Mastercam軟件在職師本實(shí)踐教學(xué)中的改革與應(yīng)用

摘 要：利用Mastercam軟件以及本?，F(xiàn)有的數(shù)控加工設(shè)備，在原有的教學(xué)手段的基礎(chǔ)上，采用穿插式實(shí)踐教學(xué)的手段，讓學(xué)生在學(xué)完理論后，以實(shí)際零件做工藝編程分析，然后程序仿真，最后實(shí)際加工完畢做準(zhǔn)確性檢測(cè)，構(gòu)建了真正的“學(xué)與用“教學(xué)平臺(tái)。既能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又能提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。為廣大職業(yè)教育方式提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：Mastercam 工藝分析 仿真 加工中心

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（b）-0176-02

隨著當(dāng)今我國(guó)數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展，手工編程目前只針對(duì)比較簡(jiǎn)單的零件，然而對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的零件，手工編程是可以完成的，但是，這需要大量的前期準(zhǔn)備，大大延長(zhǎng)其編程時(shí)間，所以目前我國(guó)的制造行業(yè)正在逐漸轉(zhuǎn)變采用自動(dòng)編程，現(xiàn)如今比較流行的（CAM）自動(dòng)編程軟件主要以Mastercam、CAXA、UG、Cimatron等為主，為了讓我國(guó)教育業(yè)與本國(guó)的制造業(yè)接軌，解決高校職師本類畢業(yè)生能快速適應(yīng)我國(guó)制造業(yè)與數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展。所以，Mastercam軟件的授課方式的改變勢(shì)在必行。

1 教學(xué)分析與改革

目前，許多高校開辦職業(yè)教育專業(yè)，一是為我國(guó)培養(yǎng)一種新型的社會(huì)人才，二是為大多數(shù)中職院校培養(yǎng)教師資源，所以職業(yè)教育專業(yè)的學(xué)生對(duì)一些實(shí)踐類的軟件學(xué)習(xí)是比較重要的，而高校中對(duì)于Mastercam軟件課，大多數(shù)是以理論課加上機(jī)課的授課方式來講授，對(duì)廣大職師本類同學(xué)應(yīng)用此授課方式做問卷調(diào)查，大概有86%的同學(xué)反映在上理論時(shí)，教師所講授的內(nèi)容，學(xué)生只能有個(gè)感官的效果，而在緊接著的上機(jī)課程中，對(duì)本軟件的了解所知甚少。同時(shí)，還出現(xiàn)另外一種上機(jī)課與實(shí)踐課銜接不到位情況，大多數(shù)同學(xué)在上完上機(jī)課時(shí)，通常是隔一段時(shí)間在修實(shí)踐課，在授實(shí)踐課的老師反映，由于有時(shí)間間隔，學(xué)生們所學(xué)上機(jī)課的內(nèi)容，還得簡(jiǎn)略教授一次。這樣既浪費(fèi)了一定的教學(xué)時(shí)間，又對(duì)職師本類的同學(xué)起不到好的接受效果。因此，對(duì)于改變Mastercam軟件的授課方式是必須的。

關(guān)于Mastercam軟件課，根據(jù)上述的授課方式在實(shí)踐教學(xué)中出現(xiàn)的弊端，經(jīng)過斟酌、調(diào)研，決定對(duì)此軟件課的授課方式做出如下調(diào)整。

（1）縮短理論課的授課方式，延長(zhǎng)上機(jī)課程的課時(shí)。

（2）將采用理論課、上機(jī)課與實(shí)踐課相互穿插的方式授課，達(dá)到既學(xué)既練既實(shí)際操作，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

大家都知道“實(shí)踐出真知“的道理，只有讓同學(xué)們親自動(dòng)手實(shí)際操作，才能真正提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。結(jié)合我?，F(xiàn)有華中數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床兩臺(tái)，漢川系統(tǒng)三臺(tái)，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)1臺(tái)、SIEMENS五軸機(jī)床1臺(tái)。為我校教師教授Mastercam軟件提供了很好的教學(xué)平臺(tái)。在前期可以采用引導(dǎo)式教學(xué)方法，采用上機(jī)與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式將同學(xué)的整體思路領(lǐng)進(jìn)門，在讓同學(xué)們發(fā)揮創(chuàng)造性思維通過自主設(shè)計(jì)一個(gè)零件，在讓學(xué)生能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)從建?！?編程—加工一體化的過程，這樣不僅將我們上機(jī)將的知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，還能提高學(xué)生的綜合能力。在以后的工作中也能夠做到獨(dú)擋一面的新型數(shù)控人才，在社會(huì)中更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

2 實(shí)踐應(yīng)用

在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通常采用一個(gè)實(shí)際的零件，進(jìn)行工藝分析加工，本文采用加工一個(gè)凹環(huán)為例分別采用先前以及現(xiàn)如今的應(yīng)用方法實(shí)施，如圖1所示為凹環(huán)零件。

2.1 先前的應(yīng)用方法

在以前的實(shí)際教學(xué)中，實(shí)踐應(yīng)用的主要步驟如下。

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)零件的尺寸，在紙上繪制出草圖，在利用Mastercam軟件中的二維基本繪圖命令以及三維空間繪圖命令，繪制出所需要加工的零件。

（2）在利用本軟件的自動(dòng)編程功能，設(shè)置固定參數(shù)，生成刀具軌跡。

（3）在自身軟件中軌跡仿真，讓同學(xué)觀察其仿真加工效果，但是，事實(shí)上仿真加工與實(shí)際加工之間相差甚遠(yuǎn)，仿真加工時(shí)刀具與進(jìn)給速度、切削量等均不能反映出實(shí)際加工時(shí)的狀態(tài)，學(xué)生無法得知實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)，且在仿真加工后也沒有檢測(cè)所加工的零件是否合格。

2.2 如今的應(yīng)用方法

采用改革后的方法，具體以加工一個(gè)凹環(huán)為例，具體步驟如下。

（1）建模，在Mastercam軟件建模模塊中，根據(jù)在草圖中所測(cè)量的各類尺寸，采用二維建模與三位建模功能，繪制出如圖1所示的凹環(huán)零件。在建模過程中，先繪制二維草圖，在用到拉伸、旋轉(zhuǎn)等命令，以及需要注意建模時(shí)的尺寸公差與形位公差等問題。繪制準(zhǔn)確的零件圖，以便保證正確的刀具路徑。

（2）凹環(huán)零件的工藝分析，根據(jù)本零件的尺寸與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，毛坯采用長(zhǎng)為200 mm，寬為150 mm，高為80 mm的塊料，由于上表面為曲面，側(cè)面為四個(gè)圓弧面，左側(cè)小圓弧面的半徑為R4，右側(cè)圓弧面為R12，，本著先粗后精的原則。采用大刀開粗，其中，粗加工時(shí)采用φ20 mm的平底刀開粗，每刀進(jìn)給量為1 mm，殘留高度0.6 mm，余量0.5 mm，主軸轉(zhuǎn)速為3000 r/min，進(jìn)給速度為2000 mm/min，精加工時(shí)采用φ10 mm鑲刀片的合金球頭刀加工，殘留高度為0.02 mm，主軸轉(zhuǎn)速為5000 r/min，進(jìn)給速度為1000 mm/min，最終采用φ20 mm的平底刀清根。

（3）刀具軌跡的生成與程序處理，在Mastercam軟件的加工模塊中，分別采用等高外形銑的粗精加工、以及交線清角加工。在各自的銑削模式的工藝參數(shù)中分別設(shè)置，完成所有設(shè)置后單擊確定，自動(dòng)生成刀具路徑，如圖2所示。在單擊左邊項(xiàng)目樹中生成后置處理程序圖標(biāo)，生成NC程序。如圖3所示。

（4）再將生成好的NC程序仿真切削，切削后的仿真圖如圖4所示，仿真無誤后在將NC程序傳入機(jī)床內(nèi)實(shí)際加工。加工后的模型在拿到三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上進(jìn)行檢測(cè)。判斷加工是否合格。

3 結(jié)語

通過教學(xué)改革，Mastercam軟件理論課與實(shí)際加工相結(jié)合，采用理論、上機(jī)與實(shí)踐相結(jié)合的方式教學(xué)，不單單可以讓學(xué)生熟悉理論操作，而且在實(shí)訓(xùn)中加工中，可以深刻體會(huì)到數(shù)控加工工藝的重要性，教學(xué)完全接近實(shí)際工程。該方案作為一個(gè)全新的教學(xué)平臺(tái)，充分為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)能自主創(chuàng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高廣大職師類同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)動(dòng)手能力。

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