NX軟件在技工院校計算機輔助設計與制造專業(yè)課程中的應用研究

閉祖勤

摘 要：2018年人社部批準了技工院校增設計算機輔助設計與制造專業(yè)（以下稱計輔專業(yè)），高職院校在該專業(yè)的教學實施過程中存在一定不足之處。作為前車之鑒，本文嘗試運用NX軟堅貫穿于計算機輔助設計與制造專業(yè)的核心課程的探討與研究，旨在培養(yǎng)學生更優(yōu)秀的專業(yè)能力，把學生整體專業(yè)技能提到一個新高度，解決課程設置中的不足之處。

關鍵詞：NX 計輔專業(yè) 課程教學

一、計輔專業(yè)現(xiàn)狀

技工院校計輔專業(yè)培養(yǎng)掌握計算機輔助設計（CAD）和制造（CAM）技術基本理論和專業(yè)技能的學生，主要面向機械、模具、輕工等行業(yè)相關部門，從事計算機繪畫、三維造型設計、逆向工程、數(shù)控編程、零件數(shù)控加工、產(chǎn)品結構設計與開發(fā)、數(shù)據(jù)測量及處理、產(chǎn)品質量檢測等相關工作，就業(yè)前景十分寬廣。高職院校已經(jīng)開設該專業(yè)近二十年，部分高職院校關于計輔專業(yè)建設已經(jīng)做了不少研究工作，也取得了不小成績。即便如此，各高職院校結合產(chǎn)業(yè)新興和區(qū)域經(jīng)濟特點，課程設置存在一定差異，專業(yè)建設不盡相同，存在一些不足之處。如：專業(yè)課程設置存在著課程體系不夠明確、過時陳舊、缺乏特色，很多院校課程還僅停留在二維或簡單三維造型的課程上，設計和制造類的課程所選用軟件有四、五種之多，工程圖軟件需要從二維繪圖開始;零件設計軟件又需要從二維繪圖開始，再到三維建模;加工軟件又需要從二維繪圖開始，再到三維建模，再到加工。有大量重復的知識點，但是因為所選用的輔助軟件不同，相同知識點需要反復學習，表面上看是學會了很多軟件，但是俗話說“百招全，不如一招鮮?！?，學習了很多軟件但是都運用不深，還不如只選用一個功能齊全應用范圍廣的軟件，節(jié)省下大量課時，將這個軟件學精學透，運用游刃有余。

二、選用NX貫穿于計輔專業(yè)的專業(yè)課程教學

人社部2018年批準技工院校增設該專業(yè)，我院申報并順利獲批開設該專業(yè)，有鑒于高職院校計輔專業(yè)課程設置方面的一些不足，我們調研了一些區(qū)內(nèi)外企業(yè)，對比了他們常用的幾款設計制造軟件，發(fā)現(xiàn)NX是集多功能于一體的三維參數(shù)化軟件，是設計和制造行業(yè)運用的高端軟件，是當今最先進，最流行的工業(yè)設計軟件之一。NX涵蓋了平面設計、實體設計、分析與加工制造的功能，實現(xiàn)了產(chǎn)品設計與產(chǎn)品加工過程的無縫對接。NX廣泛應用于機械、航天、汽車、輕工等行業(yè)。其特點是CAD、CAE、CAPP及CAM四大系統(tǒng)緊密集成。設計人員在使用NX強大的工程圖、曲面建模、實體建模及模擬裝配等功能時，可以使用分析模塊進行有限元分析、運動學分析和模擬仿真，從而提高產(chǎn)品設計的準確性和可靠性。強大的加工模塊可以根據(jù)所繪制的三維模型，直接生成加工刀路，然后轉化成數(shù)控加工程序，用于零件加工。NX滿足相關課程的高效、穩(wěn)定和應用廣泛的多功能軟件。因此我們嘗試研究應用NX貫穿于計輔專業(yè)的輔助設計、輔助分析、輔助工藝和輔助制造課程。

三、NX在《機械制圖》課程教學中的應用

《機械制圖》課在專業(yè)中起著基石的作用，是一門非常重要的專業(yè)基礎課，主要學習幾何投影、零件圖、裝配圖和軸測圖等的畫法，是理論與實踐結合的課程，需要學生具備較高的空間思維能力，學習難度較高，教學效果一直不理想。我們在教學中在下面三個方面運用NX輔助解決教學難點，提高教學質量。

1. 組合體相貫線是《機械制圖》學習前期學生碰到的普遍難題，運用掛圖雖然能夠清晰表達相貫線的畫法，但是相貫線的各個方向及角度的形狀還是很難表達清晰。運用NX構造組合體，生成3D圖片，學生就可以用電腦、手機等設備全方位清晰透徹地觀察相貫線在不同視圖和角度的形狀，組合體相貫線的繪制正確率大大提高。

2. 零件圖的繪制是對制圖基本規(guī)定、幾何投影、尺寸和形位公差標注等的綜合運用。掌握計算機繪圖是當下不可或缺的一項基本技能。NX工程圖模塊繪圖效率高，上手輕松，操作便捷，功能全面，具有二次開發(fā)模塊Open Grip，可以完成絕大多數(shù)曲線的繪制，是個不可多得的選擇。學生運用該軟件繪制零件圖，高效學習，規(guī)范作圖，理論與實踐緊密結合，激發(fā)了學生興趣愛好。

3. 軸測圖是基于人們的視覺習慣，形象、逼真地反應零件三個坐標面的形狀。軸測圖的繪制是培養(yǎng)學生空間思維能力，提高繪圖和讀圖能力行之有效的手段。NX具有超過二百個建模命令，三維功能強大，并且具備將三維圖形直接生成軸測圖或軸測剖視圖，直觀、清晰、準確地展示軸測圖與二位圖之間的關系。課堂運用NX直觀教學，有效地培養(yǎng)了學生空間思維能力。

四、NX在《產(chǎn)品零件設計》課程教學中的應用

《產(chǎn)品零件設計》課程是根據(jù)產(chǎn)品的使用或改進要求，對其中某個或某部分零件改進或重新設計并利用3D打印機加工出塑料模型，然后裝配到產(chǎn)品中試用，檢驗設計成果的一門課程，注重零件設計。業(yè)界公認在三維造型方面，NX要比國內(nèi)外同類軟件強出不少，在《產(chǎn)品零件設計》課程教學中，我們運用NX采用項目教學法開展教學，具體實施步驟如下：

1.項目布置

（1）領取任務書

（2）任務書分析解讀

（3）子任務分配

將全班根據(jù)項目難易程度分成若干小組，每組同學根據(jù)任務書的功能要求分析討論，組內(nèi)成員分別提出自己的思路或解決方案，方案對比并做合理調整選擇最恰當?shù)姆桨福贫椖繉嵤┯媱?，分配任務，做到人人有事做，事事有人做。萬事開頭難，老師在此階段要做好規(guī)范和引導作用。

2.項目實施

（1）繪制零件圖

（2）零件三維建模

（3）零件3D打印

確定零件具體尺寸，運用NX繪制零件圖，選擇基準面，繪制草圖，建立實體特征，然后將實體特征導出，用切片軟件導入，正確設置參數(shù)，通過增材3D打印方式，獲得零件。在此階段，通過對比不同方式建立實體特征，掌握NX各特征建立命令是該項目的重點。

3.總結與評價

（1）組內(nèi)總結與評價

（2）小組相互總結與評價

（3）教師總結與評價

各組組長介紹項目制定的思路、項目的實施和項目成果，相關人員根據(jù)項目評價表，完成自評和互評打分。教師串聯(lián)總結歸納，同時加強學生對零件設計過程的理解，提高學生對NX建模命令和各模塊的掌握程度。教師對在項目完成過程中表現(xiàn)優(yōu)異的組和學生或做法提出表揚和鼓勵，對表現(xiàn)欠妥的方面提出建議。

五、NX在《數(shù)控綜合加工》課程教學中的應用

《數(shù)控綜合加工》課是在掌握數(shù)控車床和數(shù)控銑床操作技能基礎之上，對前期所學專業(yè)基礎知識，機械加工工藝知識和編程知識的綜合運用。課程要求完成一個完整動作機構的設計、工藝安排、編程加工、質量檢測、正確裝配、動態(tài)分析和撰寫報告等內(nèi)容。是理論和操作技能的綜合運用，是對所學知識的深刻理解和提高，培養(yǎng)了學生獨立思考能力、分析能力、工藝能力、操作技能和撰寫能力等。在實施教學過程中，其中機構設計、工藝安排和編程加工，分別用到NX工程圖模塊、實體造型模塊、3D-CAPP模塊、自動編程模塊、裝配模塊、動畫及分析模塊等，NX滿足了該課程大部分教學環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了CAD、CAPP和CAM無縫對接。該課程同時也是對NX的綜合應用和提高。

NX貫穿于計輔專業(yè)的主要課程，經(jīng)過一年多實踐，該做法培養(yǎng)了學生學習興趣，學生能夠更積極主動地參與教學，學生解決設計類問題的能力明顯提升，從而提高了教學效率與教學質量，在一定程度上解決了教與學的問題。實踐證明，這樣的做法對計輔專業(yè)課程改革或構建有較明顯的促進作用，我們將繼續(xù)修正和完善計輔專業(yè)課程體系，為相近專業(yè)的課程改革，為其他技工院校計輔專業(yè)的課程體系構建或調整提供參考和借鑒。

參考文獻

[1]孟建.《CAXA制造工程師》在中職教學中的幾點體會[J].課程教育研究，2014（33）.

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