類比思維在Master cam軟件教學(xué)中的應(yīng)用

江麗

（江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校 江蘇 無錫 214153）

類比思維在Master cam軟件教學(xué)中的應(yīng)用

江麗

（江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校 江蘇 無錫 214153）

運(yùn)用類比思維，可以由此及彼，將該思維方法貫穿于Master cam軟件的教學(xué)中，在教會(huì)學(xué)生軟件的同時(shí)，也能開闊學(xué)生的思維。

類比思維；CAD/CAM；Master cam

雖然當(dāng)今流行不少CAD/CAM軟件，但Master cam軟件因其使用方便、對(duì)硬件要求不高的特點(diǎn)而得到了廣泛使用。Master cam軟件CAD部分能進(jìn)行二維繪圖、曲面造型、實(shí)體造型，CAM部分可進(jìn)行二維加工、曲面加工，其具備的刀具路徑模擬、實(shí)體切削驗(yàn)證功能可以檢測刀具參數(shù)及加工參數(shù)的設(shè)置是否合理，是否存在干涉現(xiàn)象，還可執(zhí)行后處理自動(dòng)生成數(shù)控加工程序。

我校機(jī)電及數(shù)控專業(yè)均開設(shè)了該軟件的學(xué)習(xí)課程，筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用類比思維對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)該軟件有較好的幫助。

類比思維又稱取象比類、援物比類。這是一種由一事物推及另一事物的思維方法，它將兩個(gè)或兩類相似的事物相比較，根據(jù)兩者某些相同的屬性進(jìn)行推論，認(rèn)為兩者在另一些方面的特點(diǎn)或規(guī)律也可能是相同的。下面結(jié)合其在教與學(xué)中的具體運(yùn)用來說明。

與其他CAD/CAM軟件對(duì)比

我校數(shù)控及機(jī)電專業(yè)不同時(shí)期開設(shè)了AUTOCAD、UG等軟件類課程。各軟件都有其特點(diǎn)，不同軟件之間也有相似之處，這就需要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用類比思維方法，在精通一個(gè)軟件的基礎(chǔ)下，快速適應(yīng)另一個(gè)新軟件的學(xué)習(xí)，因?yàn)閮烧哂邢嗤ㄖ帲热鏏UTOCAD軟件和Master cam軟件的二維繪圖中的很多編輯修改命令都有相似之處，如偏移、修剪、鏡像、陣列等等。其含義相同，學(xué)生接受速度很快，但同時(shí)要注意不同軟件中相同命令的操作方法不同。例如，AUTOCAD中的修剪（trim）命令，操作順序是先選修剪邊界再選需要修剪掉的部分，而Master cam軟件中的修剪（trim）命令操作順序是先選保留部分再選邊界。如圖1所示的選擇題，按操作順序先1后2，AUTOCAD軟件里獲得的結(jié)果是A，Master cam軟件里獲得的結(jié)果則是C。

圖1 修剪操作選擇題示意圖

還有旋轉(zhuǎn)陣列命令，在AUTOCAD和Master cam軟件中含義都是相同的，均是對(duì)圖形對(duì)象進(jìn)行旋轉(zhuǎn)復(fù)制，但在具體操作時(shí)，還存在細(xì)微差別。以圖2為例，在 AUTOCAD中輸入的數(shù)目是圖形對(duì)象的總數(shù)N= 6，角度是所有圖形對(duì)象覆蓋分布的角度為360度，而在 Mastercam中數(shù)目指的是圖形對(duì)象需要復(fù)制的數(shù)目5（總數(shù)-1），角度則指兩個(gè)圖形對(duì)象之間的角度60度（總的角度/N）。

Master cam三維造型包括三種形式：三維線架、曲面、實(shí)體。三維造型部分需要學(xué)生具備一定的空間思維能力，無論哪種形式的三維造型，都應(yīng)該讓學(xué)生理解并掌握三個(gè)概念：構(gòu)圖平面、圖形視角和工作深度。構(gòu)圖平面即用戶當(dāng)前使用的繪圖平面，與工作坐標(biāo)系平行；圖形視角即觀察圖形的視角，因?yàn)槿S圖形在不同的視角下獲得的投影視圖是不同的；有的學(xué)生容易將兩者混淆，可以客觀存在及主觀印象進(jìn)行類比，一個(gè)圖形客觀實(shí)際的形狀是一種情況，在不同視角下（即主觀印象）又是另一回事。工作深度是用戶繪制出的圖形所處的三維深度即用戶設(shè)置的工作坐標(biāo)系中的Z軸坐標(biāo)，學(xué)生只有完全吃透這三個(gè)概念才能在三維構(gòu)圖世界自由行走。

而三者的區(qū)別，我們可以進(jìn)行類比：三維線架好比是骨架，曲面好比是包上了皮膚，而實(shí)體則是有血有肉的。曲面與實(shí)體的區(qū)別在于曲面只有面的特征，但是是空心的，而實(shí)體具有體的特征，是實(shí)心的。但是兩者在構(gòu)建方法上卻有相通之處。比較典型的就是旋轉(zhuǎn)曲面（或?qū)嶓w）、掃描曲面（掃掠實(shí)體）還有基本曲面（或?qū)嶓w）的構(gòu)建在概念上及操作步驟上如出一轍。不同的是曲面創(chuàng)建時(shí)少了不同形式的選擇，例如：旋轉(zhuǎn)實(shí)體的構(gòu)建除去創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)主體外，可以選擇“切割主體”在原有實(shí)體的基礎(chǔ)上切割一個(gè)旋轉(zhuǎn)實(shí)體，也可以選擇“增加凸緣”在原有實(shí)體基礎(chǔ)上增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)實(shí)體。講解時(shí)在類比的基礎(chǔ)上要進(jìn)行區(qū)分。

圖2 陳列命令的應(yīng)用示意圖

操作管理員的應(yīng)用

Master cam軟件中的操作管理員功能非常方便也很強(qiáng)大，如果能靈活運(yùn)用可以大大提高效率。比如實(shí)體造型中的管理員可對(duì)創(chuàng)建的實(shí)體進(jìn)行編輯參數(shù)、刪除、改變實(shí)體構(gòu)建順序等操作。同樣刀具路徑中的管理員也具備同樣的功能，可刪除不需要的刀具路徑、還可改變刀具參數(shù)、加工參數(shù)的設(shè)置、同樣還可改變各個(gè)刀具路徑之間的先后順序。所以，在前面CAD部分學(xué)過實(shí)體造型中的實(shí)體管理員的功能后，后面的CAM部分學(xué)習(xí)刀具路徑時(shí)，其操作管理員的功能也就無師自通了，但是由于職校學(xué)生還缺乏這種思維能力，需要教師適時(shí)地點(diǎn)撥、進(jìn)行類比講授。

加工方式及參數(shù)的設(shè)置

以Master cam的三維曲面加工為例，包括粗加工及精加工兩大類型。每一種加工類型下又有多種不同的加工方式，但是粗加工和精加工中有很多加工方式是相同的，比如平行銑削加工、放射狀加工、投影加工、等高外形加工等。所以，在掌握這些加工方式的特點(diǎn)及應(yīng)用之后，只要教會(huì)學(xué)生區(qū)分粗加工與精加工在某些參數(shù)的設(shè)置上有哪些不同，最典型的是粗加工需要設(shè)置加工余量，而精加工不需要等，其他就無需一一贅述，可讓學(xué)生自己去進(jìn)行類比。談到參數(shù)的設(shè)置也是如此，先把所有加工方式中的共同參數(shù)列出來，除去共同刀具參數(shù)外，共同的曲面加工參數(shù)包括高度設(shè)置、進(jìn)退刀向量、刀具補(bǔ)償位置及范圍、加工曲面、干涉面及加工區(qū)域的設(shè)置以及預(yù)留量的設(shè)置等。讓學(xué)生對(duì)這些共性的東西了然于心之后，再進(jìn)一步針對(duì)不同加工方式中那些專有參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行單獨(dú)分析，可讓學(xué)生自行列舉進(jìn)行對(duì)比。

俗話說：授人以魚，不如授人以漁。傳授學(xué)生知識(shí)的同時(shí)，更應(yīng)該教會(huì)學(xué)生思維的方法，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。世間萬物均有聯(lián)系，運(yùn)用類比思維，可由此及彼，可觸類旁通，可舉一反三，這樣才能學(xué)得更活，才能更加游刃有余。

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G712

A

1672-5727（2013）08-0090-02

江麗（1973—），女，工程碩士，江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校講師，研究方向?yàn)橄冗M(jìn)制造技術(shù)。