“計算機輔助制造”課程內(nèi)容的優(yōu)化整合

韓來吉

(唐山學(xué)院,河北唐山 063020)

“計算機輔助制造”課程內(nèi)容的優(yōu)化整合

韓來吉

(唐山學(xué)院,河北唐山 063020)

針對當(dāng)前《CAM》教材及軟件存在多個版本的狀態(tài),采用項目教學(xué)的方式對《CAM》課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合并通過優(yōu)化整合后內(nèi)容的使用,使學(xué)生學(xué)到更多的知識和技能,分享到實際工作中的經(jīng)驗。

CAM;教學(xué)內(nèi)容;項目教學(xué);優(yōu)化整合

從文字的意義來說,計算機輔助制造(Computer Aided Manufacturing即CAM)是指應(yīng)用計算機來進(jìn)行產(chǎn)品制造的統(tǒng)稱。它有廣義CAM和狹義CAM兩個概念。廣義CAM概念是指利用計算機輔助完成從原材料到產(chǎn)品的全部生產(chǎn)制造過程,其中包括直接制造過程和間接制造過程。狹義CAM概念是指從產(chǎn)品設(shè)計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動,它包括CAPP,NC編程、定額的計算、計劃的制訂等。

現(xiàn)在,CAM的狹義概念進(jìn)一步縮小為數(shù)控(NC)編程的同義詞,更明確地說,就是指數(shù)控加工,它的輸入信息是零件的工序內(nèi)容和工藝路線,輸出信息是刀具加工時的運動軌跡和數(shù)控程序。我國是制造業(yè)大國,CAM是衡量制造業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。隨著數(shù)控機床、加工中心等先進(jìn)設(shè)備走入企業(yè),先進(jìn)的加工技術(shù)和工藝正逐步替代傳統(tǒng)的加工技術(shù)和工藝,企業(yè)對數(shù)控專業(yè)人才的需求量越來越大,質(zhì)量要求也越來越高。因此做好“計算機輔助制造”課程教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生掌握產(chǎn)品的現(xiàn)代化設(shè)計方法與手段從而提高學(xué)生適應(yīng)社會需求的能力是迫在眉睫的教學(xué)任務(wù),也是我們高校教師的重職責(zé)。

本文采用“項目教學(xué)”①項目教學(xué):是指師生通過共同實施一個完整的項目工作而進(jìn)行的一種教學(xué)活動。在這里,項目指以生產(chǎn)一件具體的、具有實際應(yīng)用價值的產(chǎn)品為目的的任務(wù)。的方式,通過總結(jié)各種新CAM軟件的共性與特性,把“計算機輔助制造”課程內(nèi)容優(yōu)化整合成五個教學(xué)項目,并將各種新CAM軟件零件建模的方法與實際零件加工的工藝相結(jié)合,構(gòu)建新的課程結(jié)構(gòu),使學(xué)生在有限的時間內(nèi)高效地掌握更多的新軟件和加工工藝,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,為學(xué)生就業(yè)以后的可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

CAM軟件經(jīng)過多年的發(fā)展種類繁多,在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)不可能將全部CAM軟件均作詳細(xì)的講解。但如果我們只講解一兩種CAM加工方法,學(xué)生的技能結(jié)構(gòu)必然跟不上時代的要求,單一的教學(xué)內(nèi)容也不能培養(yǎng)出現(xiàn)實社會所需要的技術(shù)人才,因此必須對“計算機輔助制造”課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化、整合,提高學(xué)生對多種CAM加工方法的實際應(yīng)用能力。我們對一些大中型企業(yè)、院校以及科研部門進(jìn)行了大量深入的調(diào)查研究,并且對畢業(yè)生進(jìn)行追蹤調(diào)查,深刻認(rèn)識到優(yōu)化后的課程內(nèi)容設(shè)置要以畢業(yè)生所在崗位所需的知識技能為本位,多考慮CAM加工方法的實際應(yīng)用情況。所以,捋清零件數(shù)字模型的建立與生產(chǎn)中實際使用的加工方法之間的聯(lián)系是本課程的重點。

通過對《CAXA》《Master CAM》《Solid Works》《Pro/E》《UG》《CA TIA》等CAM軟件的分析比較,總結(jié)出兩部分共性:一是在計算機上建立零件的數(shù)據(jù)模型(建模);二是根據(jù)數(shù)據(jù)模型生成和傳送加工程序進(jìn)行生產(chǎn)(加工)。而CAM軟件在生產(chǎn)加工方法(車削、線切割、激光、電火花、銑削等)與零件的適用性上表現(xiàn)出它們的特性。我們根據(jù)零件模型的類型與加工方法的適用性,綜合各計算機輔助制造軟件的共性和特性,以零件模型為主要載體,把“計算機輔助制造CAM”課程內(nèi)容優(yōu)化整合成五個教學(xué)項目,即:基本知識、線框建模加工、曲面建模加工、特征實體建模加工和特殊建模加工。五個教學(xué)項目把繁雜的教學(xué)內(nèi)容整合在一起,改變了本課程僅講述單一加工方法的模式,既解決了單一軟件適用性差的弱點,又將各種軟件的優(yōu)點展現(xiàn)出來,靈活地使教學(xué)內(nèi)容適應(yīng)新發(fā)展、新要求。整合后的教學(xué)項目如下:

(1)基本知識?；局R主要講授軟件界面功能的介紹、操作方法的使用,數(shù)控加工工藝以及CAM加工基礎(chǔ)等。

(2)線框建模加工。線框建模加工以二維模型為主,以應(yīng)用車削和線切割類加工的加工方法為主,如圖1(砂帶磨從動輪)為例的零件圖形,這個零件圖形比較簡單可用手工編程和數(shù)控車削加工,圖2(車工對刀樣板)[1]就可以用線切割來加工,這類零件的形狀用一個平面的線條就能夠表達(dá),加工時刀具只需在一個平面內(nèi)移動進(jìn)給。

圖1 砂帶磨從動輪

圖2 車工對刀樣板

(3)曲面建模加工。曲面建模加工是三維模型,用數(shù)控銑削和激光加工來制造各種各樣的零件曲面,如圖3(吊鉤)[2]、圖4(五角星)[3]為例,主要是鍛造和沖壓模具的制造。

(4)特征實體建模加工。特征實體建模加工也是三維模型,主要用數(shù)控車削、銑削、電火花和雕刻等方法來加工,如圖5(端面凸輪)[4]、圖6(戒指)[5]為例,以加工特殊零件和鑄造(注塑)模型為主。

(5)特殊建模加工:特殊建模加工有鈑金建模與參數(shù)化建模等[6],使用在一些特殊形體的制造,還可以加入新的加工方法、特殊建模內(nèi)容和模型數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換等內(nèi)容。

圖3 吊鉤

圖4 五角星

圖5 端面凸輪

圖6 戒指

教學(xué)項目主要是選擇了各個軟件的共性來設(shè)置,擇優(yōu)使用與之相適應(yīng)的計算機輔助制造(CAM)軟件內(nèi)容來教學(xué),不以一個軟件為內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué)。在各個項目中精心選用與生產(chǎn)實際相近的零件做實例講解和課堂練習(xí),使教學(xué)項目的內(nèi)容更實用,讓學(xué)生在學(xué)校就得到與實際工作一樣的鍛煉。

經(jīng)過論證和檢驗,這個課程內(nèi)容體系既能使學(xué)生學(xué)會傳統(tǒng)的制造知識,又能使學(xué)生靈活掌握更多的制造手段和建模方法,適應(yīng)就業(yè)崗位要求的多樣性,從而成為社會發(fā)展所需要的人才。

課程內(nèi)容經(jīng)過整合優(yōu)化后,當(dāng)然需要有現(xiàn)代化的先進(jìn)教學(xué)手段支持,教師在授課過程中要不斷地融合新的教學(xué)內(nèi)容,不斷探索新的教學(xué)方法,讓學(xué)生能夠?qū)W以致用。教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合是一個工程,需要在教學(xué)實踐過程中不斷加以完善,以期達(dá)到盡善盡美的境地。

[1] 關(guān)雄飛.CAXA制造工程師應(yīng)用技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008:21-23.

[2] 商躍進(jìn),曹茹.SolidWo rks三維設(shè)計及應(yīng)用教程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008:274-276.

[3] 胡如夫,陳加明.MasterCAM V 9.0中文版教程[M].北京:人民郵電出版社,2004:65-72.

[4] 鄭阿奇,徐文勝.Pro/Engineer實用教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007:132-138.

[5] 賀斌,管殿柱.UG NX 4.0三維機械設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008:82-93.

[6] 杜智敏.CA TIA V 5R17產(chǎn)品模具設(shè)計入門一點通[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007:128-132.

(責(zé)任編校:趙樹文)

Optim ized Comform ity of Computer Aided Manufacturing Course Contents

HAN Lai-ji
(Tangshan College,Tangshan 063020,China)

For the present multi version state of CAM textbook and software,the CAM course con-tents are optimized and comformized by project teaching method.Due to the use of optimized contents, much more know ledge,technique and practical working experience will be aquired by students.

CAM;teaching contents;p roject teaching;optimized comformity

TP3-4

A

1672-349X(2010)06-0104-03

2009-09-15;

2010-10-20

韓來吉(1961-),男,副教授,研究方向:機械設(shè)計與制造。