NX软件在技工院校计算机辅助设计与制造专业课程中的应用研究

闭祖勤

摘 要：2018年人社部批准了技工院校增设计算机辅助设计与制造专业（以下称计辅专业），高职院校在该专业的教学实施过程中存在一定不足之处。作为前车之鉴，本文尝试运用NX软坚贯穿于计算机辅助设计与制造专业的核心课程的探讨与研究，旨在培养学生更优秀的专业能力，把学生整体专业技能提到一个新高度，解决课程设置中的不足之处。

关键词：NX 计辅专业 课程教学

一、计辅专业现状

技工院校计辅专业培养掌握计算机辅助设计（CAD）和制造（CAM）技术基本理论和专业技能的学生，主要面向机械、模具、轻工等行业相关部门，从事计算机绘画、三维造型设计、逆向工程、数控编程、零件数控加工、产品结构设计与开发、数据测量及处理、产品质量检测等相关工作，就业前景十分宽广。高职院校已经开设该专业近二十年，部分高职院校关于计辅专业建设已经做了不少研究工作，也取得了不小成绩。即便如此，各高职院校结合产业新兴和区域经济特点，课程设置存在一定差异，专业建设不尽相同，存在一些不足之处。如：专业课程设置存在着课程体系不够明确、过时陈旧、缺乏特色，很多院校课程还仅停留在二维或简单三维造型的课程上，设计和制造类的课程所选用软件有四、五种之多，工程图软件需要从二维绘图开始;零件设计软件又需要从二维绘图开始，再到三维建模;加工软件又需要从二维绘图开始，再到三维建模，再到加工。有大量重复的知识点，但是因为所选用的辅助软件不同，相同知识点需要反复学习，表面上看是学会了很多软件，但是俗话说“百招全，不如一招鲜。”，学习了很多软件但是都运用不深，还不如只选用一个功能齐全应用范围广的软件，节省下大量课时，将这个软件学精学透，运用游刃有余。

二、选用NX贯穿于计辅专业的专业课程教学

人社部2018年批准技工院校增设该专业，我院申报并顺利获批开设该专业，有鉴于高职院校计辅专业课程设置方面的一些不足，我们调研了一些区内外企业，对比了他们常用的几款设计制造软件，发现NX是集多功能于一体的三维参数化软件，是设计和制造行业运用的高端软件，是当今最先进，最流行的工业设计软件之一。NX涵盖了平面设计、实体设计、分析与加工制造的功能，实现了产品设计与产品加工过程的无缝对接。NX广泛应用于机械、航天、汽车、轻工等行业。其特点是CAD、CAE、CAPP及CAM四大系统紧密集成。设计人员在使用NX强大的工程图、曲面建模、实体建模及模拟装配等功能时，可以使用分析模块进行有限元分析、运动学分析和模拟仿真，从而提高产品设计的准确性和可靠性。强大的加工模块可以根据所绘制的三维模型，直接生成加工刀路，然后转化成数控加工程序，用于零件加工。NX满足相关课程的高效、稳定和应用广泛的多功能软件。因此我们尝试研究应用NX贯穿于计辅专业的辅助设计、辅助分析、辅助工艺和辅助制造课程。

三、NX在《机械制图》课程教学中的应用

《机械制图》课在专业中起着基石的作用，是一门非常重要的专业基础课，主要学习几何投影、零件图、装配图和轴测图等的画法，是理论与实践结合的课程，需要学生具备较高的空间思维能力，学习难度较高，教学效果一直不理想。我们在教学中在下面三个方面运用NX辅助解决教学难点，提高教学质量。

1. 組合体相贯线是《机械制图》学习前期学生碰到的普遍难题，运用挂图虽然能够清晰表达相贯线的画法，但是相贯线的各个方向及角度的形状还是很难表达清晰。运用NX构造组合体，生成3D图片，学生就可以用电脑、手机等设备全方位清晰透彻地观察相贯线在不同视图和角度的形状，组合体相贯线的绘制正确率大大提高。

2. 零件图的绘制是对制图基本规定、几何投影、尺寸和形位公差标注等的综合运用。掌握计算机绘图是当下不可或缺的一项基本技能。NX工程图模块绘图效率高，上手轻松，操作便捷，功能全面，具有二次开发模块Open Grip，可以完成绝大多数曲线的绘制，是个不可多得的选择。学生运用该软件绘制零件图，高效学习，规范作图，理论与实践紧密结合，激发了学生兴趣爱好。

3. 轴测图是基于人们的视觉习惯，形象、逼真地反应零件三个坐标面的形状。轴测图的绘制是培养学生空间思维能力，提高绘图和读图能力行之有效的手段。NX具有超过二百个建模命令，三维功能强大，并且具备将三维图形直接生成轴测图或轴测剖视图，直观、清晰、准确地展示轴测图与二位图之间的关系。课堂运用NX直观教学，有效地培养了学生空间思维能力。

四、NX在《产品零件设计》课程教学中的应用

《产品零件设计》课程是根据产品的使用或改进要求，对其中某个或某部分零件改进或重新设计并利用3D打印机加工出塑料模型，然后装配到产品中试用，检验设计成果的一门课程，注重零件设计。业界公认在三维造型方面，NX要比国内外同类软件强出不少，在《产品零件设计》课程教学中，我们运用NX采用项目教学法开展教学，具体实施步骤如下：

1.项目布置

（1）领取任务书

（2）任务书分析解读

（3）子任务分配

将全班根据项目难易程度分成若干小组，每组同学根据任务书的功能要求分析讨论，组内成员分别提出自己的思路或解决方案，方案对比并做合理调整选择最恰当的方案，制定项目实施计划，分配任务，做到人人有事做，事事有人做。万事开头难，老师在此阶段要做好规范和引导作用。

2.项目实施

（1）绘制零件图

（2）零件三维建模

（3）零件3D打印

确定零件具体尺寸，运用NX绘制零件图，选择基准面，绘制草图，建立实体特征，然后将实体特征导出，用切片软件导入，正确设置参数，通过增材3D打印方式，获得零件。在此阶段，通过对比不同方式建立实体特征，掌握NX各特征建立命令是该项目的重点。

3.总结与评价

（1）组内总结与评价

（2）小组相互总结与评价

（3）教师总结与评价

各组组长介绍项目制定的思路、项目的实施和项目成果，相关人员根据项目评价表，完成自评和互评打分。教师串联总结归纳，同时加强学生对零件设计过程的理解，提高学生对NX建模命令和各模块的掌握程度。教师对在项目完成过程中表现优异的组和学生或做法提出表扬和鼓励，对表现欠妥的方面提出建议。

五、NX在《数控综合加工》课程教学中的应用

《数控综合加工》课是在掌握数控车床和数控铣床操作技能基础之上，对前期所学专业基础知识，机械加工工艺知识和编程知识的综合运用。课程要求完成一个完整动作机构的设计、工艺安排、编程加工、质量检测、正确装配、动态分析和撰写报告等内容。是理论和操作技能的综合运用，是对所学知识的深刻理解和提高，培养了学生独立思考能力、分析能力、工艺能力、操作技能和撰写能力等。在实施教学过程中，其中机构设计、工艺安排和编程加工，分别用到NX工程图模块、实体造型模块、3D-CAPP模块、自动编程模块、装配模块、动画及分析模块等，NX满足了该课程大部分教学环节，实现了CAD、CAPP和CAM无缝对接。该课程同时也是对NX的综合应用和提高。

NX贯穿于计辅专业的主要课程，经过一年多实践，该做法培养了学生学习兴趣，学生能够更积极主动地参与教学，学生解决设计类问题的能力明显提升，从而提高了教学效率与教学质量，在一定程度上解决了教与学的问题。实践证明，这样的做法对计辅专业课程改革或构建有较明显的促进作用，我们将继续修正和完善计辅专业课程体系，为相近专业的课程改革，为其他技工院校计辅专业的课程体系构建或调整提供参考和借鉴。

参考文献

[1]孟建.《CAXA制造工程师》在中职教学中的几点体会[J].课程教育研究，2014（33）.

[2]何泓欣.项目教学法在中职机械制图教学中的应用研究[J].考试周刊，2019（44）.