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篇1

關(guān)鍵詞：ug CAD/CAM；數(shù)控教學(xué)；數(shù)控編程；模擬加工

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）04-0166-02

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造（CAD/CAM）技術(shù)已經(jīng)越來越多地應(yīng)用在數(shù)控加工領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)床品種多，價(jià)格昂貴，占地面積大，如果學(xué)生的數(shù)控機(jī)床操作訓(xùn)練完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行，投入大、消耗多、成本高，一般高校都難以承擔(dān)相關(guān)投入。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造（CAD/CAM）技術(shù)恰好彌補(bǔ)了以上實(shí)訓(xùn)缺陷，學(xué)生可用其對數(shù)控裝置進(jìn)行仿真操作，滿足了教學(xué)需求，能使學(xué)生達(dá)到實(shí)際操作訓(xùn)練的目的，并且安全可靠，收到了真實(shí)設(shè)備操作的教學(xué)效果。在實(shí)踐中，動態(tài)的仿真操作使教學(xué)過程易教、易學(xué)，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)興趣倍增，教學(xué)效果顯著提高。

UG CAD/CAM的應(yīng)用

Unigraphics NX（簡稱UG）是國際上應(yīng)用最為普遍的集一流計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造和輔助工程（CAD/CAM/CAE）為一體的大型軟件，是目前市場上功能最齊全的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具之一，廣泛應(yīng)用于航空、車輛、機(jī)械、模具等行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析和制造。

UG CAM模塊向用戶提供了當(dāng)今世界上最好的數(shù)控自動編程技術(shù)，利用它可根據(jù)加工任務(wù)生成實(shí)用且經(jīng)過優(yōu)化的刀具路徑軌跡，通過后置處理生成數(shù)控程序，將程序輸入到數(shù)控機(jī)床即可用來加工各種零件。其強(qiáng)大的后置處理工具可實(shí)現(xiàn)與任何數(shù)控機(jī)床相結(jié)合，是一個(gè)高效率、高質(zhì)量的制造解決方案。因此，我們選擇了UG CAD/CAM進(jìn)行輔助數(shù)控教學(xué)。學(xué)生只需在自己的計(jì)算機(jī)上安裝某一版本的UG NX（如UG NX5.0），就可以完成任意零件的數(shù)控模擬加工。

UG CAD/CAM在數(shù)控理論教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)控編程就是完成編輯數(shù)控代碼指令的過程?，F(xiàn)在的教學(xué)過程大多是利用多媒體課件結(jié)合黑板板書來給學(xué)生講解代碼指令。學(xué)生在初學(xué)編程時(shí)，由于無法理解數(shù)控機(jī)床在執(zhí)行指令時(shí)的零件加工走刀情況，對代碼指令理解比較片面，甚至難以理解。因此，我們在現(xiàn)有數(shù)控教學(xué)中引入基于UG CAD/CAM的數(shù)控模擬仿真，通過形象逼真的三維數(shù)控模擬制造過程，使教學(xué)更貼近數(shù)控生產(chǎn)實(shí)際，幫助學(xué)生理解零件加工的走刀情況，掌握代碼指令。

我們結(jié)合學(xué)生感興趣并熟悉的實(shí)例展開教學(xué)，例如，編制圖1鼠標(biāo)模型數(shù)控銑床加工程序。為了提高教學(xué)效率，在備課時(shí)可以先使用UG CAD完成零件的三維建模，課堂上再引入U(xiǎn)G CAM三維數(shù)控模擬制造過程，形象地講解相關(guān)代碼指令。鼠標(biāo)零件圖如圖1所示，鼠標(biāo)三維模型圖如圖2所示。該鼠標(biāo)的毛坯是個(gè)長方體，材料為ZL104，尺寸為100mm×50mm×40mm，其四周側(cè)面和底面已經(jīng)加工好了，可以作為本次加工的安裝面，這樣可以對工件上需要加工的幾何形狀進(jìn)行分解和統(tǒng)計(jì)，其中加工型面包括：頂面1、封閉小凹槽、4個(gè)沉頭孔、輪廓四周側(cè)面、上下臺階面。

由于篇幅有限，在此只給出鼠標(biāo)頂面精加工刀軌圖和頂面精加工仿真圖，分別如圖3和圖4所示。

要結(jié)合模擬過程，將每個(gè)動作該用什么指令及其應(yīng)用格式及應(yīng)用時(shí)該注意的問題詳細(xì)地板書講解。最后通過UG CAM的后置處理，生成如圖5所示的NC加工程序。

通過上例完整的UG CAM鼠標(biāo)模型的三維模擬加工過程，能使學(xué)生清楚程序的動作順序，該在什么位置，用什么指令，完成什么內(nèi)容。經(jīng)過反復(fù)練習(xí)，學(xué)生能真正掌握編程規(guī)律，加深對程序的理解。

UG CAD/CAM在數(shù)控

實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

目前，我院有3臺數(shù)控車床，2臺數(shù)控銑床和1臺加工中心，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生操作實(shí)訓(xùn)的需求。因此，我們在有限的實(shí)機(jī)操作訓(xùn)練外，采用UG CAD/CAM軟件讓學(xué)生進(jìn)行仿真三維模擬加工。在UG CAD/CAM中，從零件設(shè)計(jì)圖開始，到最終加工程序的產(chǎn)生，可以用如圖6所示框圖描述。

通過UG CAD/CAM軟件讓學(xué)生進(jìn)行仿真三維模擬加工訓(xùn)練，能達(dá)到如下幾個(gè)教學(xué)目的：（1）增加學(xué)生對數(shù)控機(jī)床的感性認(rèn)識，減少學(xué)生對數(shù)控機(jī)床的畏懼心理。（2）能使學(xué)生掌握數(shù)控加工的對刀方法。對刀是數(shù)控機(jī)床操作最基本也是最重要的操作，對刀不正確容易造成刀具或機(jī)床損壞，是學(xué)生操作訓(xùn)練的難點(diǎn)。由于仿真操作不存在刀具或機(jī)床損壞的問題，學(xué)生可放心地反復(fù)操作，直至正確熟練地對刀。（3）培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作能力。學(xué)生第一次操作機(jī)床時(shí)都會比較緊張，怕?lián)p壞刀具或機(jī)床而不敢下刀切削，或由于緊張而產(chǎn)生誤操作。通過模擬訓(xùn)練，學(xué)生在輕松的環(huán)境中進(jìn)行操作，容易掌握操作過程，熟練后再操作實(shí)際機(jī)床，就沒有緊張心理，操作過程不容易出錯(cuò)。（4）使學(xué)生掌握自動編程。對于簡單的零件，只需通過手工編程，但對于復(fù)雜的零件，應(yīng)借助計(jì)算機(jī)來自動編程。通過UG CAD/CAM軟件的三維模擬加工訓(xùn)練，就能讓學(xué)生很好地掌握自動編程的全過程。

我院在數(shù)控教學(xué)中引入形象直觀的三維模擬加工，取得了以下良好的教學(xué)效果：（1）豐富了理論教學(xué)內(nèi)容，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率，取得了立竿見影的效果。（2）對于實(shí)踐教學(xué)，不僅解決了我院日益增加的學(xué)生數(shù)和有限的數(shù)控機(jī)床之間的矛盾，而且讓學(xué)生掌握了零件的自動編程及整個(gè)加工過程，同時(shí)還讓學(xué)生掌握了數(shù)控機(jī)床操作。總之，在教學(xué)中引入U(xiǎn)G CAD/CAM三維模擬加工，學(xué)生上課的興趣倍增，在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中都取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

關(guān)鍵詞：UG軟件；課程；教學(xué)；改革；

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及知識的快速更新，各個(gè)高校通過對社會的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，對培養(yǎng)高端技術(shù)型人才起著重要的作用.UG軟件又簡稱NX，它是西門子旗下的核心軟件產(chǎn)品，NX是用業(yè)界最廣泛的CAD、CAE和CAM應(yīng)用集成、強(qiáng)力創(chuàng)新整個(gè)數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)的下一代解決方案。NX致力于設(shè)計(jì)、工程和制造活動的全范圍去轉(zhuǎn)化產(chǎn)品開發(fā)過程。UG軟件針對整個(gè)制造與信息技術(shù)領(lǐng)域，在課程內(nèi)容和教學(xué)方法上進(jìn)一步深化了教育改革。NX 不僅是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域中強(qiáng)有力的工具，更是蘊(yùn)含著先進(jìn)制造技術(shù)與理論的載體。NX 系統(tǒng)提供了一組完整的 CAD、CAM 和 CAE 工具，不僅滿足了對學(xué)生持續(xù)培養(yǎng)的要求，而且由于其所涵蓋的范圍完整，也便于學(xué)生通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，了解整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)流程之間的關(guān)系，以培養(yǎng)起全局的工程師視角。

一、UG NX軟件的介紹

UG NX是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造和工程（CAD/CAM/CAE）的系統(tǒng)軟件，其中CAD功能在UG軟件中是當(dāng)今的制造業(yè)公司工程、設(shè)計(jì)及其制圖實(shí)現(xiàn)自動化，CAM功能采用了NX設(shè)計(jì)模型為機(jī)床提供NC編程，用來描述所完成的程序，CAE功能提供了部件性能的模擬能力等，總之涵蓋了產(chǎn)品開發(fā)的所有過程―設(shè)計(jì)、制造和仿真。同其他軟件相比，UG軟件功能齊全，每個(gè)模塊之間都相互聯(lián)系。

二、根據(jù)專業(yè)確定《UG設(shè)計(jì)與編程》課程教學(xué)目標(biāo)

課程體系符合機(jī)電一體化高技能人才培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域職業(yè)崗位（群）的任職要求，是一門技術(shù)性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的“雙證課程”。本課程將必要的知識點(diǎn)融于實(shí)踐技能培養(yǎng)的進(jìn)程中，以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建該課程體系，在完成學(xué)生任職崗位群所需要的綜合操作實(shí)踐技能訓(xùn)練中具有核心性支撐作用，對學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成起主要支撐或明顯促進(jìn)作用，并為進(jìn)行后續(xù)相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和實(shí)踐奠定良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

《UG設(shè)計(jì)與編程》是我院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的主干核心課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才所必需的知識與技能。它以機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)為前續(xù)課程，后續(xù)環(huán)節(jié)為頂崗實(shí)。根據(jù)行業(yè)經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，立足于“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心”的辦學(xué)定位，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和專業(yè)自身實(shí)際條件情況，依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，積極采用教、學(xué)、做一體化的教學(xué)模式，體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的要求，課程各個(gè)環(huán)節(jié)突出應(yīng)用為主線，學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，注重實(shí)際操作應(yīng)用能力的培養(yǎng)，適應(yīng)企業(yè)對數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的要求。

三、《UG設(shè)計(jì)與編程》課程教學(xué)過程改革

教學(xué)過程是老師根據(jù)整個(gè)學(xué)期指定的教學(xué)進(jìn)度來安排學(xué)生每一節(jié)課所學(xué)習(xí)的知識是教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，老師必須按照教學(xué)進(jìn)度表調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

1.教學(xué)方式：高職院校目前數(shù)控課程的教學(xué)方法較為單一，許多還停留在學(xué)生以聽為主。而《UG設(shè)計(jì)與編程》這門課程的是講授和實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的課程，主要是以學(xué)生上機(jī)實(shí)訓(xùn)為主，在教學(xué)的過程中來引導(dǎo)學(xué)生慢慢融入軟件的使用當(dāng)中。主要是該軟件的在教學(xué)過程中軟件中的菜單中的命令太多，而教學(xué)進(jìn)度中所制定的學(xué)時(shí)有限，講解占去了大部分時(shí)間，留給學(xué)生自己上機(jī)實(shí)操演練的時(shí)間就很少，學(xué)生還可能對所學(xué)的命令來不及了解和實(shí)踐練習(xí)，再加上把所有的命令進(jìn)行三維建模操作，學(xué)生的思維還停留在學(xué)習(xí)菜單命令上，這樣時(shí)間一長老師講解命令太多，學(xué)生消化不了，容易造成學(xué)生對軟件學(xué)習(xí)的積極性下降。建議參考高職國家級數(shù)控精品課程，學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)理念，豐富自身的教學(xué)手段和教學(xué)資源，并運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)中來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，改善教學(xué)效果的同時(shí)，也加強(qiáng)了學(xué)生上級指導(dǎo)和實(shí)訓(xùn)實(shí)踐的應(yīng)用能力。

2.教材選用：

缺乏實(shí)踐，選用的教材沒有聯(lián)系企業(yè)的實(shí)際工作情況。停留在理論知識這一環(huán)節(jié)較多，缺乏機(jī)械企業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容的教材，因此，筆者希望在選擇教材時(shí)，注意教材中是否將提及該門課程先進(jìn)的方法技巧，是否重視實(shí)踐工具的應(yīng)用。隨著軟件的不更新，教材里的知識點(diǎn)也跟著更新，在選教材時(shí)，要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)方式選擇最適合他們的教材，最好選一些帶視頻的教材，學(xué)生可以通過教材光盤中所帶的視頻進(jìn)行練習(xí)操作。

3.教學(xué)手段

按照UG課程的設(shè)置要求，學(xué)生通過教學(xué)模擬軟件實(shí)訓(xùn)或者直接參與網(wǎng)上現(xiàn)實(shí)數(shù)控環(huán)境來驗(yàn)證所學(xué)知識，提高數(shù)控職業(yè)技能。目前，許多高校購買了數(shù)控課程的模擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，與數(shù)控專業(yè)職業(yè)資格考證相結(jié)合，開展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的教學(xué)，但很多系統(tǒng)缺乏現(xiàn)實(shí)環(huán)境的不確定性，只是一個(gè)虛擬的實(shí)訓(xùn)平臺，因此，建議讓學(xué)生在實(shí)際的環(huán)境中開展實(shí)訓(xùn)操作練習(xí)。由于一些學(xué)校的教學(xué)設(shè)備不足，給教學(xué)帶來了諸多不便，不能滿足學(xué)生一人一機(jī)，這樣幾個(gè)學(xué)生在同一電腦上聽講，注意力不集中，實(shí)訓(xùn)時(shí)間大大減少。在教學(xué)的硬件設(shè)備上學(xué)校應(yīng)增加更多的設(shè)備投入，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的實(shí)際操作，從實(shí)際環(huán)境中提高學(xué)生的問題解決能力。

4.提高教師業(yè)務(wù)水平

加強(qiáng)教師的教學(xué)能力，主要彌補(bǔ)數(shù)控實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)我院開展教師下企業(yè)學(xué)習(xí)，使教師掌握更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)樵诟呗氃盒Ｖ?，許多數(shù)控專業(yè)教師沒有企業(yè)工作經(jīng)歷，也很少參與到企業(yè)的實(shí)踐工作，因此數(shù)控專任教師在自身的知識和技能建設(shè)上需加大力度，提高實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，才能解決教學(xué)活動中出現(xiàn)的實(shí)際問題。

5.提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)校還建立了精品網(wǎng)絡(luò)課程，方便學(xué)生和老師之間的交流和互動。教師可以對自己所負(fù)責(zé)的精品課程進(jìn)行管理，可以上傳與自己精品課程相關(guān)的教學(xué)資料，如教學(xué)課件，電子教案，復(fù)綱等資料。教師之能在自己的已經(jīng)審核精品課程和待審核精品課程中上傳資料，上傳資料時(shí)要選擇資料所屬的精品課程，并選擇所要上傳的資料，然后對上傳的資料進(jìn)行描述。進(jìn)入課程主頁，可以查看該課程的所有信息，也可以對該課程進(jìn)行評論，系統(tǒng)默認(rèn)用戶名為匿用戶名，學(xué)生也可自行設(shè)置用戶名。學(xué)生可以自行下載還可以對其上傳的資料進(jìn)行評論，學(xué)生評論后，教師在后臺也路勁圖評論區(qū)，對學(xué)生多評論的一些信息進(jìn)行相應(yīng)的回復(fù)，以便于學(xué)生和教師的交流。

四、考核方式及成績評定方法改革

本課程將必要的知識點(diǎn)融于實(shí)踐技能培養(yǎng)的進(jìn)程中，以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建該課程體系，在完成學(xué)生任職崗位群所需要的綜合操作實(shí)踐技能訓(xùn)練中具有核心性支撐作用，對學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成起主要支撐或明顯促進(jìn)作用，并為進(jìn)行后續(xù)相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和實(shí)踐奠定良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)過程考核（20%）― ― 引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)過程考核的目的是引導(dǎo)學(xué)生積極參與平時(shí)的學(xué)習(xí)過程。該項(xiàng)考核中，學(xué)生平時(shí)的到課情況和上課表現(xiàn)占10%，平時(shí)作業(yè)完成情況占10%。平時(shí)作業(yè)能幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中加深對基本概念和知識的理解。

實(shí)訓(xùn)能力考核（20%）― ― 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會應(yīng)用知識、提高實(shí)驗(yàn)動手能力是學(xué)生學(xué)習(xí)的重中之重。該項(xiàng)考核中，學(xué)生需要完成繪圖操作和上機(jī)練習(xí)，為進(jìn)一步完成后續(xù)綜合項(xiàng)目的訓(xùn)練以及分析、解決將來的工程實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。

期末理論知識考核（60%）― ― 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)必要的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識是非常必要的。對基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識的考核以上機(jī)的方式在學(xué)期末進(jìn)行?？荚嚿婕敖虒W(xué)大綱全部內(nèi)容，題型多樣，題量適中，難度適中。不要求學(xué)生死記硬背.不出偏題、怪題，注重知識應(yīng)用。（作者單位：惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

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關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM） 自動編程

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.154

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）是機(jī)械系所有專業(yè)必修的一門專業(yè)課，也是從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的高級技術(shù)應(yīng)用型人才必須掌握的一門課程。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造課程是利用計(jì)算機(jī)軟件（CAD）設(shè)計(jì)出機(jī)械模型，再通過計(jì)算機(jī)軟件（CAM）模擬加工出零件模型的過程，在設(shè)計(jì)與加工的過程中還可以通過軟件分析模型的結(jié)構(gòu)合理性，考慮加工過程中的工藝問題等，再通過后處理生成數(shù)控加工程序，傳到數(shù)控機(jī)床直接加工零件。因此學(xué)好這門課對從事機(jī)械加工與設(shè)計(jì)人員是非常重要的。

Unigraphics NX簡稱UG，是當(dāng)今工程應(yīng)用中最普遍使用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造軟件之一。該軟件不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體建模、曲面造型、虛擬裝配、生成工程圖等設(shè)計(jì)功能，還具有設(shè)計(jì)過程中的有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析、加工仿真模擬等功能。本文以UG為設(shè)計(jì)軟件，講述一種“講練實(shí)操相結(jié)合”的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程的教學(xué)實(shí)施的方法。

1 為什么要學(xué)這門課，這門課與手工編程有何關(guān)系

當(dāng)今社會科技迅速發(fā)展，在機(jī)械加工中，由于普通機(jī)床不能完全滿足生產(chǎn)的需要，因此數(shù)控機(jī)床到了廣泛應(yīng)用，從而數(shù)控編程是操作人員必須掌握的內(nèi)容。數(shù)控編程分為手工編程和自動編程。所謂手工編程，就是先分析零件圖，確定加工方案和加工路線和工藝參數(shù)，通過手工編寫程序清單后輸入數(shù)控系統(tǒng)，再經(jīng)程序校驗(yàn)后方可加工出零件的過程。對于由直線圓弧構(gòu)成的簡單輪廓圖形，由手工編程，效率高且節(jié)約生產(chǎn)成本。但對于復(fù)雜零件，手工編程的程序段很容易出錯(cuò)，或者是由一些空間曲面組成的零件，如果采用手工編程，數(shù)據(jù)計(jì)算量很大且很繁瑣困難，這種情況下，必須采用計(jì)算機(jī)自動編程。計(jì)算機(jī)自動編程不需人工計(jì)算一些中間數(shù)據(jù)，只需按照一定的操作步驟，通過電腦軟件分析加工過程，最后由軟件生成加工程序。手工編程和自動編程各有優(yōu)缺點(diǎn)，操作人員在加工過程中應(yīng)根據(jù)零件的特點(diǎn)，采用經(jīng)濟(jì)高效率的編程方法。但是，不管是手工編程還是自動編程，設(shè)計(jì)與操作人員都需要掌握數(shù)控編程和機(jī)床操作知識。

2 “教好”和“學(xué)好”這門課的方法

2.1 “死記硬背”操作步驟

由于現(xiàn)在高職類學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性相對較差且學(xué)習(xí)不用心，不能把知識靈活應(yīng)用，如果總結(jié)出一些操作的關(guān)鍵步驟，讓學(xué)生背下來，再通過做幾個(gè)同類型零件加工的練習(xí)，直到學(xué)生能熟練掌握為止。比如對于平面類零件的加工步驟。

2.1.1 設(shè)置加工環(huán)境

此操作是確定所使用的數(shù)控機(jī)床類型和讓系統(tǒng)調(diào)入適合本項(xiàng)加工操作可能用到的各種設(shè)計(jì)操作模版。

2.1.2 創(chuàng)建幾何體

創(chuàng)建幾何體的操作主要包括三部分。分別是設(shè)置加工坐標(biāo)系、設(shè)置工件幾何體和設(shè)置毛坯（簡稱三個(gè)設(shè)置）。

2.1.3 創(chuàng)建刀具

編程之前應(yīng)該分析零件的工藝分析，確定加工過程中所使用的刀具，事先將刀具設(shè)定好，在加工操作時(shí)就能直接調(diào)用。

2.1.4 創(chuàng)建加工操作

創(chuàng)建的加工操作內(nèi)容有，設(shè)定銑削邊界、設(shè)定切削方式、設(shè)定切削參數(shù)、設(shè)定避讓參數(shù)、生成刀具軌跡和模擬加工。

2.1.5 生成數(shù)控加工程序

加工程序是應(yīng)用后處理命令，將創(chuàng)建的加工操作生成程序段，其中包括選擇機(jī)床類型，再經(jīng)過必要的修改和編輯，傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床。

2.2 “活用”加工操作

通過幾個(gè)相似實(shí)例的練習(xí)后，能熟練背誦上面步驟后，接下來再通過幾個(gè)實(shí)例操作，領(lǐng)悟每一操作步驟的含義，多想幾個(gè)“為什么”，當(dāng)輪廓線形狀修改后，操作的方法是否改變，切實(shí)做到“活學(xué)活用”。

2.3 階段性考核

學(xué)完一單元或一章節(jié)后，需要及時(shí)考核學(xué)生。考核的方法是讓學(xué)生“當(dāng)老師”，讓每個(gè)學(xué)生在“教師機(jī)”上邊操作邊講解，這樣不但能鞏固所學(xué)知識，也能增強(qiáng)他們的自信心，鍛煉他們的處事能力，同時(shí)也避免了“抄襲”的作弊現(xiàn)象，使學(xué)生的學(xué)習(xí)從被動變主動。

3 機(jī)床實(shí)訓(xùn)

學(xué)習(xí)這門課的最終目的是讓學(xué)生能夠在數(shù)控機(jī)床上加工出圖紙要求的零件。把程序傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)后，首先要根據(jù)工件坐標(biāo)系位置對刀；其次是安裝所需的刀具，啟動機(jī)床后加工工件。

4 證書鑒定

高等院校是提供給科研院所、現(xiàn)代化企業(yè)人才的搖籃，學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的實(shí)踐技能，再通過相關(guān)的職業(yè)資格培訓(xùn)，獲取職業(yè)資格認(rèn)證證書是達(dá)到實(shí)用型、科技型人才的重要保證。與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造課程相關(guān)證書主要有數(shù)控機(jī)床和加工中心操作員資格證書以及CAD/CAM證書等。

5 結(jié)論

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造是一門多學(xué)科交叉課程，即軟件/硬件知識和理論/實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合。教與學(xué)的方法也具有靈活多樣性，教學(xué)方法不僅要考慮學(xué)生的實(shí)際情況又要考慮社會發(fā)展的需要。本文討論的“死記硬背到活學(xué)活用”和“機(jī)床實(shí)操演練”相結(jié)合的教與學(xué)方法，提高了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶子俊.加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)素質(zhì)現(xiàn)代數(shù)控人才[J].CAXA通訊，2002，（11）.

[2]吳恩啟，陳彩鳳，杜寶江.《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》教學(xué)方法探索[J].中國教育導(dǎo)刊，2008，（5）：72-73.

篇4

數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造技術(shù)中的應(yīng)用，最具代表性的是數(shù)控機(jī)床，所以數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)應(yīng)是整個(gè)機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)的重點(diǎn)內(nèi)容之一，數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)時(shí)間占訓(xùn)練時(shí)間的比例應(yīng)大一些。常見的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控加工中心，這3種機(jī)床的數(shù)量多，具有代表性。對于一臺數(shù)控機(jī)床來說，包括4方面的內(nèi)容:制造、操作、編程和維修。實(shí)訓(xùn)的主要內(nèi)容以操作、編程和加工簡單的零件為主，增加學(xué)生的感性認(rèn)識為主要目的。

1.1合理安排數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)的時(shí)間

由于機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)總學(xué)時(shí)的限制，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械專業(yè)學(xué)生共實(shí)習(xí)4周。數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容較多，在訓(xùn)練時(shí)間的安排上，數(shù)控車床2天、數(shù)控銑床和加工中心2天、其他數(shù)控機(jī)床1天，這樣既重點(diǎn)突出又全面。數(shù)控機(jī)床應(yīng)用了先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)，和普通機(jī)床的實(shí)訓(xùn)相比，講解的時(shí)間會多一些。一般操作講解、黑板上指令講解的時(shí)間約占1/2，讓學(xué)生能較深刻地理解數(shù)控機(jī)床是如何加工零件的;學(xué)生操作機(jī)床加工零件的時(shí)間約占1/2，使學(xué)生有較充足的時(shí)間增強(qiáng)對數(shù)控機(jī)床加工零件的感性認(rèn)識?？傊?，實(shí)訓(xùn)的重點(diǎn)雖為實(shí)踐，數(shù)控機(jī)床訓(xùn)練的特點(diǎn)又決定了講解占了約一半的時(shí)間。

1.2合理安排數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容和方法

在數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)中，操作、編程和加工零件是主要內(nèi)容。首先對照機(jī)床講解基本的操作;然后學(xué)習(xí)數(shù)控的編程知識;最后加工出零件。編程方法的講解，只能在黑板上講解組成程序的指令字、程序的格式等，然后編寫一個(gè)簡單的程序。數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系是主要內(nèi)容之一，機(jī)械坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系(編程坐標(biāo)系)的概念，它們的作用是什么，必須結(jié)合編程才能講清楚。數(shù)控機(jī)床是按程序自動加工零件的，刀具沿程序指令的刀路運(yùn)動切削工件，刀路的位置必須使用坐標(biāo)系描述。所以，首先講清各種坐標(biāo)系的概念，進(jìn)而才能講清對刀等關(guān)鍵的概念，才能理解為什么在編程坐標(biāo)系下編寫的程序可以在機(jī)床上加工出零件等問題。數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)與數(shù)控機(jī)床理論課的內(nèi)容相輔相成，各有側(cè)重，通過數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)為下一步學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床理論課打下良好的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)應(yīng)以機(jī)床操作、編程、日常保養(yǎng)和安全使用為基本內(nèi)容，重點(diǎn)應(yīng)放在編程和操作上。通過基本編程知識和操作的學(xué)習(xí)，學(xué)生可具備基本的編程和操作能力，為了提高學(xué)生的實(shí)訓(xùn)興趣和創(chuàng)新意識，可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的零件，自己編程，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查無誤后上機(jī)加工;或者編程加工一些有趣的零件。如:數(shù)控車床上可以加工仿真子彈、仿真酒瓶等;數(shù)控銑床上可以加工一些漢字，如“歡迎實(shí)習(xí)”等。

1.3手工編程和自動編程

數(shù)控編程分手工編程和自動編程，形狀復(fù)雜的零件加工程序只能由計(jì)算機(jī)自動編程來完成。在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容上，應(yīng)手工編程和計(jì)算機(jī)自動編程并重。手工編程是數(shù)控車床實(shí)習(xí)的基本內(nèi)容，通過手工編程加工簡單的小零件，是普遍采用的訓(xùn)練方法。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM在機(jī)械加工中的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)自動編程也應(yīng)是數(shù)控機(jī)床特別是數(shù)控銑床實(shí)習(xí)必講內(nèi)容之一。由于實(shí)訓(xùn)時(shí)間的限制，這部分的內(nèi)容較多。所以，可以精簡為由實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師通過一個(gè)例子演示給學(xué)生看，邊演示邊講解，講明形狀復(fù)雜及包含曲面的零件或模具的加工必須用計(jì)算機(jī)自動編程的方法編程，然后加工成所需的零件或模具。自動編程是通過計(jì)算機(jī)軟件完成的，常用的具有計(jì)算機(jī)編程功能的軟件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。1.4數(shù)控機(jī)床仿真軟件的應(yīng)用機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)場地往往有限，數(shù)控機(jī)床價(jià)格較貴，配備的數(shù)控機(jī)床的種類和數(shù)量有限，平均到每一名學(xué)生的上機(jī)操作時(shí)間較少。為了解決這個(gè)矛盾，可以安排一定的時(shí)間，讓學(xué)生在機(jī)房使用數(shù)控機(jī)床仿真軟件練習(xí)數(shù)控機(jī)床的操作、編程和加工仿真。也可以不做統(tǒng)一安排，讓學(xué)生課后根據(jù)自己的情況自由上機(jī)練習(xí)。數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容多，時(shí)間相對較少，一定要制訂詳細(xì)可行的實(shí)訓(xùn)計(jì)劃，明確每天的訓(xùn)練任務(wù)、訓(xùn)練目的、訓(xùn)練方法和訓(xùn)練設(shè)備。這樣學(xué)生面對從未見過的設(shè)備就不會感到茫然，教師指導(dǎo)學(xué)生也會有條不紊，順利完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)［5］。

2演示教學(xué)法的應(yīng)用

2.1什么是演示教學(xué)法

由于機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)總學(xué)時(shí)的限制，學(xué)生不可能自己動手操作每一種機(jī)床，特別是一些比較危險(xiǎn)、貴重和精密的設(shè)備，比如高壓水切割機(jī)床、三坐標(biāo)測量機(jī)以及電火花線切割、電火花成型等機(jī)床。為了解決這個(gè)矛盾，基于學(xué)校的實(shí)際情況，采用了演示教學(xué)的實(shí)訓(xùn)方法。所謂演示教學(xué)法即指導(dǎo)教師講解機(jī)床的加工原理、操作方法、編程方法，然后自己操作機(jī)床加工一個(gè)零件演示給學(xué)生看。通過演示教學(xué)的實(shí)訓(xùn)方法，解決了實(shí)訓(xùn)內(nèi)容多時(shí)間少、機(jī)床有限及教師有限的矛盾，還可以給學(xué)生打下進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)。

2.2以電火花線切割為例

電火花線切割屬于特種加工，特種加工是利用電能、化學(xué)能、光能或聲能等能量對工程材料進(jìn)行加工的工藝方法。在特種加工中，加工工具(廣義的刀具)、加工工件與傳統(tǒng)的機(jī)加工不同，一般不是采用機(jī)械力加工，在實(shí)習(xí)時(shí)學(xué)生首先會想到加工工具是怎樣加工工件的。所以實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師在實(shí)習(xí)的開始，應(yīng)首先講明電火花線切割的加工原理。實(shí)習(xí)步驟如下:(1)指導(dǎo)教師啟動機(jī)床，用薄鋼板切割一個(gè)小五角星演示給學(xué)生看。學(xué)生發(fā)現(xiàn)一根很長的光滑的金屬鉬絲可以切割鋼板時(shí)，一定會感到吃驚，想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的過程中指導(dǎo)教師講解加工的原理，舉一個(gè)日常生活中簡單的電火花放電的例子:我們平時(shí)開關(guān)電器或插拔插頭時(shí)，會發(fā)現(xiàn)有時(shí)有電火花放電，嚴(yán)重時(shí)開關(guān)或插頭的導(dǎo)電部位有被燒的痕跡，甚至掉渣。電火花線切割的加工原理就是利用電火花放電產(chǎn)生的熱量使金屬被燒腐蝕而起到切割的作用。講完這個(gè)常見的現(xiàn)象后，再講電火花線切割的加工原理，學(xué)生就感到易于理解了。(3)指導(dǎo)教師再講解機(jī)床的操作方法。(4)簡單講解編程的方法，整個(gè)過程大約45min。

3多媒體技術(shù)在機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè)。機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)是一種實(shí)踐教學(xué)活動，但是計(jì)算機(jī)的多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)在機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中也能發(fā)揮重要的作用。由于實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容不可能面面俱到，在學(xué)生實(shí)習(xí)完基本的內(nèi)容后，可利用多媒體技術(shù)補(bǔ)充和總結(jié)，會起到良好的教學(xué)效果。

4結(jié)束語

篇5

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)過程；模具專業(yè)；ug；教學(xué)內(nèi)容；優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代模具企業(yè)的用人標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生了較大的變化。高職模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)培養(yǎng)的高技能人才要適應(yīng)用人單位的要求，就必須不斷調(diào)整與改進(jìn)。課程設(shè)置是學(xué)校進(jìn)行教育活動的基礎(chǔ)，體現(xiàn)了學(xué)校的辦學(xué)方向、培養(yǎng)目標(biāo)及教育的組織手段和方法。目前的職業(yè)教育課程結(jié)構(gòu)仍然不能彰顯技能型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，課程內(nèi)容也不能適應(yīng)區(qū)域和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，教學(xué)過程不能有效地促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力的形成，專業(yè)課程改革迫在眉睫?；诖?，我院模具專業(yè)基于生產(chǎn)過程，針對專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐。

課程教學(xué)內(nèi)容和方法優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本思路與方法

課程始終處在人才培養(yǎng)的核心地位。高職教育培養(yǎng)的人才主要面向生產(chǎn)單位一線需要，由于現(xiàn)代模具生產(chǎn)方式總是隨著社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展而變化，職業(yè)院校就應(yīng)當(dāng)基于生產(chǎn)過程，動態(tài)地構(gòu)建專業(yè)課程體系。這種基于生產(chǎn)過程開發(fā)與改革專業(yè)課程，就是以生產(chǎn)過程為參照系整合陳述性知識與過程性知識，著眼于隱含在生產(chǎn)動態(tài)行動體系之中的、整合了實(shí)踐知識與理論知識的生產(chǎn)過程知識的生成與構(gòu)建。我院模具專業(yè)基于生產(chǎn)過程的課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)基本思路與方法如下：（1）以市場和就業(yè)為導(dǎo)向，把握行業(yè)的人才需求現(xiàn)狀，在總體上確定專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容、方法的優(yōu)化設(shè)計(jì)方向。（2）基于模具產(chǎn)品的生產(chǎn)線式工作流程進(jìn)行課程體系構(gòu)建，將生產(chǎn)過程融合到課程結(jié)構(gòu)中。（3）采取以職業(yè)能力為核心，以職業(yè)實(shí)踐活動為主線，以項(xiàng)目化為主體的模塊化教學(xué)方法構(gòu)建專業(yè)課程。（4）基于模具產(chǎn)品生產(chǎn)過程，擬訂工作崗位與能力結(jié)構(gòu)，結(jié)合我院模具專業(yè)培養(yǎng)人才與之對應(yīng)關(guān)系確定課程內(nèi)容。（5）以典型模具產(chǎn)品為載體，以層次漸進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容為主線進(jìn)行課程的開發(fā)。（6）依照就業(yè)崗位技術(shù)能力要求進(jìn)行課程內(nèi)容的整合與優(yōu)化，形成專業(yè)特色。

其主要思路和方法如圖1所示。

課程教學(xué)內(nèi)容和方法的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程

我院模具專業(yè)基于生產(chǎn)過程，開發(fā)了《模具cad/cam（ug）》這門專業(yè)課程，并實(shí)現(xiàn)了本門課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)。其開發(fā)過程如下。

（一）市場調(diào)研，確定課程設(shè)計(jì)理念與思路

市場調(diào)研的主要對象是與學(xué)生就業(yè)相關(guān)性較大的典型企業(yè)（如宜賓普什模具公司、一汽大眾等）以及部分已就業(yè)的該專業(yè)畢業(yè)生，市場調(diào)研的主要內(nèi)容為企業(yè)的崗位情況、崗位工作任務(wù)情況及企業(yè)對人才規(guī)格的要求等。通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)ug軟件自從1990年進(jìn)入我國后，以其強(qiáng)大的功能和工程背景，在機(jī)械制造領(lǐng)域，特別是模具制造工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。在沿海的大、中、小型機(jī)械制造（特別是模具制造）企業(yè)中，廣泛采用ug軟件完成從產(chǎn)品造型、模具設(shè)計(jì)及制造的全過程，因此，需要大量的從業(yè)人員。掌握ug軟件的基本功能，熟練地在模具設(shè)計(jì)與制造中應(yīng)用，是模具專業(yè)學(xué)生適應(yīng)社會、適應(yīng)工作需求的基本技能。為此，我們確定了工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具cad、模具cam（數(shù)控編程加工）、模具裝配與調(diào)試四大模塊為本門課程的專門化方向，同時(shí)確定了本門課程的設(shè)計(jì)理念和思路。

設(shè)計(jì)理念本課程以培養(yǎng)高技能人才為目標(biāo)，重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，重構(gòu)和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，形成了基于生產(chǎn)過程導(dǎo)向的任務(wù)驅(qū)動的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與裝配、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、模具制造、模具裝配等五個(gè)主任務(wù)模塊，采用教、學(xué)、做一體化等多種教學(xué)方法，構(gòu)建了知識、技能和綜合素質(zhì)“三位一體化”的培養(yǎng)方案，使學(xué)生不僅具有完成職業(yè)任務(wù)所必需的知識、基本技能和動手能力，還提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，為學(xué)生后續(xù)能力的提升和可持續(xù)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

設(shè)計(jì)思路（1）以職業(yè)能力為目標(biāo)，組織課程內(nèi)容。（2）以模具產(chǎn)品為載體，設(shè)計(jì)教學(xué)活動。（3）以工作過程為中心，推進(jìn)課程融合。（4）以學(xué)生為主體，采用多種教學(xué)方法與教學(xué)模式。（5）注重過程評價(jià)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

（二）通過職業(yè)崗位與能力結(jié)構(gòu)分析，構(gòu)建課程內(nèi)容框架

根據(jù)市場調(diào)查，模具專業(yè)職業(yè)范圍與能力層次如圖2所示。

參照圖2，將專業(yè)崗位所涉及的職業(yè)活動細(xì)化成具體的工作任務(wù)，整理歸類形成典型工作任務(wù)分析表，形成課程內(nèi)容分析的主要依據(jù)。表1為ug課程部分典型任務(wù)分析表。

（三）通過生產(chǎn)過程解構(gòu)與課程結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，搭建課程內(nèi)容的組織框架

為培養(yǎng)有較強(qiáng)綜合職業(yè)能力的操作技能型人才，課程結(jié)構(gòu)要對應(yīng)于工作崗位的工作體系，與企業(yè)“工作項(xiàng)目”為目標(biāo)的工作結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，課程內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)形式主要以“項(xiàng)目”為主體。按照具體的模具產(chǎn)品從“模具成品、模具裝配（檢驗(yàn)）與調(diào)試、數(shù)控加工、選材、設(shè)計(jì)”這一生產(chǎn)流程進(jìn)行逆向推演，將生產(chǎn)過程解構(gòu)成相應(yīng)的專業(yè)知識與技能，重構(gòu)于課程內(nèi)容的組織框架中。

根據(jù)上述ug課程典型任務(wù)分析表，本課程采用了如圖3所示的以項(xiàng)目為主體的模塊化課程內(nèi)容組織形式。

（四）課程內(nèi)容的最終擬定

在課程組織結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，為能夠負(fù)載本課程整合的工作任務(wù)所對應(yīng)的職業(yè)知識與技能，我們將ug課程內(nèi)容整合為“產(chǎn)品造型、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控編程（模具制造）、模具裝配與調(diào)試”四個(gè)主任務(wù)模塊，重點(diǎn)培養(yǎng)實(shí)體建模技術(shù)、曲面建構(gòu)能力、復(fù)雜造型設(shè)計(jì)、裝備功能、2d出圖功能、模具加工功能等專業(yè)能力，將理論與實(shí)踐合成一體，以典型模具產(chǎn)品為載體，由低到高“層進(jìn)式”安排教學(xué)內(nèi)容，并以任務(wù)驅(qū)動的方式進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)（圖4為ug課程部分項(xiàng)目）。

我院模具專業(yè)基于生產(chǎn)過程，進(jìn)行了專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)的探索與實(shí)踐，探討了專業(yè)課程改革的思路和方法，有效地促進(jìn)了學(xué)生職業(yè)能力的形成。新課程于2009年實(shí)施以來，取得了較明顯的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情大為增加，學(xué)生的滿意度也大幅提高，我院學(xué)生在2009年全國3d創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽及2010年的全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中均取得了榮獲四川省一等獎(jiǎng)的好成績。同時(shí)，一汽大眾、宜賓普什模具公司等用人單位也均反映新課程體系培養(yǎng)的我專業(yè)的學(xué)生在工作崗位上更容易上手。

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篇6

論文摘要:數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到學(xué)生將來的就業(yè)，關(guān)系到他們將來的工作技能水平及個(gè)人發(fā)展。文章結(jié)合數(shù)控銑實(shí)習(xí)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出六類教學(xué)模式。

21世紀(jì)是高科技、經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時(shí)代，傳統(tǒng)的師傅帶徒弟做法，已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足數(shù)控行業(yè)發(fā)展對人才數(shù)量的需求。當(dāng)前數(shù)控行業(yè)需要大量有知識、懂技術(shù)的工人，而中等職業(yè)學(xué)校恰恰是培養(yǎng)此類人才的。這就要求實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師不僅要傳授基本操作技能知識，為學(xué)生在日后提升知識層次打基礎(chǔ)，而且要在技能應(yīng)用或社會崗位實(shí)際操作上指導(dǎo)學(xué)生做好準(zhǔn)備。筆者結(jié)合自身的數(shù)控銑實(shí)習(xí)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)數(shù)控銑實(shí)習(xí)教學(xué)模式。

先做后學(xué)，為學(xué)生創(chuàng)造自主探索的機(jī)會先做后學(xué)，即在實(shí)習(xí)課上教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)問題情境，提出問題讓學(xué)生自主探索解決進(jìn)而學(xué)到知識。它改變了傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的刻板教學(xué)模式，變?yōu)樯俟噍敚寣W(xué)生多活動、多練習(xí)，讓學(xué)生主動探索，參與知識的形成過程，并通過獨(dú)立學(xué)習(xí)或小組合作學(xué)習(xí)，在觀察、思考、實(shí)踐、討論等過程中自己去探索、去交流，從而激活學(xué)生的思維，增強(qiáng)實(shí)習(xí)訓(xùn)練的有效性，使課堂充滿生機(jī)活力，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。我校立足本校實(shí)際，深刻認(rèn)識現(xiàn)行教學(xué)現(xiàn)狀與時(shí)展要求和肩負(fù)輸送“合格+特長”專門人才重任的差距，積極尋求理論支撐，深入研究論證，大膽改革實(shí)踐，努力探索“先做后學(xué)”的教學(xué)模式，取得了較為理想的效果。教師有目的地根據(jù)教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)一定的實(shí)習(xí)環(huán)境，學(xué)生通過實(shí)踐活動熟記教學(xué)內(nèi)容，并提出實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題。教師通過課堂教學(xué)，將學(xué)生在實(shí)踐活動中掌握的知識連貫起來，并解決學(xué)生不懂的問題。其操作程序主要分為:創(chuàng)設(shè)情境實(shí)踐探索發(fā)現(xiàn)問題概括疏導(dǎo)鞏固應(yīng)用。在數(shù)控銑程序編寫第一行用到的G54G40G49G80G90G17指令，不必要求學(xué)生開始學(xué)編程時(shí)就詳細(xì)理解各個(gè)指令的具體含義，只需讓學(xué)生記住這個(gè)固定模式直接寫程序，在以后的練習(xí)操作中再慢慢理解掌握。通過這樣的實(shí)踐教學(xué)，教師在進(jìn)行理論教學(xué)時(shí)，就能在實(shí)踐的基礎(chǔ)上輕而易舉地使學(xué)生理解?！跋茸龊髮W(xué)”教學(xué)模式是認(rèn)真貫徹“以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”職業(yè)教育教學(xué)理念的一條有效途徑。

指令講解做小實(shí)驗(yàn)，效果事半功倍一切自然科學(xué)都來源于實(shí)踐，都是在對自然現(xiàn)象進(jìn)行觀察的基礎(chǔ)上從生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)發(fā)展起來的。尤其是當(dāng)今時(shí)代的高科技，無一不是通過實(shí)驗(yàn)得到的。實(shí)驗(yàn)作為理科教學(xué)的重要內(nèi)容、重要方法，對學(xué)生的知識掌握和科學(xué)研究方法、實(shí)驗(yàn)技能以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，都具有重要的地位和作用。由于實(shí)習(xí)時(shí)間短，內(nèi)容多，對于一些理論性、概念性較強(qiáng)的問題，教師不可能有足夠時(shí)間講透。在講課時(shí)巧妙地引入一些小實(shí)驗(yàn)，將會更加有效果，如講刀具半徑補(bǔ)償G41、G42指令時(shí)，以銑削孔做實(shí)驗(yàn)，在同一工件平面上，先逆時(shí)針走刀用G41左補(bǔ)償銑第一個(gè)孔，然后把補(bǔ)償取消再銑第二個(gè)孔，最后用G42右補(bǔ)償逆時(shí)針走刀銑第三個(gè)孔。讓學(xué)生觀察測量出三個(gè)圓孔的尺寸異同，通過比較得出的結(jié)論，再讓學(xué)生先總結(jié)兩個(gè)補(bǔ)償?shù)膮^(qū)別，最后由教師進(jìn)一步講解補(bǔ)償?shù)母拍罴笆褂梅椒?。還可帶領(lǐng)學(xué)生利用半徑補(bǔ)償指令銑削方形工件外輪廓，進(jìn)行補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)測試，分析補(bǔ)償所加的位置不當(dāng)造成產(chǎn)品有缺陷、機(jī)床報(bào)警、輪廓尺寸變小、走刀走到一半停止等產(chǎn)生的原因，使學(xué)生容易理解、印象深刻。

啟發(fā)性教學(xué)——“八卦”銑削與學(xué)生能動性發(fā)揮蘇霍姆林斯基說過:“真正的學(xué)校乃是一個(gè)積極思考的王國?！薄抖Y記·學(xué)記》對教學(xué)啟發(fā)方法與技巧有過精辟的論述。所謂“君子之教”，喻也:“道而弗牽;強(qiáng)而弗抑;開而弗達(dá)。道而弗牽則和;強(qiáng)而弗抑則易;開而弗達(dá)則思。和易以思，可謂善喻矣”。意即:優(yōu)秀教師教學(xué)總是注重啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生，使之曉明事理:引導(dǎo)學(xué)生而不牽著學(xué)生走;鼓勵(lì)學(xué)生而不強(qiáng)迫學(xué)生走;啟發(fā)學(xué)生而不代替學(xué)生達(dá)成結(jié)論。在指導(dǎo)學(xué)生數(shù)控銑實(shí)習(xí)過程中，教師應(yīng)竭盡全力去挖掘?qū)W生的思維潛力，千方百計(jì)地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，想方設(shè)法去激發(fā)學(xué)生對鑄造的興趣。筆者在指導(dǎo)銑削實(shí)習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生最喜歡銑削“八卦”，通過精心設(shè)計(jì)，學(xué)生愉快地自選刀具，裝刀及安裝工件，了解“八卦”的加工特點(diǎn)和工藝，自己編制工藝，成功地加工出表面光潔、精細(xì)的產(chǎn)品，能使每個(gè)學(xué)生都深刻認(rèn)識到數(shù)控銑削的重要性，從而樂于動腦思考加工工藝，鍛煉實(shí)踐操作能力。

注重學(xué)校實(shí)習(xí)教學(xué)與工廠生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合在數(shù)控銑實(shí)習(xí)教學(xué)過程中，要與工廠生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系，使學(xué)生能盡快將所學(xué)技能和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。這樣能在一定程度上提高教學(xué)效果和教學(xué)效率，特別是一些常用零件和零件上的一些工藝結(jié)構(gòu)不易講清楚，但在現(xiàn)場講解則一目了然。也可利用課外時(shí)間帶領(lǐng)學(xué)生到工廠參觀，對學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)認(rèn)識教育，使學(xué)生不僅會編程還知道在加工過程中應(yīng)該注意什么及操作目的是什么。為更好地幫助學(xué)生搭建實(shí)踐平臺，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)條件和實(shí)習(xí)設(shè)備，我校通過校企合作，促進(jìn)數(shù)控專業(yè)向以基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的創(chuàng)新訓(xùn)練為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，并發(fā)揮學(xué)校教學(xué)、科研優(yōu)勢，為企業(yè)提供研發(fā)場所，實(shí)現(xiàn)雙贏。我校與鹽城液壓機(jī)械廠的校企合作項(xiàng)目是“有熱再生空氣干燥凈化裝置控制器”，與鹽城精藝網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜廠的合作項(xiàng)目是“網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜”，與鹽城第五機(jī)床廠的合作項(xiàng)目是“X5035電氣控制”。在項(xiàng)目教學(xué)中，將課堂教學(xué)、企業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目、專利發(fā)明創(chuàng)造等貫穿于教學(xué)環(huán)節(jié)之中，就構(gòu)成了一個(gè)學(xué)?！髽I(yè)——社會貫通的現(xiàn)代教學(xué)鏈，形成培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和應(yīng)用性設(shè)計(jì)能力的課程體系。通過這種校企間的全方位合作模式，不僅讓學(xué)生拓展了視野，豐富了專業(yè)知識，培養(yǎng)了獨(dú)立思考能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、將理論運(yùn)用于實(shí)際的素質(zhì)和能力，而且還讓他們在解決實(shí)際問題過程中不斷創(chuàng)新，取得了較好的成績。同時(shí)，不僅推動了項(xiàng)目本身的研究進(jìn)程，而且促進(jìn)了校企交流，提高了學(xué)生的崗位競爭能力。

課堂內(nèi)外結(jié)合，營造學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的良好氛圍在保證正常課堂實(shí)習(xí)教學(xué)的前提下，為了拓展學(xué)生的視野，將課堂實(shí)習(xí)教學(xué)和課外訓(xùn)練相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了實(shí)習(xí)課堂內(nèi)外的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)。學(xué)校免費(fèi)為有電腦的學(xué)生安裝數(shù)控仿真軟件，供他們在業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)和研究。數(shù)控仿真室課余時(shí)間免費(fèi)向?qū)W生開放，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和做作業(yè)。有計(jì)劃地組織學(xué)生參與技能競賽，給學(xué)習(xí)扎實(shí)、操作能力強(qiáng)的學(xué)生搭建展示自我的平臺，達(dá)到以點(diǎn)帶面、全員提高的目的。

在學(xué)生中組織數(shù)控銑研究小組，激發(fā)學(xué)生的求知欲望把各班動手能力較強(qiáng)的優(yōu)秀學(xué)生組織起來，打造成若干攻關(guān)小組，由數(shù)控專業(yè)教師帶隊(duì)進(jìn)行常規(guī)指導(dǎo)，并給每組下達(dá)任務(wù)進(jìn)行數(shù)控研究課題的開發(fā)，及時(shí)總結(jié)研究成果，有計(jì)劃地制成VCD教學(xué)光碟，以多媒體教學(xué)方式供學(xué)生學(xué)習(xí)，并將之裝入數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心的計(jì)算機(jī)，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。這給學(xué)生創(chuàng)造了更廣泛的學(xué)習(xí)空間、更便利的學(xué)習(xí)條件，學(xué)生可以戴上耳機(jī)，邊看邊聽，同步學(xué)習(xí)制圖、編程和仿真加工。比如，UG數(shù)控銑自動編程教學(xué)片、UG數(shù)控銑鼠標(biāo)加工數(shù)控自動編程教學(xué)片、Master CAM數(shù)控加工中心自動編程教學(xué)片、西門子數(shù)控銑操作VCD教學(xué)片等課題的錄制和安裝，以學(xué)生為主體，讓他們參與其中，使數(shù)控教學(xué)收到了事半功倍的效果。

綜上所述，數(shù)控銑編程與操作實(shí)習(xí)應(yīng)用性很強(qiáng)，能夠讓學(xué)生扎實(shí)地掌握這門課程中的技能，并能夠使用這些技能為生產(chǎn)制造服務(wù)，成為一名合格的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)工人。數(shù)控技術(shù)是一門新興的技術(shù)學(xué)科，我們所要做的就是在教學(xué)中研究教學(xué)，在搞好各相關(guān)課程教學(xué)的基礎(chǔ)上優(yōu)化本課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)出合格的數(shù)控加工技術(shù)工人。

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篇7

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目驅(qū)動 教學(xué)模式 計(jì)算機(jī)輔助制造

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0174-01

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、制造已是目前工程技術(shù)人員必須掌握的基本技能。廣義的計(jì)算機(jī)輔助制造是指在機(jī)械制造業(yè)中，利用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)通過各種數(shù)值控制機(jī)床和設(shè)備，自動完成離散產(chǎn)品的加工、裝配、檢測和包裝等制造過程。在工程實(shí)踐中具體涉及的技術(shù)流程包括計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控程序編制、計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)計(jì)劃編制與調(diào)度、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制等。狹義的計(jì)算機(jī)輔助制造是指計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控程序編制[1]。該文主要針對計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控程序編制課程的教學(xué)模式開展研究。

1 計(jì)算機(jī)輔助制造課程特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)輔助制造課程主要學(xué)習(xí)應(yīng)用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助制造類軟件（如Master CAM、Pro/E、UG等）進(jìn)行工藝規(guī)劃、刀具路徑計(jì)算、加工仿真、后置處理等。其主要教學(xué)目標(biāo)是能夠應(yīng)用軟件編制出符合工程應(yīng)用實(shí)際的數(shù)控加工程序。因此，主要具有以下特點(diǎn)：（1）知識體系的內(nèi)在聯(lián)系較松散，能夠以相對獨(dú)立的模塊化形式組織教學(xué)；（2）以綜合應(yīng)用技術(shù)訓(xùn)練為主，涉及的基礎(chǔ)理論知識較少；（3）是理論知識與實(shí)踐應(yīng)用的橋梁，具有明顯的工程應(yīng)用背景，可將先修課程中的理論知識與后續(xù)工作目標(biāo)崗位間進(jìn)行有機(jī)銜接。

2 開展項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)模式的必要性

本課程屬于工程技術(shù)類軟件應(yīng)用技能技巧型課程。如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，則是先講軟件具有哪些功能、如何使用菜單或工具欄進(jìn)行操作、軟件對話框中各種參數(shù)的含義，然后講應(yīng)用實(shí)例。這種教學(xué)模式?jīng)]有考慮本課程的工程應(yīng)用特性，故存在以下弊端[2]：（1）與工程實(shí)踐中數(shù)控加工程序編制的流程不一致，使實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)大打折扣；（2）過多的強(qiáng)調(diào)軟件功能的介紹、操作方法以及術(shù)語的解釋，而忽略了工程實(shí)踐中對知識綜合應(yīng)用能力的需求；（3）不利于開展體驗(yàn)性學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)。

該文提出的項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)模式，擬將課程教學(xué)內(nèi)容以若干并行的工程實(shí)踐項(xiàng)目為載體進(jìn)行組織。這種教學(xué)模式弱化了知識的關(guān)聯(lián)性，突出了項(xiàng)目實(shí)施流程的系統(tǒng)性；弱化了知識的全面性，突出了知識的應(yīng)用性。從教學(xué)活動開始之初，就直達(dá)實(shí)踐應(yīng)用的目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行體驗(yàn)式、團(tuán)隊(duì)式學(xué)習(xí)，真正實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

3 教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施方法

本課程的教學(xué)目標(biāo)是在學(xué)生具備數(shù)控加工工藝分析、手工程序編制能力的基礎(chǔ)上，掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制造軟件編制數(shù)控車削、數(shù)控銑削、數(shù)控電火花線切割加工程序的方法。為達(dá)到理想的教學(xué)效果，擬以完整、獨(dú)立的工程項(xiàng)目為載體，以項(xiàng)目實(shí)施流程為線索組織教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)如下。

（1）計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控車削編程。

教學(xué)目標(biāo)：①能進(jìn)行車削零件工藝編排；②能正確編制刀具及工序卡片；③能夠應(yīng)用MasterCAM軟件編制車削零件的加工程序，掌握工藝參數(shù)設(shè)定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)：①外圓車削編程；②內(nèi)孔車削編程；③掉頭件車削編程。

（2）計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控銑削編程。

教學(xué)目標(biāo)：①能進(jìn)行銑削零件工藝編排；②能正確編制刀具及工序卡片；③能夠應(yīng)用MasterCAM軟件編制銑削零件的加工程序，掌握工藝參數(shù)設(shè)定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)：①二維零件銑削編程；②平行銑削（含陡斜面）三維零件編程；③流線銑削三維零件編程；④等高外形三維零件編程；⑤挖槽與淺平面組合加工。

（3）數(shù)控電火花線切割加工編程。

教學(xué)目標(biāo)：①能進(jìn)行線切割加工工藝編排；②能夠應(yīng)用MasterCAM/CAXA XP軟件編制線切割加工程序，掌握工藝參數(shù)設(shè)定、刀具路徑生成、加工仿真及后處理方法。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)：①凸模零件線切割編程；②凹模線切割編程。

教學(xué)實(shí)施：課堂講解，模仿訓(xùn)練，團(tuán)隊(duì)討論，提高訓(xùn)練，過程考核。

4 團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)及其實(shí)施方法

學(xué)習(xí)絕不僅僅是孤立的個(gè)體行為，而且是人與人之間的交流與協(xié)作活動。在一個(gè)運(yùn)作良好、學(xué)習(xí)氛圍濃厚的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)中，大家能夠取長補(bǔ)短、相互協(xié)作地開展學(xué)習(xí)，相互交流思想、碰撞觀點(diǎn)，共同進(jìn)步。在本課程中，團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的目標(biāo)為：①課堂學(xué)習(xí)過程中，團(tuán)隊(duì)成員相互協(xié)作開展學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步；②課后自主學(xué)習(xí)過程中，團(tuán)隊(duì)成員相互交流、取長補(bǔ)短、互幫互助；③互相監(jiān)督、相互測評。在自主學(xué)習(xí)考核和期末綜合作業(yè)考核中，發(fā)揮學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的作用。

具體實(shí)施方式是以5～6人為單位，尊重學(xué)生的意愿，自我組建學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，必要時(shí)教師參與協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的組建。上課時(shí)，將每個(gè)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)安排在同一個(gè)區(qū)域，以方便進(jìn)行交流、討論。

5 課程考核方法

通過過程應(yīng)用能力考核、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)效果考核、團(tuán)隊(duì)自我評價(jià)等手段，提高考核評價(jià)的科學(xué)性和全面性。具體方案如下：①過程考核。針對每個(gè)項(xiàng)目中的一個(gè)或兩個(gè)案例，在課堂上根據(jù)完成情況進(jìn)行現(xiàn)場打分。每學(xué)期考核5～6次。占總評成績的60%。②團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)效果考核。每次過程考核結(jié)束后，成績按學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)合計(jì)并按從低到高進(jìn)行排序，最低不加分，后面位次高一位每人加1分，上限為100分。③課后作業(yè)團(tuán)隊(duì)自我評價(jià)與教師評價(jià)相結(jié)合的考核。對于自主學(xué)習(xí)部分的考核、期末綜合作業(yè)的考核采用團(tuán)隊(duì)自我評價(jià)和教師評價(jià)相結(jié)合的方式，分?jǐn)?shù)各占該部分分?jǐn)?shù)的50%。自主學(xué)習(xí)部分的成績按10%，期末綜合作業(yè)按20%計(jì)入總評成績。④團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)參與度自我評價(jià)與學(xué)習(xí)記錄教師評價(jià)考核。團(tuán)隊(duì)組長在期末結(jié)束時(shí)，根據(jù)學(xué)習(xí)參與度、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)貢獻(xiàn)情況，對每位成員評分，按5%的比例計(jì)入總成績。教師根據(jù)學(xué)習(xí)記錄對整個(gè)團(tuán)隊(duì)評分，按5%的比例計(jì)入總成績。

6 結(jié)語

通過項(xiàng)目驅(qū)動的教學(xué)模式，能夠大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)；通過團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)生的交流、協(xié)作能力和共同學(xué)習(xí)能力；通過科學(xué)合理的課程考核評價(jià)方式，提高了考核評價(jià)的科學(xué)性及全面性。

參考文獻(xiàn)

篇8

關(guān)鍵詞 中職數(shù)控 三維造型 職業(yè)素養(yǎng) 專業(yè)技能

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)在機(jī)械制造加工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，CAD/CAM 軟件應(yīng)用成為中職數(shù)控專業(yè)的核心課程。本課程分為三大塊：二維繪圖、三維造型和自動編程（CAM）。目前二維繪圖正與機(jī)械制圖整合，自動編程要求高、一般中職學(xué)校開設(shè)難以取得效果，三維造型很多學(xué)校立足學(xué)校實(shí)際嘗試教學(xué)改革。

筆者近年來承擔(dān)CAD/CAM 課程教學(xué)，從三維造型的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、評價(jià)方式等方面探討學(xué)生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法相適宜

（一）基本造型命令，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力溫州機(jī)械行業(yè)流行多個(gè)造型軟件，有UG、Solidworks、Inventor 等軟件，本校限于“2+1”學(xué)制，課時(shí)緊張，只開設(shè)UG 造型，當(dāng)學(xué)生走上工作崗位，很可能面臨自學(xué)其他軟件。三維造型在高二開設(shè)，學(xué)生已經(jīng)有二維繪圖基礎(chǔ)，比如掌握了AutoCAD 軟件命令的應(yīng)用，而CAD 軟件操作都具有一定相似性，教師以任務(wù)驅(qū)動學(xué)生自學(xué)UG 基本造型命令。每一次課設(shè)計(jì)任務(wù)書，任務(wù)書有本次課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生明確地知道本次課應(yīng)該掌握的造型命令，課后可以自我反思是否達(dá)成了預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)；每個(gè)子任務(wù)都有多個(gè)幫助提示，供不同層次的學(xué)生選擇，其中以閱讀教材為主要方法。正因?yàn)槿绱?，首先要選擇一本以“任務(wù)驅(qū)動、案例教學(xué)”的方式編寫的教材，這類教材在內(nèi)容的組織上突出了易懂和夠用，通過一個(gè)個(gè)小案例都有詳細(xì)操作步驟的講解、引導(dǎo)，降低難度、樹立學(xué)習(xí)信心、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在完成任務(wù)的過程中掌握繪圖技巧的同時(shí)，也增強(qiáng)了學(xué)生軟件自學(xué)能力。雖然以自學(xué)為主，絕非放任，而是先練后講，學(xué)生先演示，教師再補(bǔ)充，從而引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐比較AutoCAD 與UG 的異同，掌握CAD 軟件的特點(diǎn)。

（二）零件造型，培養(yǎng)學(xué)生先思考再操作的良好習(xí)慣學(xué)生掌握了基本造型命令后，需要一定量的根據(jù)零件圖紙繪制實(shí)體來強(qiáng)化技能，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力。由于中職學(xué)生個(gè)體差異大，沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，空間想象能力、空間分析能力比較薄弱，，難以在頭腦里形成零件的空間概念，阻礙他們零件圖的識讀，可以通過多媒體課件，讓學(xué)生先看零件實(shí)體，增強(qiáng)他們的直觀認(rèn)識。復(fù)雜零件，還可以借助多媒體課件的三維動畫，從多角度展示零件三維形體結(jié)構(gòu)，并將其與三視圖對照，能產(chǎn)生直觀易學(xué)的效果。了解零件形狀之后，請學(xué)生闡述零件的幾何特征、造型思路以及所運(yùn)用的軟件命令，教師給予必要的引導(dǎo)與補(bǔ)充，久而久之學(xué)生會養(yǎng)成遇到問題先分析的習(xí)慣。每個(gè)零件都有造型視頻，供幫助需要的學(xué)生觀看，軟件本身只是一個(gè)工具，軟件應(yīng)用能力的培養(yǎng)，不在于繪制了多少個(gè)零件，而是同一個(gè)零件，思考不同的造型方法，確定優(yōu)化方案。

（三）逆向造型，貼近崗位實(shí)際 企業(yè)造型崗位主要工作內(nèi)容是測量實(shí)物繪制實(shí)體，結(jié)合本地特色產(chǎn)業(yè)開發(fā)教學(xué)項(xiàng)目。比如溫州是中國鞋都，有許多鞋跟廠家。通過實(shí)施鞋跟逆向造型的項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生職業(yè)興趣，使學(xué)生通過主動探究實(shí)踐操作中應(yīng)用已有的專業(yè)知識技能，真正感受到實(shí)際產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，從而培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，獲取新知識的能力，解決工程實(shí)際問題的能力，團(tuán)隊(duì)合作的能力、管理，創(chuàng)新性思維能力等。

每一個(gè)模塊都提供幫助，逆向造型以網(wǎng)絡(luò)搜索為主。現(xiàn)在很多學(xué)生使用智能手機(jī)，可以充分發(fā)揮這一手持設(shè)備的功能，在機(jī)房架設(shè)無線路由器，或者將機(jī)房局域網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，引導(dǎo)學(xué)生搜索有用信息。

教師可以事先把相關(guān)內(nèi)容在自己博客上，當(dāng)有學(xué)生搜索到時(shí)，又是一個(gè)教育的契機(jī)。

（四）出工程圖， 機(jī)械制圖實(shí)戰(zhàn)二維繪圖，以抄畫圖紙為主，訓(xùn)練的是學(xué)生軟件命令的熟練運(yùn)用程度，涉及應(yīng)用機(jī)械制圖知識甚少。針對中職學(xué)生，機(jī)床加工零件都較為簡單，又有很多相似，識圖較易。三維實(shí)體，零件繁多，變化各異，通過對這些實(shí)體出工程圖，學(xué)生選擇視圖、標(biāo)注尺寸時(shí)候即應(yīng)用機(jī)械制圖于實(shí)踐。

（五）零件裝配，模擬裝配

學(xué)生根據(jù)自己出的工程圖，繪制零件實(shí)體，不僅檢驗(yàn)他們所出工程圖是否正確，也感受到企業(yè)不同崗位銜接的重要性。通過裝配這些零件，感受各零件的實(shí)際作用，形成初步裝配工藝。

二、評價(jià)，兼顧技能與職業(yè)素養(yǎng)

中職數(shù)控專業(yè)學(xué)生絕大多數(shù)從事生產(chǎn)一線的操作崗位，隨著新工藝、新設(shè)備的發(fā)展，更要求他們的規(guī)范的操作技能、良好的工作態(tài)度和強(qiáng)烈的質(zhì)量意識。通過過程評價(jià)，每次課采用五分制：兩分考核學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)，包括學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂紀(jì)律、工位整潔（7S）；三分分解到各造型任務(wù)，正確完成才能得分，否則不得分，使學(xué)生意識到合格的才是零件，差一點(diǎn)的就是廢品。當(dāng)然為激勵(lì)學(xué)生多發(fā)言、多展示、多造型，課堂分上不封頂，如“多勞多酬”。

三、結(jié)束語

三維造型軟件已從機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械裝配、機(jī)械加工、加工工藝、實(shí)體渲染、動畫效果、仿真運(yùn)動、材料結(jié)構(gòu)分析，發(fā)展到具有企業(yè)管理的綜合軟件，在為企業(yè)提供強(qiáng)大技術(shù)支持的同時(shí)，降低了對員工的技術(shù)要求，為我們中職學(xué)生提供了新的崗位，也為三維造型課程創(chuàng)造綜合職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的實(shí)踐的平臺。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳崇， 陳小茹， 來華.UG 與數(shù)控加工---CAD 篇[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社，2012.

篇9

針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)，立項(xiàng)報(bào)告區(qū)別于研究型大學(xué)科研型項(xiàng)目，立項(xiàng)報(bào)告需要闡述研究意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，塑料模具類畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目立項(xiàng)報(bào)告主要闡述項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容、同類模具國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀并附主要參考文獻(xiàn)；設(shè)計(jì)目標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，擬采取的設(shè)計(jì)方案及可行性分析，設(shè)計(jì)方案的特色與創(chuàng)新；進(jìn)度安排及預(yù)期成果，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與工作條件，項(xiàng)目組成員簡介，經(jīng)費(fèi)預(yù)算等，突出項(xiàng)目的設(shè)計(jì)性和工程實(shí)踐性。畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中期進(jìn)展報(bào)告：階段計(jì)劃要點(diǎn)和調(diào)整情況，設(shè)計(jì)工作主要進(jìn)展和階段性成果，下一階段工作計(jì)劃，經(jīng)費(fèi)使用情況與下一階段經(jīng)費(fèi)預(yù)算，項(xiàng)目執(zhí)行過程中存在的問題、建議。畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告：項(xiàng)目背景，項(xiàng)目研究過程及研究重點(diǎn)，項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)的解決，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析，項(xiàng)目的使用范圍，本設(shè)計(jì)項(xiàng)目的優(yōu)缺點(diǎn)。通過基于項(xiàng)目的塑料模具類畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在以下幾方面能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：塑料制品的設(shè)計(jì)及成型工藝的制定，一般塑料制品成型模具的設(shè)計(jì)能力，塑料制品質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)能力，了解模具設(shè)計(jì)的常用商業(yè)軟件并能正確應(yīng)用，能夠正確分析所設(shè)計(jì)模具零件加工工藝性并制定加工工藝路線。

2計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在塑料模具類項(xiàng)目教學(xué)中的應(yīng)用

來源于企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目的塑料模具類畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，從工藝方案設(shè)計(jì)到模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，到模具制造工藝性評價(jià)，再到功能零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，再到零件圖繪制，到模具零件制造工藝設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，需要大量的知識和經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)和制造無法滿足市場激烈競爭的需要。CAD/CAE/CAM技術(shù)的運(yùn)用，在設(shè)計(jì)和制造上取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。如圖2所示CAD/CAE/CAM技術(shù)在注射模中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面［4］：第一，塑料制品的設(shè)計(jì)：三維CAD軟件的實(shí)體和曲面造型功能，為塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)改進(jìn)提供了強(qiáng)大的功能，使設(shè)計(jì)過程直觀、準(zhǔn)確。所獲得的三維數(shù)據(jù)模型，為后續(xù)模具設(shè)計(jì)和成型工藝分析提供了良好數(shù)據(jù)來源。第二，塑料制品成型工藝性分析：采用CAE可以模擬塑料熔體在型腔中的流動、保壓、冷卻、收縮過程，其結(jié)果可事前評價(jià)制品的質(zhì)量及成型工藝性，提高模具設(shè)計(jì)制造成功率。第三，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：三維模具設(shè)計(jì)CAD軟件系統(tǒng)，可以根據(jù)制件材料收縮率自動計(jì)算制件三維數(shù)據(jù)模型的收縮量，經(jīng)放大獲得成型零部件工作部分尺寸，通過布爾運(yùn)算獲得模具型腔形狀，還可輔助獲得需電火花成型零件的電極實(shí)體數(shù)模，并提供了將三維數(shù)模轉(zhuǎn)為二維工程圖的功能，輔助完成工程圖繪制［4］。第四，模具運(yùn)動功能結(jié)構(gòu)檢查：可對已裝配好的模具按照預(yù)定運(yùn)動方向和位置，實(shí)現(xiàn)模具開合模運(yùn)動及制品被推出的模具工作過程，輔助檢驗(yàn)?zāi)＞唛_合模和制件脫模功能設(shè)計(jì)是否正確，并及時(shí)糾正，減少修模時(shí)間。第五，數(shù)控加工：利用CAM數(shù)控自動編程軟件，讀取模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果，以模具零件三維數(shù)模為輸入，自動編制數(shù)控加工工藝過程，可模擬刀具在三維曲面上的實(shí)時(shí)加工過程并顯示有關(guān)曲面的形狀數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以自動生成數(shù)控機(jī)床加工程序代碼。圖2基于項(xiàng)目塑料模具類畢業(yè)設(shè)計(jì)流程將先進(jìn)CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用于材料成型及控制工程專業(yè)模具方向?qū)W生基于項(xiàng)目的塑料模具類畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，掌握并提高模具先進(jìn)CAD/CAE/CAM技術(shù)，提高畢業(yè)生專業(yè)技能，能利用其獨(dú)立完成制件的工藝分析、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具制造數(shù)控程序生成，基本達(dá)到模具設(shè)計(jì)師及模具工藝員的技術(shù)水平。如圖3所示，為2014屆畢業(yè)生以MINTH集團(tuán)企業(yè)課題立項(xiàng)的項(xiàng)目式塑料模具設(shè)計(jì)類畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目［5］。在項(xiàng)目實(shí)施過程中由于制件造型的需要，該學(xué)生自學(xué)了UG實(shí)體造型計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)委托方提供的圖紙，完成了制件實(shí)體造型。為了設(shè)計(jì)制件成型方案，該學(xué)生又學(xué)習(xí)了塑料成型模擬軟件MOLDFLOW，分析并制定了該制件成型方案。為了完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)了UG裝配及工程圖繪制軟件。為了編制模具制件數(shù)控加工程序，該學(xué)生又認(rèn)真學(xué)習(xí)了UG數(shù)控編程軟件。通過該項(xiàng)目的畢業(yè)設(shè)計(jì)，該學(xué)生詳細(xì)地掌握了塑料模具設(shè)計(jì)流程，系統(tǒng)實(shí)踐了塑料模具設(shè)計(jì)制造相關(guān)先進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，使學(xué)生到企業(yè)工作半年即成為技術(shù)骨干。

3結(jié)語

篇10

關(guān)鍵詞:拐角減速 螺旋線加工 余擺線加工 NURBS插補(bǔ) Z軸分層銑削 等高外型加工

中圖分類號: 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1007-9416(2010)05-0000-00

Study of UG-CAM High Speed Process Technology

Liu Jianyuan

(Machinery & Electric Department,Dongguan Nanbo Polytechnic,Dongguan523083,China)

Abstract:It is important for high Speed Machining to choose relevant CAM software and generate correct Numerical Machining Program which is profitable to high speed Machining.The UG-CAM high calculation measure speed, automatic interference check on avoiding over cutting, wonderfull feeding optimization capability, more abundant optimizing strategy of high speed , various kinds of toolpath planning method, UG-CAM can generate correct toolpath efficiently on the place where part can not be cut by former tool , super strongly supervision function of toolpath to be processed, preferable corner and sharp edge process technology, better Shock absorption function, powerful Interpolation property,all the above aspects determine the popularity of UG-CAM in the high speed Machining.

Key Words:Coner decelerate Helical machining Trchoidal machiningNurbs Interpolation Z-axis Layered millingZlevel_profile_milling

引言

使用CAM系統(tǒng)編程,一方面要選擇合適的刀具、切削用量及加工參數(shù);另一方面采用恰當(dāng)?shù)淖叩斗绞?加工方法)也是數(shù)控編程的關(guān)鍵。而UG-CAM豐富多樣的刀軌規(guī)劃方法及適合高速加工的各種關(guān)鍵控制技術(shù)正逐漸隨著高速加工在我國的興起為人們所了解。

1 UG-CAM較好的拐角處理工藝,可保持路徑順暢且自動加減速時(shí)減少震動

(1)圓滑的拐角與刀具路徑拐角處理:通過Corner and Feed Rate Control對話框?qū)Φ盾壍墓战翘庍M(jìn)行圓倒角、還可以用對話框中的Fillet選項(xiàng)來指定圓角半徑。確保在拐角處形成光滑連續(xù)的圓弧過渡刀軌;可以通過設(shè)定Slowdowns的相關(guān)參數(shù)選項(xiàng)來指定拐角減速的相關(guān)參數(shù)。其中Length設(shè)置減速長度;slowdown設(shè)定減速比例;Corner Angle減速角度范圍設(shè)置。這些設(shè)置都大大起到了減振的效果。

(2)高速切削加工的拐角加工工件為內(nèi)銳角時(shí),刀具路徑可采用圓角或圓弧走刀,并相應(yīng)減小進(jìn)給速度,這樣在加工拐角時(shí)可以得到光滑的刀具軌跡,并可保持連續(xù)的高進(jìn)給速度及加工過程的平穩(wěn)性,拐角的殘余量可通過再加工工序去除。

2 在豎直向的層間及較平坦曲面的步距間光滑過渡、保證持續(xù)切割最大限度減少振動

(1)UG-CAM在加工陡峭的外形時(shí),通常采用zlevel輪廓銑,在垂直于刀具方向的平面切削層上沿著零件去除材料,在高速加工時(shí),雖然可以用zlevel輪廓銑加工出來,但在層和層過渡時(shí),刀具切削轉(zhuǎn)向,而且垂直下刀會引起刀具振動加大,刀具易折斷且加工表面質(zhì)量不高,會出現(xiàn)明顯的刀具痕跡,此時(shí)可采用曲面區(qū)域驅(qū)動,改分層切削法為螺旋切削法。這樣刀具在加工過程中在被加工面上沿螺旋線切削,沒有突然的層間過渡,從而減少振動。層間采用光滑的螺旋線過渡刀路軌跡如圖2所示

(2)UG-CAM在加工較平坦的曲面時(shí),通常用曲面驅(qū)域方式(Contour-area),該驅(qū)動方式通過指定曲面作為驅(qū)動幾何體,這些驅(qū)動點(diǎn)沿著指定的投影矢量方向投影到零件表面上,以生成投影點(diǎn),從而生成刀具軌跡,但在高速加工時(shí),刀具軌跡圖樣無論選擇跟隨周邊還是同心圓等,在步進(jìn)時(shí)都容易產(chǎn)生刀具振動,這時(shí)如果加工的曲面比較簡單接近于圓形,可采用固定軸輪廓銑Spiral(螺旋)的驅(qū)動方式,按Sprial Drive Method頁簽中對話框設(shè)定的步距生成曲面上的從中心點(diǎn)展開螺旋線驅(qū)動軌跡。步距間采用螺旋線光滑過渡刀路軌跡如圖1所示。

3 UG-CAM較好的進(jìn)退刀處理工藝

(1)圓滑過渡所有進(jìn)刀、退刀、步距(stepover)和非切削運(yùn)動(Non¬-cutting moves);在自動進(jìn)刀/退刀運(yùn)動,也就是平面銑,使用螺旋或斜式(Helical or Raming)的垂直進(jìn)退刀運(yùn)動;曲面輪廓銑使用切圓弧(tangent arc)的進(jìn)退刀運(yùn)動;Traverse運(yùn)動設(shè)置為Smooth;通過將Corner and Feed Rate Control)對話框中的Fillet選項(xiàng)指定為All Passes來圓滑過渡拐角和步距。

(2)高速切削的進(jìn)退刀加工工藝、高速切削加工時(shí)、刀具切入工件的方式、不僅影響加工質(zhì)量、同時(shí)也直接關(guān)系到加工的安全。刀具高速切削工件時(shí)、工件將對刀具產(chǎn)生一定的作用力。此外、刀具以全切深和滿進(jìn)給速度切入工件將會縮短刀具的壽命。通過較平緩的增加載荷,可以達(dá)到保護(hù)刀具的目地。刀具切入工件時(shí)應(yīng)盡量沿輪廓切向切入的方式緩緩的增加切削載荷,并保持恒定的載荷,直線式切入和螺旋式切入,以保持刀具軌跡光滑平順。斜線式和螺旋式切入方式適用于簡單型腔的粗加工。加工表面質(zhì)量和精度要求高的復(fù)雜曲面時(shí),采用沿曲面的切矢量方向或螺旋式進(jìn)退刀,這樣刀具將不會在工件的進(jìn)退刀處留下駐刀痕跡,從而獲得高的表面加工質(zhì)量。對于深腔件的加工,螺旋式切入是一種比較理想的進(jìn)刀方式,采用相同或不同半徑的螺旋路徑,自內(nèi)向外依次切除型腔材料。

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4 UG-CAM高速加工的重復(fù)加工方式

重復(fù)加工是對零件的殘余量進(jìn)行針對性加工的方法。在高速切削加工主要用于二次粗加工以及筆式銑削和殘余銑削。

(1)采用二次粗加時(shí),先進(jìn)行初始粗加工,然后根據(jù)加工后的形狀計(jì)算二次粗加工的加工余量。在等高線粗加工粗加工中,由于零件上存在斜面,加工后會在斜面上留下臺階,從而導(dǎo)致殘留余量不均勻,并因此引起刀具載荷不均勻。采用二次粗加工時(shí),可使用不同于初始粗加工方法(平行線法、螺旋線法等)以獲得均勻的余量,這樣可更有效地保持刀具進(jìn)行連續(xù)切削,減少空走刀,并提高加工的效率。

(2)清根銑削(Flow-cut)主要應(yīng)用于半精加工的清根操作(只在拐角處自動生成加工拐角的刀具路徑),它通過找到前道工序大尺寸刀具加工殘留部份的所有拐角和凹槽,自動驅(qū)動刀具與加工曲面相切,并沿其交線方向運(yùn)動來加工這些拐角,清根銑削允許使用半徑與3D拐角或凹槽相匹配的小尺寸刀具一次性完成所有的清根操作,可以極大的減少退刀次數(shù)。此外,清根銑削可以采用相對恒定的切削切除率,這對于高速切削加工特別重要。精加工帶有壁面和底面的零件時(shí),如果沒有清根銑削,刀具到達(dá)拐角時(shí),將要去除相當(dāng)多的材料,采用清根銑削時(shí),拐角已被預(yù)先進(jìn)行清根處理,因此減少精加工拐角時(shí)刀具的偏斜和噪聲。UG-CAM比較有特點(diǎn)的地方在于陡峭角(Angle)設(shè)定、最大凹角設(shè)定:設(shè)定后只在小于或等于指定的最大凹角的位置生成清根切削刀軌,(Max-Concavity)設(shè)定清根切削的最大凹角、(Multiple Offsets)設(shè)定走刀次數(shù)及偏移。

5 UG-CAM適應(yīng)高速切削加工的移刀工藝

高速切削加工的移刀工藝是指在高進(jìn)給速度時(shí),相鄰刀具路徑間有效過渡的連接方式。平行線掃描加工是精加工復(fù)雜型面的一種手段。但是這種方法容易在每條刀具路徑的未端造成進(jìn)給量的突然變化。在掃描路徑之間采用簡單的環(huán)型刀具路徑可以適當(dāng)緩解拐角處進(jìn)給量的變化。但是,進(jìn)給速度較高時(shí),這種簡單的環(huán)型運(yùn)動仍然太突然。在這種情況下,UG¬-CAM在掃描路徑間采用“高爾夫球棒”式移刀則更為有效。

6 UG-CAM高速切削加工的余擺線式切削加工工藝

余擺線加工是利用高速切削加工刀具側(cè)刃去余材料來提高粗加工速度的新技術(shù)。采用余擺線加工時(shí),刀具始終沿著具有連續(xù)半徑的曲線運(yùn)動。采用圓弧運(yùn)動方式逐次切削材料,對零件表面進(jìn)行高速小切深加工。有效的避免了以全寬度切入工件生成刀具路徑。每環(huán)圓弧運(yùn)動中,向前運(yùn)動時(shí)刀具切削工件,向后運(yùn)動時(shí)進(jìn)行刀具冷卻,并允許自由切削材料。當(dāng)加工高硬度材料或采用較大切削用量時(shí),刀具路徑中刀具向后運(yùn)動的冷卻或自由去除材料圓弧段與向前運(yùn)動加工的圓弧段相平衡,實(shí)現(xiàn)了刀具切削條件的優(yōu)化。此外,余擺線加工的刀具路徑全部由圓弧運(yùn)動組成,走刀方向上沒有突然的變化,是有利于實(shí)現(xiàn)高速切削加工的粗、精加工的一種理想狀況。所以,余擺線加工特別適用于加工高硬度材料和高速加工的各種粗加工工序(比如腔體加工),不僅能夠使機(jī)床在整個(gè)加工過程中保持連續(xù)的進(jìn)給速度,獲得高的材料去除率,并且可延長刀具壽命。

7 UG-CAM強(qiáng)大的高速高精度控制技術(shù),這些關(guān)鍵控技術(shù)包括殘余分析,待加工軌跡監(jiān)控,自動防過切保護(hù),尖點(diǎn)控制、高精度輪廓控制技術(shù),NURBS插補(bǔ)輸出等。

(1)加工殘余分析:加工殘余分析功能可以分析功能可以分析出每次切削后加工殘余的準(zhǔn)確位置,允許刀具創(chuàng)建在上道工序中工件材料沒有完全去除的區(qū)域。后續(xù)加工的刀具路徑可在前道工序刀具路徑的基礎(chǔ)上利用加工殘余分析進(jìn)行優(yōu)化得到,通過對工件某些復(fù)雜部位(如曲面相交處的圓角)進(jìn)行加工殘余分析,可盡量保持穩(wěn)定的切削參數(shù),包括保持切削厚度,進(jìn)給量和切削線速度的一致性。當(dāng)遇到背吃刀量有增加時(shí),就可以降低進(jìn)給速度,從而避免負(fù)載變化引起刀具偏斜以及降低加工精度和表面質(zhì)量。因此加工殘余分析可實(shí)現(xiàn)高速切削加工參數(shù)的最佳化,使刀具走刀路適應(yīng)工件余量的變化,減少加工時(shí)間,避免刀具破損及過切和殘留現(xiàn)象,從而實(shí)現(xiàn)刀具路徑的優(yōu)化。

(2)待加工軌跡監(jiān)控:待加工軌跡監(jiān)控功能是用于監(jiān)控刀具路徑中由于路徑曲率引起的進(jìn)給速度引起的不規(guī)則過渡,以及軸向加速過大等不利于高速切削加工的各種加工條件的變化,實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)進(jìn)給速度的一種控制方法。CNC控制系統(tǒng)在進(jìn)行加工控制時(shí)通過掃描待加工程序的數(shù)控代碼,預(yù)覽刀具路徑上是否有方向變化,并相應(yīng)的調(diào)節(jié)進(jìn)給速度。比如,在高速給速度下,待加工軌跡監(jiān)控功能監(jiān)測到拐角時(shí),將自動減小進(jìn)給速度,以防止刀具過切或或出現(xiàn)殘留現(xiàn)象。在加工軌跡的平滑段,再將進(jìn)給速度迅速提高到最大,就這樣通過動態(tài)調(diào)節(jié)進(jìn)給速度,可以優(yōu)化機(jī)床控制系統(tǒng)的動態(tài)性能,并獲得最高的加工精度和表面質(zhì)量。

(3)尖點(diǎn)控制:高速加工控制器待加工軌跡監(jiān)控功能雖然可以預(yù)先了解待刀加工段NC程序的刀具軌跡,預(yù)覽刀具軌跡及其走刀方向是否有變化,即是否存在拐角,但對于3D零件上的每個(gè)具體的走刀步距和切削余量是無法預(yù)知的,加工復(fù)雜的3D型面時(shí),可根據(jù)尖點(diǎn)高度來計(jì)算NC精加工刀具路徑的加工步距,而不是采用恒定的加工步距。

(4)防過切處理:高速切削加工時(shí),前道工序遺留的余量將會導(dǎo)致刀具切削負(fù)載突然加大,甚至出現(xiàn)刀具過切或破損現(xiàn)象。過切對于工件的損壞是不可修復(fù)的,對于刀具的破壞也是災(zāi)難性的。通過自動防過切處理功能,可以在切削過程中保護(hù)刀具,實(shí)現(xiàn)高速加工的安全操作。

8 UG-CAM科學(xué)合理的Z軸分層銑削

(1)在較淺區(qū)域的Z層自動添加中間刀具路徑,使半精加工的坯料深度保持恒定不變,確保精加工操作中的均勻切割。粗加工快速去除工件材料時(shí)這一點(diǎn)是必須的。在加工陡峭度基本一致的曲面時(shí),采用相同的層間切削深度,確保加工效率及較好的表面質(zhì)量。

(2)在型腔銑(Cavity-mill)粗加工刀具路徑中在不同的加工深度范圍內(nèi)針對零件不同部位的陡峭度可使用不同的Z軸的下刀量,點(diǎn)擊Cut-levels按鈕進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置及層的設(shè)定:Rang Depth表示加工層的范圍深度;Local Depth per Cut表示某一局部層內(nèi)的下刀量。這樣能較好的保證工件上較平坦的區(qū)域及較陡峭的區(qū)域的加工余量基本均勻,有利于半精加工及精加工同時(shí)也保證了較高的編程效率。同樣在等高外型(Zlevel-Profile)粗精加工程序當(dāng)中也可以在不同層的深度范圍內(nèi)指定不同的局部下刀量,確保加工效果。這是其它多數(shù)CAM軟件不具備的。UG-CAM不同的層用不同的下刀量刀路軌跡如圖3所示。

9 結(jié)語

上述是UG-CAM較為顯著的適合于高速加工的特征。UG-CAM的這些適合于高速加工的特點(diǎn)是在數(shù)控加工實(shí)踐中得到應(yīng)用及檢驗(yàn)的。UG-CAM高速加工是先進(jìn)適用的加工技術(shù),具有強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。

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作者簡介:

劉建元(1974 -),男,漢族,四川省仁壽縣人,工程師、講師,受聘高級工程師2年,1999年畢業(yè)于

重慶大學(xué),多年一線實(shí)際從事機(jī)械模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算輔助制造工作,5年相關(guān)教學(xué)經(jīng)歷,豐