發布時間：2023-12-07 10:23:17
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的ug數控編程教學樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：數控加工自動編程技術；理實一體化；教學研究
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.205
0 引言
《數控加工自動編程技術》是一門實踐性很強的課程，該課程旨在培養學生的三維造型、工藝分析、自動編程及現場加工能力。下面以數控銑床自動編程技術為例從授課內容研究、課程組織形式和主要教學方法及手段、授課中可能存在的主要問題及相應對策研究、考核方法及教學實踐等多方面進行闡述。
1 授課內容的選擇
1.1 CAD/CAM軟件的選擇
典型的CAD/CAM軟件主要ug、PRO/E、CAXA、Master CAM及POWERMILL等。在軟件選擇上靠考慮服務對象的實際，培養對象主要面向大中型企業的可以選用UG或PRO/E等；培養對象主要面向中小型企業的可以選擇CAXA或Master CAM等。
1.2 主要授課內容的確定
在授課內容選擇方面一定要有針對性，要體現“實用性”的特點，杜絕大篇幅的理論講授，而是以項目為載體，結合工廠加工實際，融入“必需”、“夠用”的知識。以UG為例，可以進行以下內容教學：建模模塊可包括：基本體素建模項目、線框建模項目、草圖建模項目、裝配建模項目和工程制圖項目；自動編程模塊可包括：平面銑削項目、型腔銑削項目、固定軸銑削項目、孔加工項目等必修項目和非固定軸銑削項目及高速銑削項目等拓展項目；加工模塊可包括：典型平面類零件加工、典型凸模零件加工和典型凹模零件加工等綜合項目。
2 課程組織形式及主要教學方法和手段
本課程實踐性強，以理實一體化教學為課程主要組織形式，依托計算機開展造型、編程及零件加工仿真教學，依托數控銑床開展典型零件的數控現場加工教學。融“項目研究”教學法、“研討式”教學法和“案例式”教學法為一體，采用多媒體教學和現場教學，開展項目研究，突出學生的主體地位，強化學生的自主學習能力，提高學生的專業素質和專業技能。
3 課程實施中可能存在的主要問題及應對策略
3.1 項目選擇和教材問題
項目的選擇要有針對性，依據職業技能標準，結合企業崗位生產實際，匯總專業應用的主要信息，經過加工處理，提煉出主要知識點，聯合企業一線技術人員，共同選擇典型案例并組織開發適合區域行業特點的、實用的教學教材。
3.2 師資問題
課程采用理實一體化教學和現場教學，這就要求任課教師不僅要具有較厚的理論基礎，而且要求擁有很強的實踐動手能力，同時知識結構不能跟企業實際脫軌，因此實施時，師資問題成了較大阻力！為了更好的開展教學，可以讓學校的專業教師開展機房部分的理實一體化教學，聘請企業的一線技術人員作為兼職教師帶領學生開展現場加工實踐，即保證了較厚的理論基礎，又讓所學知識緊密貼合企業實際。
3.3 教學資源問題
三維造型部分和自動編程部分的教學資源都是沒有問題的，每個學生一臺電腦還是容易保證的，然而到了實踐環節，由于數控機床數量和教師數量的問題，常會使實踐環節僅僅流于形式，很大程度上影響教學效果。因此，可以采取分批學習的方法，進行小組劃分，每個小組的同學要進行具體分工，一部分進行工藝分析，一部分進行編程，一部分用VERICUT軟件進行仿真加工，一部分進行現場加工，然后不同的項目，角色互換。這樣即保證了學生都參與到了實訓教學中，而且較好的解決了實習資源問題。
3.4 學生成績評定問題
本課程的考核方法，應改變以往的一張試卷確定成績的考核方式，注重學生的平常學習情況的考查，主要采用過程考核的方法。可從課堂表現、階段測驗、作業、仿真加工和現場加工等方面進行考核，最終確定成績評定結果。結合學習內容的重要性，合理分配各考核內容所占比重：課堂表現（10%）、作業（10%）、階段測驗（20%）、仿真加工（30%）和現場加工（30%）。由于考核常態化，所以對學生的平常學習起到了很好的督促和激勵作用，能在一定程度上調動學生的學習積極性。
4 教學實踐
本課程已按照這種模式開展了教學，在很大程度上調動了學生的學習積極性，提高了學生的專業素質和專業能力，企業對學生的反饋也較好，課程整體效果不錯，希望能給同行起到一定的借鑒意義！
參考文獻：
[1]周伯秀.理論與實訓一體化在數控教學中的探索[J].裝備制造技術，2011（11）.
關鍵詞：UG;建模;四軸加工;后處理
在機械設備及其零部件中，變螺距螺旋槽類零件十分常見，尤其在現代紡織傳送機構中，變螺距螺旋槽能夠起到改變傳送速度和力矩的作用，如在化纖加彈機、倒筒機、絡筒機、并紗機和包覆絲機等;變螺距螺旋槽零件加工品質的好壞嚴重影響著其在機械結構中所起的作用，因此對其加工尺寸精度、形狀穩定性以及表面加工質量都有較高的要求;許多數控技術人員剛開始使用四軸機床加工變螺距螺旋槽時未能正確進行變螺距螺旋槽的參數化幾何模型創建及選用合理的加工方法，造成加工失誤或加工效率低下等現象。用UG參數公式方法進行變螺距螺旋槽幾何建模具有快捷精確的特點，能夠準確快速地進行加工，具體過程詳細論述如下：
一、變螺距螺旋槽的參數化幾何模型創建
UG的功能模塊中具有專門針對變螺距螺旋槽形狀的建模和加工方法。在UG中繪制普通的圓柱螺旋線及半徑規律變化的螺旋線（如阿基米德螺旋線等），可以直接用“螺旋線”命令進行繪制，但該命令不能繪制變螺距螺旋線。繪制變螺距螺旋形狀，必須用參數公式繪制變螺距螺旋線，變螺距螺旋槽是以變螺距螺旋線為導向線形成的掃掠特征，在UG8.0中，變螺距螺旋線的形狀由起始圈螺距、終止圈螺距、螺旋線圈數和螺旋線半徑四個參數所組成;用參數公式法可表達如下：
Start_pitch=10 /起始圈螺距
End_pitch=60 /終止圈螺距
Turns=6 /螺旋線圈數
R=25 /螺旋線半徑
mean_pitch=（Start_pitch+End_pitch）/2 /平均螺距
height=Turns*mean_pitch /螺旋線高度
t=0 /系統變量（0變化到1）
xt=R*cos（360*Turns*t） /X規律
yt=R*sin（360*Turns*t） /Y規律
x=t*height
x1=0
x2=mean_pitch
x3=height-mean_pitch
x4=height
z1=0
z2=Start_pitch
z3=height-End_pitch
z4=height
zt1=（（（x-x2）*（x-x3）*（x-x4）/（（x1-x2）*（x1-x3）*（x1-x4））））*z1
zt2=（（（x-x1）*（x-x3）*（x-x4）/（（x2-x1）*（x2-x3）*（x2-x4））））*z2
zt3=（（（x-x1）*（x-x2）*（x-x4）/（（x3-x1）*（x3-x2）*（x3-x4））））*z3
zt4=（（（x-x1）*（x-x2）*（x-x3）/（（x4-x1）*（x4-x2）*（x4-x3））））*z4
zt=zt1+zt2+zt3+zt4
將該文件的exp格式文件從UG的“工具”“表達式”中導入。再用“規律曲線”中的“根據方程”方法即得到所求變螺距螺旋線，如圖1：
圖1 由參數公式生成的變螺距螺旋線
得到變螺距螺旋線后，再運用“掃描”命令，最后通過“求和”命令，從而得到變螺距螺旋槽零件建模圖（如圖2）。
圖2 變螺距螺旋槽零件建模圖
二、UG中變螺距螺旋槽的四軸數控加工方法
（一）加工環境設置。UG加工環境是指我們進入UG的制造模塊后進行編程作業的軟件環境。UG 的CAM功能可以為數控銑、數控車、數控電火花線切削機編制加工程序，其中數控銑削模塊中又分為平面銑、型腔銑和固定軸曲面輪廓銑等不同的加工類型。針對變螺距螺旋槽的幾何形狀特點，其中的可變輪廓曲面銑即是UG針對于變螺距螺旋槽的幾何形狀特點而設置的加工環境模塊。針對此圖中于較深的變螺距螺旋槽形狀，UG可變輪廓銑削可以使用多個深度設置方法進行分層銑削，便于編程者合理設置切削參數。
圖3 可變軸曲面輪廓銑
（二）坐標系設定。在確定了加工對象后UG可以讓我們很方便地選擇工件坐標系，此時需要注意安全設置選項中的安全距離設置;如圖4和圖5所示，如果參考CSYS坐標系不合理，可以通過旋轉坐標選擇正確的坐標系。我們選擇起始圈螺距的起始點作為編程原點，同時選擇好驅動面后注意切削方向和材料方向。
圖4 加工坐標系設定
圖 5 加工坐標系設定
三、程序編制過程：
（一）加工參數的設置。操作參數的設定是UG CAM編程中最主要的工作內容，在對話框中需設定加工幾何對象、切削參數、控制選項等參數，還有一些選項需要通過二級對話框進行參數的設置。具體有以下幾方面：
1、加工對象的定義：選擇加工幾何體、檢查幾何體、毛坯幾何體、邊界幾何體、區域幾何體、底面幾何體等。
2、加工參數的設置：包括走刀方式的設定，切削行距、切深的設置，加工余量的設置，進退刀方式設置等。
3、工藝參數設置：包括角控制、避讓控制、機床控制、進給率設定等。
圖 6 切削步進參數設置
變螺距螺旋槽加工中進給和速度參數設置如下：
圖7 非切削移動參數設定
選擇側曲面作為應用驅動幾何體，指定驅動幾何體，選擇變螺距螺旋槽側壁軸面圓柱面為限制面，指定切削區域，加工起點和終點如下圖設置：
圖 8 曲面加工起點設定
加工投影矢量設置為“刀軸”， 刀軸設置為“遠離直線” 點擊編輯參數點和矢量，見下圖：
圖 9 刀軸控制設定
（二）加工刀路的生成。經過這些設置后，生成刀軌如下圖：
圖10 刀路軌跡
（三）另一側面的變螺距螺旋壁曲面加工。通過UG/WAVE模塊的曲面復制方法，復制修改驅動幾何體。如圖11和圖12：
圖11 UG/WAVE模塊的曲面復制
圖 12 另一側變螺距螺旋壁
再生成另一側的刀軌，如圖12通過“后處理”命令，選擇與機床相應的處理器，即可生成G代碼。使用四軸加工，通過工作臺A軸的旋轉，刀路可以順利生成。
圖13 另一側變螺距螺旋壁
四、后處理及四軸加工程序生成
四軸機床比三軸機床多了旋轉軸，因此四軸機床的加工坐標系是四維坐標系。產生四軸加工程序需要使用UG/Post
Builder為四軸機床建造一個后處理，在完成了機床的控制系統種類選擇后，根據變螺距螺旋槽加工需要分析機床結構，變螺距螺旋槽建模成型時的旋轉軸為Y軸，其旋轉平面為ZX平面;在如圖14和15頁面中，設定第四軸選擇平面設為ZX，轉軸字頭按照機床系統設為A，公差為0.001，最小旋轉角度為0.001，最大角度進給為1500，轉軸方向為Normal-符合左手定則，轉軸行程限制可設為-9999-9999;其余參數保持原有的三軸加工機床默認值，不作修改。
（一）UG/CAM 后置處理原理圖
（二）UG/CAM作后置處理的方法。（1）在 Manufacturing
Operation Manager里 通過 Export生成 CLSF 文件。（2）Tool
Box CLSF 進入 CSLF Manager。（3）選 Postprocess 進入數控后處理菜單 NC Postprocessing。（4）指定機床數據文件 MDFA
Specify。（5）設置 NC Output 成為 File 。（6）指定 輸出的NC文件名 Output File。（7）Postprocess后處理，生成 NC 代碼 *.
Ptp 文件。
（三）設置與四軸機床數據匹配的MDFA文件
圖14 建立四軸后處理
圖15 機床第四軸參數
至此四軸機床的后處理參數設定已經基本完成，保存并使用這個后處理，那么生成的NC程序只需修該程序頭的格式就可以在機床上使用了。因此，充分地利用好UG軟件的可變輪廓銑削方法可以快捷地加工變螺距螺旋槽，迅速準確完成變距螺旋槽零件的加工。
五、結束語
本文通過利用UG軟件對變螺距螺旋槽的建模，運用仿真加工，結合四軸機床的后處理參數完成加工。在實際應用中，可以縮減程序編制與調試的時間，降低生產成本，還可以節省加工設備和現實資源的消耗，對企業有較好的借鑒意義。
參考文獻：
[1]王秋鵬;UG技術在數控編程中的運用[J];電子設計工程;2012年20期
1 教改的目的
通過本課程的學習，要求使學生了解并掌握UG應用軟件的一般繪圖方法；了解并熟悉UG應用軟件在實際加工中的應用領域；從數控專業的加工方面對UG應用軟件的造型和加工方面生成數控加工程序角度，使用數控編程仿真軟件。
2 背景分析
2.1課程的特點
本課程是一門理論與實踐性都比較強的學科，具有以下三方面的特點：
2.1.1理論性。本課程通過對數控加工基礎知識的掌握，進一步了解UG應用軟件軟件在數控加工方面的所涵蓋的理論知識。
2.1.2實踐性。本課程是一門實踐性極強的課程，注重實踐、參與實踐，是學好這門課的關鍵。這就要求學生在掌握教材基本理論的前提下，多在數控加工方面分析數控加工和數控編程與數控仿真軟件之間的關系，在軟件中造型并仿真加工和運用軟件生成的程序在實際加工中的差別，通過理論結合實際掌握軟件和實際加工區別并更深入的掌握實際數控加工的知識。
2.1.3綜合性應用性。本課程是一門綜合運用教學理論和教學實踐的應用課程，它涉及的知識包括《數控加工工藝》、《機械制造》、《數控刀具》、《數控夾具》等多方面的知識，因此在知識方面具有綜合性的特點。開設此課的目的，是培養有素質的教師，這就要求學生結合自己的實際”邊學習邊觀察邊實踐”，把學、看、練緊密地結合起來。
2.2學習者的特點分析
《UG應用基礎》是機電學院數控技術專業的必修課程，其學生主要在數控專業并且大多數都從事數控崗位為主。
從學習對象看，主要是學生的數控知識掌握的不夠扎實，學習本軟件只是將一些基本的參數進行修改，不能將生成的程序用作真實的數控加工。
從學習內容的選擇和指向來看，追求學以致用或現學現用，多從實效出發，希望所學知識與技能對提高自己的本職工作有直接的作用。因此，希望所學內容有實用性，教學內容的編排便于自學。
2.3教學環境分析
2.3.1學習環境分析
《UG應用基礎》在教學過程中完全由學校提供相應的機房安裝相關的軟件，保證每個學生一臺機器，并且學習的過程中教師將學生分成幾個小組，小組之間在學習中遇到困難可以先小組討論的方法進行解決問題，如果遇到難點可以與教師進行交流使得問題得到解決。
2.3.2師生的角色分析。
由于學生長期以來早已習慣被動式的接受式教學，自主學習能力較差，因此多數學生表現為被動接收型，與之對應教師就應是傳授型。通過教學，我們不僅要傳授給學生知識，還需培養學生相應的能力，因此，在教學中應逐漸讓學生具有發現型的特點，與之對應教育應具有指導型的特點。
2.3.3課程的資源配置情況及學習資源
目前該門課程所擁有的資源有以下幾類：
(1)文字媒體
文字主教材：教學的主要媒體，攜載最重要、最基本的教學內容，供日常教學使用。本課程采用本課程的主教材為教科書，采用呂修海主編，《cAD／CAM應用基礎-UG應用軟件2006》。本教材通過結合實際生產抽取出來的典型的圖形讓學生進行練習。
(2)其它網絡資源
實施方案：實施方案提供教學目的和要求、教學進度等其他詳細信息，幫助教師進行教學安排。
教學大綱：教學大綱提供課程的教學目標和總體要求，供教師明確教學目標時參考，也可供學生在確立自主學習目標，加深對課程理解時參考。
教學輔導：對課程重要內容進行輔導，幫助學生理解消化教材內容，并幫助學生拓寬視野。
平時作業及自檢自測：為學生提供部分練習，加深學生對教材內容的理解，同時便于學生檢測學習效果，也可由教師在進行教學監控時使用。
2.3.4教學組織
(1)教學組織形式
在教學組織形式上，機電學院主要采取以個別化、學習小組活動的方式為主，其他教學組織形式為輔的多樣化的教學組織形式，既保證自主學習的靈活性，又發揮協作學習的作用。
(2)自主學習方法的支持
機電學院在教學中，不僅重視對學生學習內容上困難的支持，尤其注重對學生自主學習方法和學習策略上的支持。在新生入校之時，教學管理人員就會對學生進行學習計劃的指導，根據每個學生的具體情況和學校教學的安排，指導學生制訂一個切實可行的適合于自己的學習計劃，使學生一開始就有明確的方向。在具體的學習方法指導上，學校從各高等院校中聘請專家教授為學生進行關于學習方法的講座。在學習過程中，學校還經常組織學生通過多種渠道進行學習方法的交流，相互借鑒，共同促進。
(3)學習動機的支持
機電學院在激發學生學習動機方面主要從兩方面入手，一方面是通過外在因素激發學生的學習動機。另一方面，學校通過教學管理人員隨時注意學生的思想狀況，以和學生交流談心的方式，幫助學生解決實際的困難，使學生樹立信心。同時，我們還通過一些教學水平較高的教師在教學過程中貫穿情感因素，以情動人，激發學生對學科內容的興趣，促使學生自主探索。
3 模式框架
綜合該課程的特點，學習者和學習環境特征，結合課程的教學目標，現擬出課程教學模式的框架
本課程按分層疊進式教學：第一層次一知識的認知性教學，第二層次一知識轉化為能力的教學，第三層次一知識的轉化實踐的教學。
4 教學過程一體化設計
4.1教學組織形式：
導學+自主學習+集中輔導+學習小組+成果展示。
基本原理以自主學習、集中輔導為主，發展性問題以討論的方式為主，現實問題以實際操作的形式為主。
4.2教學方法：
結合課程內容采用自學教材、查閱資料(包括看光盤、雜志、上網查學習資源)、啟發式、案例式教學、討論式、實際操作等。
4.3教學內容的改革：
在教學過程中，注重理論學習與學生工作實踐相結合。
4.4教學手段：多用網上資源、多媒體資源進行教學；在課堂上或在網上開展兩次專題討論；利用答疑區和E-mail等形式解決學生學習中的各種問題。
5 課改效果評價
5.1提倡評價方式的多元化，可以指導學生開展自評和他評，小組間的評價，指導教師評價，使評價成為學校、教師、學生等多個主體共同積極參與的交互活動。學生自主學習的情況、參加小組學習的情況，參加輔導課程的情況，參加答疑的情況，都作為評價的一部分，并使學生、教師、學校參與其中。評價的情況計入本課程的形成性考核成績占20％。
5.2考試
關鍵詞：互動式；數控加工編程；三位一體
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）11-0123-02
傳統本科院校在數控機床類課程的教學中，由于各方面條件的限制，對數控編程及加工技術只是作為一個章節，對學生的實踐環節要求不高，學生對編程理論及編程方法的理解也不夠深刻，嚴重制約了學生創新思維和動手能力的提高，極大地影響了教學質量與教學效果。我院以應用型本科學生動手能力的培養為目標，積極改變傳統的教育模式，注重理論與實踐相結合，試圖探索一種適合機械設計制造及其自動化專業數控方向應用型本科教學行之有效的方法，旨在培養時展要求的創新型人才。
數控加工編程這門課程正是數控方向學生理論與實踐相結合的典范，也是我院機械設計制造及其自動化專業的一門專業主干課程。教學的目的是使學生在了解數控加工技術基本概念的基礎上，掌握數控車、銑、加工中心及線切割機床的編程和操作方法，培養學生數控刀具的選擇和數控工藝分析的能力，為后續數控系統原理及應用的學習打下良好的基礎。
互動式理論教學方式
互動式理論教學法在教學過程中應以師生之間的互相尊重為基本前提，以教學過程中的溝通交流為基本特征，以發現和解決問題為教學載體，最終達到激活學生的問題意識，在相互啟發中消除疑惑的目的。
互動式理論教學方式的實施步驟為：課前預習——拋出問題
——引導式回答——引出式講授
——間歇式發問——討論式作答
——總結陳述——課堂小結。下面以講授“數控立式加工中心鉆鏜循環”為例，進行分析。
首先，在課前預習的基礎上，拋出問題并作引導式回答。在已經對加工直線快速進給指令G00和工作進給指令G01熟知的前提下，拋出所示圖形（如圖1所示），加工圖中所示的1號、2號和3號孔。之后，可以引導學生根據圖中所示數字的順序思考作答。
得出孔系的加工路徑如下：1（G00定位1號孔）——2（G00下刀到安全高度）——3（G01切削加工）——4（加工完成，G00退回）——5（G00抬刀到2號孔安全高度）——6（G00定位2號孔）——7（G01）——8（加工完成，G00退回）——9（G00定位3號孔）——10（G00）——11（G01）——12（G04暫停，光整加工）——13（加工完成，G00退回）——14（G00返回初始點）。根據這樣的路徑，學生就可以按照比較清晰的思路用G00和G01指令不斷地切換達到加工目的。但是，這樣的加工方法對于數控系統來說讀取時間較長，加工緩慢，而且程序冗長，與數控程序簡單、明了的目的相悖。
其次，引出式講授穿插間歇發問。提醒學生回憶以往的學習內容：參照數控臥式車床編程的一種方法——固定循環指令——是不是有一種指令可以將幾個程序段合而為一呢？如果可以，怎么合？哪些路徑可以合起來？引發學生之間的討論，進而對鉆鏜固定循環指令展開詳盡的講解。
再次，討論式作答并作總結陳述。以提問的方式請學生對剛剛講述的指令對號入座：采用簡單鉆孔循環指令加工1號孔，采用深孔往復排屑鉆孔循環指令加工2號孔，采用孔底有暫停的鉆孔循環指令加工3號孔。得出的最終加工路徑：1（定位1號孔）——2——3——
4（用一個指令G81完成）——5
——6（定位2號孔）——7——8（用一個指令G73完成）——9（定位3號孔）——10——11——12
——13（用一個指令G82完成）——14（返回），使原來要用14個程序段完成的指令用5個程序段完成，大大簡化了編程。
之后還可以對本節內容進行總結陳述。這樣，學生可以很容易地理解并掌握概念，同時也可以體會到同一個表面的加工可以通過不同的方式得到，但是考慮到現代加工的經濟性問題，則必須選擇一種最方便快速的方式。
目標式課后實驗
每一種類型的機床編程方法講述結束之后，都會安排3個課時的機床實驗環節，讓學生有針對性地對課堂所學的編程方法作更進一步的理解和掌握。仍然以圖1所示的零件為例來簡要說明實驗過程。
在實驗時，先將學生分成3～4人一組，每組學生拿到的只是一個長方體的毛坯零件。學生拿到毛坯件之后，可以分工合作。首先，分析零件圖紙，看清設計基準、技術要求、精度要求等內容，觀察加工對象的類型，選擇合適的機床及刀具材料與類型。同時，也要對拿到的零件毛坯的工藝性做簡單分析，確定毛坯余量是否充分及均勻，毛坯件如何定位裝夾等。
其次，要對零件做更詳盡的工藝分析。分析的內容包括工序的劃分，工步的安排，走刀路線的確定，切削參數（切削深度/寬度、切削速度Vc、進給量f）的選擇等。需將這些內容細化之后填寫數控加工的刀具卡和數控加工工序卡。
再次，在編程之前還需進行數值計算。主要根據每個工步的加工路線確定基點及坐標值，在圖樣上畫出走刀路線。然后就可以根據事先安排好的加工路線加入刀補之后進行加工。因為實驗的機床都具有刀具補償功能，此時，可以根據零件輪廓進行編程。
最后，將以上所有準備工作完成之后，就可以安裝毛坯，保證毛坯的安裝精度；安裝刀具，進行對刀操作；輸入所有的程序及刀補參數，對車床試運行加工。在粗加工時或空走刀時，盡量選擇大的切削用量和加工速度；精加工時，則選擇較高的主軸轉速和較低的進給速度，以保證加工精度。
經過一個零件完整的編程實踐，可以讓學生深刻地體會到編程不僅僅包括程序編制，編程之前的工藝分析也是必不可少的重要環節。通過本課程的學習與實踐，不僅加深了學生對課程本身的認識，同時也強化了與機械制造技術基礎課程的聯系，為后續的專業課程設計奠定了實踐基礎。
拓展式實習實訓
正常的教學環節結束后，還會安排為期4周的CAD/CAM實訓，內容包括兩周的CAD/CAM軟件實訓和兩周的加工實訓。兩周的軟件實訓主要運用UG進行三維造型設計，通過UG軟件的CAM功能，按照圖2所示流程完成圖紙的仿真模擬，可以根據模擬結果修改加工參數。兩周的加工實訓則是對實驗的補充，可以滿足每名學生都能上機操作的要求。同時，進行宇龍仿真軟件的實訓，將數控車、銑、加工中心等機床的實際加工操作，以虛擬的方式展現出來，使學生真正實現仿真與實操的結合，能更加深刻地理解先進制造技術的概念。另外，課余時間，我院還鼓勵學生參加數控中級、高級培訓，為學生的就業添磚加瓦。目前，我院機械系2010、2011兩級學生已完成了數控中級工的培訓和考核，部分學生已順利拿到了數控中級工證書。
結語
教學、實驗、實訓三位為一體的人才培養模式，可以構成一個相互交叉、相互融合、相互滲透的有機整體，有效提高了學生的學習興趣，學生愿意主動去操作、去練習。輔助的考級考證培訓也大大提高了學生對數控機床操作的積極性，為應用型本科人才的培養做出了很好的實踐。由于此類課程的專業性，講述內容相對枯燥，需要我們在教學過程中不斷搜集相關的多媒體教學資源，使學生更形象地接受所學內容。另外，在有條件的情況下，不應該只重視編程能力的培養，在對內容熟練掌握的前提下，應自行設計伺服系統，并在普通機床上進行數控化改造。
參考文獻：
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[3]王繼煥，徐偉民.機械基礎課程群多維誘導教學模式的研究與實踐[C].機械類課程報告論壇2009論文集，2009.
[4]張偉，陳俊華，等.數控機床操作與編程實踐教程[M].杭州：浙江大學出版社，2007.
【關鍵詞】課程內容 國家職業標準 教學改革 UG
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）12-0229-02
采用CAD的目的是提高設計質量和效率、降低設計成本、提高設計管理水平等。人在設計零件時的原始沖動是三維的， 因而只有三維設計才是真正意義的CAD。創建三維參數化零件模型，不僅僅是為了造型，正確的模型應當為以后的許多使用準備好充分的數據和參數驅動的可能，如：設計的修改和調整、虛擬裝配、力學分析、運動分析、數控加工等，必須有許多相關知識的協助才能完成。[1]三維CAD設計和數字化制造技術越來越多地在企業得到應用。培養學生的三維實體建模能力，是數字化設計和生產對教育提出的要求。[2]我國高等院校普遍開設《機械CAD》教學已有近二十年的歷史，已逐漸發展成為一門操作技能型的必修課。[3]盡管到目前為止，該課程的名稱尚未統一，授課所采用的三維軟件也不盡相同，但所講授的內容基本一致。三維軟件已經發展成為一個龐大的集成系統，其各項功能還在不斷完善中，教學中不可能面面俱到，只能根據需要選用合適的教學內容。[4]我院自2005年起開設《三維設計（UG）》，選用UG軟件作為講授對象，講授內容主要為“用戶界面與基本操作”、“草圖設計”、“特征建模”、“基準平面和基準軸”、“體素建模和布爾操作”、“空間曲線”、“曲面設計”、“零件虛擬裝配”及“工程圖繪制”等，一般設置52學時（28學時講授，24學時上機）另加一周實習。
目前，高職院校軟件應用課程（繪圖設計）教學側重于軟件各個命令的使用方法的講解，割裂了知識技能與實際工作應用，學生學習效果差。[5]高等職業教育是以就業為導向培養生產一線的高技能人才，而職業標準是對從業人員的工作能力水平的規范性要求，因此2010年教育部副部長魯昕提出了專業課程內容要與職業標準對接。[6]本文就探討《三維設計（UG）》課程內容與職業標準對接的教學改革情況。
1.與《三維設計（UG）》相關的職業標準對三維設計技能的要求
目前，我國有國家職業標準641個。國家職業標準對從事或準備從事本職業的人員需進行職業資格鑒定，對職業資格等級共劃分為五級，分別對應為初級（五級）、中級（四級）、高級（三級）、技師（二級）與高級技師（一級），并制定有不同的工作能力要求。高等職業教育專科層次對應著高級工。[7]與我院開設《三維設計（UG）》課程的四個專業相關的職業標準有20多個，其中涉及三維設計技能的職業標準有4個：數控銑工、加工中心操作工、數控程序員、模具設計師，對照這4個職業標準中高級（三級）層次對三維設計技能的要求，可以歸納出在職業崗位中所要求的三維設計技能為：模型數據交換、草圖繪制、三維零件建模、曲面造型、數控車編程、數控銑編程、程序生成與傳輸、強度分析及裝配建模，如圖1所示。
2.《三維設計（UG）》課程與職業標準對接的內容
為使人才培養更符合社會需求，在堅持教學大綱內容的同時，應根據國家職業標準鑒定文件要求，調整課程的理論、實踐教學內容，使《三維設計（UG）》課程教學內容與國家職業標準的對接起來。但是，高職教育是一種學歷教育，其課程結構必須遵循教育教學的規律，應注重知識的遷移和生長，注重學生學習能力的培養，保證學生職業生涯的可持續性。而國家職業標準屬于工作標準，是國家對相關職業從業人員工作能力的規范性要求。[8]因而，在將課教學內容與國家職業標準對接時，要堅持原來的課程內容體系，對授課知識點和案例做恰當調整。對知識點的選取，應把職業標準對三維設計技能要求的知識點加入到課程教學內容中來，弱化職業崗位技能要求中未提及的知識點；對教學案例的選取，要刪減原來使用的與實際工作應用脫節的或者對知識點技能點解釋比較冗長的案例，增加職業技能鑒定國家題庫中關于數控銑工、加工中心操作工、數控程序員、模具設計師的技能題中適合的例子，另外加入三維軟件原廠培訓和國家信息化培訓中心培訓試題中適合的例子，對接后課程知識點和授課案例的調整情況如圖2所示。
3.課程內容與職業標準對接后的課程教學
《三維設計（UG）》課程屬于技能操作型的課程，要強化教師直觀演示和學生反復操作練習來實現學生對三維設計技能的掌握，進行課程內容與職業標準的改革是為教學效果更符合工作中的實際應用，因而，在原來的教學設計中要更多地引入企業生產中應用三維設計的情境，形成根據教學內容來選用不同教學方法的多種教學方法協調使用的教學過程。在理論教學部分，采用講授法，讓學生領會“為什么是這樣”、“為什么要這樣操作”；在技能操作部分，先采用演示教學法，基于三維CAD軟件的演示教學法[9]即教師借助多媒體把一些具體例子通過簡單明了的演示方法展示給學生，從而實現簡明化、形象化教學，讓學生學會基本掌握各命令的使用和建模思路，然后采用“練、學、練”案例操練法，根據給出的例子，學生先自己操作，遇到問題時請老師進行指導，再由學生自己操作完成整個例子的建模，讓學生在操作中強化對相應命令有機組合地并靈活熟練地運用；在整周實習時，采用項目式教學，項目教學法[10]是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，一周的實習內容分為幾個項目，其中稍大些的項目還可以分為幾個小項目，師生共同參與，以學生為主體來完成這些項目，這些項目都是選自職業技能鑒定國家題庫中的或企業生產中的典型的例子，并設置企業設計制造產品的情境，讓學生在模擬生產應用的情境下完成項目。《三維設計（UG）》課程中所采用的教學方法如圖3所示。
4.課程內容與職業標準對接后的課程考核
在《三維設計（UG）》的課程內容和教學方法做了調整以后，對該課程的考核辦法也進行了調整，力求課程考試對學生三維設計技能考核與企業工作實際中對這些技能要求的評價效果一致。首先，將學生的該課程總評成績構成調整為：平時表現（10%）+課堂操作（20%）+課程實習（20%）+考試成績（50%），實現過程考核與結果考核相結合，更全面、客觀地評價學生的三維設計能力；其次，由教研室與國家信息化培訓中心以及UG軟件原廠培訓中心聯系，將課程考試的內容與培訓考證的試題內容作對接調整，學生只參加一次課程考試，只要考試成績達到培訓中心要求的就有資格獲得相應資格證書，實現課程考核與職業資格考證的對接。
5.結論
堅持“以服務為宗旨，以就業為導向”，對《三維設計（UG）》進行課程內容與職業標準對接的改革，符合高職教育培養高技能型人才的要求，并已經取得一定的效果，我系10級開設《三維設計（UG）》課程的班級中，有70%以上學生取得由國家信息化培訓中心或UG原廠培訓中心頒發的UG（中級）證書、并有9位同學在全國三維數字化設計大賽（江蘇賽區）獲得一等獎和二等獎、同學們在加工中心（高級）技能考證中零件三維設計部分都做得比較好，另外，在頂崗實習中，多個用人單位反映學生的三維設計技能掌握較好。
參考文獻：
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在制造業非常發達的華南（以珠三角地區為代表）和（以江浙地區為代表），各類CAD\CAM軟件的應用由來已久，而且非常廣泛和成熟，即使在那些只有1～2部數控銑床或加工中心的“路邊加工店”里，也隨處可見Mastercam、 UG、 PRO\E、Cimatron、Powermill、Surfcam等世界知名CAD\CAM軟件的身影。到目前為止，各類CAD\CAM軟件應用日趨普及，特別是數控三維曲面加工，使手工編程幾乎已沒有用武之地。
但是必須強調的是，手工編程是根本，是基礎，各種疑難雜癥的解決往往還要利用手工編程；再者，學習手工編程有利于進一步完善數控程序，所以在學校中教學手工編程有著極其重要的意義，特別是“模塊式”課程教學手工程序。
另外，當一些中小型認為使用正版CAD\CAM軟件成本過高時，手工編程（更高層次的變量編程，即宏程序的運用）就會顯示其使用價值。
因此手工編程在教學和生產中仍具有極其重要的地位。
筆者根據多年的數控生產實踐經驗和教學實踐，提出采用主程序調用子程序的編程方案，編寫結構化數控程序，有效地改善數控程序的可讀性與安全性，給教學和生產帶來了安全與便利。
二、用主程序調用子程序編程方案的優點
GSL990M銑床數控系統中，在主程序中用M98指令調用子程序，而在子程序中用M99指令返回主程序。采用主程序調用子程序進行編程有兩大用途，一是把需要重復使用的邊界程序段編寫成子程序，避免了程序編寫重復，使程序簡潔；二是把需要重復實現的功能用子程序來完成，使程序清晰易讀。陣列孔加工程序采用子程序結構，充分說明了以上第一用途；多工序加工中，系列輔助功能（如換刀、刀具長度補償等）采用子程序結構，說明了以上第二個用途。
三、兩個重要子程序
多工序加工中無原則經常換刀，換刀后在刀具接近工件的過程中，又需建立刀具的長度補償。如果將這兩項功能編寫成兩個子程序，將使主程序結構清晰、易變，而且不容易出錯。下面介紹兩個子程序。
1.換刀子程序
O5555；
N0001 G80G40M09；撤消固定循環、撤消半徑補償、
關冷卻液
N0002 G91G28Z0M05；通過當前點返回參考點、主軸
停轉
N0003 G49；刀具長度偏移注銷
N0004 M06；換刀準備，具體調用的刀具號由主程序
指定
N0005 M99；返回主程序
由此可見，換刀子程序除實現換刀功能外，還撤銷了固定循環、刀具半徑補償、刀具長度補償，實現關冷卻液、停止主軸旋轉功能，使系統基本復原到初始狀態，起到防止誤操作的作用，提高了程序的安全性。
2.刀具接近子程序
O5554；
N0001 G90G00X0Y0；檢驗X、Y坐標原點是否正確
N0002 M03；主軸正轉，具體轉速由主程序指定
N0003 G43G00Z100；建立刀具長度補償，并移動到
Z＝100mm的位置，具體補償參數
由主程序指定
N0004 M07；開冷卻液
N0005 M99；返回主程序
刀具接近子程序建立了刀具的長度補償，并且使刀具到坐標點（0，0，100）的位置，起到了檢查工件坐標系（WCS）原點是否正確的作用，提高了程序運行的安全性。
四、數控加工中工序概念的定義
為了說明多工序加工數控編程，需對數控加工中的工序概念進行重新定義。傳統機械加工中的工序概念，以兩個方面區分工序，一是工序過程是否連續完成；二是工作場地是否發生變化。顯然，這種傳統的工序定義在數控加工中已不適用，應對數控加工工序提出新的定義。
數控加工以是否更換加工程序來區分工序，更符合數控加工的實際情況。進一步說，數控加工工序是指工件的一次安裝中，使用同一把刀具、同一工藝參數和同一數控加工程序對工件進行加工，所連續完成的那一部分工藝過程。
基于以上數控加工工序的定義，數控加工工藝過程卡包括：工序號、工序名稱（應說明加工部位、加工性質、加工階段）、刀具、安裝方案和有關工藝裝備、工藝參數、數控程序號、加工區域簡圖等內容。反之，數控加工工序過程卡也正好明確了數控加工工序的概念。
五、多工序加工中采用的主程序結構
在建立數控加工工序概念的基礎上，通過調用兩個重要子程序，可以對多工序數控加工編寫出結構性、可讀性好的主程序。
假如要完成兩道工序的數控加工，這兩道工序分別使用說明01＃、02＃刀具，長度補償值分別存放在H01、H02內存單元，轉速分別為1000r／min、1200r／min，加工子程序號為O1000、O2000。以此說明主程序編寫結構。
O0001；
N0001 G54；建立工件坐標系
N0002 T01M98P5555；換01＃刀具
N0003 S1000H01M98P5554；01＃刀具定位到坐標點
（0，0，100）
N0004 M98P1000；調用第一道工序的加工程序；
以上程序完成第一工序的加工
N0005 T02M98P5555；
N0006 S1200H02M98P5554；
N0007 M98P2000；調用第二道工序的加工程序；
以上程序完成第二道工序的加工
N0008 T02M98P5555；
N0009 M30
可見，多道工序的數控加工程序可依次編寫。此主程序結構簡單、編寫容易、程序易讀，由于在每道工序加工中不必考慮刀具長度補償的建立與撤消，程序運行的安全性好，而且編程人員可以集中編寫每道工序的加工子程序。
對于每道工序的加工子程序，編寫人員只要從坐標點（0，0，100）開始編寫，不必考慮刀具長度補償以及開關指令（換刀、主軸啟動／停止、冷卻液開／關）等，只要考慮快速移動（G00）、切削加工（G01、G02）、指定進給速度（F指令）、刀具半徑補償（G41、G42、G40）和固定循環等指令。
【文章編號】0450-9889（2017）05C-0068-02
??驗教學是高等教育中的一個重要環節，尤其是對于材料成型與控制工程這類具有很強實踐性的工科專業來說。作為材料成型與控制工程專業的一門主要課程，材料成型CAD/CAE/CAM課程主要培養學生掌握材料成型中的產品三維造型、材料成型的計算機輔助設計、成型過程的計算機模擬、數控加工等現代化的成型技術和方法，其實驗教學在學生綜合能力培養及前沿應用軟件及技術的掌握方面起著舉足輕重的作用。但由于該課程涉及的知識面廣，對數學、力學、機構學等方面的理論知識要求較高，而且該課程一般安排在第五學期進行授課，部分理論知識對本科生來說還很抽象和深奧；同時，在前期的學習階段，學生對機械加工、工藝編排等實踐操作知識也掌握很少，因而傳統教學方法的教學效果不佳，尤其是學生無法將相關的理論知識和操作技能進行有效的融會貫通。因此，探討該課程的新的教學方法顯得尤為重要。
一、材料成型CAD/CAE/CAM實驗教學中任務驅動教學法的優勢
材料成型CAD/CAE/CAM課程涉及材料成型工藝學、工程力學、計算機模擬、機械加工工藝等理論知識，以及三維造型、計算機仿真、數控加工編程、有限元分析等實際操作技能。可見，該課程內容寬泛、理論性強，對實踐操作能力的要求較高。材料成型CAD/CAE/CAM課程的教學要求為：根據相關的設計理論知識，熟練運用UG軟件，對中等復雜程度的塑料、五金等產品的成型過程及其成型設備，熟練進行運動仿真、有限元分析、成型過程模擬、數控編程加工等操作。
材料成型行業由于其理論性和工程實踐性都較強，對于沒有生產經驗的本科生來說，難以有效地將相關理論知識運用在實際的設計過程和生產過程中，這是導致學生就業能力差的主要原因之一。傳統的教學模式是圍繞教師展開的，以教師講授為主、學生學習和練習為輔，這種教學模式一般是針對以理論知識為主的課程而設計的。而材料成型CAD/CAE/CAM課程以教授UG軟件的操作技能為主，以講解材料成型的優化設計和加工的理論知識為輔。可見，傳統的教學模式并不適應該課程的實驗教學。因此，探討新的教學方法是非常重要的。
根據多年以來的實際教學經驗總結，并結合具體的課程要求和實際情況，本文提出采用基于任務驅動的教學法來進行材料成型CAD/CAE/CAM的實驗教學。任務驅動教學法最初出現形式是德國工科院校的“雙元制”教學模式的行動導向教學方法。與我國的教學情況不同，德國的工科院校同時兼具職業教育的功能，對學生同時教授理論知識和操作技能，培養目標是高級工程師。為了適應智能制造的需要，我國當前的工科教學改革目標也逐漸向這個方向靠攏。
一般來說，任務驅動教學模式是一種探究式的教學方法，主要以適當的實際項目例子為先導，將相關教學內容設計為不同的任務，并將其作為驅動，通過引導和幫助學生解決對應的任務，同時培養學生用理論分析問題和實際解決問題的能力，從而在完成相關任務過程中同時掌握理論知識和操作技能。此外，通過正確的引導和分組教學，還能培養學生發現問題、抽象總結和團隊合作等能力。
二、材料成型CAD/CAE/CAM實驗教學中任務驅動教學法的具體應用
（一）實驗教學任務的設計
根據教學大綱，材料成型CAD/CAE/CAM課程的培養目標是：培養并行設計的思想，在成型產品定型生產之前，運用高性能的計算機和相關軟件，對材料成型的全過程進行模擬和分析，并根據分析結果不斷進行優化和改進，確定最優的成型加工過程，從而大大縮短設計過程和提高設計效率，并預先解決實際生產中可能出現的各種缺陷和難題。實驗教學的任務是：學生熟練運用UG軟件，對塑料制件、五金制品、鋁合金產品的成型過程進行優化設計和模擬，確定合理的成型方案。本文主要以塑料制件為例來進行闡述，其他類型產品的教學過程類似。
根據實際生產過程，首先確定塑料制件的成型過程主要包括：產品設計、成型性能分析、注射模具設計、零件加工、模具裝配、注塑生產。于是，可以將教學任務劃分為6個任務，分別涉及和覆蓋不同的知識點。任務1：利用UG軟件的三維造型功能，完成產品設計的任務。這主要涉及力學分析、曲面設計等課程的理論知識。任務2：利用UG軟件的有限元分析功能，完成成型性能分析的任務。這主要涉及熱力學分析、塑料成型工藝等課程的理論知識。任務3：利用UG軟件的三維造型功能，完成注射模具設計的任務。這主要涉及塑料模具設計、機械設計等課程的理論知識。任務4：利用UG軟件的數控編程功能，完成零件加工的任務。這主要涉及模具制造工藝、機械制造基礎、數控機床等課程的理論知識。任務5：利用UG軟件的三維裝配功能，完成模具裝配的任務。這主要涉及機械制造基礎、公差與互換性等課程的理論知識。任務6：利用UG軟件的運動仿真功能，完成注塑生產的任務。這主要涉及成型設備與操作、生產管理等課程的理論知識。
以上劃分的6個教學任務，完全覆蓋了塑料制件注射成型的全過程，同時也涉及材料成型與控制工程專業大部分專業基礎課程的理論知識。通過操作演示、分組討論、講解輔導等方式，幫助和引導學生在計算機上獨立完成對應的實驗操作，并要求學生正確撰寫實驗報告，讓學生在熟練掌握UG軟件操作技能的基礎上，將理論知識融會貫通并應用于實際設計和生產過程。而且，通過上述的實驗教學過程，培養學生學會分析問題、解決問題以及實際操作的能力，能夠同時具備熟練的操作技能和扎實的理論基礎，真正適應社會和科技發展需要。
（二）任務驅動教學法的實施過程
任務驅動教學法是圍繞實際任務而展開的，以學生的實際練習和討論為主，教師主要擔當組織和引導工作。主要實施過程為：
第一，為了滿足相關教學的要求，配備有高性能計算機（i5-6500的CPU、8G內存、專業繪圖顯卡）的實驗室，并安裝UG8.5、Office2010、AutoCAD2010等?件。每一位學生都有一臺單獨的計算機，可以獨自進行相關的操作；并與教師計算機構成一個主從局域網絡，以便教師進行講解和輔導，以及進行分組討論和操作演示。
第二，合理選擇實際塑料制件。選擇復雜程度適宜的制件是執行本教學法的關鍵因素之一，合理的制件使得教學過程可以涉及預期的理論知識和操作技能，并控制教學進度。實際教學中，選擇中等復雜程度的制件：具有多個不同類型的形體結構或簡單曲面，具備側抽芯的結構。為了避免學生抄襲，應確保每個學生的制件都是不同的；同時，為了培養學生的團隊合作和溝通協調能力，同組學生的制件也不能差別過大。因此，在實際教學中，同組學生一般選擇同系列或相近規格的產品，不同組之間的產品具有較大的差別。
第三，在每個任務開始之前，集中向學生講授或復習所涉及理論知識。一般來說，理論教學所占用時間較少，只需學生能夠正確地找到相關知識即可，具體的學習過程需要學生獨立完成。此外，還需要講授相關的UG軟件的操作命令、操作過程、注意事項等技能，從而使得學生具備獨立完成教學任務的實際操作能力。
第四，在理論教學之后，要求學生獨立進行任務操作；同時，以小組為單位進行討論。對于在完成任務過程中出現的問題，首先要求學生自行解決，其次要求在小組內解決，最后才通過教師進行解答。這種方式可以培養學生正確的設計習慣、更快的學習速度、更良好的發現和解決問題的能力。在教學過程中，通常是完成一個任務之后，再進入下一個任務。
第五，教師根據在實際教學過程中和巡視過程中發現的問題進行集中總結和分析，指出解決方法和途徑，并要求學生在課后進行充分的練習。同時，還需要設定和把握好任務進度，對于完成任務較快的學生，可以額外增加一些更深層次的子任務或要求。最后，在每個任務完成之后，進行講評和成績判斷，并指出存在的問題。
三、材料成型CAD/CAE/CAM實驗教學中任務驅動教學法的實施效果
為了驗證所提出實驗教學方案的效果，筆者在某校三屆學生的材料成型CAD/CAE/CAM課程教學中實施了任務驅動教學法，取得了良好的效果：
首先，該方案能夠進行實際的設計操作，教學過程不再是枯燥的理論講解和簡單的演示，有效地提高了學生的學習興趣。
其次，該方法圍繞實際產品的真實設計過程而展開，并且通過學生獨立完成相關任務，使得學生能夠將理論知識和實際操作融會貫通，有效地提高了發現問題、解決問題的能力。由于在教學中接觸到真實的材料成型設計過程，學生在第四學年的工作面試的成功率較高，而且還能在畢業后更好、更快地適應新工作。此外，該方案還提高了學生的團隊合作和分工協作能力，這對學生將來的工作是很有幫助的。
關鍵詞：模具；數控加工；應用
實例受“上海華同環保包裝制品公司”委托，利用學校的現有資源完成了一套紙質內包裝盒模具的數控加工，包括吸漿模、整形凸模、整形凹模及環保標志壓模等。該包裝盒作為咖啡杯的內包裝，一盒兩個，主要功能是提供內裝物的固定和緩沖，以防止在運輸途中受到沖撞和震動，并能回復到原來的形狀以提供進一步的緩沖作用；產品材質為紙，采用紙漿模塑工藝制成，具有質輕、緩沖、阻燃、防潮、防靜電、吸附性好、廢棄物可降解、且可堆疊存放、大大減少運輸存放空間等特點[1]。
1模具加工過程簡述-以整形凸模加工為例
本例模具加工的基本過程是，先由石膏進行機加工得到鑄造凹模，再經鑄造獲得整形凸模的毛坯，最后再通過機加工完成整形凸模加工的方法。在加工時，編程采用CAD/CAM軟件，且模具的CAD造型依靠SolidWorks完成，CAM過程采用了加工編程功能強大UGII軟件。由于模具上含有圓角等曲面，因此在普通機床上進行加工是比較困難的[1]，結合我校的具體情況以及具體工藝參數，最終選用FANUC—0I數控銑床加工用于鑄造的石膏凹模與整形凸模。1.1整形凸模CAM加工過程1）CAVITYMILLD101.2Depth由于毛坯是鑄件，因此采用設置BlankDistance的方法，生成的加工刀路軌跡如圖1所示。2）CAVITYMILLD6R2粗加工后，可以采用參考刀具的方法（ReferenceTool：D10）進行精加工，生成的精加工刀路軌跡如圖2所示，生成的平面刀路軌跡如圖3所示。圖2精加工鑄件加工刀路軌跡圖3平面加工刀路軌跡3）ZLEVELPROFILED4R1加工中采用了D4R1進行刀補加工，加工時選擇局部曲面。生成的刀路軌跡如圖4所示，CAM加工完成后的模型，如圖5所示。1.2關于精加工時包裝盒精度的控制問題在精加工包裝盒時，刀具吃刀量的選擇與表面粗糙度有關[2]，在CAM軟件中一般提供了兩種參數控制表面粗糙度的方法，即：步距寬度（Stepover）和殘留高度(Scal-lop)。在加工中，當采用步距寬度控制表面粗糙度時，步距寬度值越小，表面粗糙度值也越小，但加工路徑和加工時間將會大大延長，因此步距寬度值大小不宜設置得太低；所謂殘留高度[3]，是指數控加工中相鄰刀軌之間所殘留的未加工區域的高度情況，它的數值大小決定了加工表面的粗糙度情況，同時也決定了后續的拋光工作量的大小。因此，殘留高度是評價加工質量的一個重要指標。對于曲面加工而言，多數情況下在曲面的不同區域有著不同的傾角，從而造成同樣的行距下殘留高度不同的情況。當采用殘留高度指標來控制表面粗糙度情況時，步距寬度也將會根據工件的形狀來自動進行調整[4]。殘留高度和步距寬度的關系為：銑削平面時，H=R—R2-（L/2）2姨銑削斜面時，H′=R—R2-（L/2simθ）2姨可見相同的行距下，銑削斜面時的殘留高度H′大于銑削平面時的殘留高度H。同理，對于整形凹模、吸漿模、環保標志壓模的加工方法同上，在此不再贅述。
2數控加工中出現的問題與對策
2.1采用IGES標準進行模型數據轉換時發生的問題由于模具的CAD造型是由SolidWorks完成的，而CAM采用UGII軟件，因此需要進行數據交換[5-6]，具體方法為：由SolidWorks完成CAD造型后，通過數據輸出接口，把造型文件按該軟件提供的標準數據格式IGES進行保存；然后由UGII軟件通過數據輸入接口，選擇相應的標準數據格式IGES讀入造型文件[7]。目前，在微機以及工作站上用作數據交換的圖形文件，其標準主要為：AutoCAD系統中的DXF(DataExchangeFile)，美國國家標準IGES(InitialGraphicsExchangeSpecification)以及國際標準STEP(StandardfortheExchangeofProductmodeldata)。其中數據交換標準IGES在我國也作為國家推薦標準。然而，由于不同的軟件之間在具體的造型方法、過程及支持的交換標準程度有所差異，雖然在輸出、輸入采用了同一標準但在轉換過程中，也出現了一些問題，如丟失部分數據及產生異常實體等[7]。當出現這些情況時，就需要在CAM軟件中利用其CAD功能對模型進行一些修正，以保證模型數據的完整和模型特征的不丟失；或者CAD軟件在按標準數據格式IGES進行輸出保存時，使用更高的版本，有時也是解決問題的一種途徑。2.2加工中發生的過切問題1）在采用D6R2（CavityREFD10方法）加工整形凹模的過程中，側壁處發生了過切，這種現象在軟件模擬加工時無法觀察到，但在實際加工中又無法避免，因此必須引起足夠的重視，以免造成嚴重后果[4]。特別是對于一些重要產品，正式加工前最好采用其他材料進行試切削。這也說明過分依賴與相信CAM軟件的強大功能，有時會出大問題的。2）在本實例中出現的過切原因，應當是在Engage/Retract選項中，采取了previousplane跨越，故產生過切，改進方法則是要改用clearanceplane跨越。3）在制作成型模具時，采用了平底刀與圓角銑刀，由于模具四周側壁具有固定的斜角，因此如果采用一定的錐度銑刀進行加工，可以大大提高加工效率與加工質量，UGNX3.0提供了加工時可以定義圓錐形銑刀的功能，給加工帶來了諸多方便。4）在進行軟件后置處理時，為了能夠使CAM生成的程序在數控機床中順利執行，應當使用定制的后處理文件，即myfanuc0i。在UG中提供了兩種后處理方法：GPM后處理與UGPOST后處理[8]。其中用圖形后處理模塊GPM（GraphicsPostprocessorModule）做后處理的方法要預先生成CLSF（刀位源文件CutterLocationSourceFile），這是一種舊式方法，需要定制MDFA文件，相當于DOS方式下進行。新版本的UG軟件提供了一種叫作UGPOST的后處理器，不需要CLSF和MDFA，可以直接利用操作導航工具中的操作生成NC程序，后處理的定制相對方便與容易，相當于在Windows方式下進行。需要注意的是：生成myfanuc0i后，要在文件template_post.dat中加入my-fanuc0i,${UGII_CAM_POST_DIR}myfanuc0i.tcl，${UGI-I_CAM_POST_DIR}myfanuc0i.def（文件template_post.dat的目錄為:C:\ProgramFiles\UGS\NX3.0\MACH\resource\postpro-cessor）即可在后置處理時看到已經定義好的后處理文件。其中，處理后的部分程序如下：%N0010G90G17G00G54X0Y0N0020S2500M03N0030G00X7.022Y-62.091N0040G44Z5.H00107N0050Z3.N0060G01Z-.5F1000.N0070G3X1.278Y-59.09I-5.745J-3.999N0080G01X-1.222.....N0530X36.714Y18.889N0540G3X39.959Y24.498I-3.748J5.912N0550G00Z5.N0560M05N0570M30%5）在CAM程序傳輸時，程序在后置處理后，需要將得到的數控代碼傳輸到數控機床的程序存儲器中，然后去引導機床進行加工[8]。由于CAM程序的容量要比手工編程大很多，故不能采用手工輸入的方法，目前大都采用DNC，利用串口RS232接口直接進行數據傳輸，這需要數控機床開通DNC功能，同時要有專門的軟件支持或利用CAM軟件本身具備的數據傳輸功能來實現。針對沒有開通DNC功能的機床，則無法進行DNC傳輸，但可以嘗試利用串口RS232接口，實現計算機與數控機床的通訊，傳輸程序到數控機床的存儲器中，然后再進行加工，或者把程序拷貝至CF卡，利用機床CF卡接口，傳輸程序到數控機床的存儲器中。6）在石膏材料的選用時要考慮其濕度的影響。特別是在選用石膏材料加工鑄造凹模時，其濕度一定要適當。濕度太大時，加工時易斷裂，除屑不便；濕度太小時，加工時粉塵飛揚，污染較大。
3結語
-關于校企合作的思考1）要重新認識校企合作的重要性，尋找與學校現有條件相當的合作企業，大力開拓校企合作，對職業教育———不管是職前還是職后都有著非常重要的意義。2）對現有的軟硬件在某些方面進行升級與改造。服務的對象不同，要求也大不相同。傳統的學校概念，服務的對象是學生，現有的軟硬件基本符合要求；而要進行校企合作，服務的對象則變成了企業，要進行長久、有效的合作，必須對現有的軟硬件在某些方面進行升級與改造，否則達不到企業的生產要求，校企合作也只能是嘗試而已。3）由于現場問題復雜多變，與教學上出現的問題不盡相同。因此，在進行校企合作時，職業教師還要加強學習，要具備發現問題、解決問題的能力。4）在進行校企合作時，為了配合企業生產進程，職業教師還要做好長期吃苦耐勞的思想準備。
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