任务驱动法在UG数控加工中的应用*

张 帅，梁 佳

（1.河南机电高等专科学校，河南 新乡 453000;2.长安大学工程机械学院，陕西西安 710064）

数控加工是一种高效率、高精度与高柔性化的自动化加工方法，适应现代化生产的需要，数控加工必须由数控机床来实现。数控编程是生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程［1］。自动编程是数控编程的一种方法，是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工完成外，其余工作均由计算机辅助完成。用计算机代替程序员完成繁琐的数值计算，提高工作效率，解决手工编程无法完成的复杂零件的编程难题，应用越来越广泛。UG是诸多计算机辅助编程软件之一。

UG数控加工与实际工作紧密联系，是一门技术性、实践性非常强的职业技能鉴定衔接课程。在传统的教学方法中，学生往往处于被动的学习状态，学习也缺乏应用性和实践性，会造成学生解决实际生产问题的能力差、学习兴趣不高等问题［2］。针对这个问题，我们在UG数控加工教学中，采用任务驱动教学法。树立“以职业需求为中心”的服务理念，以胜任岗位要求为出发点，以提高职业素养、提高职业能力为目标，按照工作过程来设计教学活动、组织教学。建立工作任务与知识、技能和能力的联系，满足数控技术专业人才培养方案中对学生掌握计算机辅助制造技术与技能的要求。

1 任务驱动教学的含义

在任务驱动法中，教师根据教学目标提出“任务”，以完成具体的“任务”为主线，把教学内容嫁接到具体的“任务”上，以探索问题的方式激发学生学习的兴趣和动机;学生带着真实“任务”，在探索中不断地学习。“以任务为主线，教师为主导，学生为主体”是“任务驱动”教学法最显著的特点［3］。

任务驱动教学法的实施过程如图1所示:

图1 任务驱动教学的实施过程

2 任务驱动法在UG数控加工中的应用分析

UG数控加工是我校数控技术专业必修的一门课程，在教学中采用理论实践一体化的教学组织模式，将理论与实践有机地融合在一起，理论教学与技能训练同步;遵循学生职业能力培养的基本规律，以工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容。全面推行“教中学、学中练、练中做、做中学”的高技能人才教学模式，产品的三维建模、编程加工、加工文件的生成等任务贯穿在整个教学过程中，与相关的实训有机地联系、相互衔接与配合，教、学、做相结合，课堂与实训基地地点一体化，突出岗位职业能力的培养。

教学过程中，每个项目任务以生产实际入手，按照资讯、策略、计划、实施、检查和评估六步法实施，如表1所示。

第1步，资讯。将图纸和工作任务布置下去，学生以自愿组队的方式展开讨论;分析零件的信息;理解零件建模及数控加工的要求。

第2步，策略。学生讨论后，汇总小组意见，拟定设计以及加工的方案，老师听取学生的意见;在老师的指导下确定相应的方案。老师重点引导学生合理划分数控加工工序，规划走刀路线，确定装夹、刀具和切削用量等加工参数。

第3步，计划。学生制订相应的工作计划。如:建模、数控加工工艺规程等。

第4步，实施。学生根据已制定的方案和计划，开始任务;老师帮助学生和相关部门进行沟通;在完成任务的过程中老师要善于引导和启发学生的思维，注重学生应用能力的培养。

第5步，检查。老师提供的规范化技术文档，并对产品模型设计结果进行检查;对数控加工结果进行测量。

第6步，评估。组织学生对工作任务的完成情况进行评估，评估包括自评、组评和老师评价。在自评和组评的过程中，学生应分析出现问题的原因;教师对项目完成的质量进行评价，其中团队合作情况也是评价内容的一部分。

在教学实训过程中，老师和学生通过边教、边学、边做完成教学过程，让学生在实践过程中发现、思考、分析和解决问题，充分调动学生的积极性和主动性。

表1 六步法教学

3 UG数控加工任务驱动教学法的实例

图2 工作任务零件

任务要求:毛坯为210mm×80mm×100mm材料，加工如图2所示的零件。

任务描述:主要特征为四个槽和四个沉孔，零件的底面与侧面垂直，零件的长为200mm，宽为66mm，高为22mm，零件的材料为45钢。

教学过程如下所示:

步骤1:咨询

任务:熟悉图纸，收集信息、明确任务。

教师工作:发放图纸，布置任务。

学生工作活动:以小组形式初步熟悉图纸，讨论学习，读懂图纸，明确加工要求。

步骤2:策略

任务:分析任务，拟订方案。

教师工作:示范讲解结构和加工工艺分析:零件的底面和侧面垂直;表面的四个沉孔的直径一致;两个槽都有倒圆，先选用直径大的刀具粗加工，再用直径比较小的刀具清角和精加工。另外，表面的四个沉孔，孔大小一致，加工孔前，最好用中心钻钻引导孔，这样一是大约确定孔的位置;二是钻孔时不至于钻斜，提高孔的垂直度。

学生工作活动:拟定加工方案:①用Φ12的立铣刀粗加工;②用Φ8的立铣刀轮廓精加工;③用Φ8的立铣刀底面精加工;④用中心钻钻4个1mm深孔;⑤用Φ6的钻头钻4个Φ6通孔;⑥用Φ8的铰刀铰Φ8的通孔;⑦用Φ12平底锪钻锪平Φ12沉头孔。

步骤3:计划

任务:熟悉环境，制订计划，做好准备。

教师工作:①讲解机械加工基础知识:机床、刀具、夹具等知识;②UG/CAM功能介绍:UG/CAM基础功能，后处理，平面铣与型腔铣等加工方法。学生工作活动:计算机上练习操作和制定加工工艺方案（加工工艺方案详见表2），加工原点设置在工件的上表面中心，毛坯在数控加工前加工好:四个侧壁，上下表面都需要加工。

表2 加工工艺方案

步骤4:实施

任务:三维设计与数控加工。

教师工作:①示范引导三维造型和程序编写;②联系实训中心，做好加工准备;③学生加工过程中，观察数控机床加工状况，并实时分析指导。

学生工作活动:加工零件的三维造型和加工程序的编写、仿真以及后处理，生成加工程式;毛坯装夹对刀;零件的机床加工操作。

步骤5:检查

任务:检测，写质检、训练报告。

教师工作:提供规范化的技术文档，检测零件尺寸。

学生工作活动:练习检测方法和相互检测。

步骤6:评估

任务:按考核标准评定成绩。

教师工作:组织学生对工作任务的完成情况进行评价。

学生工作活动:自评、互评。

通过资讯、策略、计划、实施、检查和评估六步，学生不但学习了利用UG自动编程的知识，而且通过实践操作进一步提高了动手的能力。另外，在实际的教学过程中我们发现，相比传统的“填鸭式”教学方法，任务驱动教学法不但能够激发学生学习的积极性，调动学习的主动性，还能培养学生自主探究和创新思维的能力。

4 结语

任务驱动教学法具有的独特特点［4］:手脑并用，做学结合，适用高职理工类学科的教学。在UG数控加工中运用任务驱动教学法，前提是提出合理合适的任务，关键是分析任务，重点是学生在自主学习与协作学习中完成任务，对效果的评价与反馈信息是总结和提高，这里的每个教学环节都必须统筹合理兼顾。

（责任编辑吕春红）

［1］张小红，郑贞平.UGNX5数控加工实用教程［M］.北京:机械工业出版社，2009.

［2］颜国霖.浅谈任务驱动教学法在数控编程与操作教学中的应用［J］.哈尔滨职业技术学院学报，2010，（6）:79－80.

［3］刘林诗.“任务驱动”教学模式的研究与实践［J］.现代教育科学，2007，（12）:27 －28.

［4］宋国杰.浅谈任务驱动法在PLC教学中的应用［J］.科技创新导报，2009，（26）:45.