NX軟件在技工院校計算機輔助設計與制造專業課程中的應用研究

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（以下稱計輔專業），高職院校在該專業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的核心課程的探討與研究，旨在培養學生更優秀的專業能力，把學生整體專業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 課程教學

一、計輔專業現狀

技工院校計輔專業培養掌握計算機輔助設計（CAD）和制造（CAM）技術基本理論和專業技能的學生，主要面向機械、模具、輕工等行業相關部門，從事計算機繪畫、三維造型設計、逆向工程、數控編程、零件數控加工、產品結構設計與開發、數據測量及處理、產品質量檢測等相關工作，就業前景十分寬廣。高職院校已經開設該專業近二十年，部分高職院校關于計輔專業建設已經做了不少研究工作，也取得了不小成績。即便如此，各高職院校結合產業新興和區域經濟特點，課程設置存在一定差異，專業建設不盡相同，存在一些不足之處。如：專業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貫穿于計輔專業的專業課程教學

人社部2018年批準技工院校增設該專業，我院申報并順利獲批開設該專業，有鑒于高職院校計輔專業課程設置方面的一些不足，我們調研了一些區內外企業，對比了他們常用的幾款設計制造軟件，發現NX是集多功能于一體的三維參數化軟件，是設計和制造行業運用的高端軟件，是當今最先進，最流行的工業設計軟件之一。NX涵蓋了平面設計、實體設計、分析與加工制造的功能，實現了產品設計與產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。其特點是CAD、CAE、CAPP及CAM四大系統緊密集成。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，從而提高產品設計的準確性和可靠性。強大的加工模塊可以根據所繪制的三維模型，直接生成加工刀路，然后轉化成數控加工程序，用于零件加工。NX滿足相關課程的高效、穩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》課在專業中起著基石的作用，是一門非常重要的專業基礎課，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，具有二次開發模塊Open Grip，可以完成絕大多數曲線的繪制，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，規范作圖，理論與實踐緊密結合，激發了學生興趣愛好。

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，有效地培養了學生空間思維能力。

四、NX在《產品零件設計》課程教學中的應用

《產品零件設計》課程是根據產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，然后裝配到產品中試用，檢驗設計成果的一門課程，注重零件設計。業界公認在三維造型方面，NX要比國內外同類軟件強出不少，在《產品零件設計》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

將全班根據項目難易程度分成若干小組，每組同學根據任務書的功能要求分析討論，組內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的方案，制定項目實施計劃，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，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，相關人員根據項目評價表，完成自評和互評打分。教師串聯總結歸納，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優異的組和學生或做法提出表揚和鼓勵，對表現欠妥的方面提出建議。

五、NX在《數控綜合加工》課程教學中的應用

《數控綜合加工》課是在掌握數控車床和數控銑床操作技能基礎之上，對前期所學專業基礎知識，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、動態分析和撰寫報告等內容。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節，實現了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貫穿于計輔專業的主要課程，經過一年多實踐，該做法培養了學生學習興趣，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課程改革或構建有較明顯的促進作用，我們將繼續修正和完善計輔專業課程體系，為相近專業的課程改革，為其他技工院校計輔專業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）.

[2]何泓欣.項目教學法在中職機械制圖教學中的應用研究[J].考試周刊，2019（44）.