淺談Mastercam在《數(shù)控技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】實(shí)踐能力對于數(shù)控專業(yè)來說非常關(guān)鍵。運(yùn)用Mastercam軟件進(jìn)行數(shù)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以讓學(xué)生體會數(shù)控加工工藝的確定，提高了學(xué)生的數(shù)控編程能力，改善了教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù)；實(shí)驗(yàn)；Mastercam

Mastercam軟件是美國CNC Software 所研制開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)，自從1984年誕生以來，得到世界各地的廣泛應(yīng)用，它的裝機(jī)量是世界第一。同時(shí)《數(shù)控技術(shù)》這門課程選定的教材是機(jī)械工業(yè)出版社的楊有君教授的《數(shù)控技術(shù)》，這本教材的第三章內(nèi)容就是圖形交互式自動(dòng)編程，是在Mastercam9.0的基礎(chǔ)上通過實(shí)例講解怎樣自動(dòng)編程，因此我們就選用Mastercam9.0這個(gè)版本的軟件來完成實(shí)驗(yàn)。

一、明確《數(shù)控技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的

《數(shù)控技術(shù)》這門課共包含零件加工程序的編制、圖形交互式自動(dòng)編程、輪廓加工的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)控機(jī)床的檢測裝置和數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)幾個(gè)部分的內(nèi)容，其中零件加工程序的編制是重點(diǎn)內(nèi)容，要求學(xué)生們掌握編程指令的使用，如G、M、F、S、T等功能代碼的使用，能夠熟練編程，但在實(shí)驗(yàn)中采用的是自動(dòng)編程軟件，是先在Mastercam中使用CAD繪圖功能繪制零件模型，接著要綜合運(yùn)用所學(xué)過的《機(jī)械制造》等課程的相關(guān)知識，確定合適的加工工序，這其中涉及到刀具、切削用量、進(jìn)退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)的選擇，以及粗加工和精加工的參數(shù)的確定，要對具體的零件進(jìn)行綜合分析，形成最合適的加工工序。在這個(gè)過程中通過長期的練習(xí)，要讓學(xué)生們掌握怎樣選擇合適的切削用量、分幾次切削以及主軸轉(zhuǎn)速多少才能達(dá)到最好的加工效果、表面質(zhì)量和加工效率。另外通過實(shí)體模擬仿真檢查是否存在刀具干涉和空走、撞刀的情況，讓學(xué)生加深對加工工藝的理解和刀具軌跡的認(rèn)識。另外在確定加工工藝時(shí)比較兩種不同的刀具路徑來加工同一零件的區(qū)別。通過這種比較法，讓學(xué)生發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，更深入的掌握確定合適的加工工藝的方法。另外，通過Mastercam的后置處理模塊將刀具軌跡轉(zhuǎn)換成數(shù)控NC程序，讓學(xué)生將自動(dòng)生成的程序與自己手動(dòng)編制的程序進(jìn)行比較，進(jìn)而進(jìn)一步的熟悉手動(dòng)編程。

二、采用Mastercam軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)

采用Mastercam進(jìn)行數(shù)控實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生直觀的仿真數(shù)控設(shè)備加工的整個(gè)操作過程，使學(xué)生在理論知識的基礎(chǔ)上掌握操作技能，起到了很好的教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)過程中的步驟可分為：其一，在學(xué)習(xí)了AUTOCAD的基礎(chǔ)上，采用Mastercam的CAD繪圖功能繪制零件模型。在繪圖時(shí)要考慮坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置，以便后續(xù)步驟中確定加工工序。也可以在Pro/E等軟件中先繪制三維模型再導(dǎo)入到Mastercam軟件中確定加工工序。其二，對零件的特征進(jìn)行分析，在綜合考慮之后選擇適合的加工工藝，確定粗加工、半精加工、精加工的參數(shù)，對應(yīng)的不同加工表面選擇不同的刀具，確定切削用量、進(jìn)退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)，但要注意在保證零件表面粗糙度和加工精度的同時(shí)盡量減少換刀次數(shù)，節(jié)省加工時(shí)間。在這個(gè)過程中，讓學(xué)生將之前學(xué)過的機(jī)械專業(yè)的專業(yè)課知識揉合到一起，融會貫通，形成一個(gè)完整的知識體系。其三，確定了加工工藝路徑和參數(shù)后，使用Mastercam的零件加工模擬功能，在設(shè)置合適的毛胚尺寸后開始實(shí)體驗(yàn)證，在仿真過程中，學(xué)生可以逼真的看到動(dòng)態(tài)的數(shù)控加工過程，讓學(xué)生體會數(shù)控加工工藝，并且通過不同的刀具路徑的加工過程的比較學(xué)生體會到怎樣提高加工效率。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法

在實(shí)驗(yàn)中，通過教師的啟發(fā)和引導(dǎo)，學(xué)生不再像課堂上一樣只是“聽”老師講課，而是自己主動(dòng)的發(fā)揮想象力和主動(dòng)權(quán)，不斷的改進(jìn)加工工序，從一開始的跟教師講授的例子保持一致的加工工序，發(fā)展到后來自己思考針對不同的零件特征應(yīng)該用怎樣的工序才能達(dá)到最好的加工效果。另一方面，學(xué)生在學(xué)習(xí)《數(shù)控技術(shù)》這門課程時(shí)已經(jīng)進(jìn)入第六學(xué)期，也就是大三下學(xué)期了，在學(xué)習(xí)積極性方面有所下降，在實(shí)驗(yàn)中，要求每位同學(xué)模擬加工不同的零件才能通過考核，并且實(shí)驗(yàn)課的成績也在期末考試的考核成績中占有一定的比例，這樣促進(jìn)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到了比較好的教學(xué)效果，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為后面的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)打下了基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)作為一門應(yīng)用型非常強(qiáng)的課程，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，在實(shí)驗(yàn)過程中，盡量安排創(chuàng)新性、綜合類實(shí)驗(yàn)，而盡量減少演示類、驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)，避免傳統(tǒng)的教師做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只是看而不動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的狀況。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]楊有君．?dāng)?shù)控技術(shù)[J]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011

[2]韓建海，胡東方，楊丙乾．?dāng)?shù)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J]．實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)．2007，5（5）：109～112

[3]王麗紅．MasterCAM軟件及其在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用[J]．黑龍江科技信息．2008（31）：179