《计算机辅助制造》课程教学探索

唐 娟

通过多年教学实践,我们提出了高职教育要在保证知识目标的同时,强化能力目标和素质目标,笔者对《计算机辅助制造》课程教学进行了改革探索,以项目为载体,以任务为驱动,精选了五个零件的自动编程与加工来贯穿全课程的学习,取得了较好的教学效果。

一、现实的需要

随着制造业产品更新的速度越来越快,对产品设计加工的周期要求也越来越短,此时计算机辅助设计与制造就显得尤为重要。利用计算机可以方便地设计出所见即所得的三维实体产品模型,进行装配和干涉检查,可由三维模型自动生成二维工程图样,可以对重要部件进行有限元分析与优化设计,可以进行工艺规程生成,进行数控加工,可以进行快速成型,在做模具前就可以拿到实物零件进行装配测试等。因此对于数控专业的学生来说,《计算机辅助制造》是一门重要的专业课程。该课程的前导课程有《三维机械设计》《数控工艺》《数控机床编程与操作》《模具结构设计》等,后续课程为顶岗实习。经过多年教学实践,对于该课程的授课方法,笔者根据高职院校的特点作了一些改革和尝试。

二、课程原授课方法

刚开始,对于本门课程的授课,我们采用了原始的“理论+上机”教学方法,即将本课程的知识目标按照教材章节分为绪论、平面铣、孔加工、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣和文字加工等六个章节,针对每一章节每一铣削方式,首先老师演示一零件的操作,让学生了解该铣削方式的创建方法和操作参数的设置;然后在老师的指导下,学生上机完成该铣削方式的创建。最后老师再给出新的零件,让学生创建该零件的铣削方式,模拟验证。这样一学期授课下来,通过老师的演示和计算机操作指导及不断计算机操作实习,学生能熟练掌握各种铣削方式的创建步骤。最终顺利通过课程考核。

经过一段时间的授课,我们发现了本课程授课方式只注重于学生知识目标的学习,而未注重能力目标以及素质目标的培养,未能充分调动学生的学习主观性,因此我们对该课程进行了改革。

三、课程新方法探索

1.课程改革主要思路

本课程教学改革的总目标是通过模拟企业真实产品加工过程的项目化教学,培养具有良好职业道德和创新精神、具备能够熟练运用工艺知识和计算机辅助制造软件进行自动编程与加工职业能力的高素质高技能人才。总的说来,是在保证知识目标的前提下提高学生的能力目标和素质目标。

通过改革后我们希望学生通过本课程的学习后,具有的综合能力目标是能根据零件图纸独立编制工艺,运用 UG 软件完成零件的自动编程,完成零件的模具开模,并完成凹、凸模零件的自动编程,最终在数控机床上加工出来,根据加工零件的检测结果检验工艺和程序编制的正确性。学生应该掌握的素质目标是培养学生独立思考、解决实际问题的能力;培养学生的质量意识,重视质量,意识到质量是企业生存的前提和保障;培养学生的与人沟通能力、团队合作意识;培养学生的学习意识,具有不断接受新技术的能力,随着先进的制造技术的不断出现,不断改进工艺,改进刀路。

2.课程改革后的实施方法

按照由浅入深、由简到繁的思路我们精选了五个零件的自动编程与加工来贯穿全课程的学习。每个零件的加工都模拟企业真实产品制造过程:分析零件结构——零件CAD建模——编制工艺过程——完成加工工步创建——刀轨验证——程序输出——工件加工——质量检测。五个项目分别为个性化印章的编程与加工、壳体编程与加工、烟灰缸编程与加工、盖零件凹凸模编程与加工和手机壳凹凸模编程与加工,这五个零件的选择既考虑了产品模型是企业数控加工与模具加工的常见类型,又涵盖了常见铣削加工方法,这样保证了学生知识目标的学习的同时,又紧密联系了生产实际。

在新的授课方法下,我们要求学生作为教学主体。对于每一个零件的自动编程与加工,要求学生首先在课后根据老师所发图纸自主完成零件的CAD建模;然后在老师的新知识演示讲解和上机指导下,学生在计算机房独立操作完成该零件的开模设计、自动编程及仿真加工;其次学生到数控车间在老师的指导下分组操作完成零件的数控加工;最后,由老师和数控加工企业资深师傅共同对学生所完成的零件数控程序及所加工工件进行评价,分析零件所编工艺和程序的合理性,对所加工零件实物检测评分。

当然,课程改进后考核体系显得尤为重要,对于每一项目,我们都通过表1来进行考核,五个项目的完成占期末总分的70%;学期结束后,学生还必须参加期末考核,占期末总分的30%。

四、效果与结论

课程进行改革后,能模拟生产实际,通过多个项目、任务驱动,使得学生多次实践从零件的数控加工工艺方案分析,程序的自动编制,零件的数控加工,到进行质量检测,核算加工成本。使学生真正掌握企业完成零件数控加工的全过程内容,为以后走上工作岗位打下良好的基础。

在教学中注重学生团队合作能力的培养,学生必须通过小组共同努力完成零件的数控加工。注重外语的渗透,UG软件采用中英文双语版本,数控加工时数控机床控制面板为英文界面。

以项目为载体,采用任务驱动方式,基于工作过程安排教学内容贯穿全教学过程,学生的主体性得到了很大的体现,这极大地提高了学生的学习主动性和积极性,学生的理论知识和完成任务的能力进步很快,教学效果明显。

(作者单位:江苏省泰州职业技术学院)