CAM數控自動編程加工教學研究與實踐

王銳　王剛

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

關鍵詞：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

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

本課程以高等職業院校學生為對象，按照工作任務導向的教學模式，學習UG NX8.5 CAM數控自動編程方法。內容由淺入深、由簡到繁，強調系統性和直觀性，詳細介紹UG CAM數控自動編程相關知識，引導學生學會使用UG軟件進行數控編程加工。學習內容包括CAM數控自動編程基礎、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合的方法講解編程技巧。通過本課程中工作任務的學習，能夠使學生掌握自動編程知識和操作技能，達到舉一反三，靈活應用的目的。

1 CAM軟件介紹

Unigraphics（簡稱UG）是目前數控加工行業中應用最廣泛的軟件之一，是由美國Unigraphics Solutions公司開發的集CAD/CAM/CAE于一體的多功能三維參數化軟件，它是世界最先進的計算機輔助設計、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品等設計、制造企業中得到了極為廣泛的應用，極大地提高了用戶的設計、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，根據已有CAD模型數據進行刀位軌跡的自動計算，并保持與模型完全相關，最終實現產品的加工制造。

2 課程教學目標

CAM數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，應將識圖與制圖、機械設計基礎、數控銑削加工工藝設計與實施等要素融入課程學習全過程，實現教、學、做一體。在項目選擇方面，要緊密聯系生產實際，挑選一些具有典型結構，并且具有實用性的零部件，提供給學生進行仿真加工實訓，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體系結構；掌握CAM加工技術；了解計算機輔助工藝過程設計的基本方法；掌握計算機輔助數控加工技術，利用相關軟件實現數控自動編程。

2.1 能力目標

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

①根據不同的零件選擇合適的刀具、合理的切削參數。

②設計合理的加工路線，在保證加工質量的前提下，減少加工時間。

③根據三維零件生成數控加工程序。

④將自動生成的數控加工程序做必要的修改，在數控加工系統應用。

2.2 知識目標

①軟件工作環境的設置。

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、夾具的設定。

④零件各道工序的切削用量的選擇。

2.3 素質目標

通過任務引領、目標考核形式，培養學生細致入微、全面準確的科學態度、踏實肯干、嚴肅認真、一絲不茍的工作作風。

3 CAM數控自動編程加工知識體系

根據職業教育形勢下數控專業的課程體系和培養目標，結合現階段的教學實際，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數控自動編程相關知識，采用理論與實踐相結合的方法，培養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，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數控自動編程基礎知識，包括進入編程環境、檢查分析幾何體、建立坐標系、創建基本信息、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，包括創建平面銑操作、設置操作參數、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，包括創建型腔銑操作，設置操作參數等，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，包括創建深度加工輪廓銑操作，設置操作參數等，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，包括創建固定軸輪廓銑操作，設置操作參數等，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，包括創建孔加工操作，設置操作參數等，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，包括創建雕刻操作，設置操作參數等，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，包括創建可變輪廓銑操作、設置操作參數、創建順序銑等，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 任務驅動

每個項目的教學內容以三維數據模型構建過程和加工過程為導向，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，使學生在學習過程中明確任務，從而能調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，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，競賽的結果記入考核成績。培養學生創造性解決問題、分析問題的能力。

4.3 經驗借鑒

工作結果要按照預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，質量意識及評估方法。

4.4 多媒體教學環境

運用現代教育技術，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

數控銑床實訓設備保證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課、完成好每一個能力訓練項目、做好每一次作業，真正達到本課程的教學目標，切實提高學生的職業能力和就業競爭力。

本課程的考核以過程性考核+終結性考核兩種形式進行。

考核成績=過程性考核成績（40%）+終結性考核成績（60%）。

過程性考核成績=平時表現成績（30%）+課堂能力訓練項目成績（70%）；

終結性考核成績=期末上機編程和實際零件的編程加工操作（100%）

6 教材及相關資源

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

在相關教學資源的開發上，應不斷緊密結合所選用的教材，力求教輔資料與教材相輔相成，理論與實踐相統一，使學生在掌握了基礎理論知識的同時，也能熟練掌握基本的技能。

7 CAM數控加工實踐

CAM數控加工實踐是在學生具備數控機床中級操作工與CAM軟件應用能力的基礎上，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，學生應能夠利用CAM軟件，在真實的數控機床上實現二維、三維零件的數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。

8 結語

CAM數控自動編程加工課程采用理實一體化的教學方式，培養了學生的數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技術的發展水平，以及在機械行業中的具體應用。這門學科的重點是在培養學生對機械工業中CAM技術的掌握，因此它對拓展學生的專業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年度職業教育與成人教育教學改革研究課題《UG數控自動編程理實一體化特色教材建設研究》（課題編號：2016ZCY322）；吉林省教育科學“十三五”規劃2016年度課題《機電設備專業群建設適應產業結構轉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《基于產業結構調整的高職數控設備應用與維護專業的教學體系建設的研究》（課題編號：JGJX2016C73）；吉林省高等教育學會2016年度高教科研課題《全面提升高等職業教育人才培養質量研究——以長春職業技術學院機電設備專業群為例》（課題編號：JGJX2016C76）

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