Mastercam軟件在職師本實踐教學中的改革與應用

摘 要：利用Mastercam軟件以及本校現有的數控加工設備，在原有的教學手段的基礎上，采用穿插式實踐教學的手段，讓學生在學完理論后，以實際零件做工藝編程分析，然后程序仿真，最后實際加工完畢做準確性檢測，構建了真正的“學與用“教學平臺。既能充分調動學生的學習積極性，又能提高學生的自主創新能力。為廣大職業教育方式提供了一定的參考。

關鍵詞：Mastercam 工藝分析 仿真 加工中心

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0176-02

隨著當今我國數控技術的迅速發展，手工編程目前只針對比較簡單的零件，然而對于相對復雜的零件，手工編程是可以完成的，但是，這需要大量的前期準備，大大延長其編程時間，所以目前我國的制造行業正在逐漸轉變采用自動編程，現如今比較流行的（CAM）自動編程軟件主要以Mastercam、CAXA、UG、Cimatron等為主，為了讓我國教育業與本國的制造業接軌，解決高校職師本類畢業生能快速適應我國制造業與數控技術的快速發展。所以，Mastercam軟件的授課方式的改變勢在必行。

1 教學分析與改革

目前，許多高校開辦職業教育專業，一是為我國培養一種新型的社會人才，二是為大多數中職院校培養教師資源，所以職業教育專業的學生對一些實踐類的軟件學習是比較重要的，而高校中對于Mastercam軟件課，大多數是以理論課加上機課的授課方式來講授，對廣大職師本類同學應用此授課方式做問卷調查，大概有86%的同學反映在上理論時，教師所講授的內容，學生只能有個感官的效果，而在緊接著的上機課程中，對本軟件的了解所知甚少。同時，還出現另外一種上機課與實踐課銜接不到位情況，大多數同學在上完上機課時，通常是隔一段時間在修實踐課，在授實踐課的老師反映，由于有時間間隔，學生們所學上機課的內容，還得簡略教授一次。這樣既浪費了一定的教學時間，又對職師本類的同學起不到好的接受效果。因此，對于改變Mastercam軟件的授課方式是必須的。

關于Mastercam軟件課，根據上述的授課方式在實踐教學中出現的弊端，經過斟酌、調研，決定對此軟件課的授課方式做出如下調整。

（1）縮短理論課的授課方式，延長上機課程的課時。

（2）將采用理論課、上機課與實踐課相互穿插的方式授課，達到既學既練既實際操作，以達到更好的教學效果。

大家都知道“實踐出真知“的道理，只有讓同學們親自動手實際操作，才能真正提高學生解決實際問題的能力。結合我校現有華中數控系統機床兩臺，漢川系統三臺，FANUC系統1臺、SIEMENS五軸機床1臺。為我校教師教授Mastercam軟件提供了很好的教學平臺。在前期可以采用引導式教學方法，采用上機與實踐相結合的教學方式將同學的整體思路領進門，在讓同學們發揮創造性思維通過自主設計一個零件，在讓學生能獨立實現從建模— 編程—加工一體化的過程，這樣不僅將我們上機將的知識與實踐相結合起來，還能提高學生的綜合能力。在以后的工作中也能夠做到獨擋一面的新型數控人才，在社會中更具有競爭力。

2 實踐應用

在實踐教學環節，通常采用一個實際的零件，進行工藝分析加工，本文采用加工一個凹環為例分別采用先前以及現如今的應用方法實施，如圖1所示為凹環零件。

2.1 先前的應用方法

在以前的實際教學中，實踐應用的主要步驟如下。

（1）根據設計零件的尺寸，在紙上繪制出草圖，在利用Mastercam軟件中的二維基本繪圖命令以及三維空間繪圖命令，繪制出所需要加工的零件。

（2）在利用本軟件的自動編程功能，設置固定參數，生成刀具軌跡。

（3）在自身軟件中軌跡仿真，讓同學觀察其仿真加工效果，但是，事實上仿真加工與實際加工之間相差甚遠，仿真加工時刀具與進給速度、切削量等均不能反映出實際加工時的狀態，學生無法得知實際加工經驗，且在仿真加工后也沒有檢測所加工的零件是否合格。

2.2 如今的應用方法

采用改革后的方法，具體以加工一個凹環為例，具體步驟如下。

（1）建模，在Mastercam軟件建模模塊中，根據在草圖中所測量的各類尺寸，采用二維建模與三位建模功能，繪制出如圖1所示的凹環零件。在建模過程中，先繪制二維草圖，在用到拉伸、旋轉等命令，以及需要注意建模時的尺寸公差與形位公差等問題。繪制準確的零件圖，以便保證正確的刀具路徑。

（2）凹環零件的工藝分析，根據本零件的尺寸與結構特點，毛坯采用長為200 mm，寬為150 mm，高為80 mm的塊料，由于上表面為曲面，側面為四個圓弧面，左側小圓弧面的半徑為R4，右側圓弧面為R12，，本著先粗后精的原則。采用大刀開粗，其中，粗加工時采用φ20 mm的平底刀開粗，每刀進給量為1 mm，殘留高度0.6 mm，余量0.5 mm，主軸轉速為3000 r/min，進給速度為2000 mm/min，精加工時采用φ10 mm鑲刀片的合金球頭刀加工，殘留高度為0.02 mm，主軸轉速為5000 r/min，進給速度為1000 mm/min，最終采用φ20 mm的平底刀清根。

（3）刀具軌跡的生成與程序處理，在Mastercam軟件的加工模塊中，分別采用等高外形銑的粗精加工、以及交線清角加工。在各自的銑削模式的工藝參數中分別設置，完成所有設置后單擊確定，自動生成刀具路徑，如圖2所示。在單擊左邊項目樹中生成后置處理程序圖標，生成NC程序。如圖3所示。

（4）再將生成好的NC程序仿真切削，切削后的仿真圖如圖4所示，仿真無誤后在將NC程序傳入機床內實際加工。加工后的模型在拿到三坐標測量機上進行檢測。判斷加工是否合格。

3 結語

通過教學改革，Mastercam軟件理論課與實際加工相結合，采用理論、上機與實踐相結合的方式教學，不單單可以讓學生熟悉理論操作，而且在實訓中加工中，可以深刻體會到數控加工工藝的重要性，教學完全接近實際工程。該方案作為一個全新的教學平臺，充分為學生營造一個能自主創新的學習環境，提高廣大職師類同學的學習興趣，增強動手能力。

參考文獻

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