《機械CADCAM》說課稿詳解

1、機械 CAD/CAM (MasterCAM )“說課”提綱 機電系數(shù)控教研室 杜薇 各位老師： 大家好，我是機電系數(shù)控教研室的杜薇，下面我就計算機輔助設計與制造專業(yè)機械 CAD/CAM ( MasterCAM )課程的整體情況向大家介紹。 一、課程的目標、要求與定位 機械CAD/CAM MasterCAM課程是高職高專院校計算機輔助設計與制造專業(yè)教學計 劃中一門核心專業(yè)課， 也是一門實踐性較強的技術課， 是培養(yǎng)機械行業(yè)工程技術應用型人才的 知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分。本課程以訓練學生CAD/CA技能為核心，以工作過程為 導向，依托MasterCAM軟件，詳細介紹了二維圖形繪制、曲面和曲線

2、的構(gòu)建、三維實體造型、 CAM加工基礎、二維銑削加工以及三維銑削加工等內(nèi)容，培養(yǎng)學生的機械產(chǎn)品設計的基本職業(yè) 能力。 機械CAD/CA( MasterCAM課程與先行的機械制圖、機械設計、 CAD技 能實訓、數(shù)控加工技術等課程有著一定的聯(lián)系，與后續(xù)的塑料模具設計、頂崗 實習及畢業(yè)設計等有著密切的聯(lián)系。 通過對本課程系統(tǒng)的學習，使學生具備高素質(zhì)實用型高級職業(yè)技術專門人才所必需的 CAD/CAM 的基本知識和基本技能， 初步形成解決工程實際問題的能力， 為學習專業(yè)知識和職 業(yè)技能打下基礎，并注意滲透思想教育，樹立良好的職業(yè)道德。該課程的課程目標如下： (一) 知識目標 1. 了解機械零件的特征分析

3、和造型方法。 2. 掌握二維草圖的繪制方法。 3. 掌握運用特征進行三維實體造型的基本方法。 4. 了解曲面造型的基本方法。 5. 掌握MasterCAM二維刀具路徑和三維刀具路徑的常用方法并生成 G代碼。 6. 掌握簡單模具型腔的刀具路徑和中等復雜難度的零件刀具路徑。 (二) 能力目標 1. 會正確合理地選擇零件造型的各種方法。 2. 會正確合理地選擇各種加工方法。 3. 培養(yǎng)學生具備運用所學知識解決工程實際問題的初步能力。 (三) 品性目標 1. 培養(yǎng)學生溝通能力以及團隊協(xié)作精神。 第一頁共七頁 2. 培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和良好的職業(yè)道德。 機械 CAD/CAM ( MasterCAM )“

4、說課”提綱 機電系數(shù)控教研室 杜薇 3. 培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。 4. 培養(yǎng)學生的質(zhì)量意識、安全意識。 二、課程設計的理念與思路 以學生未來發(fā)展為目標，整合教學內(nèi)容。 依據(jù)課程性質(zhì)和任務， 將課程教學與學生職業(yè)基 礎能力有機結(jié)合。強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，以培養(yǎng)學生良好的動手能力為目標，為學生步入社 會，能夠適應工作崗位和繼續(xù)學習打下堅實的基礎。 實施基于例題分析、行為導向的“三導”教學模式。即“學生提問引導，老師講授主導， 同學討論傳導”。通過采用這種教學模式，將學生關注的實際問題引入課堂教學中，融知識傳 授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體，發(fā)揮學生主體地位，學中做，做中學，提升學生的學習

5、和思 考的積極性，培養(yǎng)學生學習、觀察和評價的能力，認識、分析和解決問題的能力。 “活動導向設計”的教學方法。在課程教學中以四階段教學法為主，融入案例教學法、討 論教學法、 發(fā)現(xiàn)式教學法、 專題式教學法等多種教學方法的方法組合。 適時選用提問、 討論、 演示等生動多樣的形式，設置教學情境，營造師生互動、生生互動的學習氛圍，提高教學的吸 引力、感染力。 考核方式突出“四個注重”?？己藘?nèi)容“注重”能力，考核形式“注重”多樣化，考核評 價“注重”過程，考核機制“注重”多種獎勵。注重過程考核，堅持全面評價，強調(diào)知行統(tǒng)一， 對學生素質(zhì)養(yǎng)成起到積極作用。 三、學生基礎和智能特點分析 這門課按照該專業(yè)的人才培

6、養(yǎng)方案要求開設在大學二年級， 學生已經(jīng)學習了機械制圖 、 CAD技能訓練、數(shù)控加工技術等課程，具備具備了一定的專業(yè)理論基礎和二維繪圖的 能力。學習主動性強，對知識的渴求欲望高； 處理實際問題的應變能力有待培養(yǎng)；協(xié)作組織 等關鍵能力正在構(gòu)建。學生正走向關鍵能力自我構(gòu)建的“成熟期”。合理改革運用行動導向教 學，項目任務驅(qū)動，可提高其技術能力和綜合素質(zhì)。 四、課程內(nèi)容的選取和教學組織安排 為了實現(xiàn)本課程的知識目標、能力目標和品性目標，提高課程內(nèi)容的針對性和適用性, 將 課程內(nèi)容進行分類展示： 1. MasterCAM概述。通過本項目的學習，了解 MasterCAM勺主要功能，熟悉 MasterCAM

7、勺 工作界面和工作環(huán)境的設置方法，學會正確使用工具按鈕和菜單命令，掌握文件管理的方法。 在使用軟件的過程中要學會MasterCAM快捷鍵的使用，以提高工作效率。 2. 二維圖形繪制。二維圖形的繪制是圖形繪制的基礎，在 MasterCAM中，通過CAD模塊定 義需要加工工件的形狀，通過CAM模塊編制刀具路徑。通過本項目的學習， 掌握繪制二維圖形 的各種方法，包括點、直線、圓弧、倒圓角、曲線、矩形、倒角、文字、橢圓、多邊形的構(gòu)建 等。并能根據(jù)實際情況使用適當?shù)姆椒焖倮L制二維圖形。 3. 幾何圖形的編輯。通過本項目的學習，掌握修整、轉(zhuǎn)換、刪除等幾種幾何圖形編輯命令 的使用方法，并能根據(jù)實際情況在繪

8、圖中交替使用繪圖命令與編輯命令， 加快圖形的繪制速度， 機械 CAD/CAM ( MasterCAM )“說課”提綱 機電系數(shù)控教研室 杜薇第 二 頁 共 七 頁 提高繪圖效率。 本項目可以和項目 2結(jié)合起來學習。 如果僅僅熟悉基本的繪圖命令， 仍可能無法繪制出復 雜的圖形， 甚至還要使用計算器來算出正確的坐標。 因此本項目的主要目的就是將基本圖形的 繪制方法加以擴展應用，以繪制多變的幾何圖形。MasterCAM提供了三種主要的圖形編輯功能， 即修整、轉(zhuǎn)換與刪除。 4. 圖形標注。通過本項目的學習，掌握各種尺寸標注的方法和編輯尺寸標注的方法。尺寸 標注是一般繪圖過程中不可缺少的步驟。Maste

9、rCAM有較強的標注功能，不僅能標注尺寸，而 且能夠標注注釋，進行引出標注及繪制剖面線。 5. 曲面和曲線的構(gòu)建。通過本項目的學習，理解 MasterCAM軟件的坐標系、構(gòu)圖面、視角 及工作深度等基本概念， 準確地觀察和繪制三維線架模型， 并在此基礎上， 構(gòu)建各種曲面模型， 包括直紋曲面、舉升曲面、昆氏曲面、旋轉(zhuǎn)曲面、掃描曲面、牽引曲面、曲面倒圓角等，并能 使用曲面和曲線的編輯功能，完成復雜曲面的構(gòu)建。通過對典型曲面構(gòu)建方法的學習、模仿， 掌握在線架模型基礎上構(gòu)建各種曲面模型的基本方法。 6. 三維實體造型。通過本項目的學習，掌握三維實體造型的構(gòu)建和編輯命令的使用方法， 包括擠出實體、旋轉(zhuǎn)、掃

10、掠、舉升、倒圓角、倒角、薄殼、布林運算、牽引面、修整實體等， 并能在此基礎上，完成復雜三維實體的構(gòu)建。通過對典型三維實體構(gòu)建方法的學習和模仿， 掌 握構(gòu)建各種三維實體模型的基本方法。 與線框造型、曲面造型相比，利用實體造型的方法來描 述物體，能更全面地反映物體的所有屬性，如體積、重量、重心等。因此，實體造型可以為設 計、工程分析、制造（CAD/CAE/CAM體化的應用提供一個統(tǒng)一的數(shù)學模型。實體造型方法 正得到越來越廣泛的應用。 7. CAM加工基礎。通過本項目的學習，掌握在生成刀具路徑之前對加工工件的大小、材料 及刀具等參數(shù)進行設置，并學會操作管理、刀具路徑模擬、仿真加工及后處理的方法。 C

11、AD/CAM系統(tǒng)的最終目的是要生成用戶 CNCg制器可以解讀的NC程序，一般需要經(jīng)過以 下三個步驟：計算機輔助設計（CAD、計算機輔助制造（CAM及后處理（POST。CAD的功 能是生成機械加工中工件的幾何模型；CAM勺功能是生成一種通用的刀具位置（刀具路徑）的 數(shù)據(jù)文件（NCI文件），該文件中還包含有加工中進刀量、主軸轉(zhuǎn)速、冷卻控制等指令；后處 理的功能則是使用CNC控制器相應的后處理器將 NCI文件解譯為用戶CNC控制器可以解讀的 NC程序。在前面的項目中已經(jīng)學習了有關 CAD部分的內(nèi)容，從本項目開始將介紹機械加工的 有關知識。在生成刀具路徑之前，首先需要對要加工工件的大小、材料以及加工用

12、的刀具等進 行設置。 8. 二維銑削加工。通過本項目的學習，進一步掌握MasterCAM銑床加工系統(tǒng)中工件、刀具、 材料等基本參數(shù)的設置，通過典型實例掌握銑床二維加工系統(tǒng)中各加工模塊的功能及使用方 法。主要包括外形銑削加工、挖槽銑削加工、鉆孔與鏜孔加工、面銑削加工的參數(shù)設置方法， 最終完成零件的加工并生成數(shù)控機床使用的NC程序。學會使用操作管理器進行刀具路徑模擬、 加工模擬及通過選擇的后處理器進行后處理生成NCI文件和NC文件的方法。MasterCAM二維 機械 CAD/CAM （ MasterCAM ）“說課”提綱 機電系數(shù)控教研室 杜薇第 三 頁 共 七 頁 刀具路徑模塊用來生成二維刀具加

13、工路徑，包括外形銑削、挖槽、鉆孔、面銑削、全圓銑削等 加工路徑。各種加工模塊生成的刀具路徑一般由加工刀具、加工零件的幾何模型及各模塊的特 有參數(shù)來定義。不同模塊可進行加工的幾何模型和參數(shù)各不相同。 9. 三維銑削加工。通過本項目的學習， 掌握三維銑床加工系統(tǒng)中的加工類型、 各加工模塊 的功能以及各模塊基本參數(shù)的設置方法。通過典型實例掌握銑床三維加工系統(tǒng)中各加工模塊的 功能、參數(shù)設置及使用方法，最終完成三維曲面和實體零件的加工并生成數(shù)控機床使用的NC 程序。學會使用操作管理器進行刀具路徑模擬、 加工模擬及通過選擇的后處理器進行后處理生 成NCI文件和NC文件的方法。曲面刀具路徑用來加工曲面、實體

14、或?qū)嶓w表面。大部分復雜的 空間形狀的零件(如模具等)都要用曲面加工功能來加工。 MasterCAM有兩大類曲面刀具路徑：粗加工和精加工路徑。而粗加工必須在精加工之前執(zhí) 行。其中粗加工共有8種刀具路徑，精加工有10種刀具路徑。 五、教學模式及教學方法手段 教有常法，但無定法，貴在得法。在教學過程中，不僅要使學生“知其然”，還要使學生 “知其所以然”。為了達到教學目標、 突出重點、突破難點，本課程以“四階段教學法”為主， 在教學中融入 “案例教學法”、“討論式教學法”、“質(zhì)疑啟發(fā)教學法”、“總結(jié)歸納教 學法”等多種教學方法的方法組合。在課堂教學中，適時選用提問、討論、演示等生動多樣的 形式，調(diào)動學

15、生參與教學的積極性。 四階段教學法的使用目的主要是培養(yǎng)學生自主觀察能力和自主學習能力，其實施過程主 要分為四個階段： 1、準備階段：以教師的行為占主導地位，教師需調(diào)動學員的學習積極性。主要教學方式 為講解式。一般過程為：教師通過提問了解學員對新課題的準備情況和現(xiàn)有基礎，然后引入課 題，如介紹所要加工工件的性能等。 2教師示范：本階段，教師的行為仍占主導地位，教師的主要任務是： (1) 首先將整個過程熟練準確地示范一遍，之后再分步示范。 (2) 在分步示范中講清楚三個問題，即：“做什么”、“怎樣做”以及“為什么要這樣 做”，與傳統(tǒng)理論教學課堂演示的不同點在于：理論課教學的演示是使學員獲得感性知識

16、、加 深對理論知識的理解；而四階段法的教師示范卻要讓全體學員都知道教師是怎樣做的，他們接 著也要這樣做。 3、學員模仿：在第三階段，學員的行為占主導地位。首先由教師挑選三個學員，好的、 中等、差的各一名。學員按照教的示范步驟重復一遍，必要時還應解釋一下他在干什么，為什 么這樣做。教師也可以加一些補充說明。教師觀察學員的模仿過程，從中得到信息反饋，了解 學員理解、掌握的程度。如果學員的模仿完全正確無誤，就可以進行下一階段，否則，則要重 復第二和第三階段。 4、歸納練習：教師布置一些練習題讓學員獨立完成，自己在旁邊監(jiān)督、觀察練習的整個 過程，認可練習的結(jié)果，糾正出現(xiàn)的錯誤。在第四階段，教師和學員的

17、行為比例基本相同。 六、課程對教學條件的要求及現(xiàn)實情況 1. 師資要求 (1) 從事本課程教學的專任教師應具有備的相關知識、能力和資質(zhì) 具備高校教師資格； 具備具備機械零件三維數(shù)字建模能力以及 CAM數(shù)控加工專業(yè)技能； 具備教學組織、管理及協(xié)調(diào)能力。 (2) 從事本課程教學的兼職教師應具有備的資質(zhì) 具備機械制圖與識圖專業(yè)知識，精通 CAD/CA技術工作，表達能力強，具有一定的教學經(jīng) 驗。 (3) 師資配備 目前滿足師資要求能夠承擔本課程教學任務的專職教師有 5 人。 2. 教學環(huán)境 為了能夠結(jié)合完成課程任務、 實現(xiàn)課程目標之需要及教學環(huán)境實際配置之狀況， 計算機輔 助設計與制造專業(yè)的機械 CA

18、D/CAMMasterCAM課程教學需要配備安裝有 MasterCAM軟 件的 CAD/CAM 實驗室。 3. 教學資料 教材：MasterCAM基礎與應用 主編：彭寬平華中科技大學出版社 參考書：CAM實訓指導手冊校編教材 MasterCAM 實用教程 主編：孫中柏 人民郵電出版社 七、單元說課 下面我將通過一個學習模塊來簡單說明我的教學過程。 (一) 本單元教學實現(xiàn)的課程目標 授課內(nèi)容：實踐任務三維銑削加工 課 時： 2 課時 授課目的與要求：針對三維銑削加工中較常用的加工模塊進行實踐操作，要求學生能夠選擇正確的加 工方式，鍛煉學生解決問題的能力。 (二) 教學模式實施步驟和要求 1. 準

19、備階段：以教師的行為占主導地位，教師需調(diào)動學員的學習積極性。主要教學方式為 講解式。一般過程為： ( 1)歸納復習上次課內(nèi)容； ( 2)引入新課； (3) 說明本次課需掌握的知識點； (4) 明確本次課練習具備能力目標。 2. 教師示范：本階段，教師的行為仍占主導地位，教師的主要任務是： 機械 CAD/CAM ( MasterCAM )“說課”提綱 機電系數(shù)控教研室 杜薇第 五 頁 共 七 頁 (1) 首先以典型實例將整個過程熟練準確地示范一遍，之后再分步解說示范，同時強調(diào) 操作要點。 (2) 在分步示范中講清楚三個問題，即：“做什么”、“怎樣做”以及“為什么要這樣 做”。 |工作設定|斗|粗加工|斗 平行銃削 曲面精加工 殘料清角 曲面精加工 交線清角 曲面精加王 3學生模仿：本階段，學員的行為占主導地位。 在學生模仿的過程中，教師要注意觀察， 并挑選學生按照教師的示范步驟重復一遍，必要 時還應解釋一下他在干什么，為什么這樣做。教師可以在這一環(huán)節(jié)組織學生討論，并做補充說 明。教師觀察學員的模仿過程，從中得到信息反饋，了解學員理解、掌握的程度。如果學員的模仿完全正 確無誤，就可以進行下一階段，否則，則要重復第二和第三階段。 4. 歸納練習：在第四階段，教師和學員的行為比例基本相同。 教師布置任務(一般難于示例，作為提高)，讓學員獨立完成，自己在旁邊監(jiān)督