◎金华市第一中等职业学校 叶辉
摘要:CAD/CAM软件是功能强大的计算机辅助设计和辅助制造软件,主要用于数控、模具、电子、汽车等行业的设计、造型、工艺、加工等环节。它的工程图、三维建模、零件装配、仿真加工等功能对中职学校的数控专业教学与应用有很大的帮助。
关键词:CAD/CAM 中职数控 应用
CAD/CAM (计算机辅助设计与制造)中的CAD是英文Computer Aided Design的缩写,意思是利用计算机进行辅助设计,不用圆规直尺,用鼠标键盘就可以画出你想要的图纸。CAM是英文Computer Aided Manufacturing的缩写,意思是计算机辅助制造,就是把要加工的零部件的参数等信息输进计算机,利用计算机来控制机床加工。CAD/CAM技术经过几十年的发展,先后走过大型机、小型机、工作站、微机时代,随着计算机技术和信息技术的发展,CAD/CAM技术在全球迅速普及开来。对先进制造业来说,CAD/CAM技术是提高产品质量、缩短产品开发周期,降低产品开发成本的有力手段。因此,在中职学生中大力开展CAD/CAM技术教学,推广CAD/CAM技术在生产一线的应用,提高我国机械制造业的国际竞争力具有深远意义。
目前国外主流的CAD/CAM软件主要有UG、PRO/E、CATIA、Mastercam等,国内主要有CAXA、中望3D等,每个软件各有所长。在国家各项举措大力推动下, 国产CAD/CAM软件及时跟踪国际最新动态,积极引进国外CAD /CAM软件进行二次开发,加大科技创新力度,研发出适合国人操作、更具特色、更有竞争力的CAD /CAM产品,促进我国机械制造业CAD /CAM技术的快速发展,我们在教学中应优先采用。
一、CAD/CAM软件教学现状
CAD/CAM软件有很强的绘图和设计能力,它在中职数控类专业教育的作用主要体现在教学和实践方面。
在日常教学中,机械制图都是数控类专业接触到的第一门专业基础课,从手工绘图开始学习,然后计算机二维绘图,最后是计算机三维建模,由平面图逐渐向立体图发展,增加了学生对先进制造技术的认识,开拓了他们的视野。除了绘图功能,利用“三维实体建模”功能可以绘制各种零件,比传统的实体模型更轻便,可以很直观的向同学们展示各种零件的结构,形状,有助于增强学生对机械制图课程的学习。利用CAD/CAM软件的“机构仿真”功能可以帮助学生了解各种机构的特点、运动方式等,这对于机械基础、数控编程等理论性较强的课程都有很大的帮助。
在实操训练中,对于数控机床编程操作训练,尤其是加工复杂曲面零件时,多数学校都先让学生通过CAD/CAM 软件出仿真刀路,调整完善各加工参数,然后再将CAD/CAM软件自动编制的程序输入数控设备进行加工生产,这不仅增强学生实训的安全,减小学校的投入,也可以增加学生加工工艺的认知。对于一些机械结构、运动部件,我们可以通过CAD/CAM软件的“零件装配”功能先像学生演示一下装配和拆卸过程,可以帮助他们了解和理解机械的装配过程,增强他们的动手能力。
二、CAD/CAM软件教学存在的问题
由于中职学校的发展不均衡、师资力量有限、学生层次的差别较大,CAD/CAM软件在教学中还是存在着很多问题。
1、教学条件问题
教学条件上存在的问题主要包括三个方面。第一,由于CAD/CAM软件对于计算机的配置要求较高,目前中职学校中的机房总体来说还是难以满足CAD/CAM软件顺畅运行;第二,CAD/CAM软件的功能强大,想学好学精该门课程需要较长的时间,由于中职学校课程的学时是有限的,在有限的学时内很难掌握的透彻;第三,专职的CAD/CAM软件教师缺少,也影响了CAD/CAM软件的教学效果。
2、学生层次问题
学习CAD/CAM软件需要用到机械制图、机械基础、公差配合等专业知识。由于中职学生的学习水平和学习能力的参差不齐,他们在专业基础知识会有很多方面的欠缺,学习起来会比较吃力,或者仅仅能学会画,但不能灵活的设计。
3、教材问题
关于CAD/CAM软件的书籍很多,但是真正适合中职学生的教材却很少,这是因为多数教材要不以讲操作命令为主,实例很少;要不就是以实例为主,讲解很少,实例层次结构不合理,这些都不利于CAD/CAM软件的学习和教学。
4、软件问题
在很多学校,CAD/CAM软件教学往往作为次要的专业课,甚至选修课,不受重视、课时量安排较少,学生只能学到CAD/CAM软件的基本功能,软件的特色功能没有进行强化学习。
三、改进建议
对CAD/CAM软件在教学中存在的几方面问题,提以下几点建议。
1、根据专业设置和就业方向将CAD/CAM软件分成几个模块,例如设计方向学生就着重学习CAD/CAM软件的“建模功能”,数控加工方向的学生就重点学习“数控加工”功能,而如果要培养一个绘图员,那么就重点学习CAD/CAM软件的 “工程图”功能。这样分模块的教学方式,使学生有相对充足的时间熟练掌握CAD/CAM软件的“实用功能”,对于一些专业知识层次较低的学生,他们也可以根据自己的爱好来选择相应的模块,因为乐趣是学习的第一动力。
2、精心设计教学例题,通过有层次的“任务驱动,项目引领”的方式来逐步学习和熟练掌握软件操作,为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境,围绕任务展开学习,以任务的完成结果检验和总结学习过程等,改变学生的学习状态,使学生主动进行探究、实践、思考、运用和解决的学习体系。
3、由于教学方法是以实例教学为主,这就要求CAD/CAM软件教材应该拥有新颖和实用的实例,并且在传授CAD/CAM 软件相关知识的同时,又能注重对学生们的能力培养,让学生们能够主动地去分析和思考问题。我们也可以结合专业设置、人才培养方向和当地就业岗位需求来编写合适的校本教材。
4、对于有能力的中职学校,还是尽可能的建设CAD/CAM 专业机房,给学生们创造一个良好的学习条件,同时也利于减少操作数控设备实训的成本支出。
四、结束语
当今世界,先进制造技术正在蓬勃发展,CAD/CAM技术是其一个重要的组成,它不但可以加强数控专业理论与实践的联系,还可以提高学生的认识能力和动手能力,增加学生实用技能,为以后的就业储备优势。因此不管是国内外哪种CAD/CAM软件,都应该在中职学校中加以重视,提高其教学水平都有重要意义。
参考文献
[1]江平宇,张映锋.计算机辅助设计与制造技术[M].西安交通大学出版社,2010.
[2]殷国富,杨随先.计算机辅助设计与制造技术[M].华中科技大学出版社,2008.
[3] 高慧 CAD_CAM技术及应用对我国机械制造业的影响 《机械管理与开发》2007.