談CAM軟件在技工院校數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

翟培明

【摘? ? 要】CAM是一款具有強(qiáng)大功能的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造軟件，在技工院校數(shù)控機(jī)床教學(xué)中的應(yīng)用非常廣泛。CAM軟件的工程圖、零件裝配以及三維建模和仿真加工等許多實(shí)用性功能，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能夠起到非常大的幫助作用。不僅有助于教師教學(xué)課堂，促進(jìn)數(shù)控教學(xué)水平的提升，還有助于數(shù)控技術(shù)教學(xué)改革。

【關(guān)鍵詞】CAM軟件? 技工院校? 數(shù)控教學(xué)? 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.14.064

一、CAM技術(shù)簡(jiǎn)介

CAM是一種應(yīng)用技術(shù)，它使用計(jì)算機(jī)軟件和機(jī)械設(shè)備來(lái)促進(jìn)自動(dòng)化制造過(guò)程，是CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）的后繼產(chǎn)品，通常與CAD結(jié)合使用。CAD和CAM技術(shù)的結(jié)合極大地縮短了設(shè)計(jì)和制造流程，同時(shí)其設(shè)計(jì)和編程逐漸取代了手工編程，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行直接控制，提高了生產(chǎn)效率。CAM功能包括三部分：1.軟件。2.機(jī)械設(shè)備。3.后期處理。CAM技術(shù)還具備一定優(yōu)勢(shì)：物料追蹤;過(guò)程規(guī)劃過(guò)程規(guī)劃;組裝。CAM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于世界上的制造工廠中，是工程技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合、相互滲透發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)綜合性應(yīng)用技術(shù)，它使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造等都發(fā)生了根本性的變化，已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，在一定程度上反映一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力。

二、CAM一體化教學(xué)的必要性

CAM一體化作為先進(jìn)制造手段之一在企業(yè)中得到普遍應(yīng)用，許多職業(yè)院校也將該門(mén)課程列入專(zhuān)業(yè)課程中。數(shù)控技術(shù)是一門(mén)綜合性技術(shù)類(lèi)課程，綜合應(yīng)用CAD/CAM、機(jī)械加工工藝、機(jī)械制造等相關(guān)內(nèi)容，教師在教學(xué)時(shí)不僅要講授編程指令的應(yīng)用，還要重視零件工藝分析和CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容方面，讓學(xué)生熟悉CAD/CAM軟件和CNC操作系統(tǒng)，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才多樣化的需求。由于課時(shí)的限制學(xué)生往往無(wú)法做到既全面又專(zhuān)一，因此要進(jìn)行教學(xué)改革，包括教學(xué)目標(biāo)的修訂、教學(xué)內(nèi)容的整合、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的設(shè)置以及教學(xué)方法的改進(jìn)。CAD/CAM一體化教學(xué)將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)各個(gè)項(xiàng)目教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到零件加工一體化訓(xùn)練，使學(xué)生模擬企業(yè)的生產(chǎn)制造流程，體會(huì)到成就感和責(zé)任感，在很大程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，提高了教學(xué)質(zhì)量。

三、機(jī)械CAD教學(xué)中存在的問(wèn)題

首先，教學(xué)課程設(shè)計(jì)不合理。當(dāng)前，課程設(shè)計(jì)和教學(xué)中的不合理之處有很多，此類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和機(jī)械制圖，但學(xué)生除了應(yīng)儲(chǔ)備和理解該項(xiàng)技術(shù)的理論知識(shí)之外，還要重點(diǎn)掌握其實(shí)踐過(guò)程。而各類(lèi)學(xué)校也只在教學(xué)周期的最后階段開(kāi)展此類(lèi)實(shí)踐課程，致使學(xué)生無(wú)法將自身所學(xué)的制圖基礎(chǔ)知識(shí)與該項(xiàng)技術(shù)的教學(xué)過(guò)程形成有機(jī)聯(lián)系，造成繪圖過(guò)程出現(xiàn)錯(cuò)誤。其次，教授機(jī)械CAD的教師能力不足，教學(xué)實(shí)踐不充分。多數(shù)中職學(xué)校通常只是在教學(xué)過(guò)程中提升該項(xiàng)技術(shù)理論知識(shí)的教學(xué)占比，而在實(shí)際教學(xué)中并沒(méi)有設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的教學(xué)周期，且CAD軟件還具備多樣的功能性。因此，如果學(xué)生脫離具體實(shí)踐開(kāi)展短期的學(xué)習(xí)過(guò)程，就會(huì)導(dǎo)致其對(duì)該項(xiàng)軟件的掌握較為籠統(tǒng)、粗略。一方面造成技術(shù)無(wú)法緊密聯(lián)系其制圖知識(shí)，另一方面也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不能及時(shí)有效地對(duì)其進(jìn)行運(yùn)用，導(dǎo)致學(xué)生畏懼學(xué)習(xí)和運(yùn)用該技術(shù)軟件。

四、CAM軟件在技工院校數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

1.對(duì)CAD/CAM一體化教學(xué)體系進(jìn)行構(gòu)建。數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是讓學(xué)生能對(duì)CAD/CAM軟件熟練地加以應(yīng)用，進(jìn)行產(chǎn)品的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，掌握較復(fù)雜零件的手工編程，并學(xué)會(huì)應(yīng)用CAD/CAM軟件自動(dòng)編程，形成數(shù)控機(jī)床操作能力。數(shù)控技術(shù)教學(xué)將典型零件作為主線，對(duì)CAD/CAM一體化教學(xué)體系進(jìn)行構(gòu)建，將職業(yè)工作過(guò)程中所涉及的所有要素，如對(duì)象、方式、內(nèi)容以及方法和組織等，均有機(jī)地投入到數(shù)控技術(shù)教學(xué)課程體系與教學(xué)內(nèi)容中，保證工作過(guò)程結(jié)構(gòu)的完整性能夠體現(xiàn)在CAD/CAM一體化應(yīng)用教學(xué)中，對(duì)基于知識(shí)應(yīng)用的課程體系進(jìn)行創(chuàng)建。

2.一體化教學(xué)基本思路可以設(shè)置為五個(gè)流程。CAD/CAM一體化應(yīng)用教學(xué)中其基本思路可設(shè)置為五個(gè)流程：一是零件圖樣分析，二是三維造型，三是工藝分析，四是自動(dòng)編程及仿真加工，五是DNC在線加工。對(duì)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置過(guò)程中教師可對(duì)一條主線加以設(shè)置，通過(guò)完成項(xiàng)目的形式使數(shù)控技術(shù)相關(guān)課程內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)。在該過(guò)程中除了需對(duì)機(jī)械制圖與機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行教學(xué)外，還要對(duì)機(jī)械制造技術(shù)及數(shù)控加工技術(shù)等知識(shí)進(jìn)行教學(xué)，使這些知識(shí)通過(guò)CAD/CAM一體化的應(yīng)用串聯(lián)形成知識(shí)體系，并依托CAD/CAM一體化的應(yīng)用圍繞教學(xué)主線對(duì)相關(guān)課程進(jìn)行展開(kāi)，確保學(xué)生在學(xué)習(xí)目標(biāo)上更有目的性。數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，教師可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)CAD/CAM一體化軟件應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，采用數(shù)控機(jī)床展開(kāi)實(shí)際加工，同時(shí)注意加工中出現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析。

3.CAD/CAM一體化在數(shù)控技術(shù)教學(xué)中的具體應(yīng)用。以手柄的加工教學(xué)為例，教學(xué)中教師可應(yīng)用CAD軟件指導(dǎo)學(xué)生在CAD軟件中對(duì)零件圖進(jìn)行導(dǎo)入，將其修改為能夠加工的圖樣。應(yīng)用CAD設(shè)置具體的加工參數(shù)，明確切削用量、刀具參數(shù)，對(duì)粗加工軌跡進(jìn)行生成，然后指導(dǎo)學(xué)生將加工程序?qū)隒AM系統(tǒng)中，讓學(xué)生自主完成仿真加工。通過(guò)CAD/CAM軟件的應(yīng)用開(kāi)展數(shù)控技術(shù)教學(xué)，可以通過(guò)模擬實(shí)踐來(lái)對(duì)理論知識(shí)加以檢驗(yàn)，提高數(shù)控技術(shù)教學(xué)中學(xué)生的理解能力，轉(zhuǎn)變數(shù)控技術(shù)教學(xué)缺乏實(shí)踐性的現(xiàn)狀。

4.CAM軟件應(yīng)用于CNC機(jī)械加工主要由以下四個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先，通過(guò)對(duì)圖紙的深度分析，為零部件的后期繪制和建模做好基礎(chǔ)工作。其次，在第一部設(shè)計(jì)圖紙充分分析的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行有效的生產(chǎn)設(shè)計(jì)。根據(jù)工藝確定加工設(shè)備的參數(shù)，有效提高了設(shè)計(jì)優(yōu)化流程。第三，根據(jù)開(kāi)發(fā)的工藝設(shè)計(jì)和所生成的程序進(jìn)行試制。第四，根據(jù)測(cè)試結(jié)果的分析，進(jìn)一步優(yōu)化流程和程序設(shè)計(jì)以及處理參數(shù)，以進(jìn)行后續(xù)的正式處理。

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