高職《CAD/CAM應用軟件(UG)》課程中的學科關聯

摘要:CAD/CAM應用軟件(UG)課程作為機械類專業的一門實踐類課程，與其他課程有著緊密的聯系。正確認識UG課程中的學科關聯，實現和其他專業課程及相關課程設計的縱向貫通，建立科學的、符合工程實際的教學體系，對各專業課的教學起著至關重要的作用。

關鍵詞:高職;UG;學科

Relationship on the CAD/CAM(UG) Course of the Higher Professional Education

SONG Qiao-lian

(Changzhou College of Information Technology， Changzhou 213164， China)

Abstract: The CAD/CAM(UG) is a practical course of mechanical profession. It contacts closely with other courses. We must understand exactly the relationship on the CAD/CAM(UG) course， carry out the lengthways contact between the CAD/CAM(UG) course and other professional couses or course projects. We should establish the teaching system of scientific and according with engineering practice. It is very important to learn other professional courses.

Key words: higher professional education; UG; subject

UG軟件是當今先進的、高度集成的面向制造業的CAD/CAE/CAM高端軟件之一。UG提供了一個基于過程的產品設計環境，可以快速解決產品從初始的概念設計，到產品設計、動態模擬與仿真、數字化制造等一系列問題，實現了數據的無縫集成。由于UG軟件強大的功能，使其廣泛應用于汽車、機械、飛機、造船等行業。

UG軟件主要由CAD、CAE、CAM等模塊組成。CAD模塊主要有建模子模塊、裝配子模塊、制圖子模塊等;CAE模塊主要有有限元分析子模塊、運動分析子模塊等，具有強大的工程分析能力;CAM模塊可以進行切削仿真、綜合仿真與檢查功能等。使用UG軟件可以提高設計效率，縮短設計周期，提高設計質量，將設計人員從繁瑣的工作解放出來，把精力投入到產品技術創新上。

CAD/CAM應用軟件(UG)課程是機械類專業教學中一門重要的實踐類課程，雖然單獨作為一門課程開設出來，但它和其他課程有著密切的關聯。在教學中應將UG的有關模塊與相關課程的教學和課程設計結合起來，起到輔助教學的作用，幫助學生理解和掌握專業知識。

1 與機械制圖課程的關聯

機械制圖課程是高職機械類專業的專業基礎課，學習目標是培養學生運用正投影法繪制和閱讀機械圖樣的能力。UG課程與機械制圖課程有著密切的關聯，如果學生不具備一定的讀圖能力，讀不懂零件圖，建模時就無從下手;反之，UG課程的學習有助于學生提高讀圖能力。

高職學生缺乏工程實際經驗，空間想象能力差，在學習機械制圖課程時感到比較困難。運用UG軟件的建模模塊，使學生通過不同的視角動態地、直觀地觀察實體模型的內外結構，幫助學生理解形體與三視圖之間的對應關系。運用裝配模塊可以對裝配件進行虛擬裝配，通過添加約束條件，將零部件裝配在一起，有助于學生理解裝配件的工作原理、裝配結構和各零部件之間的裝配關系，幫助學生讀懂裝配圖。通過制圖模塊可以生成符合國家標準的機械圖樣，學生可以通過制圖預設置、注釋預設置等工具進行制圖環境設置，從而了解國家標準關于機械制圖的規定，并付儲于實踐，對機械制圖課程的學習起到促進作用。

借助于UG軟件的三維可視化建模環境，建立基于三維設計的機械制圖教學體系，為機械制圖這門傳統的課程注入了新的活力，也降低了學生學習機械制圖課程的難度，提高了學生的學習興趣，發揮UG軟件輔助教學的作用。

2 與機械設計基礎課程的關聯

機械設計基礎是機械類專業的一門重要的專業基礎課，要求學生掌握基本的設計理論。傳統的教學體系以尺規繪圖為主，如課程設計環節，要求學生尺規繪制減速箱的零件圖和裝配圖，學生要花費很大的精力在繪圖上，一旦結構尺寸變動，圖樣修改的工作量是很大的。如果學生運用UG軟件把減速箱的各個零件做成實體模型，再通過制圖模塊生成機械圖樣，就大大減輕了設計的工作量。而且UG軟件的基于特征的參數化建模功能，使零件結構尺寸的修改非常便捷，將學生從大量繁瑣的工作中解放出來，把主要精力放在設計方案的優化、設計能力的提升、設計結構的創新上。

機械設計基礎課程在研究常用機構的運動分析和設計時，主要是利用計算公式計算，對于稍復雜的機構，計算的工作量很大。如果利用UG的運動分析功能，可以方便地對機構進行運動仿真，得出構件的位移、速度、加速度等運動特性，觀察機構的運動規律，分析機構的自由度等，直觀易學，提高了學生的學習積極性[1]。培養的學生具有較強的實踐動手能力、科技創新能力和分析問題的能力。

將UG課程與機械設計基礎課程相融合，改變了傳統的機械設計方式，變二維設計為三維可視化設計，更符合現代制造業的需求，也使機械設計基礎課程變得易學、易懂、有趣。

3 與數控加工技術課程的關聯

數控加工技術課程是機械制造專業的專業課程，要求學生掌握數控機床結構、數控系統與原理、數控編程、數控機床操作、數控刀具、數控加工工藝等內容。要將抽象、枯燥的理論知識以直觀、動態的畫面展現給學生，并指導學生進行實際項目數控模擬仿真，就必須借助于CAD/CAM應用軟件這個平臺，使學生學用結合，滿足教學需求。CAD/CAM應用軟件能仿真數控加工的過程，包括設定機床、選擇刀具、定義毛坯等，可以通過邊演示邊教學的方式，使抽象內容形象化，幫助學生理解加工過程，調動了學生的積極性，從而提高了教學質量。

對于較復雜的機械零件，學生根據二維零件圖難以想象三維形體，越復雜的零件編程的難度越大，出錯率越高。在UG軟件中，可以通過產品建模，進行加工工藝分析，生成數控加工指令代碼，模擬加工狀態，顯示刀具路徑和模擬加工軌跡，便于及時發現加工中的問題進行修改，避免了手工編程的出錯率，提高了編程的可靠性[2]。學生自己動手將零件圖生成三維形體，再生成加工程序，進行動態仿真模擬，體驗創新的樂趣和艱辛，其成就感可想而知了。當然，虛擬加工仿真僅僅作為輔助教學手段，不能代替實際的數控加工實訓，學生還需要通過一定的實際數控加工編程的實訓來練習實際操作能力，如零件的裝夾、測量、加工參數的設定等。

4 與模具制造技術課程的關聯

隨著CAD/CAM軟件功能的日益強大，模具行業完全和CAD/CAM軟件融合起來。模具制造技術課程是一門理論與實際應用緊密結合的課程，必須借助于CAD/CAM軟件作為教學平臺，來完成一系列的教學活動。例如應用UG軟件的Mold Wizard模塊可以進行注塑模設計，優化塑料制品的結構，降低材料的成本;優化模具結構，得到最佳的澆口數量與位置，合理的流道系統與冷卻系統，并對型腔尺寸、澆口尺寸、流道尺寸和冷動系統進行優化;還可以確定最佳的注射壓力、模具溫度、注射時間、保壓時間和冷卻時間，以注塑出最佳的塑料制品[3]。

借助于CAD/CAM軟件可以方便地設計出沖壓模、沖裁模、注塑模等，通過模具標準件庫還可以調入標準件，進行模具裝配，大大提高了設計的準確性，節省了設計時間和產品制造周期。通過CAM直接模擬加工過程，生成數控程序代碼，進行數控制加工，實現了無紙化制造。

將UG軟件引入到模具制造技術課程教學中，改善了教學環境，將理論教學和實踐教學有機地結合起來，把知識的傳授和能力的培養緊密地聯系起來，使其更貼近模具制造業現狀，使學生就業后很快就能勝任工作崗位的需求。

5 結束語

隨著CAD/CAM軟件的功能日益增強，在制造業應用越來越廣，相信它不僅為傳統的機械設計、機械制造領域，也為高職教育提出了新的挑戰。通過CAD/CAM軟件平臺輔助課堂教學，幫助學生理解和掌握機械各專業課程的內容，鍛煉學生解決實際問題的能力，調動學生學習的積極性，促進學生更好地掌握各專業知識，提高學生的認知能力、綜合運用知識的能力，為就業奠定扎實的基礎，提高了學生就業的競爭能力。

參考文獻:

[1] 焦麗麗.UG軟件用于機械專業課程的教學改革[J]. 裝備制造技術，2008(12):198-199.

[2] 王登峰，李潤娟.UG軟件在高職機械專業中的輔助教學[J].科技信息，2009(11):464-465.

[3] 毛金明，康劍莉.CAD/CAM在模具設計與制造課程項目教學中的應用[J].廣西輕工業，2008(8):59-60.