CAM數(shù)控自動編程加工教學研究與實踐

王銳　王剛

摘要：CAM數(shù)控自動編程加工課程以高等職業(yè)院校學生為對象，采用理實一體化方式，按照工作任務(wù)導(dǎo)向的教學模式，學習數(shù)控自動編程加工方法。旨在培養(yǎng)學生對CAM軟件編程技術(shù)的能力，它對拓展學生的專業(yè)知識面具有極其重要的意義。通過本門課程中工作任務(wù)的學習，學生能夠掌握自動編程相關(guān)知識和實際操作技能，達到舉一反三和靈活應(yīng)用的目的。

關(guān)鍵詞：CAM軟件；教學研究；自動編程；教學方法

中圖分類號：G712

The teaching research and practice based on

CAM CNC automatic programming and processing

Wang Rui Wang Gang

Changchun Vocational Institute of TechnologyChangchun Jilin130033

Abstract：The course ofCAM CNC automatic programming and processing targeted at the students of higher vocational colleges，used the teaching methods of rational integration， according to the workoriented teaching model， learning CNC automatic programming processing method. Its purpose is to develop students' ability to CAM software programming technology.It has an extremely important meaning to expand the professional knowledge of students.Through the study of the tasks in this course，students can master the relevant knowledge and practical skills of the automatic programming， achieve the purpose of infering other things from one fact and flexible application.

Key words：CAM software； teaching research； automatic programming； teaching method

通過對數(shù)控技術(shù)專業(yè)數(shù)控編程人員工作崗位分析，確定CAM數(shù)控自動編程加工課程的設(shè)計思路。學習模塊的設(shè)計要符合基于工作過程的教學設(shè)計思想的要求，學習模塊的排序要符合從簡單到復(fù)雜，從單一到綜合的認知規(guī)律。

本課程以高等職業(yè)院校學生為對象，按照工作任務(wù)導(dǎo)向的教學模式，學習UG NX8.5 CAM數(shù)控自動編程方法。內(nèi)容由淺入深、由簡到繁，強調(diào)系統(tǒng)性和直觀性，詳細介紹UG CAM數(shù)控自動編程相關(guān)知識，引導(dǎo)學生學會使用UG軟件進行數(shù)控編程加工。學習內(nèi)容包括CAM數(shù)控自動編程基礎(chǔ)、平面銑加工、面銑加工、型腔銑加工、深度輪廓銑加工、固定軸輪廓銑加工、孔加工、雕刻加工、可變軸輪廓銑加工和自動編程加工綜合實例，分別以典型零件加工為載體，采用理論與實踐相結(jié)合的方法講解編程技巧。通過本課程中工作任務(wù)的學習，能夠使學生掌握自動編程知識和操作技能，達到舉一反三，靈活應(yīng)用的目的。

1 CAM軟件介紹

Unigraphics（簡稱UG）是目前數(shù)控加工行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的軟件之一，是由美國Unigraphics Solutions公司開發(fā)的集CAD/CAM/CAE于一體的多功能三維參數(shù)化軟件，它是世界最先進的計算機輔助設(shè)計、制造和分析軟件之一，在機械、汽車、模具、航空、航天和消費類電子產(chǎn)品等設(shè)計、制造企業(yè)中得到了極為廣泛的應(yīng)用，極大地提高了用戶的設(shè)計、制造能力和水平。

UG CAM提供了銑削加工、車削加工、點位加工和電火花線切割加工等多種加工方法，它主要承擔NC編程的任務(wù)，根據(jù)已有CAD模型數(shù)據(jù)進行刀位軌跡的自動計算，并保持與模型完全相關(guān)，最終實現(xiàn)產(chǎn)品的加工制造。

2 課程教學目標

CAM數(shù)控自動編程加工是一門理論性和實踐性都很強的課程，因此，在課程講授方面，應(yīng)將識圖與制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計與實施等要素融入課程學習全過程，實現(xiàn)教、學、做一體。在項目選擇方面，要緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際，挑選一些具有典型結(jié)構(gòu)，并且具有實用性的零部件，提供給學生進行仿真加工實訓(xùn)，使學生在掌握了CAM的理論知識同時，也能熟練掌握計算機自動編程加工的基本技能。

CAM數(shù)控自動編程加工通過理實一體的教學，使學生了解CAM體系結(jié)構(gòu)；掌握CAM加工技術(shù)；了解計算機輔助工藝過程設(shè)計的基本方法；掌握計算機輔助數(shù)控加工技術(shù)，利用相關(guān)軟件實現(xiàn)數(shù)控自動編程。

2.1 能力目標

通過學習，使學生能夠在無教師指導(dǎo)的情況下，獨立運用CAM軟件完成中等復(fù)雜程度零件的數(shù)控自動編程加工。

①根據(jù)不同的零件選擇合適的刀具、合理的切削參數(shù)。

②設(shè)計合理的加工路線，在保證加工質(zhì)量的前提下，減少加工時間。

③根據(jù)三維零件生成數(shù)控加工程序。

④將自動生成的數(shù)控加工程序做必要的修改，在數(shù)控加工系統(tǒng)應(yīng)用。

2.2 知識目標

①軟件工作環(huán)境的設(shè)置。

②加工幾何體的檢查與修改。

③各種加工方法所使用的刀具、夾具的設(shè)定。

④零件各道工序的切削用量的選擇。

2.3 素質(zhì)目標

通過任務(wù)引領(lǐng)、目標考核形式，培養(yǎng)學生細致入微、全面準確的科學態(tài)度、踏實肯干、嚴肅認真、一絲不茍的工作作風。

3 CAM數(shù)控自動編程加工知識體系

根據(jù)職業(yè)教育形勢下數(shù)控專業(yè)的課程體系和培養(yǎng)目標，結(jié)合現(xiàn)階段的教學實際，自動編程加工知識體系共分為10個學習模塊，詳細介紹了UG CAM數(shù)控自動編程相關(guān)知識，采用理論與實踐相結(jié)合的方法，培養(yǎng)學生完整的思想體系，特別在解決問題的方式、方法上注重對學生能力的培養(yǎng)，以幫助學生明確意圖，理清思路，掌握編程技巧。

學習模塊1主要介紹CAM數(shù)控自動編程基礎(chǔ)知識，包括進入編程環(huán)境、檢查分析幾何體、建立坐標系、創(chuàng)建基本信息、后處理輸出G代碼等，并以可樂瓶底零件的加工貫穿整個學習過程。學習模塊2主要介紹平面銑加工，包括創(chuàng)建平面銑操作、設(shè)置操作參數(shù)、平面銑的二次開粗等，并以墊塊零件的加工貫穿整個學習過程。學習模塊3主要介紹面銑加工，包括創(chuàng)建面銑操作、面銑粗加工、面銑精加工等，并以階梯臺零件的加工貫穿整個學習過程。學習模塊4主要介紹型腔銑加工，包括創(chuàng)建型腔銑操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以連桿零件的加工貫穿整個學習過程。學習模塊5主要介紹深度加工輪廓銑，包括創(chuàng)建深度加工輪廓銑操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以錐度體零件的加工貫穿整個學習過程。學習模塊6主要介紹固定軸輪廓銑加工，包括創(chuàng)建固定軸輪廓銑操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以圓頂盔凸模零件的加工貫穿整個學習過程。學習模塊7主要介紹孔加工，包括創(chuàng)建孔加工操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以定位臺板零件的加工貫穿整個學習過程。學習模塊8主要介紹雕刻加工，包括創(chuàng)建雕刻操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以工作室標牌零件的加工貫穿整個學習過程。學習模塊9主要介紹可變輪廓銑加工，包括創(chuàng)建可變輪廓銑操作、設(shè)置操作參數(shù)、創(chuàng)建順序銑等，并以凸輪槽零件的加工貫穿整個學習過程。學習模塊10利用摩擦圓盤壓鑄模腔零件的典型綜合加工實例完整的講解了自動編程加工的基本過程及操作方法。

4 教學方法與手段

4.1 任務(wù)驅(qū)動

每個項目的教學內(nèi)容以三維數(shù)據(jù)模型構(gòu)建過程和加工過程為導(dǎo)向，各個項目之間在難度方面逐漸增加。課程以零件自動編程加工為課程的最終目標任務(wù)，使學生在學習過程中明確任務(wù)，從而能調(diào)動其學習的積極性與主動性。為達到學生實際工作技能的培養(yǎng)，以實際案例為載體，不拘泥于軟件命令的講解，而是進行基于工作過程的教學過程，重點培養(yǎng)學生了解實際，解決具體問題的思路和能力。

4.2 激勵教學

學習過程中采用競賽的方式，競賽的結(jié)果記入考核成績。培養(yǎng)學生創(chuàng)造性解決問題、分析問題的能力。

4.3 經(jīng)驗借鑒

工作結(jié)果要按照預(yù)定的目標來進行自我評價和相互的檢查，鍛煉學生的責任心，安全意識，質(zhì)量意識及評估方法。

4.4 多媒體教學環(huán)境

運用現(xiàn)代教育技術(shù)，使用多媒體上課，通過幻燈片（ppt）、教學課件、教學演示等形式提供豐富的聲、像教學資源，在教學過程中采用案例教學，動畫演示，將案例制作成影像資料，使學生多角度、多層次地接受知識傳授，寓教于樂，教學效果突出。

5 教學組織與考核

數(shù)控銑床實訓(xùn)設(shè)備保證4人一組，保證每人一臺裝有CAM編程軟件的計算機，教師機要求運算速度較快，教師配備上麥克上課。

本課程的考核注重全面性、真實性、公平性。重點考核學生CAM數(shù)控自動編程加工的實踐能力，通過考核使學生能夠積極認真地上好每節(jié)課、完成好每一個能力訓(xùn)練項目、做好每一次作業(yè)，真正達到本課程的教學目標，切實提高學生的職業(yè)能力和就業(yè)競爭力。

本課程的考核以過程性考核+終結(jié)性考核兩種形式進行。

考核成績=過程性考核成績（40%）+終結(jié)性考核成績（60%）。

過程性考核成績=平時表現(xiàn)成績（30%）+課堂能力訓(xùn)練項目成績（70%）；

終結(jié)性考核成績=期末上機編程和實際零件的編程加工操作（100%）

6 教材及相關(guān)資源

本課程擁有配套教材，與實際教學內(nèi)容相符，教材所覆蓋的內(nèi)容方面，結(jié)合了數(shù)控技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生所承擔的職業(yè)崗位群的具體要求。對于教材中所納入的內(nèi)容，與時俱進，不斷更新，使課堂上的理論知識，與實際工作緊密結(jié)合，增添學生的學習興趣的同時，能提高學生畢業(yè)的適應(yīng)能力。

在相關(guān)教學資源的開發(fā)上，應(yīng)不斷緊密結(jié)合所選用的教材，力求教輔資料與教材相輔相成，理論與實踐相統(tǒng)一，使學生在掌握了基礎(chǔ)理論知識的同時，也能熟練掌握基本的技能。

7 CAM數(shù)控加工實踐

CAM數(shù)控加工實踐是在學生具備數(shù)控機床中級操作工與CAM軟件應(yīng)用能力的基礎(chǔ)上，通過對具體零件建模、編程加工的操作練習，促進學生的實際動手，操作能力。通過CAM實際零件編程加工的學習，學生應(yīng)能夠利用CAM軟件，在真實的數(shù)控機床上實現(xiàn)二維、三維零件的數(shù)控編程加工及四軸零件的編程加工，為今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。

8 結(jié)語

CAM數(shù)控自動編程加工課程采用理實一體化的教學方式，培養(yǎng)了學生的數(shù)控自動編程加工得能力。該課程旨在使學生掌握CAM的基本概念、知識和方法，了解CAM技術(shù)的發(fā)展水平，以及在機械行業(yè)中的具體應(yīng)用。這門學科的重點是在培養(yǎng)學生對機械工業(yè)中CAM技術(shù)的掌握，因此它對拓展學生的專業(yè)知識面具有極其重要的意義。

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課題項目：吉林省教育廳2016年度職業(yè)教育與成人教育教學改革研究課題《UG數(shù)控自動編程理實一體化特色教材建設(shè)研究》（課題編號：2016ZCY322）；吉林省教育科學“十三五”規(guī)劃2016年度課題《機電設(shè)備專業(yè)群建設(shè)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的研究與實踐》（課題編號：GH16544）；吉林省高等教育學會2016年度高教科研課題《基于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的高職數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)的教學體系建設(shè)的研究》（課題編號：JGJX2016C73）；吉林省高等教育學會2016年度高教科研課題《全面提升高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)質(zhì)量研究——以長春職業(yè)技術(shù)學院機電設(shè)備專業(yè)群為例》（課題編號：JGJX2016C76）

作者簡介：王銳（1982），男，碩士，講師，研究方向：數(shù)控及機電技術(shù)的科研與教學。