在職業教育改革日益深化的今天，對數控加工技術的教學要求也不斷提升，數控一體化教學成為重要趨勢。在數控技術教學中，CAD/CAM 一體化具有重要銜接作用，不僅有助于教師教學課堂，能夠促進數控教學水平的提升，還有助于數控技術教學改革，具有突出應用優勢。在明確認識 CAD/CAM 一體化在數控技術教學中的優勢基礎上，對 CAD/CAM 一體化在數控技術教學中的有效應用進行了探討。

1 引言

在現代國家綜合國力的衡量指標中，機械制造業的先進程度為其中重要指標，推動機械制造業的發展是世界各國關注的重點問題。隨著現代制造業的不斷發展，CAD/CAM 技術的應用給機械制造業帶來了巨大推動作用。基于 CAD/CAM 技術，促使圖形交互的自動編程方法不斷成熟，通過 CAD/CAM系統的應用所形成的 NC 程序代碼對傳統手工編程加以取代，借助 CAD/CAM 對復雜零件加以設計和進行加工制造，能夠促使有助于企業產品設計與研發時間的縮短，在減少試驗成本與提高勞動生產率方面具有顯著作用[1]。從當前現代制造業的發展來看，數控機床占有率不斷提高，面對這一形勢職業教育也需積極適應現代化制造技術要求，對更多數控技術專業人才進行培養。CAD/CAM 技術作為一種對復雜零件編程更為便捷的工具，也逐漸被引入數控技術教學中，表現出突出的教學優勢[2]。基于此，在數控技術教學中，應做到對 CAD/CAM 一體化的有效應用，充分發揮其對數控技術教學的作用。

2 CAD/CAM 一體化數控技術的教學優勢

CAD/CAM 技術主要指計算機輔助設計、制造技術，其中 CAD 為計算機輔助設計的簡稱，CAM為計算機輔助制造的簡稱[3]。CAD 主要對圖形進行繪制，不僅包括二位圖形繪制，還包括三位圖形建模，基于其做好的圖形或模型可展開科學計算。CAM 主要對數控加工過程加以模擬仿真，如刀路軌跡的生成和加工路徑的仿真等。在數控技術教學中，CAD/CAM 一體化的應用具有突出優勢。

（1）豐富數控技術教學課堂。基于 CAD/CAM軟件的應用，在數控技術教學中，關于刀具的運動軌跡可以直觀地呈現到學生面前，極大地豐富了數控技術教學課堂內容。學生能夠結合零件圖進行造型、編程、加工，從而促進學生編程速度的快速提升。且 CAD/CAM 軟件的應用，可以將整個加工過程動態地顯示出來，讓刀具路徑進一步清晰明了，針對不合理的參數也能夠隨時進行修改，在直觀的視圖下便于學生發現不合理的加工工藝[4]。與此同時，CAD/CAM 軟件的應用，可根據不同的數控系統，對與數控機床相適應的加工程序進行編制。教師可基于學生所編程序展開課堂評分，了解學生掌握情況，再實施針對性教學。

（2）促進數控技術教學水平的提升。數控技術課程具有很強的實踐性，缺乏實踐教學就談不上教學質量，實踐教學是數控技術教學水平的根本保障。在數控技術教學中，想要實現理想的教學水平與實踐效果，僅通過課堂教學并不夠，同時需要為學生提供良好的實踐教學環境。對 CAD/CAM 軟件加以應用，學生可基于教師指導，借助計算機對三維造型設計（CAD）加以完成，然后可展開手工與自動數控編程（CAM-NC）訓練，對加工方式與刀具規格以及切削用量等各種具體的加工工藝參數進行確定，于計算機中對相應的加工刀具軌跡迅速進行生成，同時可根據加工軌跡展開直觀的加工仿真檢驗；學生也可以對生成的加工軌跡實施再編輯，在確定生成的加工軌跡能夠對 G 代碼進行自動生成；學生還可以基于手工編寫的 G 代碼，對其進行反讀，生成刀具軌跡，繼而實施仿真檢驗；對于教師來說，則可直觀地對學生編寫的 G 代碼加以檢查，使檢查更加方便[5]。當 G 代碼被確認無誤后，就可以基于數控機床及其所使用的數控操作系統實施機床后置處理及代碼傳輸，最終學生可以依托自己的能力操作機床，完成自己的實踐加工。在這一教學過程中，能夠有效地提升數控技術教學水平。

（3）促進數控技術教學改革。在數控技術教學中，對 CAD/CAM 軟件加以應用，可以實現對傳統課堂教學的改造，讓學生在課堂教學中也能有效地掌握計算機建模與工藝設計以及自動編程和模擬加工等，這些現代先進制造的全過程學生都可以依托 CAD/CAM 軟件來實現，對計算機輔助制造性能形成更加深入的認識，實現在數控編程與數控加工方面的課堂內的實訓，促進了對傳統數控技術課堂教學的改革[6]。在這種教學模式中，教師能夠轉變傳統的理論性板書式教學，學生也能夠轉變傳統的記錄式學習和教師操作、學生觀看的學習方式，CAD/CAM 軟件的應用，使數控技術教學更切合現代教學要求。

3 CAD/CAM 一體化數控技術的有效應用

基于 CAD/CAM 一體化在數控技術教學中的突出優勢，在數控技術教學中，應將其有效地應用到教學過程中。

（1）對 CAD/CAM 一體化教學體系進行構建。從數控技術專業的人才培養目標來看，其主要需要學生能夠對 CAD/CAM 軟件熟練加以應用，進行產品的簡單設計，掌握較復雜零件的手工編程，并學會應用 CAD/CAM 軟件自動編程，形成一定數控機床操作能力。對教學內容進行制定時，需要根據企業與社會在人才方面的需求為基點，根據企業調研對教學內容進行優化，對知識的應用性與先進性提高重視，讓學生能夠于有限的學習時間內對必要職業所需技能進行掌握[7]。在教學內容方面，可通過對典型數控系統的學習，將手工編程和自動編程均納入其中，讓學生通過教學對數控編程的一般方法進行掌握，并對數控機床的操作方法加以掌握。

為了實現對 CAD/CAM 一體化的有效應用，學校需配備充足的專用機房和電腦，為 CAD/CAM 一體化的應用提供載體，確保能夠有效展開數控技術網絡化教學，與此同時還應配備一定的數控車床、加工中心以及三維激光掃描儀、線切割機床與鉆床、磨床等。

基于已有的硬件設施，數控技術教學科將典型零件作為主線，對 CAD/CAM 一體化教學體系進行構建，將職業工作過程中所涉及的所有要素，如對象、方式、內容以及方法和組織等，均有機地投入到數控技術教學課程體系與教學內容中，保證工作過程結構的完整性能夠體現在 CAD/CAM 一體化應用教學中，對基于知識應用的課程體系進行創建。

在 CAD/CAM 一體化應用教學中，其基本思路可以設置為五個流程：一是零件圖樣分析，二是三維造型，三是工藝分析，四是自動編程及仿真加工，五是DNC 在線加工。對教學內容進行設置的過程中，教師可對一條主線加以設置，通過完成項目的形式，使數控技術相關課程內容聯系起來，在該過程中除了需對機械制圖與機械制造基礎知識進行教學外，還需對機械制造技術以及數控加工技術等知識進行教學，使這些知識通過 CAD/CAM 一體化的應用串聯形成知識體系，并依托 CAD/CAM 一體化的應用圍繞教學主線對相關課程進行展開，確保學生在學習目標上更有目的性，使數控技術教學中多門課程內容緊密聯系起來，改變以往各門課程教學的獨立性，對學生進入社會崗位所需的綜合能力進行培養[8]。

在具體教學過程中，教師可以零件為主線，對實際生產中一些具有代表性的典型零件加以選擇，根據零件加工流程，讓學生以分組形式和分階段形式對一個零件的加工加以完成。進行 CAD/CAM 一體化教學前，對于需要完成的項目，教師可通過書面形式進行分配，對于項目中涉及的具體要求與需要掌握的課程內容，也需要教師進行詳細說明，讓學生可以于學習之初就能夠樹立明確的學習目標。應用 CAD 機械制圖軟件進行教學時，教師可在教學中設計指導學生對指定零件的三維模型進行建立[9]。對機械制造技術課程進行設計過程中，教師可指導學生展開零件加工工藝方面的分析，對詳細工藝規程進行擬定和提交。對于數控車編程與加工教學以及數控銑編程與加工教學，教師可指導學生在結合工藝設計擬定的加工方案基礎上進行手工編程，同時應用CAD/CAM 一體化軟件，基于前期建立的三維模型對零件數控加工工藝的制定進行自動或交互地完成，通過CAM 軟件實現在刀具軌跡上的自動生成，對數控機床使用源程序進行輸出，對零件的自動編程和仿真加工進行完成。展開數控實訓教學過程中，教師可引導學生根據 CAD/CAM 一體化軟件應用經驗，采用數控機床展開實際加工，同時注意加工中出現的各類問題，針對這些問題進行分析。

基于典型零件這一主線，對相關課程內容進行串聯，結合 CAD/CAM 軟件教學，可以讓學生真切地了解零件數控加工過程，為學生今后的崗位工作打下基礎；與此同時，通過 CAD/CAM 軟件的應用開展數控技術教學，帶有較強實踐性，可以通過模擬實踐來對理論知識加以檢驗，提高數控技術教學中學生的理解能力，轉變數控技術教學缺乏實踐性的現狀。

（2）CAD/CAM 一體化在數控技術教學中具體應用。以手柄的加工教學為例，這里主要對有難度的曲線部分的加工進行介紹，加工臺階部分不再贅述。手柄零件圖見圖 1 所示。

在教學中，教師可應用 CAD 軟件，指導學生在 CAD 軟件中對零件圖進行導入，將其修改為能夠加工的圖樣。應用 CAD 設置具體的加工參數，明確切削用量、刀具參數，對粗加工軌跡進行生成。

然后指導學生將加工程序導入 CAM 系統中，讓學生自主完成仿真加工。CAM 系統中加工完成后如圖 2 所示。

4 結語

在數控技術快速發展的今天，社會對數控人才的需求不斷加大的同時，對其要求也不斷提升。在數控技術教學中，對 CAD/CAM 一體化進行有效應用，可以對數控技術實訓教學進行改進，有效改善數控技術教學質量，培養出社會所需的具有實踐能力的技能型人才。