任務(wù)驅(qū)動法在UG數(shù)控加工中的應(yīng)用*

張 帥，梁 佳

（1.河南機(jī)電高等專科學(xué)校，河南 新鄉(xiāng) 453000;2.長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院，陜西西安 710064）

數(shù)控加工是一種高效率、高精度與高柔性化的自動化加工方法，適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，數(shù)控加工必須由數(shù)控機(jī)床來實(shí)現(xiàn)。數(shù)控編程是生成用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工的數(shù)控程序的過程［1］。自動編程是數(shù)控編程的一種方法，是指在編程過程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工完成外，其余工作均由計(jì)算機(jī)輔助完成。用計(jì)算機(jī)代替程序員完成繁瑣的數(shù)值計(jì)算，提高工作效率，解決手工編程無法完成的復(fù)雜零件的編程難題，應(yīng)用越來越廣泛。UG是諸多計(jì)算機(jī)輔助編程軟件之一。

UG數(shù)控加工與實(shí)際工作緊密聯(lián)系，是一門技術(shù)性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的職業(yè)技能鑒定銜接課程。在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，學(xué)生往往處于被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)習(xí)也缺乏應(yīng)用性和實(shí)踐性，會造成學(xué)生解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力差、學(xué)習(xí)興趣不高等問題［2］。針對這個(gè)問題，我們在UG數(shù)控加工教學(xué)中，采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。樹立“以職業(yè)需求為中心”的服務(wù)理念，以勝任崗位要求為出發(fā)點(diǎn)，以提高職業(yè)素養(yǎng)、提高職業(yè)能力為目標(biāo)，按照工作過程來設(shè)計(jì)教學(xué)活動、組織教學(xué)。建立工作任務(wù)與知識、技能和能力的聯(lián)系，滿足數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中對學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)與技能的要求。

1 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的含義

在任務(wù)驅(qū)動法中，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)提出“任務(wù)”，以完成具體的“任務(wù)”為主線，把教學(xué)內(nèi)容嫁接到具體的“任務(wù)”上，以探索問題的方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動機(jī);學(xué)生帶著真實(shí)“任務(wù)”，在探索中不斷地學(xué)習(xí)?！耙匀蝿?wù)為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”是“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法最顯著的特點(diǎn)［3］。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的實(shí)施過程如圖1所示:

圖1 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的實(shí)施過程

2 任務(wù)驅(qū)動法在UG數(shù)控加工中的應(yīng)用分析

UG數(shù)控加工是我校數(shù)控技術(shù)專業(yè)必修的一門課程，在教學(xué)中采用理論實(shí)踐一體化的教學(xué)組織模式，將理論與實(shí)踐有機(jī)地融合在一起，理論教學(xué)與技能訓(xùn)練同步;遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律，以工作任務(wù)及其工作過程為依據(jù)整合、序化教學(xué)內(nèi)容。全面推行“教中學(xué)、學(xué)中練、練中做、做中學(xué)”的高技能人才教學(xué)模式，產(chǎn)品的三維建模、編程加工、加工文件的生成等任務(wù)貫穿在整個(gè)教學(xué)過程中，與相關(guān)的實(shí)訓(xùn)有機(jī)地聯(lián)系、相互銜接與配合，教、學(xué)、做相結(jié)合，課堂與實(shí)訓(xùn)基地地點(diǎn)一體化，突出崗位職業(yè)能力的培養(yǎng)。

教學(xué)過程中，每個(gè)項(xiàng)目任務(wù)以生產(chǎn)實(shí)際入手，按照資訊、策略、計(jì)劃、實(shí)施、檢查和評估六步法實(shí)施，如表1所示。

第1步，資訊。將圖紙和工作任務(wù)布置下去，學(xué)生以自愿組隊(duì)的方式展開討論;分析零件的信息;理解零件建模及數(shù)控加工的要求。

第2步，策略。學(xué)生討論后，匯總小組意見，擬定設(shè)計(jì)以及加工的方案，老師聽取學(xué)生的意見;在老師的指導(dǎo)下確定相應(yīng)的方案。老師重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生合理劃分?jǐn)?shù)控加工工序，規(guī)劃走刀路線，確定裝夾、刀具和切削用量等加工參數(shù)。

第3步，計(jì)劃。學(xué)生制訂相應(yīng)的工作計(jì)劃。如:建模、數(shù)控加工工藝規(guī)程等。

第4步，實(shí)施。學(xué)生根據(jù)已制定的方案和計(jì)劃，開始任務(wù);老師幫助學(xué)生和相關(guān)部門進(jìn)行溝通;在完成任務(wù)的過程中老師要善于引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生的思維，注重學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

第5步，檢查。老師提供的規(guī)范化技術(shù)文檔，并對產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行檢查;對數(shù)控加工結(jié)果進(jìn)行測量。

第6步，評估。組織學(xué)生對工作任務(wù)的完成情況進(jìn)行評估，評估包括自評、組評和老師評價(jià)。在自評和組評的過程中，學(xué)生應(yīng)分析出現(xiàn)問題的原因;教師對項(xiàng)目完成的質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，其中團(tuán)隊(duì)合作情況也是評價(jià)內(nèi)容的一部分。

在教學(xué)實(shí)訓(xùn)過程中，老師和學(xué)生通過邊教、邊學(xué)、邊做完成教學(xué)過程，讓學(xué)生在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)、思考、分析和解決問題，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。

表1 六步法教學(xué)

3 UG數(shù)控加工任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的實(shí)例

圖2 工作任務(wù)零件

任務(wù)要求:毛坯為210mm×80mm×100mm材料，加工如圖2所示的零件。

任務(wù)描述:主要特征為四個(gè)槽和四個(gè)沉孔，零件的底面與側(cè)面垂直，零件的長為200mm，寬為66mm，高為22mm，零件的材料為45鋼。

教學(xué)過程如下所示:

步驟1:咨詢

任務(wù):熟悉圖紙，收集信息、明確任務(wù)。

教師工作:發(fā)放圖紙，布置任務(wù)。

學(xué)生工作活動:以小組形式初步熟悉圖紙，討論學(xué)習(xí)，讀懂圖紙，明確加工要求。

步驟2:策略

任務(wù):分析任務(wù)，擬訂方案。

教師工作:示范講解結(jié)構(gòu)和加工工藝分析:零件的底面和側(cè)面垂直;表面的四個(gè)沉孔的直徑一致;兩個(gè)槽都有倒圓，先選用直徑大的刀具粗加工，再用直徑比較小的刀具清角和精加工。另外，表面的四個(gè)沉孔，孔大小一致，加工孔前，最好用中心鉆鉆引導(dǎo)孔，這樣一是大約確定孔的位置;二是鉆孔時(shí)不至于鉆斜，提高孔的垂直度。

學(xué)生工作活動:擬定加工方案:①用Φ12的立銑刀粗加工;②用Φ8的立銑刀輪廓精加工;③用Φ8的立銑刀底面精加工;④用中心鉆鉆4個(gè)1mm深孔;⑤用Φ6的鉆頭鉆4個(gè)Φ6通孔;⑥用Φ8的鉸刀鉸Φ8的通孔;⑦用Φ12平底锪鉆锪平Φ12沉頭孔。

步驟3:計(jì)劃

任務(wù):熟悉環(huán)境，制訂計(jì)劃，做好準(zhǔn)備。

教師工作:①講解機(jī)械加工基礎(chǔ)知識:機(jī)床、刀具、夾具等知識;②UG/CAM功能介紹:UG/CAM基礎(chǔ)功能，后處理，平面銑與型腔銑等加工方法。學(xué)生工作活動:計(jì)算機(jī)上練習(xí)操作和制定加工工藝方案（加工工藝方案詳見表2），加工原點(diǎn)設(shè)置在工件的上表面中心，毛坯在數(shù)控加工前加工好:四個(gè)側(cè)壁，上下表面都需要加工。

表2 加工工藝方案

步驟4:實(shí)施

任務(wù):三維設(shè)計(jì)與數(shù)控加工。

教師工作:①示范引導(dǎo)三維造型和程序編寫;②聯(lián)系實(shí)訓(xùn)中心，做好加工準(zhǔn)備;③學(xué)生加工過程中，觀察數(shù)控機(jī)床加工狀況，并實(shí)時(shí)分析指導(dǎo)。

學(xué)生工作活動:加工零件的三維造型和加工程序的編寫、仿真以及后處理，生成加工程式;毛坯裝夾對刀;零件的機(jī)床加工操作。

步驟5:檢查

任務(wù):檢測，寫質(zhì)檢、訓(xùn)練報(bào)告。

教師工作:提供規(guī)范化的技術(shù)文檔，檢測零件尺寸。

學(xué)生工作活動:練習(xí)檢測方法和相互檢測。

步驟6:評估

任務(wù):按考核標(biāo)準(zhǔn)評定成績。

教師工作:組織學(xué)生對工作任務(wù)的完成情況進(jìn)行評價(jià)。

學(xué)生工作活動:自評、互評。

通過資訊、策略、計(jì)劃、實(shí)施、檢查和評估六步，學(xué)生不但學(xué)習(xí)了利用UG自動編程的知識，而且通過實(shí)踐操作進(jìn)一步提高了動手的能力。另外，在實(shí)際的教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，相比傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法不但能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，調(diào)動學(xué)習(xí)的主動性，還能培養(yǎng)學(xué)生自主探究和創(chuàng)新思維的能力。

4 結(jié)語

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法具有的獨(dú)特特點(diǎn)［4］:手腦并用，做學(xué)結(jié)合，適用高職理工類學(xué)科的教學(xué)。在UG數(shù)控加工中運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，前提是提出合理合適的任務(wù)，關(guān)鍵是分析任務(wù)，重點(diǎn)是學(xué)生在自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)中完成任務(wù)，對效果的評價(jià)與反饋信息是總結(jié)和提高，這里的每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都必須統(tǒng)籌合理兼顧。

（責(zé)任編輯呂春紅）

［1］張小紅，鄭貞平.UGNX5數(shù)控加工實(shí)用教程［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

［2］顏國霖.淺談任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在數(shù)控編程與操作教學(xué)中的應(yīng)用［J］.哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，（6）:79－80.

［3］劉林詩.“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)模式的研究與實(shí)踐［J］.現(xiàn)代教育科學(xué)，2007，（12）:27 －28.

［4］宋國杰.淺談任務(wù)驅(qū)動法在PLC教學(xué)中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，（26）:45.