“計算機輔助制造”課程內容的優化整合

韓來吉

(唐山學院,河北唐山 063020)

“計算機輔助制造”課程內容的優化整合

韓來吉

(唐山學院,河北唐山 063020)

針對當前《CAM》教材及軟件存在多個版本的狀態,采用項目教學的方式對《CAM》課程內容進行優化整合并通過優化整合后內容的使用,使學生學到更多的知識和技能,分享到實際工作中的經驗。

CAM;教學內容;項目教學;優化整合

從文字的意義來說,計算機輔助制造(Computer Aided Manufacturing即CAM)是指應用計算機來進行產品制造的統稱。它有廣義CAM和狹義CAM兩個概念。廣義CAM概念是指利用計算機輔助完成從原材料到產品的全部生產制造過程,其中包括直接制造過程和間接制造過程。狹義CAM概念是指從產品設計到加工制造之間的一切生產準備活動,它包括CAPP,NC編程、定額的計算、計劃的制訂等。

現在,CAM的狹義概念進一步縮小為數控(NC)編程的同義詞,更明確地說,就是指數控加工,它的輸入信息是零件的工序內容和工藝路線,輸出信息是刀具加工時的運動軌跡和數控程序。我國是制造業大國,CAM是衡量制造業現代化水平的一個重要標志。隨著數控機床、加工中心等先進設備走入企業,先進的加工技術和工藝正逐步替代傳統的加工技術和工藝,企業對數控專業人才的需求量越來越大,質量要求也越來越高。因此做好“計算機輔助制造”課程教學,培養學生掌握產品的現代化設計方法與手段從而提高學生適應社會需求的能力是迫在眉睫的教學任務,也是我們高校教師的重職責。

本文采用“項目教學”①項目教學:是指師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的一種教學活動。在這里,項目指以生產一件具體的、具有實際應用價值的產品為目的的任務。的方式,通過總結各種新CAM軟件的共性與特性,把“計算機輔助制造”課程內容優化整合成五個教學項目,并將各種新CAM軟件零件建模的方法與實際零件加工的工藝相結合,構建新的課程結構,使學生在有限的時間內高效地掌握更多的新軟件和加工工藝,培養學生的創新精神,為學生就業以后的可持續發展打下良好基礎。

CAM軟件經過多年的發展種類繁多,在有限的教學學時內不可能將全部CAM軟件均作詳細的講解。但如果我們只講解一兩種CAM加工方法,學生的技能結構必然跟不上時代的要求,單一的教學內容也不能培養出現實社會所需要的技術人才,因此必須對“計算機輔助制造”課程內容進行優化、整合,提高學生對多種CAM加工方法的實際應用能力。我們對一些大中型企業、院校以及科研部門進行了大量深入的調查研究,并且對畢業生進行追蹤調查,深刻認識到優化后的課程內容設置要以畢業生所在崗位所需的知識技能為本位,多考慮CAM加工方法的實際應用情況。所以,捋清零件數字模型的建立與生產中實際使用的加工方法之間的聯系是本課程的重點。

通過對《CAXA》《Master CAM》《Solid Works》《Pro/E》《UG》《CA TIA》等CAM軟件的分析比較,總結出兩部分共性:一是在計算機上建立零件的數據模型(建模);二是根據數據模型生成和傳送加工程序進行生產(加工)。而CAM軟件在生產加工方法(車削、線切割、激光、電火花、銑削等)與零件的適用性上表現出它們的特性。我們根據零件模型的類型與加工方法的適用性,綜合各計算機輔助制造軟件的共性和特性,以零件模型為主要載體,把“計算機輔助制造CAM”課程內容優化整合成五個教學項目,即:基本知識、線框建模加工、曲面建模加工、特征實體建模加工和特殊建模加工。五個教學項目把繁雜的教學內容整合在一起,改變了本課程僅講述單一加工方法的模式,既解決了單一軟件適用性差的弱點,又將各種軟件的優點展現出來,靈活地使教學內容適應新發展、新要求。整合后的教學項目如下:

(1)基本知識。基本知識主要講授軟件界面功能的介紹、操作方法的使用,數控加工工藝以及CAM加工基礎等。

(2)線框建模加工。線框建模加工以二維模型為主,以應用車削和線切割類加工的加工方法為主,如圖1(砂帶磨從動輪)為例的零件圖形,這個零件圖形比較簡單可用手工編程和數控車削加工,圖2(車工對刀樣板)[1]就可以用線切割來加工,這類零件的形狀用一個平面的線條就能夠表達,加工時刀具只需在一個平面內移動進給。

圖1 砂帶磨從動輪

圖2 車工對刀樣板

(3)曲面建模加工。曲面建模加工是三維模型,用數控銑削和激光加工來制造各種各樣的零件曲面,如圖3(吊鉤)[2]、圖4(五角星)[3]為例,主要是鍛造和沖壓模具的制造。

(4)特征實體建模加工。特征實體建模加工也是三維模型,主要用數控車削、銑削、電火花和雕刻等方法來加工,如圖5(端面凸輪)[4]、圖6(戒指)[5]為例,以加工特殊零件和鑄造(注塑)模型為主。

(5)特殊建模加工:特殊建模加工有鈑金建模與參數化建模等[6],使用在一些特殊形體的制造,還可以加入新的加工方法、特殊建模內容和模型數據之間的轉換等內容。

圖3 吊鉤

圖4 五角星

圖5 端面凸輪

圖6 戒指

教學項目主要是選擇了各個軟件的共性來設置,擇優使用與之相適應的計算機輔助制造(CAM)軟件內容來教學,不以一個軟件為內容來進行教學。在各個項目中精心選用與生產實際相近的零件做實例講解和課堂練習,使教學項目的內容更實用,讓學生在學校就得到與實際工作一樣的鍛煉。

經過論證和檢驗,這個課程內容體系既能使學生學會傳統的制造知識,又能使學生靈活掌握更多的制造手段和建模方法,適應就業崗位要求的多樣性,從而成為社會發展所需要的人才。

課程內容經過整合優化后,當然需要有現代化的先進教學手段支持,教師在授課過程中要不斷地融合新的教學內容,不斷探索新的教學方法,讓學生能夠學以致用。教學內容的優化整合是一個工程,需要在教學實踐過程中不斷加以完善,以期達到盡善盡美的境地。

[1] 關雄飛.CAXA制造工程師應用技術[M].北京:機械工業出版社,2008:21-23.

[2] 商躍進,曹茹.SolidWo rks三維設計及應用教程[M].北京:機械工業出版社,2008:274-276.

[3] 胡如夫,陳加明.MasterCAM V 9.0中文版教程[M].北京:人民郵電出版社,2004:65-72.

[4] 鄭阿奇,徐文勝.Pro/Engineer實用教程[M].北京:電子工業出版社,2007:132-138.

[5] 賀斌,管殿柱.UG NX 4.0三維機械設計[M].北京:機械工業出版社,2008:82-93.

[6] 杜智敏.CA TIA V 5R17產品模具設計入門一點通[M].北京:清華大學出版社,2007:128-132.

(責任編校:趙樹文)

Optim ized Comform ity of Computer Aided Manufacturing Course Contents

HAN Lai-ji
(Tangshan College,Tangshan 063020,China)

For the present multi version state of CAM textbook and software,the CAM course con-tents are optimized and comformized by project teaching method.Due to the use of optimized contents, much more know ledge,technique and practical working experience will be aquired by students.

CAM;teaching contents;p roject teaching;optimized comformity

TP3-4

A

1672-349X(2010)06-0104-03

2009-09-15;

2010-10-20

韓來吉(1961-),男,副教授,研究方向:機械設計與制造。