仿真軟件在中職數控實訓教學中的應用探究

魏海濤

摘 要：中職數控實訓課主要培養學生的編程能力和車床操作能力，目前大部分中職院校采用手工編程方式，學生只能夠完成簡單零件的數控車床加工。為此，本文就數控仿真軟件在中職數控實訓教學中的應用進行了探討，分析CAXA數控車軟件應用的必要性并給出具體的教學案例，以期為中職數控車床實訓教學的改革提供參考。

關鍵詞：仿真軟件 數控實訓 中職院校

一、中職數控實訓教學現狀

中職數控實訓主要培養學生的車床操作能力，使其能夠利用車床加工圖紙給定的零件，并且確保零件的精度和表面粗糙度達到要求。目前，中職數控實訓教學過程中普遍采用傳統的手工編程方法。學生要先學習編程指令，然后根據圖紙要求完成加工工藝卡的編制和加工程序的編寫，最后將編寫好的程序手動輸入數控機床，完成零件的加工。整個加工過程以手工方式為主，花費的時間較多，且只能夠完成比較簡單的零件的加工，不能夠滿足未來數控車床實訓教學的需求。

由于數控車床加工所需要的知識種類較多，學生自身素質水平也不一樣，他們在相關知識學習中存在一些困難，影響其學習效果。教師在教學過程中只選擇典型的數控加工指令進行講解，學生完成學習之后只能夠完成比較簡單的零件的加工。對于比較復雜的零件，數控車實訓教學中要求學生利用宏程序進行編程，學生理解起來非常困難，很少有學生能夠完全掌握。但是，實際工作崗位中要加工的零件比在學校練習的零件更復雜，單純依靠學校學習的簡單加工指令很難加工出客戶所需要的零件，導致學生掌握的技能不能夠滿足企業需求。另外，受數控車床數量的限制，學生能夠動手操作的時間較短，最終導致其操作水平較低。

二、中職數控實訓教學中存在的問題

隨著時代的發展，數控車床的自動化水平不斷提高，所加工產品也呈現出較強的個性化特點，對數控專業學生技能操作水平的要求也不斷提高。目前數控實訓課程教學過程中主要存在以下幾個方面的問題。

（一）教學方法比較落后

教師在數控實訓教學過程中采用講授型教學方法，教師先進行數控車床操作的演示，學生根據教師的操作方法進行練習。學生掌握了基本的車床操作方法后，教師會給學生分配一個加工任務，要求學生完成圖紙的繪制、工藝的編制、刀具的選擇，最后按照教師講授的操作方法去完成零件的加工。在整個學習和加工過程中，學生只是單純地模仿教師，沒有進行獨立思考和分析。因此，學生只能夠加工已經學習過的產品，遇到新產品后就不知道應該如何去分析、加工。

（二）信息化技術水平較低

計算機技術和網絡技術的發展為中職院校的教學提供了更多的便利，特別是各種仿真軟件的應用，有效降低了對學生基礎性知識的要求，提高了數控加工的自動化水平。

但是，當前中職院校數控實訓教學中信息化技術的應用還較少，教師的教學還以現場講授為主，沒有引進先進的教學手段;學生的操作也以車床實際操作為主，沒有引進先進的CAD/CAM軟件和虛擬仿真軟件，受學校數控機床數量的限制，學生能夠上手操作的時間非常短，導致學生的數控機床操作水平較低。

隨著時代的發展，信息化技術在數控加工教學中的應用將會越來越多，如果中職院校不能夠改變現狀，引進先進的信息化教學技術，就會被時代淘汰。

三、仿真軟件引入中職數控實訓教學的必要性

為了確保學生畢業后所掌握的技能能夠滿足企業的用工需求，數控實訓課必須緊跟時代發展的步伐，引進先進的仿真軟件，優化數控實訓課的教學內容和模式，提高其自動化程度。目前，常用的仿真軟件有CAXA數控車軟件和虛擬仿真兩種。

CAXA數控車軟件是數控車床加工中常用的軟件，它能夠幫助學生快速完成零件加工圖紙的繪制，并且自動完成零件加工程序的編制。通過CAXA數控車軟件，學生還能夠動態地觀察整個加工過程，了解刀具的運動路徑，及時修改加工參數、工藝和程序，提高工作效率。同時，CAXA數控車軟件的刀具庫涵蓋了學生所需的所有類型的刀具和夾具。CAXA數控車軟件還為用戶提供了一個程序自動傳輸功能，降低了手工程序輸入的勞動強度，減少了出錯率。另外，利用CAXA數控車軟件還能夠快速完成復雜零件以及異型零件的程序編譯，降低學生編程難度。

虛擬仿真軟件具有模擬數控加工的功能，學生在沒有機床時，可以方便地通過虛擬仿真軟件模擬機床的操作，軟件會根據用戶的輸入完成機床的動作。學校一般有多個配套的機房，因此不需要再購置專門的計算機，只需安裝相應的虛擬仿真軟件，投入成本較低，有效解決了數控機床數量較少的問題。

四、仿真軟件在中職數控實訓教學中的具體應用

下面就CAXA數控車軟件在中職數控實訓教學中各個模塊的應用進行探討和分析。

（一）圖紙的繪制

中職數控實訓教學過程中，教師要先組織學生進行二維電子圖紙的繪制。CAXA數控車軟件的二維圖紙繪制方法和經典的CAD繪制方法類似，學生可利用軟件提供的直線、曲線和圓等命令完成圖形的繪制。

傳統手工圖紙繪制過程中如果遇到復雜曲線，學生繪制難度較大，但是CAXA數控車軟件為學生提供了多種曲線繪制方法，特別是公式曲線繪制方法，有效降低了圖形繪制難度。CAXA數控車軟件的應用能夠讓學生方便地繪制出各種形狀的圖形，滿足零件個性化的需求。

傳統圖紙繪制完成之后，修改難度較大，而CAXA數控車軟件能夠快速完成圖形的修改和保存。

（二）刀具的選擇

CAXA數控車軟件自帶刀具庫，學生可以直接從刀具庫中選擇所需刀具的類型，并且通過界面快速完成刀具參數的輸入，如車刀刀柄的長度、刀尖半徑、主偏角和副偏角等。刀具選擇是數控車床加工中非常重要的一環，學生在學習過程中非常容易出錯，學生利用CAXA數控車軟件可以直觀地看到所選刀具的類型以及對應的參數標示，避免出現參數設置錯誤的問題。同時，CAXA數控車軟件還會對學生所輸入的刀具參數等進行自動校核，確保規范。

（三）加工方式的選擇

完成刀具的選擇后，學生要完成零件加工輪廓和毛坯輪廓的繪制，并且選擇合適的加工方法，如輪廓粗車、輪廓精車、切槽、螺紋加工等。同時，還要完成加工參數、刀具進退路徑、切削用量和刀具數據的設置。所有參數設置完成后，CAXA數控車軟件會自動生成刀具的加工路徑。此時，學生利用軟件提供的軌跡仿真工具可以實現對整個加工過程的仿真處理，判斷其所選加工工藝的合理性，確保加工路徑的正確性。

（四）生成G代碼

所有步驟設置完成之后，學生可通過軟件選擇加工所用機床的類型，完成機床相關參數信息的設置。CAXA數控車軟件會根據上面設置的所有參數生成車床零件加工所需要的G代碼，并且將其直接傳送到數控機床，完成加工程序的快速傳輸。

CAXA數控車軟件將加工前的所有工作交給計算機來完成，降低了學生的學習難度，且在整個操作過程中軟件會給予相應的提示和提醒，學生只需要根據相關提示完成參數的設置即可，減少了前置工作所需要的時間，提高了加工效率。同時，運用CAXA數控車軟件，學生能夠隨時檢驗其所設置參數的正確性，有效降低了中職數控實訓中安全問題發生的概率。CAXA數控車軟件生成零件的加工程序后，學生可以將程序拷貝到虛擬仿真軟件，然后利用虛擬仿真軟件提供的數控車床操作面板，完成數控車床的對刀和加工操作。這樣讓學生在正式加工之前熟悉機床的操作，避免因緊張或者其他原因造成實際加工中的錯誤操作。另外，CAXA數控車軟件的應用大大提高了學生的學習效率，提高了學生自動化加工技術水平，達到了企業自動化加工的要求。

五、小結

隨著自動化和智能化技術的不斷更新，數控車實訓操作的要求也不斷提高，傳統的手工編程已經不能夠滿足中職數控實訓課教學的要求，必須要引進先進的軟件技術，實現現有實訓教學內容和模式的轉變，滿足企業用工需求。

CAXA數控車軟件和虛擬仿真軟件是當前中職數控實訓教學中必不可少的仿真軟件，其中前者能夠實現加工圖紙的繪制和加工程序的自動生成，后者能夠實現對數控車床的模擬操作，二者相互作用，提高學生數控車床操作水平。

參考文獻：

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（作者單位：邢臺技師學院）