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隨著我國職業技工院校教育教學改革的不斷深入，對數控技術的教學要求也越來越高，CAD/CAM軟件在數控一體化教學中，把數控的編程與加工整合起來，起承上啟下的重要作用，既對教師課堂教學有所幫助，提高了教師教學水平，又對學生更好地學習數控技術有促進作用，有助于學校對數控技術的教學革新。

1一體化教學的興起

為更好地辦好職業教育，2009年起，國家人社部在廣州、北京等地的191所院校進行一體化教學改革試點。試點得出，一體化的教學模式能更好地促進學生的全面發展，培養的學生得到了家長、企業的一致認可。是促進學生的自主學習能力、表達能力、動手能力的提高，加快推進學院的產教融合的務實舉措。

2一體化教學的含義

一體化教學是以企業工作方式為依據，在分析職業技工院校學生的特征后，以培養和提高學生綜合職業能力為目標，制定合理有效的一體化課程標準，應用如學習通、鹿客等高新教學手段，充分利用一體化教學資源與教學場地，以企業生產任務為學習任務，引導學生自主學習的教學模式。

3《數控加工》實踐課的教學現狀

《數控加工》是中職院校機械加工專業的核心實踐課。在講授《數控加工》課程時，教師不僅僅需要在課堂上為學生傳授與數控有關的理論知識，同時還需要讓學生上機床實際操作，鍛煉實際操作能力。以此通過理論和實踐相結合的方式使學生對數控編程與加工有更深入的了解。但由于理論編程太過于抽象，學生在編程時，無法直觀的感受編程的對與錯，學生編輯完程序后，輸入程序較慢、也容易出錯，從而影響了教學的進度與效果，長時間的學習讓學生容易產生疲倦感，反而打消學生的學習激情。同時，一般職業學校會采用單獨開設《CAD和CAM應用》課程，讓學生在課堂上繪圖，生成刀具加工軌跡并根據操作系統生成數控加工程序，但無法把加工程序應用到實際加工中，沒有實踐應用。由于理論學習與實踐教學環節連接不夠理想，往往表現為學生對自己編輯出來的程序，腦袋中沒有形成車刀運行的刀路軌跡，對加工時車刀運行的位置不知道是否正確。甚至有些學生一直到走入實習崗位，也只會加工不會編程，最終學生畢業后無法獲得良好的就業崗位?；谝陨蠁栴}，《數控加工》采用一體化教學模式勢在必行，而將《CAD/CAM應用》教學融入《數控加工》一體化教學中，更能有效提升整體的教學質量。

4《CAD/CAM數控技術》一體化的意義與作用

制造業是立國之本，是興國之器，是強國之基。機械制造的蓬勃發展，帶動了相關軟件的飛速進步，基于制造加工的輔助設計加工軟件CAD/CAM技術也在日趨成熟，手工編程已經無法滿足車加工中心、五軸加工等復雜的編程要求，應用CAD/CAM軟件生成加工程序代碼代替傳統的手工編程已成為一種必然趨勢。從近幾年的加工制造發展來看，高、精、尖已經成為機械加工的一種基本要求，把軟件教學融入數控一體化教學中，在教育教學中充分發揮作用，已是大勢所趨。

4．1提高數控技術的編程能力

在數控一體化教學時應用CAD/CAM軟件，可以把學生編輯的加工程序生成刀具軌跡，學生學習編程更加直觀，從而大幅度提高學生編程的正確性。學生可以對零件進行繪圖，根據自己的加工工藝生成加工程序，由計算機編程代替手工編程，提高學生整體的編程速度和正確率。學生還可以把編輯的數控加工程序在CAD/CAM軟件上進行模擬加工零件，觀察整個零件的加工過程，進而在檢查整個零件的加工工藝是否合理，隨時修改不合理的加工參數。特別是對于學校學生而言，學校有FANUC、廣數，華中等多種數控操作系統，對剛剛學編程的學生而言，系統不同指令有些許不同，特別容易混淆，而CAD/CAM軟件可以根據不同的數控操作系統，生成相對應得加工程序。對于教師來說，因為可以直觀的觀察學生的刀具加工軌跡，所以大大提升了教師檢查學生程序的速度，以往必須在課后一點一點檢查的程序，能在課堂上就全部檢查完畢，并有針對的進行教學。

4．2提高數控技術的實際加工能力

數控技術僅僅是一門理論課還是一門實踐課，沒有實踐加工一切都是紙上談兵，學生只有通過數控的實踐加工才能真真正正地掌握這門學科。在數控一體化教學中，不僅要求學生學會編程還要學生學會零件加工。在課堂上在確定了零件的加工步驟、刀具的規格以及加工時切削參數等具體信息，確定一個零件的完整加工過工藝后，應用CAD/CAM軟件學生能快速地在計算機中生成刀具軌跡，并在軟件中仿真加工一遍，在確認無誤后，根據所使用的機床生成相對應的G代碼程序。通過軟件把G代碼程序直接傳輸入機床中，學生完成對刀操作建立工件坐標系，完成零件的加工。整個教學過程中，學生不需要手動輸入程序，把輸入程序的時間節省下來，鍛煉自身的零件加工能力，同時也減少了應學生輸入程序失誤，導致的機床安全事故。

4．3推進數控技術一體化教學改革

在數控技術一體化教學中，教師以企業實際加工任務為載體，采用一體化教學六步靈活教學，如第一步，學生獲取加工任務。第二步，學生分析零件圖紙，在CAD軟件中繪制圖形。第三步，把圖形在CAM中進行分析，在老師的引導下確定加工工藝。第四部，利用CAM軟件完成程序的編制。第五步，完成零件的首件加工，優化加工參數，并加工出合格的產品。第六步，檢查與評價，總結所思所得。依托CAD/CAM軟件，既擺脫了教師上面寫學生下面記那種枯燥無味的理論課堂，又擺脫了傳統的一群學生圍著機床看教師操作的學習方式。利用CAD/CAM軟件，學生按企業生產加工模式，完成零件的加工生產，強化學生的自主學習能力和動手能力，學校的實訓室朝著實訓工廠邁進，學校與企業零距離對接，實現學生畢業即就業。

5《CAD/CAM數控技術》一體化的有效應用

對于如何有效地把CAD/CAM應用到數控技術一體化教學中，從人才培養方案上來說，首先學生應該能利用CAD/CAM軟件對零件進行建模，在掌握手工編程的基礎上，使用CAD/CAM軟件生成數控加工程序，完成加工項目。如學校制定的人才培養方案，分別將《機械制圖》《CAD制圖》放在第一學期和第二學期學習，就是為第三學期學生能在數控加工學習中熟悉的運用CAD/CAM軟件打基礎。在對教學內容的選擇上，根據企業調研，以企業的實際加工任務為加工項目，以培養學生的職業綜合能力出發點，制定一體化教材，讓學生在學校有限的時間里對數控加工的各個技能和知識點進行掌握。在教學方法上，常采用“翻轉課堂”，教師通過微課等教學手段，使學生在課前就通過電腦或手機模擬仿真，完成程序或工藝的編寫，課中，學生討論問題并展示結論，師生合作探究解決問題，提高了學生的自主學習能力與溝通協作能力。接下來，筆者將以數控車一體化中項目二銷軸加工為例，對整個教學過程進行介紹。學生基礎情況:具備基本的識圖繪圖能力，具有一年的車工操作經驗，完成了數控車項目一臺階軸的加工，對于G71、G01指令有一定的運用能力。結合以上學情，整個加工項目按照企業零件加工流程:獲取任務及分析、任務計劃、任務實施、驗收評價設計共8個教學任務，每次任務以課前、課中、課后為主線，合理確定教學活動，流程如圖所示。其中獲取任務、任務分析、檢測與評價不包含CAD/CAM內容，這里不做具體介紹。第一步:分析圖紙環節。學生通過小組討論提取銷軸零件圖上的尺寸要求、技術要求等相關信息，并提出所遇難題，教師對各個技術環節和學生進行探討，得出結果。然后教師布置繪圖要求，講解繪圖指令、方法，學生通過CAD軟件繪制銷軸零件圖。學生通過企業的典型性加工零件的繪制與教師對項目涉及的教學內容與技術要求進行說明，讓學生在零件加工之前就有一個大概的認識。本節課主要的目的是學生掌握CAD軟件對零件進行二維工程圖紙的繪制。第二步:編制工藝環節。課前教師通過學習通平臺自學任務:根據銷軸的零件圖編制加工工藝路線。學生根據上節課在CAD軟件繪制的零件圖，試寫出加工工藝路線，并在CAD軟件上模擬繪制刀路，檢查加工路線與裝夾位置是否合理，如圖1所示。課中，兩組學生匯報課前制定的加工工藝路線，教師參與學生討論，引導學生確定工件的加工工藝。通過小組討論，小組匯報形式，學生確定工具卡與刀具卡。在課堂上利用CAD軟件模擬錯誤刀路進行示范，讓學生清楚地知道自己為什么錯，不斷強化知識，使他們形成正確思維模式。利用CAD/CAM軟件，學生可以直接繪制加工刀路并進行工藝分析，學生通過討論與教師引導，可以制定合理的工藝規程。既提高了學生的溝通表達能力又提高了學生自主學習能力，為今后學習打下基礎。第三步:編制程序環節。課前教師上傳手機模擬仿真(CAM):G71/G94加工銷軸左端30°錐度和外圓加工微課視頻，學生預習G71/G94加工錐度的指令格式，如圖2所示。學生小組討論匯報小組G71/G94仿真存在的問題，學生派代表對匯報中出現的問題難題，進行點評與提問，教師在旁引導，解答疑難問題，學生教師的幫助下加工程序編輯，并在CAM中演示。通過CAD/CAM軟件，實現刀具軌跡的自動生成以及零件的模擬加工，可以在實際加工前，發現零件加工時可能出現的一些潛在問題，針對這些問題教師可以提前和學生進行講解、分析，讓錯誤解決在萌芽階段，減少實際加工時的安全事故。第四步:首件加工環節。課前教師通過微課講解一夾一頂裝夾與調試的操作方法，課中學生通過微課與教師的現場講解，校正尾座，在電腦CAD/CAM軟件中輸入已編好的加工程序，觀察刀具軌跡，校驗程序輸入是否正確，再上傳至數控裝置中，試完成加工零件的加工，并送教師檢查。在數控技術教學中，對于越復雜的零件，編輯的數控加工程序也越多，導致學生在把程序輸入數控機床時，不僅輸入效率低，而且輸入時常常出錯，如經常有學生在輸入指令時忘記輸入負號或者數值多輸、少輸0的情況，使得學生的零件加工錯誤或在加工時發生撞到現象。而使用CAD/CAM軟件，不僅可有效提高學生輸入程序的速度，還能檢查輸入的程序的正確性，減少、杜絕因程序輸入錯誤而導致的加工問題。第五步:參數調整環節。課前學生觀看微課，回答切削用量與加工效率的關系并微信群進行討論交流，總結首件加工時的問題。課中，學生派代表發言，切削參數與加工效率的關系，教師進行點評總結。在確定切削參數與零件的加工質量與加工時間都有關系后，學生通過查表與上機操作反復調試，給出最優的加工參數，并使用CAD/CAM軟件生成程序，完成第二次零件的加工。同樣的加工零件，同樣的加工軌跡，因加工參數的不同，學生加工產品的時間與加工質量也不同。加工參數(切削速度、背吃刀量、進給量)每改動其中任何一個，學生都需要對編輯的程序進行調整，并在數控操作面板上進行修改后進行試加工。對于一個完整零件最起碼10以上的加工參數來說，這樣的參數調整效率太低，無法滿足教學需要，而利用CAD/CAM軟件，可以隨機修改切削參數，并上傳至數控裝置中進行試加工，與前者相比能極大地提高教學效果和學生的加工效率。第六步:批量生產環節。課前教師發布企業生產軸類零件視頻，學生討論與自己單件生成的不同。課中教師引入批量生產加工工藝———工序分散加工原則，學生按企業生產要求重新制定加工工藝。明確本次批量生產采用軟爪加工，觀看“實配法”車制軟爪視頻，掌握軟爪的制作方法。學生模擬企業生產加工模式，完成首件加工并送檢。為更好地服務我省“三高四新”戰略，按照校企合作的辦學模式，對接企業生產加工案例，模擬企業工作過程，利用CAD/CAM軟件完成零件的加工。數控一體化不僅包含數控加工的相關知識進行講解，還穿插了機械制圖、機械基礎、機床夾具等相關知識，并依托于CAD/CAM軟件進行授課，“以學生為主體，教師為主導”的教育教學原則，提高了學生的學習效率，提高教師教學效果。為學生日后考取車工四級等級證奠定了基礎，并提升學生了適應企業崗位的能力。

6總結

世界技能大賽是職業教育的風向標，從最近幾屆的大賽來看，能夠使用CAD/CAM軟件建模和自動編程已經是對數控加工技術人員最基本的要求。職業技工院校應緊跟時代的步伐，完成本校的一體化教育教學改革，提高數控技術的教學質量與學生的個人素質，為社會培養一批又一批能快速適應企業的人才。

作者:劉聞宇 單位:常德技師學院