類比思維在Master cam軟件教學中的應用

江麗

（江蘇省惠山中等專業學校 江蘇 無錫 214153）

類比思維在Master cam軟件教學中的應用

江麗

（江蘇省惠山中等專業學校 江蘇 無錫 214153）

運用類比思維，可以由此及彼，將該思維方法貫穿于Master cam軟件的教學中，在教會學生軟件的同時，也能開闊學生的思維。

類比思維；CAD/CAM；Master cam

雖然當今流行不少CAD/CAM軟件，但Master cam軟件因其使用方便、對硬件要求不高的特點而得到了廣泛使用。Master cam軟件CAD部分能進行二維繪圖、曲面造型、實體造型，CAM部分可進行二維加工、曲面加工，其具備的刀具路徑模擬、實體切削驗證功能可以檢測刀具參數及加工參數的設置是否合理，是否存在干涉現象，還可執行后處理自動生成數控加工程序。

我校機電及數控專業均開設了該軟件的學習課程，筆者在多年的教學實踐中，發現運用類比思維對學生學習該軟件有較好的幫助。

類比思維又稱取象比類、援物比類。這是一種由一事物推及另一事物的思維方法，它將兩個或兩類相似的事物相比較，根據兩者某些相同的屬性進行推論，認為兩者在另一些方面的特點或規律也可能是相同的。下面結合其在教與學中的具體運用來說明。

與其他CAD/CAM軟件對比

我校數控及機電專業不同時期開設了AUTOCAD、UG等軟件類課程。各軟件都有其特點，不同軟件之間也有相似之處，這就需要培養學生運用類比思維方法，在精通一個軟件的基礎下，快速適應另一個新軟件的學習，因為兩者有相通之處，比如AUTOCAD軟件和Master cam軟件的二維繪圖中的很多編輯修改命令都有相似之處，如偏移、修剪、鏡像、陣列等等。其含義相同，學生接受速度很快，但同時要注意不同軟件中相同命令的操作方法不同。例如，AUTOCAD中的修剪（trim）命令，操作順序是先選修剪邊界再選需要修剪掉的部分，而Master cam軟件中的修剪（trim）命令操作順序是先選保留部分再選邊界。如圖1所示的選擇題，按操作順序先1后2，AUTOCAD軟件里獲得的結果是A，Master cam軟件里獲得的結果則是C。

圖1 修剪操作選擇題示意圖

還有旋轉陣列命令，在AUTOCAD和Master cam軟件中含義都是相同的，均是對圖形對象進行旋轉復制，但在具體操作時，還存在細微差別。以圖2為例，在 AUTOCAD中輸入的數目是圖形對象的總數N= 6，角度是所有圖形對象覆蓋分布的角度為360度，而在 Mastercam中數目指的是圖形對象需要復制的數目5（總數-1），角度則指兩個圖形對象之間的角度60度（總的角度/N）。

Master cam三維造型包括三種形式：三維線架、曲面、實體。三維造型部分需要學生具備一定的空間思維能力，無論哪種形式的三維造型，都應該讓學生理解并掌握三個概念：構圖平面、圖形視角和工作深度。構圖平面即用戶當前使用的繪圖平面，與工作坐標系平行；圖形視角即觀察圖形的視角，因為三維圖形在不同的視角下獲得的投影視圖是不同的；有的學生容易將兩者混淆，可以客觀存在及主觀印象進行類比，一個圖形客觀實際的形狀是一種情況，在不同視角下（即主觀印象）又是另一回事。工作深度是用戶繪制出的圖形所處的三維深度即用戶設置的工作坐標系中的Z軸坐標，學生只有完全吃透這三個概念才能在三維構圖世界自由行走。

而三者的區別，我們可以進行類比：三維線架好比是骨架，曲面好比是包上了皮膚，而實體則是有血有肉的。曲面與實體的區別在于曲面只有面的特征，但是是空心的，而實體具有體的特征，是實心的。但是兩者在構建方法上卻有相通之處。比較典型的就是旋轉曲面（或實體）、掃描曲面（掃掠實體）還有基本曲面（或實體）的構建在概念上及操作步驟上如出一轍。不同的是曲面創建時少了不同形式的選擇，例如：旋轉實體的構建除去創建旋轉主體外，可以選擇“切割主體”在原有實體的基礎上切割一個旋轉實體，也可以選擇“增加凸緣”在原有實體基礎上增加一個旋轉實體。講解時在類比的基礎上要進行區分。

圖2 陳列命令的應用示意圖

操作管理員的應用

Master cam軟件中的操作管理員功能非常方便也很強大，如果能靈活運用可以大大提高效率。比如實體造型中的管理員可對創建的實體進行編輯參數、刪除、改變實體構建順序等操作。同樣刀具路徑中的管理員也具備同樣的功能，可刪除不需要的刀具路徑、還可改變刀具參數、加工參數的設置、同樣還可改變各個刀具路徑之間的先后順序。所以，在前面CAD部分學過實體造型中的實體管理員的功能后，后面的CAM部分學習刀具路徑時，其操作管理員的功能也就無師自通了，但是由于職校學生還缺乏這種思維能力，需要教師適時地點撥、進行類比講授。

加工方式及參數的設置

以Master cam的三維曲面加工為例，包括粗加工及精加工兩大類型。每一種加工類型下又有多種不同的加工方式，但是粗加工和精加工中有很多加工方式是相同的，比如平行銑削加工、放射狀加工、投影加工、等高外形加工等。所以，在掌握這些加工方式的特點及應用之后，只要教會學生區分粗加工與精加工在某些參數的設置上有哪些不同，最典型的是粗加工需要設置加工余量，而精加工不需要等，其他就無需一一贅述，可讓學生自己去進行類比。談到參數的設置也是如此，先把所有加工方式中的共同參數列出來，除去共同刀具參數外，共同的曲面加工參數包括高度設置、進退刀向量、刀具補償位置及范圍、加工曲面、干涉面及加工區域的設置以及預留量的設置等。讓學生對這些共性的東西了然于心之后，再進一步針對不同加工方式中那些專有參數的設置進行單獨分析，可讓學生自行列舉進行對比。

俗話說：授人以魚，不如授人以漁。傳授學生知識的同時，更應該教會學生思維的方法，培養學習能力。世間萬物均有聯系，運用類比思維，可由此及彼，可觸類旁通，可舉一反三，這樣才能學得更活，才能更加游刃有余。

[1]許遠忠.類比方法在《建筑結構》教學中的運用[J].職業教育研究，2007（5）.

[2]葉曉紅.類比法學習等比數列的實踐與反思[J].新課程研究，2012（5）.

[3]陳小鵬.淺談類比思維[J].高中數學教與學，2007（1）.

[4]劉北忠.在類比思維中獲得技巧[J].新課程（小學），2010（7）.

[5]黃守澤.類比思維策略[EB/OL].（2012-04-20），http：//puyangzxxjs.fxl2011.teacher.com.cn/GuoPeiAdmin/ UserLog/UserLogView.aspx?UserlogID=13444.

G712

A

1672-5727（2013）08-0090-02

江麗（1973—），女，工程碩士，江蘇省惠山中等專業學校講師，研究方向為先進制造技術。