CAXA軟件在中職數(shù)控專業(yè)中的有效教學(xué)研究

CAXA軟件在中職數(shù)控專業(yè)中的有效教學(xué)研究隨著CAD/CAM（計算機輔助設(shè)計/制造）軟件技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的地位日益突出，中職數(shù)控專業(yè)普遍開設(shè)了三維CAD/CAM軟件課程，其中CAXA的CAD/CAM系列軟件獨具特色，在中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)教學(xué)中得到了普遍應(yīng)用。一、CAXA軟件適用中職數(shù)控專業(yè)有效模塊選擇CAXA軟件有很多系列產(chǎn)品，筆者認為適用于中職的CAXA軟件模塊有四個：CAXA_solid實體設(shè)計模塊、CAXA_ME制造工程師模塊、CAXA電子圖板模塊、CAXA數(shù)控車模塊。.CAXA_soli歧體設(shè)計模塊易學(xué)易用、快速設(shè)計和兼容協(xié)同是其最大的特點，設(shè)計中70%以上的操作都可以借助三維球工具來實現(xiàn)；簡單、直接、快速的設(shè)計方式，軟件像WINDOWS一樣直接用鼠標拖拽各種設(shè)計元素進行設(shè)計操作，使設(shè)計過程更加輕松高效，便于中職學(xué)生理解與接受。.CAXA_ME?J造工程師模塊該模塊不僅具有造型與設(shè)計功能，還能提供走刀路線設(shè)計、加工代碼生成、加工仿真、代碼校驗等一體化的解決方案，是數(shù)控機床真正的“大腦”，可以通過數(shù)據(jù)線與數(shù)控機床聯(lián)接，實現(xiàn)DNC加工。.CAXA電子圖板模塊CAXA電子圖板工程版可以直接讀入和編輯AutoCAD繪圖操作產(chǎn)生的填充、多義線、塊等二維圖形；完全兼容DWG格式中的尺寸標注和工程標注，直接對應(yīng)AutoCAD數(shù)據(jù)中的層、線型、顏色和線寬等風(fēng)格，而且與AutoCAD的數(shù)百個原有命令和命令別名幾乎完全相同。.CAXA數(shù)控車模塊CAXA數(shù)控車模塊提供了功能強大、使用簡潔的軌跡生成手段，可按加工要求生成各種復(fù)雜圖形的加工軌跡，通用的后置處理模塊使CAXA數(shù)控車可以滿足各種機床的代碼格式，可輸出G代碼，并可對生成的代碼進行校驗及加工仿真。二、CAXA軟件與中職數(shù)控專業(yè)課程的有效整合.與機械制圖課程的有效整合在學(xué)習(xí)機械制圖課程時，將三視圖轉(zhuǎn)換為三維實體模型時，要求學(xué)生有較好的空間想象能力，而這正是中職學(xué)生在開始學(xué)習(xí)制圖時所缺乏的。這時可以利用CAXA實體設(shè)計模塊作為教學(xué)工具，將三視圖直接變成三維模型來幫助學(xué)生理解三視圖的形成，讀圖時，可以用CAXA實體設(shè)計軟件逐步分析每個特征，整個讀圖的思維可以有效地再現(xiàn)。而在練習(xí)繪圖時，可以直接在CAXA電子圖板模塊中練習(xí)，與傳統(tǒng)手工繪圖相比，這樣既方便又可以提高課堂的教學(xué)效率。.與數(shù)控加工專業(yè)課的有效整合在進行數(shù)控加工實訓(xùn)時，可以有效利用CAXA制造工程師模塊（數(shù)控銃床加工）和CAXA數(shù)控車模塊（數(shù)控車加工），先在軟件中建立工件模型，選定加工用的刀具、設(shè)置加工參數(shù)，然后生成刀具加工的軌跡（該軌跡與刀具實際走刀路線吻合），并進行仿真加工，根據(jù)仿真模型可以合理修改加工參數(shù)，模擬加工完成后生成G代碼程序，這時的程序就可以直接輸入到數(shù)控機床進行加工了。通過模擬加工的練習(xí)，不僅可以讓每個學(xué)生都可以動手參與，而且極大地提供了程序編制的準確率，提高了實訓(xùn)課的教學(xué)效率。三、CAXA軟件在教學(xué)過程中的有效教學(xué)策略.軟件模塊的選用要有針對性CAXA軟件的四個模塊（電子圖板模塊、實體設(shè)計模塊、制造工程師模塊、數(shù)控車模塊）各有特色，在中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)開設(shè)CAXA軟件課程時，要針對學(xué)生不同階段的知識水平，開設(shè)不同模塊的課程：在高一學(xué)習(xí)機械制圖課程時，開設(shè)CAXA電子圖板課程作為學(xué)生的繪圖工具，而教師教學(xué)時利用CAXA實體設(shè)計軟件作為教學(xué)工具；在高二上學(xué)期，有了機械制圖的基礎(chǔ)知識，開設(shè)CAXA實體設(shè)計軟件課程；在高二下和高三學(xué)習(xí)數(shù)控專業(yè)課時，開設(shè)CAXA制造工程師和CAXA數(shù)控車軟件課程，由于有了電子圖板和實體設(shè)計軟件的基礎(chǔ)，在軟件中建立工件模型就會減少障礙（三維CAD/CAM軟件雖然種類繁多，但它們的基本原理、建模思路都是相通的，如果讓學(xué)生在精通一門軟件的基礎(chǔ)上再去學(xué)習(xí)其他軟件，相對就容易一些），這時可以把精力集中在刀具選擇、加工參數(shù)設(shè)置、軌跡生成等內(nèi)容上來，為數(shù)控加工實訓(xùn)做好準備。.軟件教學(xué)實例要有具體性利用CAXA軟件建立模型時，最大的特點就是非常抽象，需要有很好的空間想象能力，而中職生在學(xué)習(xí)了機械制圖后，比較容易接受的是二維平面圖形，對于三維模型的空間抽象能力還有所欠缺，所以我們的教學(xué)實例切忌運用一些抽象的模型。如果在教學(xué)選用實例時，選用具體的、簡潔的模型或零件作為教學(xué)案例，首先能夠讓學(xué)生在腦子里建立起整個模型的框架，那么在利用三維軟件造型時就比較容易理解和接受。例如，復(fù)雜建模、曲面造型以及理論曲面、曲線形成比較抽象、枯燥，學(xué)生也不愿意去聽，這時可以考慮選用日常用品，像鼠標、杯子、瓶體等平時經(jīng)?？梢杂|摸到的物體作為建模對象，從直觀認識再到抽象認識，反復(fù)琢磨；而在教學(xué)CAM的NC加工時，可以利用學(xué)生在普車、數(shù)控車、數(shù)控銑加工過的零件作為仿真加工對象，這樣在講解加工參數(shù)設(shè)置、軌跡生成辦法時，由于學(xué)生已經(jīng)加工過類似的產(chǎn)品，再回過頭來理論模擬，就比較容易接受，也可以讓課堂教學(xué)達到事半功倍的效果。.軟件教學(xué)過程要注重趣味性產(chǎn)品的設(shè)計與加工過程本身就是一個非常嚴謹而又相對枯燥的過程，我們可以考慮在教學(xué)過程中，適當增加一些趣味性的課題或?qū)嵗蕴岣邔W(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。例如在教學(xué)CAXA制造工程師的綜合項目加工模塊時，筆者設(shè)計了“獻給媽媽的圣誕節(jié)禮物一一針線盒設(shè)計與加工”教案，結(jié)合當時的授課背景（剛好圣誕節(jié)來臨），給學(xué)生們布置一個課題：設(shè)計并加工一個針線盒作為送給自己媽媽的圣誕節(jié)禮物。設(shè)計分析如下：（1）針線盒考慮裝針、線筒、頂針等小物品。常用頂針尺寸規(guī)格為：直徑18mm，高8mm；針：中號長35mm，小號長20mm。加工材料毛坯參考尺寸：鋁棒直徑80mmm，鋁塊100mmx100mmx30mm。根據(jù)以上信息讓學(xué)生們充分發(fā)揮自己的想象力去設(shè)計這個針線盒，并利用實訓(xùn)課將它加工出來。鑒于這個課題本身的趣味性，利用生活中學(xué)生能夠接觸到的實例，激發(fā)學(xué)生最直觀的認識，從而誘發(fā)學(xué)生們積極動手的興趣，學(xué)生參與的熱情高漲（圖1），教學(xué)效果良好，而該教案也獲得了浙江省中職課改專業(yè)創(chuàng)新課教學(xué)設(shè)計比賽數(shù)控專業(yè)省三等獎。有生產(chǎn)性學(xué)生會用CAXA軟件建立模型、仿真加工，但并不等于會加工生產(chǎn)。中職教育的特色在于突出其實踐性，所以布置每一個設(shè)計任務(wù)時，都盡可能接近于實際生產(chǎn)，從前期模型創(chuàng)意開發(fā)，到模型建構(gòu)，再到NC加工，力求與實際生產(chǎn)同步，如果有條件的話，教學(xué)最好能在實訓(xùn)中心進行，要求學(xué)生把設(shè)計的模型當作產(chǎn)品加工出來。模型設(shè)計到付諸加工，可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到促進作用：一方面，學(xué)生在利用軟