本文档《集CAD/CAM及NC加工一体化综合性开放实验研究探索》主要探讨了在高等院校中设置以CAD(计算机辅助设计)和CAM(计算机辅助制造)技术以及NC(数控)加工一体化的综合性开放实验的必要性、意义以及实验的设计思路。
文章指出综合性实验是培养学生工程综合素质与工程实践能力的重要教学环节。随着科技的快速发展,数控技术作为机械制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术,正引领着机械制造业的一场革命性变化。现代制造理念如CAD/CAM、FMS(柔性制造系统)、CIMS(计算机集成制造系统)、敏捷制造和智能制造都建立在数控加工技术之上,它们是保证产品质量、提高企业经济效益的必要手段。因此,如何高效利用数控加工设备,培养具备较强实践能力和创新能力的复合型高级人才,已成为工科院校机械制造专业的首要任务。
当前,我国多数工科院校的机械制造专业课程实验存在局限性,实验内容往往受限于理论教学内容和教学进程,实验课时相对较少,导致学生在数控实验中多以验证性为主,缺乏足够的实践和创新空间。这种情况下,学生很难全面掌握数控机床操作、编程要领,以及加工工艺的分析、工序安排和刀具路径的合理确定,从而导致理论与实际脱钩,实验成果无法有效转化为实际加工能力。
为解决这一问题,提出了开设CAD/CAM及NC加工综合性开放实验的必要性。所谓的综合性实验,是指融合了多种知识,采用综合方法,通过一系列的实验流程,最终得到某种结果的实验。该类实验旨在培养实验者的综合思维方法和能力,允许学生不受时间和空间的限制,在课外时间随时进行分段实验。这样不仅可以充分利用实验设备资源,还能激发学生的主观能动性,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养创新意识和创新能力。这样的实验平台,能够让学生从被动接受知识转变为主动探索,提升学生的独立思考和操作能力。
实验的设计思路是从零件图样分析开始,接着进行二维绘图、实体造型、数控加工工艺分析、手工编程或自动编程以及仿真加工等部分。学生需要综合运用已学的CAD、CAM、机械制造基础、公差与技术测量、数控加工技术等专业知识,使用实验室计算机及CAD/CAM软件来独立完成。教师仅起到引导作用,而机床操作加工则需在教师的指导监督下与学生共同完成。
实验目的包含:培养学生的工程实践能力,加强学生的专业基础知识应用,提升学生的数控编程能力和数控机床操作技能,增强学生对现代制造技术的认识,促进学生的创新思维和创新能力。
总结来说,本文档深入分析了在高等教育中实施CAD/CAM及NC加工一体化综合性开放实验教学的必要性和可行性,提供了实验设计的基本思路和教学目标,并强调了通过此类实验教学能够有效提升学生综合工程素质和创新能力,进而满足机械制造业对高素质技术人才的需求。