“计算机辅助制造”课程内容的优化整合

韩来吉

(唐山学院,河北唐山 063020)

“计算机辅助制造”课程内容的优化整合

韩来吉

(唐山学院,河北唐山 063020)

针对当前《CAM》教材及软件存在多个版本的状态,采用项目教学的方式对《CAM》课程内容进行优化整合并通过优化整合后内容的使用,使学生学到更多的知识和技能,分享到实际工作中的经验。

CAM;教学内容;项目教学;优化整合

从文字的意义来说,计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing即CAM)是指应用计算机来进行产品制造的统称。它有广义CAM和狭义CAM两个概念。广义CAM概念是指利用计算机辅助完成从原材料到产品的全部生产制造过程,其中包括直接制造过程和间接制造过程。狭义CAM概念是指从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动,它包括CAPP,NC编程、定额的计算、计划的制订等。

现在,CAM的狭义概念进一步缩小为数控(NC)编程的同义词,更明确地说,就是指数控加工,它的输入信息是零件的工序内容和工艺路线,输出信息是刀具加工时的运动轨迹和数控程序。我国是制造业大国,CAM是衡量制造业现代化水平的一个重要标志。随着数控机床、加工中心等先进设备走入企业,先进的加工技术和工艺正逐步替代传统的加工技术和工艺,企业对数控专业人才的需求量越来越大,质量要求也越来越高。因此做好“计算机辅助制造”课程教学,培养学生掌握产品的现代化设计方法与手段从而提高学生适应社会需求的能力是迫在眉睫的教学任务,也是我们高校教师的重职责。

本文采用“项目教学”①项目教学:是指师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的一种教学活动。在这里,项目指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的任务。的方式,通过总结各种新CAM软件的共性与特性,把“计算机辅助制造”课程内容优化整合成五个教学项目,并将各种新CAM软件零件建模的方法与实际零件加工的工艺相结合,构建新的课程结构,使学生在有限的时间内高效地掌握更多的新软件和加工工艺,培养学生的创新精神,为学生就业以后的可持续发展打下良好基础。

CAM软件经过多年的发展种类繁多,在有限的教学学时内不可能将全部CAM软件均作详细的讲解。但如果我们只讲解一两种CAM加工方法,学生的技能结构必然跟不上时代的要求,单一的教学内容也不能培养出现实社会所需要的技术人才,因此必须对“计算机辅助制造”课程内容进行优化、整合,提高学生对多种CAM加工方法的实际应用能力。我们对一些大中型企业、院校以及科研部门进行了大量深入的调查研究,并且对毕业生进行追踪调查,深刻认识到优化后的课程内容设置要以毕业生所在岗位所需的知识技能为本位,多考虑CAM加工方法的实际应用情况。所以,捋清零件数字模型的建立与生产中实际使用的加工方法之间的联系是本课程的重点。

通过对《CAXA》《Master CAM》《Solid Works》《Pro/E》《UG》《CA TIA》等CAM软件的分析比较,总结出两部分共性:一是在计算机上建立零件的数据模型(建模);二是根据数据模型生成和传送加工程序进行生产(加工)。而CAM软件在生产加工方法(车削、线切割、激光、电火花、铣削等)与零件的适用性上表现出它们的特性。我们根据零件模型的类型与加工方法的适用性,综合各计算机辅助制造软件的共性和特性,以零件模型为主要载体,把“计算机辅助制造CAM”课程内容优化整合成五个教学项目,即:基本知识、线框建模加工、曲面建模加工、特征实体建模加工和特殊建模加工。五个教学项目把繁杂的教学内容整合在一起,改变了本课程仅讲述单一加工方法的模式,既解决了单一软件适用性差的弱点,又将各种软件的优点展现出来,灵活地使教学内容适应新发展、新要求。整合后的教学项目如下:

(1)基本知识。基本知识主要讲授软件界面功能的介绍、操作方法的使用,数控加工工艺以及CAM加工基础等。

(2)线框建模加工。线框建模加工以二维模型为主,以应用车削和线切割类加工的加工方法为主,如图1(砂带磨从动轮)为例的零件图形,这个零件图形比较简单可用手工编程和数控车削加工,图2(车工对刀样板)[1]就可以用线切割来加工,这类零件的形状用一个平面的线条就能够表达,加工时刀具只需在一个平面内移动进给。

图1 砂带磨从动轮

图2 车工对刀样板

(3)曲面建模加工。曲面建模加工是三维模型,用数控铣削和激光加工来制造各种各样的零件曲面,如图3(吊钩)[2]、图4(五角星)[3]为例,主要是锻造和冲压模具的制造。

(4)特征实体建模加工。特征实体建模加工也是三维模型,主要用数控车削、铣削、电火花和雕刻等方法来加工,如图5(端面凸轮)[4]、图6(戒指)[5]为例,以加工特殊零件和铸造(注塑)模型为主。

(5)特殊建模加工:特殊建模加工有钣金建模与参数化建模等[6],使用在一些特殊形体的制造,还可以加入新的加工方法、特殊建模内容和模型数据之间的转换等内容。

图3 吊钩

图4 五角星

图5 端面凸轮

图6 戒指

教学项目主要是选择了各个软件的共性来设置,择优使用与之相适应的计算机辅助制造(CAM)软件内容来教学,不以一个软件为内容来进行教学。在各个项目中精心选用与生产实际相近的零件做实例讲解和课堂练习,使教学项目的内容更实用,让学生在学校就得到与实际工作一样的锻炼。

经过论证和检验,这个课程内容体系既能使学生学会传统的制造知识,又能使学生灵活掌握更多的制造手段和建模方法,适应就业岗位要求的多样性,从而成为社会发展所需要的人才。

课程内容经过整合优化后,当然需要有现代化的先进教学手段支持,教师在授课过程中要不断地融合新的教学内容,不断探索新的教学方法,让学生能够学以致用。教学内容的优化整合是一个工程,需要在教学实践过程中不断加以完善,以期达到尽善尽美的境地。

[1] 关雄飞.CAXA制造工程师应用技术[M].北京:机械工业出版社,2008:21-23.

[2] 商跃进,曹茹.SolidWo rks三维设计及应用教程[M].北京:机械工业出版社,2008:274-276.

[3] 胡如夫,陈加明.MasterCAM V 9.0中文版教程[M].北京:人民邮电出版社,2004:65-72.

[4] 郑阿奇,徐文胜.Pro/Engineer实用教程[M].北京:电子工业出版社,2007:132-138.

[5] 贺斌,管殿柱.UG NX 4.0三维机械设计[M].北京:机械工业出版社,2008:82-93.

[6] 杜智敏.CA TIA V 5R17产品模具设计入门一点通[M].北京:清华大学出版社,2007:128-132.

(责任编校:赵树文)

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

韩来吉(1961-),男,副教授,研究方向:机械设计与制造。