淺談數(shù)控技術(shù)專業(yè)開設(shè)CAM課程的必要性
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科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,產(chǎn)品功能要求的日益增多,復(fù)雜性增加,壽命期縮短,更新?lián)Q代速度加快。然而,產(chǎn)品的設(shè)計(jì),尤其是機(jī)械產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)手段,則顯得力不從心,跟不上時(shí)代發(fā)展的需要。目前,計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究,并初見成效。因此在數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中開設(shè)CAD/CAM課程是很有必要的。
1 CAM在機(jī)械制造業(yè)中的重要性
機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平反映出國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平,因此提高生產(chǎn)率、提高加工質(zhì)量、加快產(chǎn)品更新?lián)Q代已成為機(jī)械制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展的前提,是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)專業(yè)在現(xiàn)代企業(yè)中的大量應(yīng)用,使制造業(yè)正朝著數(shù)字化的方向邁進(jìn),其核心技術(shù)就是數(shù)控設(shè)備的大量應(yīng)用。那么CAM又與機(jī)械制造業(yè)有什么關(guān)系呢?CAM英文全稱Computer Aided Manufacturing,中文含義:計(jì)算機(jī)輔助制造。我們往往把CAD(Computer Aided De—sign,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))CAM放在一起講,因?yàn)镃AD/CAM是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)量、低價(jià)格、高效率的唯一手段。CAM從廣義上講是指利用計(jì)算機(jī)輔助完成從原材料到產(chǎn)品的全部制造過程;從狹義上講就是數(shù)控加工。在數(shù)控加工要使用數(shù)控程序,傳統(tǒng)的數(shù)控編程通過手動(dòng)輸入完成產(chǎn)品的加工路線,效率低而且易出錯(cuò)。利用CAM技術(shù),可以直接實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話,由機(jī)器自動(dòng)生成加工程序,我們?cè)僭谟?jì)算機(jī)上利用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行校核,當(dāng)一切準(zhǔn)確無誤時(shí)就可以加工產(chǎn)品了,即使再復(fù)雜的零件也可以在短時(shí)間內(nèi)完成加工。CAM技術(shù)的發(fā)展促使社會(huì)發(fā)展的速度變快,對(duì)于制造業(yè)的發(fā)展起到了推波助瀾的作用,為社會(huì)的進(jìn)步提供了捷徑。
2 高職開設(shè)CAM的必要性
進(jìn)入新世紀(jì)后,世界的制造業(yè)中心已從歐洲轉(zhuǎn)移到了中國,我國正在逐步成為全球最重要的制造業(yè)中心,這必然對(duì)掌握現(xiàn)代信息化制造技術(shù)的技術(shù)人才、特別是對(duì)大量的一線技術(shù)工人形成了巨大需求。雖然我國勞動(dòng)力市場(chǎng)充裕,但制造業(yè)是一個(gè)技術(shù)含量較高的行業(yè),這就形成了我國一線技術(shù)工人嚴(yán)重短缺的局面。目前,我國技術(shù)工人初中以下文化程度的占到近7成,同時(shí)我國現(xiàn)有的技工、技師往往只具有傳統(tǒng)的操作經(jīng)驗(yàn),而缺乏對(duì)現(xiàn)代信息化制造技術(shù)的掌握與應(yīng)用。
目前全國許多高職院校都有數(shù)控技術(shù)專業(yè),這主要是迎合市場(chǎng)和社會(huì)的需要,每年大批的數(shù)控人才奔向工廠,為企業(yè)輸送了新鮮的學(xué)業(yè)。但隨著高、精尖端技術(shù)的發(fā)展,只會(huì)操縱數(shù)控設(shè)備的操作工人已不能因企業(yè)的注意了,它們需要的是具備開發(fā)能力的數(shù)控人才。CAD/CAM技術(shù)因?yàn)樗O(shè)計(jì)與制造于一體,所以備受企業(yè)的歡迎。為了學(xué)生的就業(yè)以及社會(huì)的需要,高職開設(shè)CAM課程是必需的,使學(xué)生掌握先進(jìn)的制造方法創(chuàng)造更多的財(cái)富。
3 CAM軟件應(yīng)用課程簡(jiǎn)介
CAM軟件應(yīng)用是工程圖學(xué)與機(jī)械制造工程的交叉學(xué)科,是一門研究計(jì)算機(jī)輔助制造過程和方法及CAM軟件的操作使用方法的科學(xué)。
CAM軟件應(yīng)用是機(jī)械類的專業(yè)課。先修課程有《畫法幾何及機(jī)械制圖》、《計(jì)算機(jī)繪圖》、《數(shù)控技術(shù)》等。該課程是體現(xiàn)以數(shù)控技術(shù)為龍頭,以CAD/CAM技術(shù)為特色,實(shí)施素質(zhì)教育的機(jī)電專業(yè)課程體系改革的主要內(nèi)容之一。機(jī)械CAD/CAM是一門核心技能培訓(xùn)課程。講授CAD/CAM系統(tǒng)的基本原理和構(gòu)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(shí)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(shù)控加工程序。使學(xué)生獲得機(jī)械CAD/CAM技術(shù)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí);掌握CAD/CAM系統(tǒng)硬件配置的一般原則;熟練掌握1---2種常用CAD/CAM軟件的應(yīng)用方法,完成中等復(fù)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(shù)控加工程序,并在數(shù)控機(jī)床上完成零件加工的能力。具備獲得部級(jí)數(shù)控編程工藝員職業(yè)技能等級(jí)證書的能力。采用課程教學(xué)與機(jī)房實(shí)訓(xùn)交叉融合的教學(xué)方法,提高教學(xué)效果。對(duì)一些課程的局部?jī)?nèi)容也進(jìn)行了增減,有所側(cè)重。如刪減原計(jì)劃中機(jī)械CAD/CAM課程著重對(duì)計(jì)算機(jī)繪圖內(nèi)部原理及方法知識(shí)的介紹,現(xiàn)注重大型軟件的使用,將課程改為CAM軟件應(yīng),使其應(yīng)用性更強(qiáng)。主要是使學(xué)生了解先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路,先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)模式以拓寬視野。
這門學(xué)科的重點(diǎn)是為數(shù)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生,在現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助制造方面奠定基礎(chǔ),并掌握相關(guān)軟件的操作使用技巧。該課程教學(xué)應(yīng)達(dá)到以下基本要求:
(1)道《CAM軟件應(yīng)用基礎(chǔ)》這門學(xué)科的性質(zhì)、地位和獨(dú)立價(jià)值。知道這門學(xué)科的研究范圍、研究方法、學(xué)科進(jìn)展和未來發(fā)展方向。
(2)解一種CAM軟件的基本結(jié)構(gòu),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(jù)設(shè)計(jì)要求合理選擇線框建模、啦面建模、實(shí)體建模等各種建模方法并完成設(shè)計(jì)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(jī)械制造工藝基本理論的基礎(chǔ)上,能根據(jù)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(shù)。
(5)了解CAM軟件在生產(chǎn)使用中與機(jī)床的聯(lián)系,具備獨(dú)立完成一種CAM軟件的操作使用的能力。
4 高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)開設(shè)CAM的方法
4.1 數(shù)控編程課程先開。輔以數(shù)控加工
數(shù)控編程作為數(shù)控技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課,在課程設(shè)置上要符合高職的特點(diǎn),即理論+實(shí)踐+生產(chǎn)。作為數(shù)控人才必須進(jìn)行數(shù)控操作,但又要考慮到數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生的安全性問題,因此我院把數(shù)控編程分成三個(gè)模塊進(jìn)行,即課堂理論、電腦仿真、設(shè)備加工。這樣就利用電腦仿真把理論和實(shí)踐操作結(jié)合起來,使學(xué)生在學(xué)會(huì)理論的同時(shí)也掌握了數(shù)控設(shè)備的操縱,為后來的CAM實(shí)現(xiàn)打好鋪墊。
4.2 選擇合適的CAM軟件。完成產(chǎn)品加工
市場(chǎng)上的流行的CAM軟件很多,比如UG、Pro/e、Catia、Cimatron、MasterCAM、CAXA等,但價(jià)格卻相差很大。我院考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性選擇了CAXA作為數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的CAM軟件。CAXA作為唯一國產(chǎn)的CAD/CAM軟件,無論在曲線繪制、實(shí)體造型和曲面造型以及在數(shù)控加工的功能上都很強(qiáng)大,更主要的是價(jià)格遠(yuǎn)比國外的正版CAM軟件便宜許多。CAXA簡(jiǎn)單易學(xué),有數(shù)控車、數(shù)控銑和加工中心的CAM功能,擁有強(qiáng)大的數(shù)控接口能力,適合于機(jī)械、電子、航空航天領(lǐng)域的生產(chǎn),而且中文界面更利于學(xué)生們學(xué)習(xí)。通過圖形可以進(jìn)行數(shù)控仿真加工,生成數(shù)控機(jī)床識(shí)別的G代碼,提供加工的工藝文件,因此企業(yè)也用它進(jìn)行生產(chǎn)。對(duì)于CAM課程的講授結(jié)合課堂和電腦,即利用課堂完成相關(guān)指令的地講解,再到電腦上進(jìn)行實(shí)際練習(xí)。教材應(yīng)選用實(shí)力較多的版本,這樣學(xué)生可以邊學(xué)邊練達(dá)到鞏固。在課程的結(jié)束后安排兩周左右的課程設(shè)計(jì),讓學(xué)生自己命題、自己設(shè)計(jì)、自己加工出產(chǎn)品。這樣無論是計(jì)算機(jī)繪圖還是數(shù)控加工學(xué)生都用得得心應(yīng)手,在就業(yè)時(shí)更是企業(yè)找尋的目標(biāo),幾年后就可能成為企業(yè)的支柱。
總之,我們的專業(yè)建設(shè),必須緊跟社會(huì)需求的步伐,不斷進(jìn)行改革,課程改革以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)需求,提高教學(xué)效果,要突出培養(yǎng)職業(yè)技能人才的特色。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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