使用缺省的方式对其进行装配；第三，通过控制层图标的使用对模型基准面进行遮蔽，以此帮助软件图样能够得到简化的特点；第四，对本次模具浇注方案进行确定。在此环节中，我们也可以对Pro／E软件的塑料顾问模块进行应用：在我们对模具初期设计时，需要对浇筑口的可行位置进行分析，之后再根据其所具有的位置作为我们具体的浇口，并逐步地进行熔接痕的分析、气泡等工作。通过对该顾问模块的使用，能够帮助我们更好地对塑件浇口的最佳位置进行确定，即塑件的中部区域。而为了能够帮助我们使模具结构具有更好的外观，我们则可以将浇口设置在制件顶部内侧，之后再通过塑性顾问模块对其进行充模状况分析，而在这个过程中，无论是对于填充时间、压力降还是填充的质量都可以使我们以可视化的方式对其进行观察。第五，建立工件型芯体积块和型腔体积块。在这个环节中，可供我们选择的方式有很多，不仅可以通过手工的方式进行草绘，同时也可以在软件中设定适当的参数直接生成相关模型。第六，设置收缩率。在此环节中，我们将ABS塑料所具有的收缩率设置为0.01，并以补偿公式方式对其进行适当的设置；第七，设计分型面。在我们对模具进行分模的过程中，分型面可以说是这个设计环节非常重要的一个部分。而我们可以通过以下方式进行操作：在软件中先新建分型面-将其复制-对外表面进行制作-完成分型面设计。第八，生成模具成型零件。在Pro／E软件中，我们通过对球形拉料杆体积块创建、销体积块、内侧抽体积块的方式完成模具体积快设计。在体积快设计完成之后，我们则可以通过斜顶杆分型面对我们之前所生成的体积快进行分割。另外，在模具成型零件生成之后，我们也可以借助软件所具有的仿真功能对型腔进行充填，并最终形成具有单一实体特征的零件。第九，开模仿真。在这个环节中，我们需要以模具进料孔-定义间距-定义移动的方式进行设计，并在软件模型树中以滑块的棱作为参考方向进行设计，并将其指向外侧作为正向在软件中输入一定的移动距离。之后，我们再以同样的方式进行第二步仿真工作。第十，模具总装配设计。在此环节中，我们使用EMX软件对不同模板所具有的尺寸以及类型等进行选定，并将型心以及型腔都装入到模架之中，再对顶出系统、抽芯滑块以及浇筑冷却系统等进行设置，并最终完成导柱、导套以及螺钉等装配件的装配。
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