發(fā)布時間：2023-12-07 10:23:17
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的ug數(shù)控編程教學(xué)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：數(shù)控加工自動編程技術(shù)；理實(shí)一體化；教學(xué)研究
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.205
0 引言
《數(shù)控加工自動編程技術(shù)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的三維造型、工藝分析、自動編程及現(xiàn)場加工能力。下面以數(shù)控銑床自動編程技術(shù)為例從授課內(nèi)容研究、課程組織形式和主要教學(xué)方法及手段、授課中可能存在的主要問題及相應(yīng)對策研究、考核方法及教學(xué)實(shí)踐等多方面進(jìn)行闡述。
1 授課內(nèi)容的選擇
1.1 CAD/CAM軟件的選擇
典型的CAD/CAM軟件主要ug、PRO/E、CAXA、Master CAM及POWERMILL等。在軟件選擇上靠考慮服務(wù)對象的實(shí)際，培養(yǎng)對象主要面向大中型企業(yè)的可以選用UG或PRO/E等；培養(yǎng)對象主要面向中小型企業(yè)的可以選擇CAXA或Master CAM等。
1.2 主要授課內(nèi)容的確定
在授課內(nèi)容選擇方面一定要有針對性，要體現(xiàn)“實(shí)用性”的特點(diǎn)，杜絕大篇幅的理論講授，而是以項(xiàng)目為載體，結(jié)合工廠加工實(shí)際，融入“必需”、“夠用”的知識。以UG為例，可以進(jìn)行以下內(nèi)容教學(xué)：建模模塊可包括：基本體素建模項(xiàng)目、線框建模項(xiàng)目、草圖建模項(xiàng)目、裝配建模項(xiàng)目和工程制圖項(xiàng)目；自動編程模塊可包括：平面銑削項(xiàng)目、型腔銑削項(xiàng)目、固定軸銑削項(xiàng)目、孔加工項(xiàng)目等必修項(xiàng)目和非固定軸銑削項(xiàng)目及高速銑削項(xiàng)目等拓展項(xiàng)目；加工模塊可包括：典型平面類零件加工、典型凸模零件加工和典型凹模零件加工等綜合項(xiàng)目。
2 課程組織形式及主要教學(xué)方法和手段
本課程實(shí)踐性強(qiáng)，以理實(shí)一體化教學(xué)為課程主要組織形式，依托計算機(jī)開展造型、編程及零件加工仿真教學(xué)，依托數(shù)控銑床開展典型零件的數(shù)控現(xiàn)場加工教學(xué)。融“項(xiàng)目研究”教學(xué)法、“研討式”教學(xué)法和“案例式”教學(xué)法為一體，采用多媒體教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)，開展項(xiàng)目研究，突出學(xué)生的主體地位，強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)技能。
3 課程實(shí)施中可能存在的主要問題及應(yīng)對策略
3.1 項(xiàng)目選擇和教材問題
項(xiàng)目的選擇要有針對性，依據(jù)職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合企業(yè)崗位生產(chǎn)實(shí)際，匯總專業(yè)應(yīng)用的主要信息，經(jīng)過加工處理，提煉出主要知識點(diǎn)，聯(lián)合企業(yè)一線技術(shù)人員，共同選擇典型案例并組織開發(fā)適合區(qū)域行業(yè)特點(diǎn)的、實(shí)用的教學(xué)教材。
3.2 師資問題
課程采用理實(shí)一體化教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)，這就要求任課教師不僅要具有較厚的理論基礎(chǔ)，而且要求擁有很強(qiáng)的實(shí)踐動手能力，同時知識結(jié)構(gòu)不能跟企業(yè)實(shí)際脫軌，因此實(shí)施時，師資問題成了較大阻力！為了更好的開展教學(xué)，可以讓學(xué)校的專業(yè)教師開展機(jī)房部分的理實(shí)一體化教學(xué)，聘請企業(yè)的一線技術(shù)人員作為兼職教師帶領(lǐng)學(xué)生開展現(xiàn)場加工實(shí)踐，即保證了較厚的理論基礎(chǔ)，又讓所學(xué)知識緊密貼合企業(yè)實(shí)際。
3.3 教學(xué)資源問題
三維造型部分和自動編程部分的教學(xué)資源都是沒有問題的，每個學(xué)生一臺電腦還是容易保證的，然而到了實(shí)踐環(huán)節(jié)，由于數(shù)控機(jī)床數(shù)量和教師數(shù)量的問題，常會使實(shí)踐環(huán)節(jié)僅僅流于形式，很大程度上影響教學(xué)效果。因此，可以采取分批學(xué)習(xí)的方法，進(jìn)行小組劃分，每個小組的同學(xué)要進(jìn)行具體分工，一部分進(jìn)行工藝分析，一部分進(jìn)行編程，一部分用VERICUT軟件進(jìn)行仿真加工，一部分進(jìn)行現(xiàn)場加工，然后不同的項(xiàng)目，角色互換。這樣即保證了學(xué)生都參與到了實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，而且較好的解決了實(shí)習(xí)資源問題。
3.4 學(xué)生成績評定問題
本課程的考核方法，應(yīng)改變以往的一張?jiān)嚲泶_定成績的考核方式，注重學(xué)生的平常學(xué)習(xí)情況的考查，主要采用過程考核的方法?？蓮恼n堂表現(xiàn)、階段測驗(yàn)、作業(yè)、仿真加工和現(xiàn)場加工等方面進(jìn)行考核，最終確定成績評定結(jié)果。結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要性，合理分配各考核內(nèi)容所占比重：課堂表現(xiàn)（10%）、作業(yè)（10%）、階段測驗(yàn)（20%）、仿真加工（30%）和現(xiàn)場加工（30%）。由于考核常態(tài)化，所以對學(xué)生的平常學(xué)習(xí)起到了很好的督促和激勵作用，能在一定程度上調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
4 教學(xué)實(shí)踐
本課程已按照這種模式開展了教學(xué)，在很大程度上調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)能力，企業(yè)對學(xué)生的反饋也較好，課程整體效果不錯，希望能給同行起到一定的借鑒意義！
參考文獻(xiàn)：
[1]周伯秀.理論與實(shí)訓(xùn)一體化在數(shù)控教學(xué)中的探索[J].裝備制造技術(shù)，2011（11）.
關(guān)鍵詞：UG;建模;四軸加工;后處理
在機(jī)械設(shè)備及其零部件中，變螺距螺旋槽類零件十分常見，尤其在現(xiàn)代紡織傳送機(jī)構(gòu)中，變螺距螺旋槽能夠起到改變傳送速度和力矩的作用，如在化纖加彈機(jī)、倒筒機(jī)、絡(luò)筒機(jī)、并紗機(jī)和包覆絲機(jī)等;變螺距螺旋槽零件加工品質(zhì)的好壞嚴(yán)重影響著其在機(jī)械結(jié)構(gòu)中所起的作用，因此對其加工尺寸精度、形狀穩(wěn)定性以及表面加工質(zhì)量都有較高的要求;許多數(shù)控技術(shù)人員剛開始使用四軸機(jī)床加工變螺距螺旋槽時未能正確進(jìn)行變螺距螺旋槽的參數(shù)化幾何模型創(chuàng)建及選用合理的加工方法，造成加工失誤或加工效率低下等現(xiàn)象。用UG參數(shù)公式方法進(jìn)行變螺距螺旋槽幾何建模具有快捷精確的特點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確快速地進(jìn)行加工，具體過程詳細(xì)論述如下：
一、變螺距螺旋槽的參數(shù)化幾何模型創(chuàng)建
UG的功能模塊中具有專門針對變螺距螺旋槽形狀的建模和加工方法。在UG中繪制普通的圓柱螺旋線及半徑規(guī)律變化的螺旋線（如阿基米德螺旋線等），可以直接用“螺旋線”命令進(jìn)行繪制，但該命令不能繪制變螺距螺旋線。繪制變螺距螺旋形狀，必須用參數(shù)公式繪制變螺距螺旋線，變螺距螺旋槽是以變螺距螺旋線為導(dǎo)向線形成的掃掠特征，在UG8.0中，變螺距螺旋線的形狀由起始圈螺距、終止圈螺距、螺旋線圈數(shù)和螺旋線半徑四個參數(shù)所組成;用參數(shù)公式法可表達(dá)如下：
Start_pitch=10 /起始圈螺距
End_pitch=60 /終止圈螺距
Turns=6 /螺旋線圈數(shù)
R=25 /螺旋線半徑
mean_pitch=（Start_pitch+End_pitch）/2 /平均螺距
height=Turns*mean_pitch /螺旋線高度
t=0 /系統(tǒng)變量（0變化到1）
xt=R*cos（360*Turns*t） /X規(guī)律
yt=R*sin（360*Turns*t） /Y規(guī)律
x=t*height
x1=0
x2=mean_pitch
x3=height-mean_pitch
x4=height
z1=0
z2=Start_pitch
z3=height-End_pitch
z4=height
zt1=（（（x-x2）*（x-x3）*（x-x4）/（（x1-x2）*（x1-x3）*（x1-x4））））*z1
zt2=（（（x-x1）*（x-x3）*（x-x4）/（（x2-x1）*（x2-x3）*（x2-x4））））*z2
zt3=（（（x-x1）*（x-x2）*（x-x4）/（（x3-x1）*（x3-x2）*（x3-x4））））*z3
zt4=（（（x-x1）*（x-x2）*（x-x3）/（（x4-x1）*（x4-x2）*（x4-x3））））*z4
zt=zt1+zt2+zt3+zt4
將該文件的exp格式文件從UG的“工具”“表達(dá)式”中導(dǎo)入。再用“規(guī)律曲線”中的“根據(jù)方程”方法即得到所求變螺距螺旋線，如圖1：
圖1 由參數(shù)公式生成的變螺距螺旋線
得到變螺距螺旋線后，再運(yùn)用“掃描”命令，最后通過“求和”命令，從而得到變螺距螺旋槽零件建模圖（如圖2）。
圖2 變螺距螺旋槽零件建模圖
二、UG中變螺距螺旋槽的四軸數(shù)控加工方法
（一）加工環(huán)境設(shè)置。UG加工環(huán)境是指我們進(jìn)入UG的制造模塊后進(jìn)行編程作業(yè)的軟件環(huán)境。UG 的CAM功能可以為數(shù)控銑、數(shù)控車、數(shù)控電火花線切削機(jī)編制加工程序，其中數(shù)控銑削模塊中又分為平面銑、型腔銑和固定軸曲面輪廓銑等不同的加工類型。針對變螺距螺旋槽的幾何形狀特點(diǎn)，其中的可變輪廓曲面銑即是UG針對于變螺距螺旋槽的幾何形狀特點(diǎn)而設(shè)置的加工環(huán)境模塊。針對此圖中于較深的變螺距螺旋槽形狀，UG可變輪廓銑削可以使用多個深度設(shè)置方法進(jìn)行分層銑削，便于編程者合理設(shè)置切削參數(shù)。
圖3 可變軸曲面輪廓銑
（二）坐標(biāo)系設(shè)定。在確定了加工對象后UG可以讓我們很方便地選擇工件坐標(biāo)系，此時需要注意安全設(shè)置選項(xiàng)中的安全距離設(shè)置;如圖4和圖5所示，如果參考CSYS坐標(biāo)系不合理，可以通過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)選擇正確的坐標(biāo)系。我們選擇起始圈螺距的起始點(diǎn)作為編程原點(diǎn)，同時選擇好驅(qū)動面后注意切削方向和材料方向。
圖4 加工坐標(biāo)系設(shè)定
圖 5 加工坐標(biāo)系設(shè)定
三、程序編制過程：
（一）加工參數(shù)的設(shè)置。操作參數(shù)的設(shè)定是UG CAM編程中最主要的工作內(nèi)容，在對話框中需設(shè)定加工幾何對象、切削參數(shù)、控制選項(xiàng)等參數(shù)，還有一些選項(xiàng)需要通過二級對話框進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。具體有以下幾方面：
1、加工對象的定義：選擇加工幾何體、檢查幾何體、毛坯幾何體、邊界幾何體、區(qū)域幾何體、底面幾何體等。
2、加工參數(shù)的設(shè)置：包括走刀方式的設(shè)定，切削行距、切深的設(shè)置，加工余量的設(shè)置，進(jìn)退刀方式設(shè)置等。
3、工藝參數(shù)設(shè)置：包括角控制、避讓控制、機(jī)床控制、進(jìn)給率設(shè)定等。
圖 6 切削步進(jìn)參數(shù)設(shè)置
變螺距螺旋槽加工中進(jìn)給和速度參數(shù)設(shè)置如下：
圖7 非切削移動參數(shù)設(shè)定
選擇側(cè)曲面作為應(yīng)用驅(qū)動幾何體，指定驅(qū)動幾何體，選擇變螺距螺旋槽側(cè)壁軸面圓柱面為限制面，指定切削區(qū)域，加工起點(diǎn)和終點(diǎn)如下圖設(shè)置：
圖 8 曲面加工起點(diǎn)設(shè)定
加工投影矢量設(shè)置為“刀軸”， 刀軸設(shè)置為“遠(yuǎn)離直線” 點(diǎn)擊編輯參數(shù)點(diǎn)和矢量，見下圖：
圖 9 刀軸控制設(shè)定
（二）加工刀路的生成。經(jīng)過這些設(shè)置后，生成刀軌如下圖：
圖10 刀路軌跡
（三）另一側(cè)面的變螺距螺旋壁曲面加工。通過UG/WAVE模塊的曲面復(fù)制方法，復(fù)制修改驅(qū)動幾何體。如圖11和圖12：
圖11 UG/WAVE模塊的曲面復(fù)制
圖 12 另一側(cè)變螺距螺旋壁
再生成另一側(cè)的刀軌，如圖12通過“后處理”命令，選擇與機(jī)床相應(yīng)的處理器，即可生成G代碼。使用四軸加工，通過工作臺A軸的旋轉(zhuǎn)，刀路可以順利生成。
圖13 另一側(cè)變螺距螺旋壁
四、后處理及四軸加工程序生成
四軸機(jī)床比三軸機(jī)床多了旋轉(zhuǎn)軸，因此四軸機(jī)床的加工坐標(biāo)系是四維坐標(biāo)系。產(chǎn)生四軸加工程序需要使用UG/Post
Builder為四軸機(jī)床建造一個后處理，在完成了機(jī)床的控制系統(tǒng)種類選擇后，根據(jù)變螺距螺旋槽加工需要分析機(jī)床結(jié)構(gòu)，變螺距螺旋槽建模成型時的旋轉(zhuǎn)軸為Y軸，其旋轉(zhuǎn)平面為ZX平面;在如圖14和15頁面中，設(shè)定第四軸選擇平面設(shè)為ZX，轉(zhuǎn)軸字頭按照機(jī)床系統(tǒng)設(shè)為A，公差為0.001，最小旋轉(zhuǎn)角度為0.001，最大角度進(jìn)給為1500，轉(zhuǎn)軸方向?yàn)镹ormal-符合左手定則，轉(zhuǎn)軸行程限制可設(shè)為-9999-9999;其余參數(shù)保持原有的三軸加工機(jī)床默認(rèn)值，不作修改。
（一）UG/CAM 后置處理原理圖
（二）UG/CAM作后置處理的方法。（1）在 Manufacturing
Operation Manager里 通過 Export生成 CLSF 文件。（2）Tool
Box CLSF 進(jìn)入 CSLF Manager。（3）選 Postprocess 進(jìn)入數(shù)控后處理菜單 NC Postprocessing。（4）指定機(jī)床數(shù)據(jù)文件 MDFA
Specify。（5）設(shè)置 NC Output 成為 File 。（6）指定 輸出的NC文件名 Output File。（7）Postprocess后處理，生成 NC 代碼 *.
Ptp 文件。
（三）設(shè)置與四軸機(jī)床數(shù)據(jù)匹配的MDFA文件
圖14 建立四軸后處理
圖15 機(jī)床第四軸參數(shù)
至此四軸機(jī)床的后處理參數(shù)設(shè)定已經(jīng)基本完成，保存并使用這個后處理，那么生成的NC程序只需修該程序頭的格式就可以在機(jī)床上使用了。因此，充分地利用好UG軟件的可變輪廓銑削方法可以快捷地加工變螺距螺旋槽，迅速準(zhǔn)確完成變距螺旋槽零件的加工。
五、結(jié)束語
本文通過利用UG軟件對變螺距螺旋槽的建模，運(yùn)用仿真加工，結(jié)合四軸機(jī)床的后處理參數(shù)完成加工。在實(shí)際應(yīng)用中，可以縮減程序編制與調(diào)試的時間，降低生產(chǎn)成本，還可以節(jié)省加工設(shè)備和現(xiàn)實(shí)資源的消耗，對企業(yè)有較好的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]王秋鵬;UG技術(shù)在數(shù)控編程中的運(yùn)用[J];電子設(shè)計工程;2012年20期
1 教改的目的
通過本課程的學(xué)習(xí)，要求使學(xué)生了解并掌握UG應(yīng)用軟件的一般繪圖方法；了解并熟悉UG應(yīng)用軟件在實(shí)際加工中的應(yīng)用領(lǐng)域；從數(shù)控專業(yè)的加工方面對UG應(yīng)用軟件的造型和加工方面生成數(shù)控加工程序角度，使用數(shù)控編程仿真軟件。
2 背景分析
2.1課程的特點(diǎn)
本課程是一門理論與實(shí)踐性都比較強(qiáng)的學(xué)科，具有以下三方面的特點(diǎn)：
2.1.1理論性。本課程通過對數(shù)控加工基礎(chǔ)知識的掌握，進(jìn)一步了解UG應(yīng)用軟件軟件在數(shù)控加工方面的所涵蓋的理論知識。
2.1.2實(shí)踐性。本課程是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，注重實(shí)踐、參與實(shí)踐，是學(xué)好這門課的關(guān)鍵。這就要求學(xué)生在掌握教材基本理論的前提下，多在數(shù)控加工方面分析數(shù)控加工和數(shù)控編程與數(shù)控仿真軟件之間的關(guān)系，在軟件中造型并仿真加工和運(yùn)用軟件生成的程序在實(shí)際加工中的差別，通過理論結(jié)合實(shí)際掌握軟件和實(shí)際加工區(qū)別并更深入的掌握實(shí)際數(shù)控加工的知識。
2.1.3綜合性應(yīng)用性。本課程是一門綜合運(yùn)用教學(xué)理論和教學(xué)實(shí)踐的應(yīng)用課程，它涉及的知識包括《數(shù)控加工工藝》、《機(jī)械制造》、《數(shù)控刀具》、《數(shù)控夾具》等多方面的知識，因此在知識方面具有綜合性的特點(diǎn)。開設(shè)此課的目的，是培養(yǎng)有素質(zhì)的教師，這就要求學(xué)生結(jié)合自己的實(shí)際”邊學(xué)習(xí)邊觀察邊實(shí)踐”，把學(xué)、看、練緊密地結(jié)合起來。
2.2學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)分析
《UG應(yīng)用基礎(chǔ)》是機(jī)電學(xué)院數(shù)控技術(shù)專業(yè)的必修課程，其學(xué)生主要在數(shù)控專業(yè)并且大多數(shù)都從事數(shù)控崗位為主。
從學(xué)習(xí)對象看，主要是學(xué)生的數(shù)控知識掌握的不夠扎實(shí)，學(xué)習(xí)本軟件只是將一些基本的參數(shù)進(jìn)行修改，不能將生成的程序用作真實(shí)的數(shù)控加工。
從學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇和指向來看，追求學(xué)以致用或現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，多從實(shí)效出發(fā)，希望所學(xué)知識與技能對提高自己的本職工作有直接的作用。因此，希望所學(xué)內(nèi)容有實(shí)用性，教學(xué)內(nèi)容的編排便于自學(xué)。
2.3教學(xué)環(huán)境分析
2.3.1學(xué)習(xí)環(huán)境分析
《UG應(yīng)用基礎(chǔ)》在教學(xué)過程中完全由學(xué)校提供相應(yīng)的機(jī)房安裝相關(guān)的軟件，保證每個學(xué)生一臺機(jī)器，并且學(xué)習(xí)的過程中教師將學(xué)生分成幾個小組，小組之間在學(xué)習(xí)中遇到困難可以先小組討論的方法進(jìn)行解決問題，如果遇到難點(diǎn)可以與教師進(jìn)行交流使得問題得到解決。
2.3.2師生的角色分析。
由于學(xué)生長期以來早已習(xí)慣被動式的接受式教學(xué)，自主學(xué)習(xí)能力較差，因此多數(shù)學(xué)生表現(xiàn)為被動接收型，與之對應(yīng)教師就應(yīng)是傳授型。通過教學(xué)，我們不僅要傳授給學(xué)生知識，還需培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的能力，因此，在教學(xué)中應(yīng)逐漸讓學(xué)生具有發(fā)現(xiàn)型的特點(diǎn)，與之對應(yīng)教育應(yīng)具有指導(dǎo)型的特點(diǎn)。
2.3.3課程的資源配置情況及學(xué)習(xí)資源
目前該門課程所擁有的資源有以下幾類：
(1)文字媒體
文字主教材：教學(xué)的主要媒體，攜載最重要、最基本的教學(xué)內(nèi)容，供日常教學(xué)使用。本課程采用本課程的主教材為教科書，采用呂修海主編，《cAD／CAM應(yīng)用基礎(chǔ)-UG應(yīng)用軟件2006》。本教材通過結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)抽取出來的典型的圖形讓學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。
(2)其它網(wǎng)絡(luò)資源
實(shí)施方案：實(shí)施方案提供教學(xué)目的和要求、教學(xué)進(jìn)度等其他詳細(xì)信息，幫助教師進(jìn)行教學(xué)安排。
教學(xué)大綱：教學(xué)大綱提供課程的教學(xué)目標(biāo)和總體要求，供教師明確教學(xué)目標(biāo)時參考，也可供學(xué)生在確立自主學(xué)習(xí)目標(biāo)，加深對課程理解時參考。
教學(xué)輔導(dǎo)：對課程重要內(nèi)容進(jìn)行輔導(dǎo)，幫助學(xué)生理解消化教材內(nèi)容，并幫助學(xué)生拓寬視野。
平時作業(yè)及自檢自測：為學(xué)生提供部分練習(xí)，加深學(xué)生對教材內(nèi)容的理解，同時便于學(xué)生檢測學(xué)習(xí)效果，也可由教師在進(jìn)行教學(xué)監(jiān)控時使用。
2.3.4教學(xué)組織
(1)教學(xué)組織形式
在教學(xué)組織形式上，機(jī)電學(xué)院主要采取以個別化、學(xué)習(xí)小組活動的方式為主，其他教學(xué)組織形式為輔的多樣化的教學(xué)組織形式，既保證自主學(xué)習(xí)的靈活性，又發(fā)揮協(xié)作學(xué)習(xí)的作用。
(2)自主學(xué)習(xí)方法的支持
機(jī)電學(xué)院在教學(xué)中，不僅重視對學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容上困難的支持，尤其注重對學(xué)生自主學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)策略上的支持。在新生入校之時，教學(xué)管理人員就會對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)計劃的指導(dǎo)，根據(jù)每個學(xué)生的具體情況和學(xué)校教學(xué)的安排，指導(dǎo)學(xué)生制訂一個切實(shí)可行的適合于自己的學(xué)習(xí)計劃，使學(xué)生一開始就有明確的方向。在具體的學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)上，學(xué)校從各高等院校中聘請專家教授為學(xué)生進(jìn)行關(guān)于學(xué)習(xí)方法的講座。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)校還經(jīng)常組織學(xué)生通過多種渠道進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的交流，相互借鑒，共同促進(jìn)。
(3)學(xué)習(xí)動機(jī)的支持
機(jī)電學(xué)院在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)方面主要從兩方面入手，一方面是通過外在因素激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。另一方面，學(xué)校通過教學(xué)管理人員隨時注意學(xué)生的思想狀況，以和學(xué)生交流談心的方式，幫助學(xué)生解決實(shí)際的困難，使學(xué)生樹立信心。同時，我們還通過一些教學(xué)水平較高的教師在教學(xué)過程中貫穿情感因素，以情動人，激發(fā)學(xué)生對學(xué)科內(nèi)容的興趣，促使學(xué)生自主探索。
3 模式框架
綜合該課程的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)環(huán)境特征，結(jié)合課程的教學(xué)目標(biāo)，現(xiàn)擬出課程教學(xué)模式的框架
本課程按分層疊進(jìn)式教學(xué)：第一層次一知識的認(rèn)知性教學(xué)，第二層次一知識轉(zhuǎn)化為能力的教學(xué)，第三層次一知識的轉(zhuǎn)化實(shí)踐的教學(xué)。
4 教學(xué)過程一體化設(shè)計
4.1教學(xué)組織形式：
導(dǎo)學(xué)+自主學(xué)習(xí)+集中輔導(dǎo)+學(xué)習(xí)小組+成果展示。
基本原理以自主學(xué)習(xí)、集中輔導(dǎo)為主，發(fā)展性問題以討論的方式為主，現(xiàn)實(shí)問題以實(shí)際操作的形式為主。
4.2教學(xué)方法：
結(jié)合課程內(nèi)容采用自學(xué)教材、查閱資料(包括看光盤、雜志、上網(wǎng)查學(xué)習(xí)資源)、啟發(fā)式、案例式教學(xué)、討論式、實(shí)際操作等。
4.3教學(xué)內(nèi)容的改革：
在教學(xué)過程中，注重理論學(xué)習(xí)與學(xué)生工作實(shí)踐相結(jié)合。
4.4教學(xué)手段：多用網(wǎng)上資源、多媒體資源進(jìn)行教學(xué)；在課堂上或在網(wǎng)上開展兩次專題討論；利用答疑區(qū)和E-mail等形式解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的各種問題。
5 課改效果評價
5.1提倡評價方式的多元化，可以指導(dǎo)學(xué)生開展自評和他評，小組間的評價，指導(dǎo)教師評價，使評價成為學(xué)校、教師、學(xué)生等多個主體共同積極參與的交互活動。學(xué)生自主學(xué)習(xí)的情況、參加小組學(xué)習(xí)的情況，參加輔導(dǎo)課程的情況，參加答疑的情況，都作為評價的一部分，并使學(xué)生、教師、學(xué)校參與其中。評價的情況計入本課程的形成性考核成績占20％。
5.2考試
關(guān)鍵詞：互動式；數(shù)控加工編程；三位一體
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）11-0123-02
傳統(tǒng)本科院校在數(shù)控機(jī)床類課程的教學(xué)中，由于各方面條件的限制，對數(shù)控編程及加工技術(shù)只是作為一個章節(jié)，對學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)要求不高，學(xué)生對編程理論及編程方法的理解也不夠深刻，嚴(yán)重制約了學(xué)生創(chuàng)新思維和動手能力的提高，極大地影響了教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果。我院以應(yīng)用型本科學(xué)生動手能力的培養(yǎng)為目標(biāo)，積極改變傳統(tǒng)的教育模式，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，試圖探索一種適合機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)數(shù)控方向應(yīng)用型本科教學(xué)行之有效的方法，旨在培養(yǎng)時展要求的創(chuàng)新型人才。
數(shù)控加工編程這門課程正是數(shù)控方向?qū)W生理論與實(shí)踐相結(jié)合的典范，也是我院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)主干課程。教學(xué)的目的是使學(xué)生在了解數(shù)控加工技術(shù)基本概念的基礎(chǔ)上，掌握數(shù)控車、銑、加工中心及線切割機(jī)床的編程和操作方法，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控刀具的選擇和數(shù)控工藝分析的能力，為后續(xù)數(shù)控系統(tǒng)原理及應(yīng)用的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
互動式理論教學(xué)方式
互動式理論教學(xué)法在教學(xué)過程中應(yīng)以師生之間的互相尊重為基本前提，以教學(xué)過程中的溝通交流為基本特征，以發(fā)現(xiàn)和解決問題為教學(xué)載體，最終達(dá)到激活學(xué)生的問題意識，在相互啟發(fā)中消除疑惑的目的。
互動式理論教學(xué)方式的實(shí)施步驟為：課前預(yù)習(xí)——拋出問題
——引導(dǎo)式回答——引出式講授
——間歇式發(fā)問——討論式作答
——總結(jié)陳述——課堂小結(jié)。下面以講授“數(shù)控立式加工中心鉆鏜循環(huán)”為例，進(jìn)行分析。
首先，在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，拋出問題并作引導(dǎo)式回答。在已經(jīng)對加工直線快速進(jìn)給指令G00和工作進(jìn)給指令G01熟知的前提下，拋出所示圖形（如圖1所示），加工圖中所示的1號、2號和3號孔。之后，可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圖中所示數(shù)字的順序思考作答。
得出孔系的加工路徑如下：1（G00定位1號孔）——2（G00下刀到安全高度）——3（G01切削加工）——4（加工完成，G00退回）——5（G00抬刀到2號孔安全高度）——6（G00定位2號孔）——7（G01）——8（加工完成，G00退回）——9（G00定位3號孔）——10（G00）——11（G01）——12（G04暫停，光整加工）——13（加工完成，G00退回）——14（G00返回初始點(diǎn)）。根據(jù)這樣的路徑，學(xué)生就可以按照比較清晰的思路用G00和G01指令不斷地切換達(dá)到加工目的。但是，這樣的加工方法對于數(shù)控系統(tǒng)來說讀取時間較長，加工緩慢，而且程序冗長，與數(shù)控程序簡單、明了的目的相悖。
其次，引出式講授穿插間歇發(fā)問。提醒學(xué)生回憶以往的學(xué)習(xí)內(nèi)容：參照數(shù)控臥式車床編程的一種方法——固定循環(huán)指令——是不是有一種指令可以將幾個程序段合而為一呢？如果可以，怎么合？哪些路徑可以合起來？引發(fā)學(xué)生之間的討論，進(jìn)而對鉆鏜固定循環(huán)指令展開詳盡的講解。
再次，討論式作答并作總結(jié)陳述。以提問的方式請學(xué)生對剛剛講述的指令對號入座：采用簡單鉆孔循環(huán)指令加工1號孔，采用深孔往復(fù)排屑鉆孔循環(huán)指令加工2號孔，采用孔底有暫停的鉆孔循環(huán)指令加工3號孔。得出的最終加工路徑：1（定位1號孔）——2——3——
4（用一個指令G81完成）——5
——6（定位2號孔）——7——8（用一個指令G73完成）——9（定位3號孔）——10——11——12
——13（用一個指令G82完成）——14（返回），使原來要用14個程序段完成的指令用5個程序段完成，大大簡化了編程。
之后還可以對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)陳述。這樣，學(xué)生可以很容易地理解并掌握概念，同時也可以體會到同一個表面的加工可以通過不同的方式得到，但是考慮到現(xiàn)代加工的經(jīng)濟(jì)性問題，則必須選擇一種最方便快速的方式。
目標(biāo)式課后實(shí)驗(yàn)
每一種類型的機(jī)床編程方法講述結(jié)束之后，都會安排3個課時的機(jī)床實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生有針對性地對課堂所學(xué)的編程方法作更進(jìn)一步的理解和掌握。仍然以圖1所示的零件為例來簡要說明實(shí)驗(yàn)過程。
在實(shí)驗(yàn)時，先將學(xué)生分成3～4人一組，每組學(xué)生拿到的只是一個長方體的毛坯零件。學(xué)生拿到毛坯件之后，可以分工合作。首先，分析零件圖紙，看清設(shè)計基準(zhǔn)、技術(shù)要求、精度要求等內(nèi)容，觀察加工對象的類型，選擇合適的機(jī)床及刀具材料與類型。同時，也要對拿到的零件毛坯的工藝性做簡單分析，確定毛坯余量是否充分及均勻，毛坯件如何定位裝夾等。
其次，要對零件做更詳盡的工藝分析。分析的內(nèi)容包括工序的劃分，工步的安排，走刀路線的確定，切削參數(shù)（切削深度/寬度、切削速度Vc、進(jìn)給量f）的選擇等。需將這些內(nèi)容細(xì)化之后填寫數(shù)控加工的刀具卡和數(shù)控加工工序卡。
再次，在編程之前還需進(jìn)行數(shù)值計算。主要根據(jù)每個工步的加工路線確定基點(diǎn)及坐標(biāo)值，在圖樣上畫出走刀路線。然后就可以根據(jù)事先安排好的加工路線加入刀補(bǔ)之后進(jìn)行加工。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的機(jī)床都具有刀具補(bǔ)償功能，此時，可以根據(jù)零件輪廓進(jìn)行編程。
最后，將以上所有準(zhǔn)備工作完成之后，就可以安裝毛坯，保證毛坯的安裝精度；安裝刀具，進(jìn)行對刀操作；輸入所有的程序及刀補(bǔ)參數(shù)，對車床試運(yùn)行加工。在粗加工時或空走刀時，盡量選擇大的切削用量和加工速度；精加工時，則選擇較高的主軸轉(zhuǎn)速和較低的進(jìn)給速度，以保證加工精度。
經(jīng)過一個零件完整的編程實(shí)踐，可以讓學(xué)生深刻地體會到編程不僅僅包括程序編制，編程之前的工藝分析也是必不可少的重要環(huán)節(jié)。通過本課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，不僅加深了學(xué)生對課程本身的認(rèn)識，同時也強(qiáng)化了與機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的聯(lián)系，為后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計奠定了實(shí)踐基礎(chǔ)。
拓展式實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)
正常的教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后，還會安排為期4周的CAD/CAM實(shí)訓(xùn)，內(nèi)容包括兩周的CAD/CAM軟件實(shí)訓(xùn)和兩周的加工實(shí)訓(xùn)。兩周的軟件實(shí)訓(xùn)主要運(yùn)用UG進(jìn)行三維造型設(shè)計，通過UG軟件的CAM功能，按照圖2所示流程完成圖紙的仿真模擬，可以根據(jù)模擬結(jié)果修改加工參數(shù)。兩周的加工實(shí)訓(xùn)則是對實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，可以滿足每名學(xué)生都能上機(jī)操作的要求。同時，進(jìn)行宇龍仿真軟件的實(shí)訓(xùn)，將數(shù)控車、銑、加工中心等機(jī)床的實(shí)際加工操作，以虛擬的方式展現(xiàn)出來，使學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)仿真與實(shí)操的結(jié)合，能更加深刻地理解先進(jìn)制造技術(shù)的概念。另外，課余時間，我院還鼓勵學(xué)生參加數(shù)控中級、高級培訓(xùn)，為學(xué)生的就業(yè)添磚加瓦。目前，我院機(jī)械系2010、2011兩級學(xué)生已完成了數(shù)控中級工的培訓(xùn)和考核，部分學(xué)生已順利拿到了數(shù)控中級工證書。
結(jié)語
教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)三位為一體的人才培養(yǎng)模式，可以構(gòu)成一個相互交叉、相互融合、相互滲透的有機(jī)整體，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生愿意主動去操作、去練習(xí)。輔助的考級考證培訓(xùn)也大大提高了學(xué)生對數(shù)控機(jī)床操作的積極性，為應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)做出了很好的實(shí)踐。由于此類課程的專業(yè)性，講述內(nèi)容相對枯燥，需要我們在教學(xué)過程中不斷搜集相關(guān)的多媒體教學(xué)資源，使學(xué)生更形象地接受所學(xué)內(nèi)容。另外，在有條件的情況下，不應(yīng)該只重視編程能力的培養(yǎng)，在對內(nèi)容熟練掌握的前提下，應(yīng)自行設(shè)計伺服系統(tǒng)，并在普通機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控化改造。
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【關(guān)鍵詞】課程內(nèi)容 國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 教學(xué)改革 UG
【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）12-0229-02
采用CAD的目的是提高設(shè)計質(zhì)量和效率、降低設(shè)計成本、提高設(shè)計管理水平等。人在設(shè)計零件時的原始沖動是三維的， 因而只有三維設(shè)計才是真正意義的CAD。創(chuàng)建三維參數(shù)化零件模型，不僅僅是為了造型，正確的模型應(yīng)當(dāng)為以后的許多使用準(zhǔn)備好充分的數(shù)據(jù)和參數(shù)驅(qū)動的可能，如：設(shè)計的修改和調(diào)整、虛擬裝配、力學(xué)分析、運(yùn)動分析、數(shù)控加工等，必須有許多相關(guān)知識的協(xié)助才能完成。[1]三維CAD設(shè)計和數(shù)字化制造技術(shù)越來越多地在企業(yè)得到應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生的三維實(shí)體建模能力，是數(shù)字化設(shè)計和生產(chǎn)對教育提出的要求。[2]我國高等院校普遍開設(shè)《機(jī)械CAD》教學(xué)已有近二十年的歷史，已逐漸發(fā)展成為一門操作技能型的必修課。[3]盡管到目前為止，該課程的名稱尚未統(tǒng)一，授課所采用的三維軟件也不盡相同，但所講授的內(nèi)容基本一致。三維軟件已經(jīng)發(fā)展成為一個龐大的集成系統(tǒng)，其各項(xiàng)功能還在不斷完善中，教學(xué)中不可能面面俱到，只能根據(jù)需要選用合適的教學(xué)內(nèi)容。[4]我院自2005年起開設(shè)《三維設(shè)計（UG）》，選用UG軟件作為講授對象，講授內(nèi)容主要為“用戶界面與基本操作”、“草圖設(shè)計”、“特征建模”、“基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)軸”、“體素建模和布爾操作”、“空間曲線”、“曲面設(shè)計”、“零件虛擬裝配”及“工程圖繪制”等，一般設(shè)置52學(xué)時（28學(xué)時講授，24學(xué)時上機(jī)）另加一周實(shí)習(xí)。
目前，高職院校軟件應(yīng)用課程（繪圖設(shè)計）教學(xué)側(cè)重于軟件各個命令的使用方法的講解，割裂了知識技能與實(shí)際工作應(yīng)用，學(xué)生學(xué)習(xí)效果差。[5]高等職業(yè)教育是以就業(yè)為導(dǎo)向培養(yǎng)生產(chǎn)一線的高技能人才，而職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是對從業(yè)人員的工作能力水平的規(guī)范性要求，因此2010年教育部副部長魯昕提出了專業(yè)課程內(nèi)容要與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接。[6]本文就探討《三維設(shè)計（UG）》課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接的教學(xué)改革情況。
1.與《三維設(shè)計（UG）》相關(guān)的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對三維設(shè)計技能的要求
目前，我國有國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)641個。國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對從事或準(zhǔn)備從事本職業(yè)的人員需進(jìn)行職業(yè)資格鑒定，對職業(yè)資格等級共劃分為五級，分別對應(yīng)為初級（五級）、中級（四級）、高級（三級）、技師（二級）與高級技師（一級），并制定有不同的工作能力要求。高等職業(yè)教育?？茖哟螌?yīng)著高級工。[7]與我院開設(shè)《三維設(shè)計（UG）》課程的四個專業(yè)相關(guān)的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有20多個，其中涉及三維設(shè)計技能的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有4個：數(shù)控銑工、加工中心操作工、數(shù)控程序員、模具設(shè)計師，對照這4個職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中高級（三級）層次對三維設(shè)計技能的要求，可以歸納出在職業(yè)崗位中所要求的三維設(shè)計技能為：模型數(shù)據(jù)交換、草圖繪制、三維零件建模、曲面造型、數(shù)控車編程、數(shù)控銑編程、程序生成與傳輸、強(qiáng)度分析及裝配建模，如圖1所示。
2.《三維設(shè)計（UG）》課程與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接的內(nèi)容
為使人才培養(yǎng)更符合社會需求，在堅(jiān)持教學(xué)大綱內(nèi)容的同時，應(yīng)根據(jù)國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鑒定文件要求，調(diào)整課程的理論、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，使《三維設(shè)計（UG）》課程教學(xué)內(nèi)容與國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的對接起來。但是，高職教育是一種學(xué)歷教育，其課程結(jié)構(gòu)必須遵循教育教學(xué)的規(guī)律，應(yīng)注重知識的遷移和生長，注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，保證學(xué)生職業(yè)生涯的可持續(xù)性。而國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)屬于工作標(biāo)準(zhǔn)，是國家對相關(guān)職業(yè)從業(yè)人員工作能力的規(guī)范性要求。[8]因而，在將課教學(xué)內(nèi)容與國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接時，要堅(jiān)持原來的課程內(nèi)容體系，對授課知識點(diǎn)和案例做恰當(dāng)調(diào)整。對知識點(diǎn)的選取，應(yīng)把職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對三維設(shè)計技能要求的知識點(diǎn)加入到課程教學(xué)內(nèi)容中來，弱化職業(yè)崗位技能要求中未提及的知識點(diǎn)；對教學(xué)案例的選取，要刪減原來使用的與實(shí)際工作應(yīng)用脫節(jié)的或者對知識點(diǎn)技能點(diǎn)解釋比較冗長的案例，增加職業(yè)技能鑒定國家題庫中關(guān)于數(shù)控銑工、加工中心操作工、數(shù)控程序員、模具設(shè)計師的技能題中適合的例子，另外加入三維軟件原廠培訓(xùn)和國家信息化培訓(xùn)中心培訓(xùn)試題中適合的例子，對接后課程知識點(diǎn)和授課案例的調(diào)整情況如圖2所示。
3.課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接后的課程教學(xué)
《三維設(shè)計（UG）》課程屬于技能操作型的課程，要強(qiáng)化教師直觀演示和學(xué)生反復(fù)操作練習(xí)來實(shí)現(xiàn)學(xué)生對三維設(shè)計技能的掌握，進(jìn)行課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的改革是為教學(xué)效果更符合工作中的實(shí)際應(yīng)用，因而，在原來的教學(xué)設(shè)計中要更多地引入企業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用三維設(shè)計的情境，形成根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來選用不同教學(xué)方法的多種教學(xué)方法協(xié)調(diào)使用的教學(xué)過程。在理論教學(xué)部分，采用講授法，讓學(xué)生領(lǐng)會“為什么是這樣”、“為什么要這樣操作”；在技能操作部分，先采用演示教學(xué)法，基于三維CAD軟件的演示教學(xué)法[9]即教師借助多媒體把一些具體例子通過簡單明了的演示方法展示給學(xué)生，從而實(shí)現(xiàn)簡明化、形象化教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會基本掌握各命令的使用和建模思路，然后采用“練、學(xué)、練”案例操練法，根據(jù)給出的例子，學(xué)生先自己操作，遇到問題時請老師進(jìn)行指導(dǎo)，再由學(xué)生自己操作完成整個例子的建模，讓學(xué)生在操作中強(qiáng)化對相應(yīng)命令有機(jī)組合地并靈活熟練地運(yùn)用；在整周實(shí)習(xí)時，采用項(xiàng)目式教學(xué)，項(xiàng)目教學(xué)法[10]是師生通過共同實(shí)施一個完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動，一周的實(shí)習(xí)內(nèi)容分為幾個項(xiàng)目，其中稍大些的項(xiàng)目還可以分為幾個小項(xiàng)目，師生共同參與，以學(xué)生為主體來完成這些項(xiàng)目，這些項(xiàng)目都是選自職業(yè)技能鑒定國家題庫中的或企業(yè)生產(chǎn)中的典型的例子，并設(shè)置企業(yè)設(shè)計制造產(chǎn)品的情境，讓學(xué)生在模擬生產(chǎn)應(yīng)用的情境下完成項(xiàng)目?！度S設(shè)計（UG）》課程中所采用的教學(xué)方法如圖3所示。
4.課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接后的課程考核
在《三維設(shè)計（UG）》的課程內(nèi)容和教學(xué)方法做了調(diào)整以后，對該課程的考核辦法也進(jìn)行了調(diào)整，力求課程考試對學(xué)生三維設(shè)計技能考核與企業(yè)工作實(shí)際中對這些技能要求的評價效果一致。首先，將學(xué)生的該課程總評成績構(gòu)成調(diào)整為：平時表現(xiàn)（10%）+課堂操作（20%）+課程實(shí)習(xí)（20%）+考試成績（50%），實(shí)現(xiàn)過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合，更全面、客觀地評價學(xué)生的三維設(shè)計能力；其次，由教研室與國家信息化培訓(xùn)中心以及UG軟件原廠培訓(xùn)中心聯(lián)系，將課程考試的內(nèi)容與培訓(xùn)考證的試題內(nèi)容作對接調(diào)整，學(xué)生只參加一次課程考試，只要考試成績達(dá)到培訓(xùn)中心要求的就有資格獲得相應(yīng)資格證書，實(shí)現(xiàn)課程考核與職業(yè)資格考證的對接。
5.結(jié)論
堅(jiān)持“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向”，對《三維設(shè)計（UG）》進(jìn)行課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接的改革，符合高職教育培養(yǎng)高技能型人才的要求，并已經(jīng)取得一定的效果，我系10級開設(shè)《三維設(shè)計（UG）》課程的班級中，有70%以上學(xué)生取得由國家信息化培訓(xùn)中心或UG原廠培訓(xùn)中心頒發(fā)的UG（中級）證書、并有9位同學(xué)在全國三維數(shù)字化設(shè)計大賽（江蘇賽區(qū)）獲得一等獎和二等獎、同學(xué)們在加工中心（高級）技能考證中零件三維設(shè)計部分都做得比較好，另外，在頂崗實(shí)習(xí)中，多個用人單位反映學(xué)生的三維設(shè)計技能掌握較好。
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在制造業(yè)非常發(fā)達(dá)的華南（以珠三角地區(qū)為代表）和（以江浙地區(qū)為代表），各類CAD\CAM軟件的應(yīng)用由來已久，而且非常廣泛和成熟，即使在那些只有1～2部數(shù)控銑床或加工中心的“路邊加工店”里，也隨處可見Mastercam、 UG、 PRO\E、Cimatron、Powermill、Surfcam等世界知名CAD\CAM軟件的身影。到目前為止，各類CAD\CAM軟件應(yīng)用日趨普及，特別是數(shù)控三維曲面加工，使手工編程幾乎已沒有用武之地。
但是必須強(qiáng)調(diào)的是，手工編程是根本，是基礎(chǔ)，各種疑難雜癥的解決往往還要利用手工編程；再者，學(xué)習(xí)手工編程有利于進(jìn)一步完善數(shù)控程序，所以在學(xué)校中教學(xué)手工編程有著極其重要的意義，特別是“模塊式”課程教學(xué)手工程序。
另外，當(dāng)一些中小型認(rèn)為使用正版CAD\CAM軟件成本過高時，手工編程（更高層次的變量編程，即宏程序的運(yùn)用）就會顯示其使用價值。
因此手工編程在教學(xué)和生產(chǎn)中仍具有極其重要的地位。
筆者根據(jù)多年的數(shù)控生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)踐，提出采用主程序調(diào)用子程序的編程方案，編寫結(jié)構(gòu)化數(shù)控程序，有效地改善數(shù)控程序的可讀性與安全性，給教學(xué)和生產(chǎn)帶來了安全與便利。
二、用主程序調(diào)用子程序編程方案的優(yōu)點(diǎn)
GSL990M銑床數(shù)控系統(tǒng)中，在主程序中用M98指令調(diào)用子程序，而在子程序中用M99指令返回主程序。采用主程序調(diào)用子程序進(jìn)行編程有兩大用途，一是把需要重復(fù)使用的邊界程序段編寫成子程序，避免了程序編寫重復(fù)，使程序簡潔；二是把需要重復(fù)實(shí)現(xiàn)的功能用子程序來完成，使程序清晰易讀。陣列孔加工程序采用子程序結(jié)構(gòu)，充分說明了以上第一用途；多工序加工中，系列輔助功能（如換刀、刀具長度補(bǔ)償?shù)龋┎捎米映绦蚪Y(jié)構(gòu)，說明了以上第二個用途。
三、兩個重要子程序
多工序加工中無原則經(jīng)常換刀，換刀后在刀具接近工件的過程中，又需建立刀具的長度補(bǔ)償。如果將這兩項(xiàng)功能編寫成兩個子程序，將使主程序結(jié)構(gòu)清晰、易變，而且不容易出錯。下面介紹兩個子程序。
1.換刀子程序
O5555；
N0001 G80G40M09；撤消固定循環(huán)、撤消半徑補(bǔ)償、
關(guān)冷卻液
N0002 G91G28Z0M05；通過當(dāng)前點(diǎn)返回參考點(diǎn)、主軸
停轉(zhuǎn)
N0003 G49；刀具長度偏移注銷
N0004 M06；換刀準(zhǔn)備，具體調(diào)用的刀具號由主程序
指定
N0005 M99；返回主程序
由此可見，換刀子程序除實(shí)現(xiàn)換刀功能外，還撤銷了固定循環(huán)、刀具半徑補(bǔ)償、刀具長度補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)關(guān)冷卻液、停止主軸旋轉(zhuǎn)功能，使系統(tǒng)基本復(fù)原到初始狀態(tài)，起到防止誤操作的作用，提高了程序的安全性。
2.刀具接近子程序
O5554；
N0001 G90G00X0Y0；檢驗(yàn)X、Y坐標(biāo)原點(diǎn)是否正確
N0002 M03；主軸正轉(zhuǎn)，具體轉(zhuǎn)速由主程序指定
N0003 G43G00Z100；建立刀具長度補(bǔ)償，并移動到
Z＝100mm的位置，具體補(bǔ)償參數(shù)
由主程序指定
N0004 M07；開冷卻液
N0005 M99；返回主程序
刀具接近子程序建立了刀具的長度補(bǔ)償，并且使刀具到坐標(biāo)點(diǎn)（0，0，100）的位置，起到了檢查工件坐標(biāo)系（WCS）原點(diǎn)是否正確的作用，提高了程序運(yùn)行的安全性。
四、數(shù)控加工中工序概念的定義
為了說明多工序加工數(shù)控編程，需對數(shù)控加工中的工序概念進(jìn)行重新定義。傳統(tǒng)機(jī)械加工中的工序概念，以兩個方面區(qū)分工序，一是工序過程是否連續(xù)完成；二是工作場地是否發(fā)生變化。顯然，這種傳統(tǒng)的工序定義在數(shù)控加工中已不適用，應(yīng)對數(shù)控加工工序提出新的定義。
數(shù)控加工以是否更換加工程序來區(qū)分工序，更符合數(shù)控加工的實(shí)際情況。進(jìn)一步說，數(shù)控加工工序是指工件的一次安裝中，使用同一把刀具、同一工藝參數(shù)和同一數(shù)控加工程序?qū)ぜM(jìn)行加工，所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。
基于以上數(shù)控加工工序的定義，數(shù)控加工工藝過程卡包括：工序號、工序名稱（應(yīng)說明加工部位、加工性質(zhì)、加工階段）、刀具、安裝方案和有關(guān)工藝裝備、工藝參數(shù)、數(shù)控程序號、加工區(qū)域簡圖等內(nèi)容。反之，數(shù)控加工工序過程卡也正好明確了數(shù)控加工工序的概念。
五、多工序加工中采用的主程序結(jié)構(gòu)
在建立數(shù)控加工工序概念的基礎(chǔ)上，通過調(diào)用兩個重要子程序，可以對多工序數(shù)控加工編寫出結(jié)構(gòu)性、可讀性好的主程序。
假如要完成兩道工序的數(shù)控加工，這兩道工序分別使用說明01＃、02＃刀具，長度補(bǔ)償值分別存放在H01、H02內(nèi)存單元，轉(zhuǎn)速分別為1000r／min、1200r／min，加工子程序號為O1000、O2000。以此說明主程序編寫結(jié)構(gòu)。
O0001；
N0001 G54；建立工件坐標(biāo)系
N0002 T01M98P5555；換01＃刀具
N0003 S1000H01M98P5554；01＃刀具定位到坐標(biāo)點(diǎn)
（0，0，100）
N0004 M98P1000；調(diào)用第一道工序的加工程序；
以上程序完成第一工序的加工
N0005 T02M98P5555；
N0006 S1200H02M98P5554；
N0007 M98P2000；調(diào)用第二道工序的加工程序；
以上程序完成第二道工序的加工
N0008 T02M98P5555；
N0009 M30
可見，多道工序的數(shù)控加工程序可依次編寫。此主程序結(jié)構(gòu)簡單、編寫容易、程序易讀，由于在每道工序加工中不必考慮刀具長度補(bǔ)償?shù)慕⑴c撤消，程序運(yùn)行的安全性好，而且編程人員可以集中編寫每道工序的加工子程序。
對于每道工序的加工子程序，編寫人員只要從坐標(biāo)點(diǎn)（0，0，100）開始編寫，不必考慮刀具長度補(bǔ)償以及開關(guān)指令（換刀、主軸啟動／停止、冷卻液開／關(guān)）等，只要考慮快速移動（G00）、切削加工（G01、G02）、指定進(jìn)給速度（F指令）、刀具半徑補(bǔ)償（G41、G42、G40）和固定循環(huán)等指令。
【文章編號】0450-9889（2017）05C-0068-02
??驗(yàn)教學(xué)是高等教育中的一個重要環(huán)節(jié)，尤其是對于材料成型與控制工程這類具有很強(qiáng)實(shí)踐性的工科專業(yè)來說。作為材料成型與控制工程專業(yè)的一門主要課程，材料成型CAD/CAE/CAM課程主要培養(yǎng)學(xué)生掌握材料成型中的產(chǎn)品三維造型、材料成型的計算機(jī)輔助設(shè)計、成型過程的計算機(jī)模擬、數(shù)控加工等現(xiàn)代化的成型技術(shù)和方法，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生綜合能力培養(yǎng)及前沿應(yīng)用軟件及技術(shù)的掌握方面起著舉足輕重的作用。但由于該課程涉及的知識面廣，對數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)等方面的理論知識要求較高，而且該課程一般安排在第五學(xué)期進(jìn)行授課，部分理論知識對本科生來說還很抽象和深奧；同時，在前期的學(xué)習(xí)階段，學(xué)生對機(jī)械加工、工藝編排等實(shí)踐操作知識也掌握很少，因而傳統(tǒng)教學(xué)方法的教學(xué)效果不佳，尤其是學(xué)生無法將相關(guān)的理論知識和操作技能進(jìn)行有效的融會貫通。因此，探討該課程的新的教學(xué)方法顯得尤為重要。
一、材料成型CAD/CAE/CAM實(shí)驗(yàn)教學(xué)中任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的優(yōu)勢
材料成型CAD/CAE/CAM課程涉及材料成型工藝學(xué)、工程力學(xué)、計算機(jī)模擬、機(jī)械加工工藝等理論知識，以及三維造型、計算機(jī)仿真、數(shù)控加工編程、有限元分析等實(shí)際操作技能?？梢姡撜n程內(nèi)容寬泛、理論性強(qiáng)，對實(shí)踐操作能力的要求較高。材料成型CAD/CAE/CAM課程的教學(xué)要求為：根據(jù)相關(guān)的設(shè)計理論知識，熟練運(yùn)用UG軟件，對中等復(fù)雜程度的塑料、五金等產(chǎn)品的成型過程及其成型設(shè)備，熟練進(jìn)行運(yùn)動仿真、有限元分析、成型過程模擬、數(shù)控編程加工等操作。
材料成型行業(yè)由于其理論性和工程實(shí)踐性都較強(qiáng)，對于沒有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的本科生來說，難以有效地將相關(guān)理論知識運(yùn)用在實(shí)際的設(shè)計過程和生產(chǎn)過程中，這是導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)能力差的主要原因之一。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是圍繞教師展開的，以教師講授為主、學(xué)生學(xué)習(xí)和練習(xí)為輔，這種教學(xué)模式一般是針對以理論知識為主的課程而設(shè)計的。而材料成型CAD/CAE/CAM課程以教授UG軟件的操作技能為主，以講解材料成型的優(yōu)化設(shè)計和加工的理論知識為輔?？梢?，傳統(tǒng)的教學(xué)模式并不適應(yīng)該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此，探討新的教學(xué)方法是非常重要的。
根據(jù)多年以來的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并結(jié)合具體的課程要求和實(shí)際情況，本文提出采用基于任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)法來進(jìn)行材料成型CAD/CAE/CAM的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法最初出現(xiàn)形式是德國工科院校的“雙元制”教學(xué)模式的行動導(dǎo)向教學(xué)方法。與我國的教學(xué)情況不同，德國的工科院校同時兼具職業(yè)教育的功能，對學(xué)生同時教授理論知識和操作技能，培養(yǎng)目標(biāo)是高級工程師。為了適應(yīng)智能制造的需要，我國當(dāng)前的工科教學(xué)改革目標(biāo)也逐漸向這個方向靠攏。
一般來說，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式是一種探究式的教學(xué)方法，主要以適當(dāng)?shù)膶?shí)際項(xiàng)目例子為先導(dǎo)，將相關(guān)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為不同的任務(wù)，并將其作為驅(qū)動，通過引導(dǎo)和幫助學(xué)生解決對應(yīng)的任務(wù)，同時培養(yǎng)學(xué)生用理論分析問題和實(shí)際解決問題的能力，從而在完成相關(guān)任務(wù)過程中同時掌握理論知識和操作技能。此外，通過正確的引導(dǎo)和分組教學(xué)，還能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、抽象總結(jié)和團(tuán)隊(duì)合作等能力。
二、材料成型CAD/CAE/CAM實(shí)驗(yàn)教學(xué)中任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的具體應(yīng)用
（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的設(shè)計
根據(jù)教學(xué)大綱，材料成型CAD/CAE/CAM課程的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)并行設(shè)計的思想，在成型產(chǎn)品定型生產(chǎn)之前，運(yùn)用高性能的計算機(jī)和相關(guān)軟件，對材料成型的全過程進(jìn)行模擬和分析，并根據(jù)分析結(jié)果不斷進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，確定最優(yōu)的成型加工過程，從而大大縮短設(shè)計過程和提高設(shè)計效率，并預(yù)先解決實(shí)際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種缺陷和難題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)是：學(xué)生熟練運(yùn)用UG軟件，對塑料制件、五金制品、鋁合金產(chǎn)品的成型過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計和模擬，確定合理的成型方案。本文主要以塑料制件為例來進(jìn)行闡述，其他類型產(chǎn)品的教學(xué)過程類似。
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程，首先確定塑料制件的成型過程主要包括：產(chǎn)品設(shè)計、成型性能分析、注射模具設(shè)計、零件加工、模具裝配、注塑生產(chǎn)。于是，可以將教學(xué)任務(wù)劃分為6個任務(wù)，分別涉及和覆蓋不同的知識點(diǎn)。任務(wù)1：利用UG軟件的三維造型功能，完成產(chǎn)品設(shè)計的任務(wù)。這主要涉及力學(xué)分析、曲面設(shè)計等課程的理論知識。任務(wù)2：利用UG軟件的有限元分析功能，完成成型性能分析的任務(wù)。這主要涉及熱力學(xué)分析、塑料成型工藝等課程的理論知識。任務(wù)3：利用UG軟件的三維造型功能，完成注射模具設(shè)計的任務(wù)。這主要涉及塑料模具設(shè)計、機(jī)械設(shè)計等課程的理論知識。任務(wù)4：利用UG軟件的數(shù)控編程功能，完成零件加工的任務(wù)。這主要涉及模具制造工藝、機(jī)械制造基礎(chǔ)、數(shù)控機(jī)床等課程的理論知識。任務(wù)5：利用UG軟件的三維裝配功能，完成模具裝配的任務(wù)。這主要涉及機(jī)械制造基礎(chǔ)、公差與互換性等課程的理論知識。任務(wù)6：利用UG軟件的運(yùn)動仿真功能，完成注塑生產(chǎn)的任務(wù)。這主要涉及成型設(shè)備與操作、生產(chǎn)管理等課程的理論知識。
以上劃分的6個教學(xué)任務(wù)，完全覆蓋了塑料制件注射成型的全過程，同時也涉及材料成型與控制工程專業(yè)大部分專業(yè)基礎(chǔ)課程的理論知識。通過操作演示、分組討論、講解輔導(dǎo)等方式，幫助和引導(dǎo)學(xué)生在計算機(jī)上獨(dú)立完成對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，并要求學(xué)生正確撰寫實(shí)驗(yàn)報告，讓學(xué)生在熟練掌握UG軟件操作技能的基礎(chǔ)上，將理論知識融會貫通并應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計和生產(chǎn)過程。而且，通過上述的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會分析問題、解決問題以及實(shí)際操作的能力，能夠同時具備熟練的操作技能和扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，真正適應(yīng)社會和科技發(fā)展需要。
（二）任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的實(shí)施過程
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是圍繞實(shí)際任務(wù)而展開的，以學(xué)生的實(shí)際練習(xí)和討論為主，教師主要擔(dān)當(dāng)組織和引導(dǎo)工作。主要實(shí)施過程為：
第一，為了滿足相關(guān)教學(xué)的要求，配備有高性能計算機(jī)（i5-6500的CPU、8G內(nèi)存、專業(yè)繪圖顯卡）的實(shí)驗(yàn)室，并安裝UG8.5、Office2010、AutoCAD2010等?件。每一位學(xué)生都有一臺單獨(dú)的計算機(jī)，可以獨(dú)自進(jìn)行相關(guān)的操作；并與教師計算機(jī)構(gòu)成一個主從局域網(wǎng)絡(luò)，以便教師進(jìn)行講解和輔導(dǎo)，以及進(jìn)行分組討論和操作演示。
第二，合理選擇實(shí)際塑料制件。選擇復(fù)雜程度適宜的制件是執(zhí)行本教學(xué)法的關(guān)鍵因素之一，合理的制件使得教學(xué)過程可以涉及預(yù)期的理論知識和操作技能，并控制教學(xué)進(jìn)度。實(shí)際教學(xué)中，選擇中等復(fù)雜程度的制件：具有多個不同類型的形體結(jié)構(gòu)或簡單曲面，具備側(cè)抽芯的結(jié)構(gòu)。為了避免學(xué)生抄襲，應(yīng)確保每個學(xué)生的制件都是不同的；同時，為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和溝通協(xié)調(diào)能力，同組學(xué)生的制件也不能差別過大。因此，在實(shí)際教學(xué)中，同組學(xué)生一般選擇同系列或相近規(guī)格的產(chǎn)品，不同組之間的產(chǎn)品具有較大的差別。
第三，在每個任務(wù)開始之前，集中向?qū)W生講授或復(fù)習(xí)所涉及理論知識。一般來說，理論教學(xué)所占用時間較少，只需學(xué)生能夠正確地找到相關(guān)知識即可，具體的學(xué)習(xí)過程需要學(xué)生獨(dú)立完成。此外，還需要講授相關(guān)的UG軟件的操作命令、操作過程、注意事項(xiàng)等技能，從而使得學(xué)生具備獨(dú)立完成教學(xué)任務(wù)的實(shí)際操作能力。
第四，在理論教學(xué)之后，要求學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行任務(wù)操作；同時，以小組為單位進(jìn)行討論。對于在完成任務(wù)過程中出現(xiàn)的問題，首先要求學(xué)生自行解決，其次要求在小組內(nèi)解決，最后才通過教師進(jìn)行解答。這種方式可以培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計習(xí)慣、更快的學(xué)習(xí)速度、更良好的發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。在教學(xué)過程中，通常是完成一個任務(wù)之后，再進(jìn)入下一個任務(wù)。
第五，教師根據(jù)在實(shí)際教學(xué)過程中和巡視過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行集中總結(jié)和分析，指出解決方法和途徑，并要求學(xué)生在課后進(jìn)行充分的練習(xí)。同時，還需要設(shè)定和把握好任務(wù)進(jìn)度，對于完成任務(wù)較快的學(xué)生，可以額外增加一些更深層次的子任務(wù)或要求。最后，在每個任務(wù)完成之后，進(jìn)行講評和成績判斷，并指出存在的問題。
三、材料成型CAD/CAE/CAM實(shí)驗(yàn)教學(xué)中任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的實(shí)施效果
為了驗(yàn)證所提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案的效果，筆者在某校三屆學(xué)生的材料成型CAD/CAE/CAM課程教學(xué)中實(shí)施了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，取得了良好的效果：
首先，該方案能夠進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計操作，教學(xué)過程不再是枯燥的理論講解和簡單的演示，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
其次，該方法圍繞實(shí)際產(chǎn)品的真實(shí)設(shè)計過程而展開，并且通過學(xué)生獨(dú)立完成相關(guān)任務(wù)，使得學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R和實(shí)際操作融會貫通，有效地提高了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。由于在教學(xué)中接觸到真實(shí)的材料成型設(shè)計過程，學(xué)生在第四學(xué)年的工作面試的成功率較高，而且還能在畢業(yè)后更好、更快地適應(yīng)新工作。此外，該方案還提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和分工協(xié)作能力，這對學(xué)生將來的工作是很有幫助的。
關(guān)鍵詞：模具；數(shù)控加工；應(yīng)用
實(shí)例受“上海華同環(huán)保包裝制品公司”委托，利用學(xué)校的現(xiàn)有資源完成了一套紙質(zhì)內(nèi)包裝盒模具的數(shù)控加工，包括吸漿模、整形凸模、整形凹模及環(huán)保標(biāo)志壓模等。該包裝盒作為咖啡杯的內(nèi)包裝，一盒兩個，主要功能是提供內(nèi)裝物的固定和緩沖，以防止在運(yùn)輸途中受到?jīng)_撞和震動，并能回復(fù)到原來的形狀以提供進(jìn)一步的緩沖作用；產(chǎn)品材質(zhì)為紙，采用紙漿模塑工藝制成，具有質(zhì)輕、緩沖、阻燃、防潮、防靜電、吸附性好、廢棄物可降解、且可堆疊存放、大大減少運(yùn)輸存放空間等特點(diǎn)[1]。
1模具加工過程簡述-以整形凸模加工為例
本例模具加工的基本過程是，先由石膏進(jìn)行機(jī)加工得到鑄造凹模，再經(jīng)鑄造獲得整形凸模的毛坯，最后再通過機(jī)加工完成整形凸模加工的方法。在加工時，編程采用CAD/CAM軟件，且模具的CAD造型依靠SolidWorks完成，CAM過程采用了加工編程功能強(qiáng)大UGII軟件。由于模具上含有圓角等曲面，因此在普通機(jī)床上進(jìn)行加工是比較困難的[1]，結(jié)合我校的具體情況以及具體工藝參數(shù)，最終選用FANUC—0I數(shù)控銑床加工用于鑄造的石膏凹模與整形凸模。1.1整形凸模CAM加工過程1）CAVITYMILLD101.2Depth由于毛坯是鑄件，因此采用設(shè)置BlankDistance的方法，生成的加工刀路軌跡如圖1所示。2）CAVITYMILLD6R2粗加工后，可以采用參考刀具的方法（ReferenceTool：D10）進(jìn)行精加工，生成的精加工刀路軌跡如圖2所示，生成的平面刀路軌跡如圖3所示。圖2精加工鑄件加工刀路軌跡圖3平面加工刀路軌跡3）ZLEVELPROFILED4R1加工中采用了D4R1進(jìn)行刀補(bǔ)加工，加工時選擇局部曲面。生成的刀路軌跡如圖4所示，CAM加工完成后的模型，如圖5所示。1.2關(guān)于精加工時包裝盒精度的控制問題在精加工包裝盒時，刀具吃刀量的選擇與表面粗糙度有關(guān)[2]，在CAM軟件中一般提供了兩種參數(shù)控制表面粗糙度的方法，即：步距寬度（Stepover）和殘留高度(Scal-lop)。在加工中，當(dāng)采用步距寬度控制表面粗糙度時，步距寬度值越小，表面粗糙度值也越小，但加工路徑和加工時間將會大大延長，因此步距寬度值大小不宜設(shè)置得太低；所謂殘留高度[3]，是指數(shù)控加工中相鄰刀軌之間所殘留的未加工區(qū)域的高度情況，它的數(shù)值大小決定了加工表面的粗糙度情況，同時也決定了后續(xù)的拋光工作量的大小。因此，殘留高度是評價加工質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。對于曲面加工而言，多數(shù)情況下在曲面的不同區(qū)域有著不同的傾角，從而造成同樣的行距下殘留高度不同的情況。當(dāng)采用殘留高度指標(biāo)來控制表面粗糙度情況時，步距寬度也將會根據(jù)工件的形狀來自動進(jìn)行調(diào)整[4]。殘留高度和步距寬度的關(guān)系為：銑削平面時，H=R—R2-（L/2）2姨銑削斜面時，H′=R—R2-（L/2simθ）2姨可見相同的行距下，銑削斜面時的殘留高度H′大于銑削平面時的殘留高度H。同理，對于整形凹模、吸漿模、環(huán)保標(biāo)志壓模的加工方法同上，在此不再贅述。
2數(shù)控加工中出現(xiàn)的問題與對策
2.1采用IGES標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時發(fā)生的問題由于模具的CAD造型是由SolidWorks完成的，而CAM采用UGII軟件，因此需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換[5-6]，具體方法為：由SolidWorks完成CAD造型后，通過數(shù)據(jù)輸出接口，把造型文件按該軟件提供的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式IGES進(jìn)行保存；然后由UGII軟件通過數(shù)據(jù)輸入接口，選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式IGES讀入造型文件[7]。目前，在微機(jī)以及工作站上用作數(shù)據(jù)交換的圖形文件，其標(biāo)準(zhǔn)主要為：AutoCAD系統(tǒng)中的DXF(DataExchangeFile)，美國國家標(biāo)準(zhǔn)IGES(InitialGraphicsExchangeSpecification)以及國際標(biāo)準(zhǔn)STEP(StandardfortheExchangeofProductmodeldata)。其中數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)IGES在我國也作為國家推薦標(biāo)準(zhǔn)。然而，由于不同的軟件之間在具體的造型方法、過程及支持的交換標(biāo)準(zhǔn)程度有所差異，雖然在輸出、輸入采用了同一標(biāo)準(zhǔn)但在轉(zhuǎn)換過程中，也出現(xiàn)了一些問題，如丟失部分?jǐn)?shù)據(jù)及產(chǎn)生異常實(shí)體等[7]。當(dāng)出現(xiàn)這些情況時，就需要在CAM軟件中利用其CAD功能對模型進(jìn)行一些修正，以保證模型數(shù)據(jù)的完整和模型特征的不丟失；或者CAD軟件在按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式IGES進(jìn)行輸出保存時，使用更高的版本，有時也是解決問題的一種途徑。2.2加工中發(fā)生的過切問題1）在采用D6R2（CavityREFD10方法）加工整形凹模的過程中，側(cè)壁處發(fā)生了過切，這種現(xiàn)象在軟件模擬加工時無法觀察到，但在實(shí)際加工中又無法避免，因此必須引起足夠的重視，以免造成嚴(yán)重后果[4]。特別是對于一些重要產(chǎn)品，正式加工前最好采用其他材料進(jìn)行試切削。這也說明過分依賴與相信CAM軟件的強(qiáng)大功能，有時會出大問題的。2）在本實(shí)例中出現(xiàn)的過切原因，應(yīng)當(dāng)是在Engage/Retract選項(xiàng)中，采取了previousplane跨越，故產(chǎn)生過切，改進(jìn)方法則是要改用clearanceplane跨越。3）在制作成型模具時，采用了平底刀與圓角銑刀，由于模具四周側(cè)壁具有固定的斜角，因此如果采用一定的錐度銑刀進(jìn)行加工，可以大大提高加工效率與加工質(zhì)量，UGNX3.0提供了加工時可以定義圓錐形銑刀的功能，給加工帶來了諸多方便。4）在進(jìn)行軟件后置處理時，為了能夠使CAM生成的程序在數(shù)控機(jī)床中順利執(zhí)行，應(yīng)當(dāng)使用定制的后處理文件，即myfanuc0i。在UG中提供了兩種后處理方法：GPM后處理與UGPOST后處理[8]。其中用圖形后處理模塊GPM（GraphicsPostprocessorModule）做后處理的方法要預(yù)先生成CLSF（刀位源文件CutterLocationSourceFile），這是一種舊式方法，需要定制MDFA文件，相當(dāng)于DOS方式下進(jìn)行。新版本的UG軟件提供了一種叫作UGPOST的后處理器，不需要CLSF和MDFA，可以直接利用操作導(dǎo)航工具中的操作生成NC程序，后處理的定制相對方便與容易，相當(dāng)于在Windows方式下進(jìn)行。需要注意的是：生成myfanuc0i后，要在文件template_post.dat中加入my-fanuc0i,${UGII_CAM_POST_DIR}myfanuc0i.tcl，${UGI-I_CAM_POST_DIR}myfanuc0i.def（文件template_post.dat的目錄為:C:\ProgramFiles\UGS\NX3.0\MACH\resource\postpro-cessor）即可在后置處理時看到已經(jīng)定義好的后處理文件。其中，處理后的部分程序如下：%N0010G90G17G00G54X0Y0N0020S2500M03N0030G00X7.022Y-62.091N0040G44Z5.H00107N0050Z3.N0060G01Z-.5F1000.N0070G3X1.278Y-59.09I-5.745J-3.999N0080G01X-1.222.....N0530X36.714Y18.889N0540G3X39.959Y24.498I-3.748J5.912N0550G00Z5.N0560M05N0570M30%5）在CAM程序傳輸時，程序在后置處理后，需要將得到的數(shù)控代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床的程序存儲器中，然后去引導(dǎo)機(jī)床進(jìn)行加工[8]。由于CAM程序的容量要比手工編程大很多，故不能采用手工輸入的方法，目前大都采用DNC，利用串口RS232接口直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這需要數(shù)控機(jī)床開通DNC功能，同時要有專門的軟件支持或利用CAM軟件本身具備的數(shù)據(jù)傳輸功能來實(shí)現(xiàn)。針對沒有開通DNC功能的機(jī)床，則無法進(jìn)行DNC傳輸，但可以嘗試?yán)么赗S232接口，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)與數(shù)控機(jī)床的通訊，傳輸程序到數(shù)控機(jī)床的存儲器中，然后再進(jìn)行加工，或者把程序拷貝至CF卡，利用機(jī)床CF卡接口，傳輸程序到數(shù)控機(jī)床的存儲器中。6）在石膏材料的選用時要考慮其濕度的影響。特別是在選用石膏材料加工鑄造凹模時，其濕度一定要適當(dāng)。濕度太大時，加工時易斷裂，除屑不便；濕度太小時，加工時粉塵飛揚(yáng)，污染較大。
3結(jié)語
-關(guān)于校企合作的思考1）要重新認(rèn)識校企合作的重要性，尋找與學(xué)?，F(xiàn)有條件相當(dāng)?shù)暮献髌髽I(yè)，大力開拓校企合作，對職業(yè)教育———不管是職前還是職后都有著非常重要的意義。2）對現(xiàn)有的軟硬件在某些方面進(jìn)行升級與改造。服務(wù)的對象不同，要求也大不相同。傳統(tǒng)的學(xué)校概念，服務(wù)的對象是學(xué)生，現(xiàn)有的軟硬件基本符合要求；而要進(jìn)行校企合作，服務(wù)的對象則變成了企業(yè)，要進(jìn)行長久、有效的合作，必須對現(xiàn)有的軟硬件在某些方面進(jìn)行升級與改造，否則達(dá)不到企業(yè)的生產(chǎn)要求，校企合作也只能是嘗試而已。3）由于現(xiàn)場問題復(fù)雜多變，與教學(xué)上出現(xiàn)的問題不盡相同。因此，在進(jìn)行校企合作時，職業(yè)教師還要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，要具備發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。4）在進(jìn)行校企合作時，為了配合企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程，職業(yè)教師還要做好長期吃苦耐勞的思想準(zhǔn)備。
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