類比思維在Master cam軟件教學(xué)中的應(yīng)用

江麗

（江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校 江蘇 無錫 214153）

類比思維在Master cam軟件教學(xué)中的應(yīng)用

江麗

（江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校 江蘇 無錫 214153）

運用類比思維，可以由此及彼，將該思維方法貫穿于Master cam軟件的教學(xué)中，在教會學(xué)生軟件的同時，也能開闊學(xué)生的思維。

類比思維；CAD/CAM；Master cam

雖然當(dāng)今流行不少CAD/CAM軟件，但Master cam軟件因其使用方便、對硬件要求不高的特點而得到了廣泛使用。Master cam軟件CAD部分能進行二維繪圖、曲面造型、實體造型，CAM部分可進行二維加工、曲面加工，其具備的刀具路徑模擬、實體切削驗證功能可以檢測刀具參數(shù)及加工參數(shù)的設(shè)置是否合理，是否存在干涉現(xiàn)象，還可執(zhí)行后處理自動生成數(shù)控加工程序。

我校機電及數(shù)控專業(yè)均開設(shè)了該軟件的學(xué)習(xí)課程，筆者在多年的教學(xué)實踐中，發(fā)現(xiàn)運用類比思維對學(xué)生學(xué)習(xí)該軟件有較好的幫助。

類比思維又稱取象比類、援物比類。這是一種由一事物推及另一事物的思維方法，它將兩個或兩類相似的事物相比較，根據(jù)兩者某些相同的屬性進行推論，認為兩者在另一些方面的特點或規(guī)律也可能是相同的。下面結(jié)合其在教與學(xué)中的具體運用來說明。

與其他CAD/CAM軟件對比

我校數(shù)控及機電專業(yè)不同時期開設(shè)了AUTOCAD、UG等軟件類課程。各軟件都有其特點，不同軟件之間也有相似之處，這就需要培養(yǎng)學(xué)生運用類比思維方法，在精通一個軟件的基礎(chǔ)下，快速適應(yīng)另一個新軟件的學(xué)習(xí)，因為兩者有相通之處，比如AUTOCAD軟件和Master cam軟件的二維繪圖中的很多編輯修改命令都有相似之處，如偏移、修剪、鏡像、陣列等等。其含義相同，學(xué)生接受速度很快，但同時要注意不同軟件中相同命令的操作方法不同。例如，AUTOCAD中的修剪（trim）命令，操作順序是先選修剪邊界再選需要修剪掉的部分，而Master cam軟件中的修剪（trim）命令操作順序是先選保留部分再選邊界。如圖1所示的選擇題，按操作順序先1后2，AUTOCAD軟件里獲得的結(jié)果是A，Master cam軟件里獲得的結(jié)果則是C。

圖1 修剪操作選擇題示意圖

還有旋轉(zhuǎn)陣列命令，在AUTOCAD和Master cam軟件中含義都是相同的，均是對圖形對象進行旋轉(zhuǎn)復(fù)制，但在具體操作時，還存在細微差別。以圖2為例，在 AUTOCAD中輸入的數(shù)目是圖形對象的總數(shù)N= 6，角度是所有圖形對象覆蓋分布的角度為360度，而在 Mastercam中數(shù)目指的是圖形對象需要復(fù)制的數(shù)目5（總數(shù)-1），角度則指兩個圖形對象之間的角度60度（總的角度/N）。

Master cam三維造型包括三種形式：三維線架、曲面、實體。三維造型部分需要學(xué)生具備一定的空間思維能力，無論哪種形式的三維造型，都應(yīng)該讓學(xué)生理解并掌握三個概念：構(gòu)圖平面、圖形視角和工作深度。構(gòu)圖平面即用戶當(dāng)前使用的繪圖平面，與工作坐標系平行；圖形視角即觀察圖形的視角，因為三維圖形在不同的視角下獲得的投影視圖是不同的；有的學(xué)生容易將兩者混淆，可以客觀存在及主觀印象進行類比，一個圖形客觀實際的形狀是一種情況，在不同視角下（即主觀印象）又是另一回事。工作深度是用戶繪制出的圖形所處的三維深度即用戶設(shè)置的工作坐標系中的Z軸坐標，學(xué)生只有完全吃透這三個概念才能在三維構(gòu)圖世界自由行走。

而三者的區(qū)別，我們可以進行類比：三維線架好比是骨架，曲面好比是包上了皮膚，而實體則是有血有肉的。曲面與實體的區(qū)別在于曲面只有面的特征，但是是空心的，而實體具有體的特征，是實心的。但是兩者在構(gòu)建方法上卻有相通之處。比較典型的就是旋轉(zhuǎn)曲面（或?qū)嶓w）、掃描曲面（掃掠實體）還有基本曲面（或?qū)嶓w）的構(gòu)建在概念上及操作步驟上如出一轍。不同的是曲面創(chuàng)建時少了不同形式的選擇，例如：旋轉(zhuǎn)實體的構(gòu)建除去創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)主體外，可以選擇“切割主體”在原有實體的基礎(chǔ)上切割一個旋轉(zhuǎn)實體，也可以選擇“增加凸緣”在原有實體基礎(chǔ)上增加一個旋轉(zhuǎn)實體。講解時在類比的基礎(chǔ)上要進行區(qū)分。

圖2 陳列命令的應(yīng)用示意圖

操作管理員的應(yīng)用

Master cam軟件中的操作管理員功能非常方便也很強大，如果能靈活運用可以大大提高效率。比如實體造型中的管理員可對創(chuàng)建的實體進行編輯參數(shù)、刪除、改變實體構(gòu)建順序等操作。同樣刀具路徑中的管理員也具備同樣的功能，可刪除不需要的刀具路徑、還可改變刀具參數(shù)、加工參數(shù)的設(shè)置、同樣還可改變各個刀具路徑之間的先后順序。所以，在前面CAD部分學(xué)過實體造型中的實體管理員的功能后，后面的CAM部分學(xué)習(xí)刀具路徑時，其操作管理員的功能也就無師自通了，但是由于職校學(xué)生還缺乏這種思維能力，需要教師適時地點撥、進行類比講授。

加工方式及參數(shù)的設(shè)置

以Master cam的三維曲面加工為例，包括粗加工及精加工兩大類型。每一種加工類型下又有多種不同的加工方式，但是粗加工和精加工中有很多加工方式是相同的，比如平行銑削加工、放射狀加工、投影加工、等高外形加工等。所以，在掌握這些加工方式的特點及應(yīng)用之后，只要教會學(xué)生區(qū)分粗加工與精加工在某些參數(shù)的設(shè)置上有哪些不同，最典型的是粗加工需要設(shè)置加工余量，而精加工不需要等，其他就無需一一贅述，可讓學(xué)生自己去進行類比。談到參數(shù)的設(shè)置也是如此，先把所有加工方式中的共同參數(shù)列出來，除去共同刀具參數(shù)外，共同的曲面加工參數(shù)包括高度設(shè)置、進退刀向量、刀具補償位置及范圍、加工曲面、干涉面及加工區(qū)域的設(shè)置以及預(yù)留量的設(shè)置等。讓學(xué)生對這些共性的東西了然于心之后，再進一步針對不同加工方式中那些專有參數(shù)的設(shè)置進行單獨分析，可讓學(xué)生自行列舉進行對比。

俗話說：授人以魚，不如授人以漁。傳授學(xué)生知識的同時，更應(yīng)該教會學(xué)生思維的方法，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。世間萬物均有聯(lián)系，運用類比思維，可由此及彼，可觸類旁通，可舉一反三，這樣才能學(xué)得更活，才能更加游刃有余。

[1]許遠忠.類比方法在《建筑結(jié)構(gòu)》教學(xué)中的運用[J].職業(yè)教育研究，2007（5）.

[2]葉曉紅.類比法學(xué)習(xí)等比數(shù)列的實踐與反思[J].新課程研究，2012（5）.

[3]陳小鵬.淺談類比思維[J].高中數(shù)學(xué)教與學(xué)，2007（1）.

[4]劉北忠.在類比思維中獲得技巧[J].新課程（小學(xué)），2010（7）.

[5]黃守澤.類比思維策略[EB/OL].（2012-04-20），http：//puyangzxxjs.fxl2011.teacher.com.cn/GuoPeiAdmin/ UserLog/UserLogView.aspx?UserlogID=13444.

G712

A

1672-5727（2013）08-0090-02

江麗（1973—），女，工程碩士，江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校講師，研究方向為先進制造技術(shù)。