浅谈以数控加工一体化典型工作任务为载体实施CAD教学

蔡传方

摘要：在数控专业的CAD教学过程中，传统教学方法学生参与度不高，学生对知识的理解和掌握不是特别深刻，尤其是在需要灵活运用所学知识进行自主设计绘制图纸时，学生创造力和自主力明显不够，怎样解决这个困局，经过多年教学实践探索，发现通过数控加工一体化典型工作任务作为载体实施CAD教学，效果显著。如何让学生在进行一体化典型任务的实践加工过程中高效掌握并运用CAD绘图技术就是本文研究和探讨的目标和方向。

关键词：数控加工;CAD教学;工作任务

引言：数控专业学生需要通过机械制图课程来提升自身的空间构造、制图、读图能力，而CAD则是有效的辅助教学手段，以计算机为媒介，组织学生完成各类图纸的设计。在现代工业背景下，各大职业院校需巧妙融合数控与CAD教学，创建一体化教学机制，确保学生深入学习，掌握基础的专业知识与技能，从而适应当下的社会环境。另外，为了提高教学效率，教师需要积极创新教学形式，开展多类实训课程，促进学生的全面发展。

一、数控加工一体化典型工作任务与CAD绘图教学融合分析

数控加工技术主要包含了自动控制技术与计算机技术，工作任务是研发机械加工系统，而CAD绘图则是辅助数控加工的一种手段，以制图为媒介，将基本的加工零件与产品以空间图示来展现，提高机械加工的效率，保证生产质量。在数控加工任务导向教学中，教师必须巧妙渗透CAD，教导学生掌握制图方法，培养开发制图与空间思维能力。在目前的课程教学中，有很多学生不能真正的将数控与CAD知识完全理解，难以跟上教师授课进程，导致学习效果低下。所以，教师需要以数控加工实训为基础，引导学生在不同的机械加工过程中建立立体几何模型，并生成二维工程图，强化对机械加工与制图的认识与运用。通过综合分析发现，这两门课程具有一定的共性，在知识讲解过程中需要紧密连接，设置大量的实践操作活动，减少重复性理论讲解，充分利用教学资源，帮助学生高度掌握CAD制图技术。在现代化教学视域下，教师要深度融合理论与实践，构建完整的教学结构，做到讲、学、做紧密相连，提高教学效果和质量。

二、明确教学目标，加强CAD与数控加工的有机融合

数控加工与CAD是职业院校机械类专业学生的基础课程，也是必须掌握的知识技能。就目前的技术发展形式来看，机械行业设计与绘图的要求变得越来越高。因此，相关技术人才必须着力提升自身对软件的运用能力，提升数控技术专业水平。例如，在零件加工生产中，为了有效控制各种工件材料的切削加工，需要先进行CAD绘图，明确各个图纸加工的环节步骤。在传统教学模式下，教师主要是采取板书教学，学生学习主动性不高。为了调动学生的参与程度，教师需不断优化教学方法，将CAD与数控加工融为一门课程。如在进行零部件加工和装配时，教师可以组织学生统一到计算机教室，先绘制出相关零部件平面图和三维图，然后根据平面图进行切削加工，根据三维图进行装配，这样，工作起来既直观简单，也便于理解和掌握。

三、构建课程教学结构，高效有序實施教学过程

CAD隶属于计算机辅助设计，与工程技术相辅相成，能够最大化提高工作效率。为了提升教学效果，教师要构建完善的课程教学结构，布置适当的演练任务，进一步提高学生综合素质。例如，在教学机械操控台设计与制作中，教师可以让学生以小组形式展开实验活动，团队合作构建立体模型，并通过CAD来输出具体的图样。教师需要设立考核的标准，如实践操作工具正确度、模型图纸完整与精确度、零件图划分等。在机械建模过程中，需要先在图示上标明零部件的功能，并合理选择模型样式，如线框、表面、实体等，初步操作完成后，学生需要调整基本参数，并对任意部位进行修改，提高设计工作进度。其中，还可以利用CAD来标注线形和尺寸大小，并将主视图、剖视图以及局部放大图等，加深理解数控加工技术。所以，把CAD渗透于数控加工技术中，能够引领学生高效率学习零件图与转配图知识，并快捷完成制图任务，提高工作质量。

四、简化传统绘图工序，引导学生进行计算机绘图

在传统机械绘图的教授过程中，教师要引导学生们摆脱肉眼直观可见的东西，形成抽象的思考。因此，学习活动完成后，不能直接转入常规教学环节，可以通过课堂回忆以及实际操作的方式，引导学生对数控加工与CAD绘图技术形成认知深化的过程和能力，并引导学生对CAD绘图过程进行抽象地概括与归纳。老师应从学生感兴趣的数控加工器件着手，通过生动形象的绘图实践，让学生体验在学中做，在做中感悟，在感悟中升华绘图技能的学习，实现对CAD绘图的理解和应用学习的目的。绘制出的抽象图纸完美地结合了数控加工技术和CAD绘图技能，通过图纸揭示和反映了定量关系，并帮助学生快速强化绘图技能的理解与深度学习。

例如，在知道学生利用CAD设计并绘制一款健身器材时，这个过程属于利用CAD进行高级绘图，这其中涉及到的CAD绘图技能主要有：利用多线绘制与编辑图形、利用多线段绘图、利用样条曲线绘图以及绘制曲线与参照几何图形命令。由于数控加工与CAD绘图密不可分，这是以理论教学和实践教学相结合的形式进行教学，注重CAD绘图的优势特性，让学生亲自动手实验，结合实际绘图参数来强化CAD绘图的学习，经过观察、比较、分析、实践绘制出健身器材加工图纸，逐渐强化自己的绘图技能，完成CAD绘图技能的深度学习。在具体实践中发现问题、分析问题并解决问题，化被动为主动，充分发挥学生主观能动性，提升实践动手能力。除此之外，教师可以将其他数控加工器件与CAD绘图技能相结合，教师在教学过程中，可以让学生利用CAD进行其他加工图纸的绘制，将器件加工图纸以立体图的形式表现出来，让学生通过图纸，对CAD绘图与数控加工有一个全面的认识，将抽象的知识利用CAD绘图的方法变得比较灵活，从而更好地掌握CAD绘图技能。

湖南省教育科学数控加工专业—体化课程体系构建与实践研究（数控车工方向）规划课题成果    XJK016BZXX063

参考文献

[1]来旭辉， 魏正英. 面向数控加工系统的3D打印切片算法与分区扫描策略[J]. 农业工程学报， 2019， 35（12）：58-64.