科學技術的飛速發展,產品功能要求的日益增多,復雜性增加,壽命期縮短,更新換代速度加快。然而,產品的設計,尤其是機械產品方案的設計手段,則顯得力不從心,跟不上時代發展的需要。目前,計算機輔助產品的設計繪圖、設計計算、加工制造、生產規劃已得到了比較廣泛和深入的研究,并初見成效。因此在數控技術專業學生學習過程中開設CAD/CAM課程是很有必要的。
1 CAM在機械制造業中的重要性
機械制造業是國民經濟的支柱產業。機械制造業的發展規模和水平反映出國民經濟實力和科學技術水平,因此提高生產率、提高加工質量、加快產品更新換代已成為機械制造業競爭和發展的前提,是機械制造業技術水平的標志。數控技術專業在現代企業中的大量應用,使制造業正朝著數字化的方向邁進,其核心技術就是數控設備的大量應用。那么CAM又與機械制造業有什么關系呢?CAM英文全稱Computer Aided Manufacturing,中文含義:計算機輔助制造。我們往往把CAD(Computer Aided De—sign,計算機輔助設計)CAM放在一起講,因為CAD/CAM是實現產品高質量、低價格、高效率的唯一手段。CAM從廣義上講是指利用計算機輔助完成從原材料到產品的全部制造過程;從狹義上講就是數控加工。在數控加工要使用數控程序,傳統的數控編程通過手動輸入完成產品的加工路線,效率低而且易出錯。利用CAM技術,可以直接實現人機對話,由機器自動生成加工程序,我們再在計算機上利用數控加工仿真軟件進行校核,當一切準確無誤時就可以加工產品了,即使再復雜的零件也可以在短時間內完成加工。CAM技術的發展促使社會發展的速度變快,對于制造業的發展起到了推波助瀾的作用,為社會的進步提供了捷徑。
2 高職開設CAM的必要性
進入新世紀后,世界的制造業中心已從歐洲轉移到了中國,我國正在逐步成為全球最重要的制造業中心,這必然對掌握現代信息化制造技術的技術人才、特別是對大量的一線技術工人形成了巨大需求。雖然我國勞動力市場充裕,但制造業是一個技術含量較高的行業,這就形成了我國一線技術工人嚴重短缺的局面。目前,我國技術工人初中以下文化程度的占到近7成,同時我國現有的技工、技師往往只具有傳統的操作經驗,而缺乏對現代信息化制造技術的掌握與應用。
目前全國許多高職院校都有數控技術專業,這主要是迎合市場和社會的需要,每年大批的數控人才奔向工廠,為企業輸送了新鮮的學業。但隨著高、精尖端技術的發展,只會操縱數控設備的操作工人已不能因企業的注意了,它們需要的是具備開發能力的數控人才。CAD/CAM技術因為它集設計與制造于一體,所以備受企業的歡迎。為了學生的就業以及社會的需要,高職開設CAM課程是必需的,使學生掌握先進的制造方法創造更多的財富。
3 CAM軟件應用課程簡介
CAM軟件應用是工程圖學與機械制造工程的交叉學科,是一門研究計算機輔助制造過程和方法及CAM軟件的操作使用方法的科學。
CAM軟件應用是機械類的專業課。先修課程有《畫法幾何及機械制圖》、《計算機繪圖》、《數控技術》等。該課程是體現以數控技術為龍頭,以CAD/CAM技術為特色,實施素質教育的機電專業課程體系改革的主要內容之一。機械CAD/CAM是一門核心技能培訓課程。講授CAD/CAM系統的基本原理和構成,1~2種典型的CAD/CAM軟件的使用方法,典型零件的三維造型,零件的加工工藝,刀具路徑的生成,加工過程的刀具軌跡和實體仿真,刀具軌跡編輯與修改,后置處理器的合理選用與生成數控加工程序。使學生獲得機械CAD/CAM技術的基本理論和基礎知識;掌握CAD/CAM系統硬件配置的一般原則;熟練掌握1---2種常用CAD/CAM軟件的應用方法,完成中等復雜程度零件的三維造型,具備選擇刀具和加工方法、后置處理、生成數控加工程序,并在數控機床上完成零件加工的能力。具備獲得部級數控編程工藝員職業技能等級證書的能力。采用課程教學與機房實訓交叉融合的教學方法,提高教學效果。對一些課程的局部內容也進行了增減,有所側重。如刪減原計劃中機械CAD/CAM課程著重對計算機繪圖內部原理及方法知識的介紹,現注重大型軟件的使用,將課程改為CAM軟件應,使其應用性更強。主要是使學生了解先進的產品設計思路,先進的制造技術和先進的生產模式以拓寬視野。
這門學科的重點是為數控技術專業的學生,在現代機械制造技術的計算機輔助制造方面奠定基礎,并掌握相關軟件的操作使用技巧。該課程教學應達到以下基本要求:
(1)道《CAM軟件應用基礎》這門學科的性質、地位和獨立價值。知道這門學科的研究范圍、研究方法、學科進展和未來發展方向。
(2)解一種CAM軟件的基本結構,操作原理和使用方法。
(3)掌握CAM軟件中的CAD建模方法,具有根據設計要求合理選擇線框建模、啦面建模、實體建模等各種建模方法并完成設計操作的能力。
(4)熟悉CAM軟件的各種刀具路徑的編制方法,在具備金屬切削基本理論、機械制造工藝基本理論的基礎上,能根據工件材料、加工要求等各種具體情況,合理選擇刀具,確定切削用量等各種工藝參數。
(5)了解CAM軟件在生產使用中與機床的聯系,具備獨立完成一種CAM軟件的操作使用的能力。
4 高職數控技術專業開設CAM的方法
4.1 數控編程課程先開。輔以數控加工
數控編程作為數控技術專業的專業課,在課程設置上要符合高職的特點,即理論+實踐+生產。作為數控人才必須進行數控操作,但又要考慮到數控技術專業學生的安全性問題,因此我院把數控編程分成三個模塊進行,即課堂理論、電腦仿真、設備加工。這樣就利用電腦仿真把理論和實踐操作結合起來,使學生在學會理論的同時也掌握了數控設備的操縱,為后來的CAM實現打好鋪墊。
4.2 選擇合適的CAM軟件。完成產品加工
市場上的流行的CAM軟件很多,比如UG、Pro/e、Catia、Cimatron、MasterCAM、CAXA等,但價格卻相差很大。我院考慮到經濟性和實用性選擇了CAXA作為數控技術專業學生學習的CAM軟件。CAXA作為唯一國產的CAD/CAM軟件,無論在曲線繪制、實體造型和曲面造型以及在數控加工的功能上都很強大,更主要的是價格遠比國外的正版CAM軟件便宜許多。CAXA簡單易學,有數控車、數控銑和加工中心的CAM功能,擁有強大的數控接口能力,適合于機械、電子、航空航天領域的生產,而且中文界面更利于學生們學習。通過圖形可以進行數控仿真加工,生成數控機床識別的G代碼,提供加工的工藝文件,因此企業也用它進行生產。對于CAM課程的講授結合課堂和電腦,即利用課堂完成相關指令的地講解,再到電腦上進行實際練習。教材應選用實力較多的版本,這樣學生可以邊學邊練達到鞏固。在課程的結束后安排兩周左右的課程設計,讓學生自己命題、自己設計、自己加工出產品。這樣無論是計算機繪圖還是數控加工學生都用得得心應手,在就業時更是企業找尋的目標,幾年后就可能成為企業的支柱。
總之,我們的專業建設,必須緊跟社會需求的步伐,不斷進行改革,課程改革以滿足學生的學習興趣和學習需求,提高教學效果,要突出培養職業技能人才的特色。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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