CAM数控自动编程加工教学研究与实践

王锐　王刚

摘要：CAM数控自动编程加工课程以高等职业院校学生为对象，采用理实一体化方式，按照工作任务导向的教学模式，学习数控自动编程加工方法。旨在培养学生对CAM软件编程技术的能力，它对拓展学生的专业知识面具有极其重要的意义。通过本门课程中工作任务的学习，学生能够掌握自动编程相关知识和实际操作技能，达到举一反三和灵活应用的目的。

关键词：CAM软件；教学研究；自动编程；教学方法

中图分类号：G712

The teaching research and practice based on

CAM CNC automatic programming and processing

Wang Rui Wang Gang

Changchun Vocational Institute of TechnologyChangchun Jilin130033

Abstract：The course ofCAM CNC automatic programming and processing targeted at the students of higher vocational colleges，used the teaching methods of rational integration， according to the workoriented teaching model， learning CNC automatic programming processing method. Its purpose is to develop students' ability to CAM software programming technology.It has an extremely important meaning to expand the professional knowledge of students.Through the study of the tasks in this course，students can master the relevant knowledge and practical skills of the automatic programming， achieve the purpose of infering other things from one fact and flexible application.

Key words：CAM software； teaching research； automatic programming； teaching method

通过对数控技术专业数控编程人员工作岗位分析，确定CAM数控自动编程加工课程的设计思路。学习模块的设计要符合基于工作过程的教学设计思想的要求，学习模块的排序要符合从简单到复杂，从单一到综合的认知规律。

本课程以高等职业院校学生为对象，按照工作任务导向的教学模式，学习UG NX8.5 CAM数控自动编程方法。内容由浅入深、由简到繁，强调系统性和直观性，详细介绍UG CAM数控自动编程相关知识，引导学生学会使用UG软件进行数控编程加工。学习内容包括CAM数控自动编程基础、平面铣加工、面铣加工、型腔铣加工、深度轮廓铣加工、固定轴轮廓铣加工、孔加工、雕刻加工、可变轴轮廓铣加工和自动编程加工综合实例，分别以典型零件加工为载体，采用理论与实践相结合的方法讲解编程技巧。通过本课程中工作任务的学习，能够使学生掌握自动编程知识和操作技能，达到举一反三，灵活应用的目的。

1 CAM软件介绍

Unigraphics（简称UG）是目前数控加工行业中应用最广泛的软件之一，是由美国Unigraphics Solutions公司开发的集CAD/CAM/CAE于一体的多功能三维参数化软件，它是世界最先进的计算机辅助设计、制造和分析软件之一，在机械、汽车、模具、航空、航天和消费类电子产品等设计、制造企业中得到了极为广泛的应用，极大地提高了用户的设计、制造能力和水平。

UG CAM提供了铣削加工、车削加工、点位加工和电火花线切割加工等多种加工方法，它主要承担NC编程的任务，根据已有CAD模型数据进行刀位轨迹的自动计算，并保持与模型完全相关，最终实现产品的加工制造。

2 课程教学目标

CAM数控自动编程加工是一门理论性和实践性都很强的课程，因此，在课程讲授方面，应将识图与制图、机械设计基础、数控铣削加工工艺设计与实施等要素融入课程学习全过程，实现教、学、做一体。在项目选择方面，要紧密联系生产实际，挑选一些具有典型结构，并且具有实用性的零部件，提供给学生进行仿真加工实训，使学生在掌握了CAM的理论知识同时，也能熟练掌握计算机自动编程加工的基本技能。

CAM数控自动编程加工通过理实一体的教学，使学生了解CAM体系结构；掌握CAM加工技术；了解计算机辅助工艺过程设计的基本方法；掌握计算机辅助数控加工技术，利用相關软件实现数控自动编程。

2.1 能力目标

通过学习，使学生能够在无教师指导的情况下，独立运用CAM软件完成中等复杂程度零件的数控自动编程加工。

①根据不同的零件选择合适的刀具、合理的切削参数。

②设计合理的加工路线，在保证加工质量的前提下，减少加工时间。

③根据三维零件生成数控加工程序。

④将自动生成的数控加工程序做必要的修改，在数控加工系统应用。

2.2 知识目标

①软件工作环境的设置。

②加工几何体的检查与修改。

③各种加工方法所使用的刀具、夹具的设定。

④零件各道工序的切削用量的选择。

2.3 素质目标

通过任务引领、目标考核形式，培养学生细致入微、全面准确的科学态度、踏实肯干、严肃认真、一丝不苟的工作作风。

3 CAM数控自动编程加工知识体系

根据职业教育形势下数控专业的课程体系和培养目标，结合现阶段的教学实际，自动编程加工知识体系共分为10个学习模块，详细介绍了UG CAM数控自动编程相关知识，采用理论与实践相结合的方法，培养学生完整的思想体系，特别在解决问题的方式、方法上注重对学生能力的培养，以帮助学生明确意图，理清思路，掌握编程技巧。

学习模块1主要介绍CAM数控自动编程基础知识，包括进入编程环境、检查分析几何体、建立坐标系、创建基本信息、后处理输出G代码等，并以可乐瓶底零件的加工贯穿整个学习过程。学习模块2主要介绍平面铣加工，包括创建平面铣操作、设置操作参数、平面铣的二次开粗等，并以垫块零件的加工贯穿整个学习过程。学习模块3主要介绍面铣加工，包括创建面铣操作、面铣粗加工、面铣精加工等，并以阶梯台零件的加工贯穿整个学习过程。学习模块4主要介绍型腔铣加工，包括创建型腔铣操作，设置操作参数等，并以连杆零件的加工贯穿整个学习过程。学习模块5主要介绍深度加工轮廓铣，包括创建深度加工轮廓铣操作，设置操作参数等，并以锥度体零件的加工贯穿整个学习过程。学习模块6主要介绍固定轴轮廓铣加工，包括创建固定轴轮廓铣操作，设置操作参数等，并以圆顶盔凸模零件的加工贯穿整个学习过程。学习模块7主要介绍孔加工，包括创建孔加工操作，设置操作参数等，并以定位台板零件的加工贯穿整个学习过程。学习模块8主要介绍雕刻加工，包括创建雕刻操作，设置操作参数等，并以工作室标牌零件的加工貫穿整个学习过程。学习模块9主要介绍可变轮廓铣加工，包括创建可变轮廓铣操作、设置操作参数、创建顺序铣等，并以凸轮槽零件的加工贯穿整个学习过程。学习模块10利用摩擦圆盘压铸模腔零件的典型综合加工实例完整的讲解了自动编程加工的基本过程及操作方法。

4 教学方法与手段

4.1 任务驱动

每个项目的教学内容以三维数据模型构建过程和加工过程为导向，各个项目之间在难度方面逐渐增加。课程以零件自动编程加工为课程的最终目标任务，使学生在学习过程中明确任务，从而能调动其学习的积极性与主动性。为达到学生实际工作技能的培养，以实际案例为载体，不拘泥于软件命令的讲解，而是进行基于工作过程的教学过程，重点培养学生了解实际，解决具体问题的思路和能力。

4.2 激励教学

学习过程中采用竞赛的方式，竞赛的结果记入考核成绩。培养学生创造性解决问题、分析问题的能力。

4.3 经验借鉴

工作结果要按照预定的目标来进行自我评价和相互的检查，锻炼学生的责任心，安全意识，质量意识及评估方法。

4.4 多媒体教学环境

运用现代教育技术，使用多媒体上课，通过幻灯片（ppt）、教学课件、教学演示等形式提供丰富的声、像教学资源，在教学过程中采用案例教学，动画演示，将案例制作成影像资料，使学生多角度、多层次地接受知识传授，寓教于乐，教学效果突出。

5 教学组织与考核

数控铣床实训设备保证4人一组，保证每人一台装有CAM编程软件的计算机，教师机要求运算速度较快，教师配备上麦克上课。

本课程的考核注重全面性、真实性、公平性。重点考核学生CAM数控自动编程加工的实践能力，通过考核使学生能够积极认真地上好每节课、完成好每一个能力训练项目、做好每一次作业，真正达到本课程的教学目标，切实提高学生的职业能力和就业竞争力。

本课程的考核以过程性考核+终结性考核两种形式进行。

考核成绩=过程性考核成绩（40%）+终结性考核成绩（60%）。

过程性考核成绩=平时表现成绩（30%）+课堂能力训练项目成绩（70%）；

终结性考核成绩=期末上机编程和实际零件的编程加工操作（100%）

6 教材及相关资源

本课程拥有配套教材，与实际教学内容相符，教材所覆盖的内容方面，结合了数控技术专业毕业生所承担的职业岗位群的具体要求。对于教材中所纳入的内容，与时俱进，不断更新，使课堂上的理论知识，与实际工作紧密结合，增添学生的学习兴趣的同时，能提高学生毕业的适应能力。

在相关教学资源的开发上，应不断紧密结合所选用的教材，力求教辅资料与教材相辅相成，理论与实践相统一，使学生在掌握了基础理论知识的同时，也能熟练掌握基本的技能。

7 CAM数控加工实践

CAM数控加工实践是在学生具备数控机床中级操作工与CAM软件应用能力的基础上，通过对具体零件建模、编程加工的操作练习，促进学生的实际动手，操作能力。通过CAM实际零件编程加工的学习，学生应能够利用CAM软件，在真实的数控机床上实现二维、三维零件的数控编程加工及四轴零件的编程加工，为今后的工作打下坚实的基础。

8 结语

CAM数控自动编程加工课程采用理实一体化的教学方式，培养了学生的数控自动编程加工得能力。该课程旨在使学生掌握CAM的基本概念、知识和方法，了解CAM技术的发展水平，以及在机械行业中的具体应用。这门学科的重点是在培养学生对机械工业中CAM技术的掌握，因此它对拓展学生的专业知识面具有极其重要的意义。

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课题项目：吉林省教育厅2016年度职业教育与成人教育教学改革研究课题《UG数控自动编程理实一体化特色教材建设研究》（课题编号：2016ZCY322）；吉林省教育科学“十三五”规划2016年度课题《机电设备专业群建设适应产业结构转型升级的研究与实践》（课题编号：GH16544）；吉林省高等教育学会2016年度高教科研课题《基于产业结构调整的高职数控设备应用与维护专业的教学体系建设的研究》（课题编号：JGJX2016C73）；吉林省高等教育学会2016年度高教科研课题《全面提升高等职业教育人才培养质量研究——以长春职业技术学院机电设备专业群为例》（课题编号：JGJX2016C76）

作者简介：王锐（1982），男，硕士，讲师，研究方向：数控及机电技术的科研与教学。