重庆科创学院《机械CAM》一体化课程设计方案.docx
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重庆科创学院《机械CAM》一体化课程设计方案
《机械CAM》一体化课程设计方案
课程名称：
机械CAM
课程代码：
3040280
课程类型：
专业方向课
学 分：
4
计划学时：
64
实践课时比例：
一体化教学
主要授课方式：
一体化教学
考核方式：
期末+过程考核
适用专业：
机械制造与自动化
先修课程：
机械制图与识图、AutoCAD
1.概述
1.1课程的性质
《机械CAM》是机械制造与自动化专业开设的一门专业核心课，也是一门实践性较强的技术课，是培养机械行业工程技术应用型人才的知识结构和能力结构的重要组成部分。
通过本课程的学习，掌握MasterCAM基本命令的操作方法；培养空间想象能力、三维模型设计能力和自动加工编程能力，为将来的实际应用提供必要的基础。
MasterCAM是美国CNCSOFTWARE公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它集零件造型、数控加工等功能于一体。
目前，由于它对硬件的要求不高，在各种CAD/CAM软件中，其装机量居世界第一。
1.2课程设计理念
课程设计理念：
基于工作过程确立课程标准，按项目组织整合课程内容；将零件加工与计算机绘图有机地结合在一起，以职业能力和职业素质培养为主线组织教学内容；加强实践教学环节，增加实训学时，少讲多练，提高学生应用软件进行零件设计与加工的能力。
1.3课程开发思路
课程设计思路：
以校企合作，工学结合为平台，以案例教学为途径，倾力打造本课程。
主要思路有：
加强实践案例教学，充分利用校内计算机实训室，加大实践课时，进行教师现场辅导，师生互动交流；明确培养目标，加强上机训练、为就业拓宽一条渠道。
2.课程目标
本课程着重培养学生的编程实践能力，在教学过程中要特别强调学生的实际动手能力，通过大量的例题讲解、课堂练习和课内实践内容教学，让学生牢固掌握零件的三维造型方法，自动编程的基本参数设置，编程指令格式和基本的数控机床编程思路等。
2．1知识目标
掌握MasterCAM的建模方法，正确生成刀具路径并能按要求合理选用合适的刀路，根据加工的机床后处理成对应的NC文件。
2．2素质目标
通过学习完本课程，达到培养学生独立分析问题，解决问题的能力；拥有实事求是的学风和创新精神；具有培养良好的协作精神。
2．3能力目标
阅读分析零件图；空间想像能力；能完成不同软件间的文件交换与共享。
3.课程内容及教学设计
以MasterCAM在机械行业中的应用为主线，根据行业企业发展需要、完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求，选取教学内容。
主要的教学内容可分为MasterCAM基础知识,二维图形绘制编辑，三维图形绘制与编辑，二、三维刀具路径生成等模块。
一体化课程名称
Master-CAM
基准学时
64
典型工作任务描述
1.MasterCAM软件基础操作
2.轴、盘盖、箱体等二维图形的绘制与编辑
3.鼠标、玩具飞机、喷淋头的三维图形的绘制与编辑
4.轮毂、弯头、垫圈的二维刀具路径生成
5.齿轮箱、连杆模、鼠标的三维刀具路径生成
工作内容分析
工作对象：
MasterCAM的二维绘制，三维绘制，二维刀路和三维刀路的创建
工具、材料、设备与资料：
1、提供设计所需要的图纸等；
2、提供工作中涉及要求参数；
3、提供工作设备和工具：
专业实训室的相关设备等。
工作方法：
1、仔细查看提供零件信息表；
2、清楚理解工作中正确步骤和各个环节作业的正确操作；
3、正确、规范的进行各个环节作业的操作及相关内容的填写。
劳动组织方式：
1、讲解工作中正确步骤和各个环节作业的操作方法和注意事项；
2、发放机械设计工作实例和相关信息；
3、发放工作中涉及的机械设计要求；
4、学生们以小组的形式进行各个环节作业的操作；
5、指导学生进行正确的MasterCAM软件的操作。
工作要求：
1、MasterCAM设计的各个环节工作要求：
良好的职业道德；专业的知识和技能；丰富的实践经验；认真的工作态度。
2、软件操作要求：
正确、规范、熟练、细致等。
课程目标
1、熟悉轴、盘盖、箱体等二维图形的绘制与编辑；
2、能够鼠标、玩具飞机、喷淋头的三维图形的绘制与编辑；
3、能够轮毂、弯头、垫圈的二维刀具路径生成；
4、能够齿轮箱、连杆模、鼠标的三维刀具路径生成；
学习内容
熟悉MasterCAM基础操作知识,二维图形绘制编辑，三维图形绘制与编辑，二、三维刀具路径生成等模块。
参考性学习任务
序号
名称
学时
1
MasterCAM软件安装及功能设置
2
2
MasterCAM铣削编程的基本操作
16
3
实体造型自动编程方案设计与实施
18
4
曲面造型自动编程方案设计与实施
14
5
典型零件造型编程与加工实训
12
机动2
2
教学实施建议
通过工学结合、校企合作的任务驱动型的项目活动培养学生具有良好职业道德、专业技能水平、可持续发展能力，使学生掌握MasterCAM软件对机械设计的基本知识与基本技能，初步形成一定的学习能力和课程实践能力，并培养学生诚实、守信、善于沟通和合作的团队意识，及其环保、节能和安全意识，提高学生各专门化方面的职业能力，并通过理论、实训、实习相结合的教学方式，边讲边学、边学边做、做中学、学中做，把学生培养成为具有良好职业道德的、具有利用UG软件操作理论知识和实践能力的、具有可持续发展能力的高素质高技能型机械自动化专门人才，以适应机械行业对人才的需求。
学习任务1描述
一体化课程名称
机械CAM
学习任务名称
MasterCAM软件安装及功能设置
学习任务学时
2
学习任务情境
引导案例:
MasterCAM软件的界面介绍，视角和操作的运用。
学习目标
任务1：
安装MasterCAM软件，
任务2：
启动、关闭MasterCAM软件，
任务3：
MasterCAM软件的基本设置。
学习内容
1、熟悉MasterCAM界面及系统启动、关闭、文件存储等操作，
2、了解该软件的基本功能及安装方法，
3、运行软件中键盘，鼠标的操作，
4、软件中基本的绘图工具的调用。
教学建议
1、在理论教学中重点突出软件功能的讲解，让学生认识软件的新功能；
2、在理论教学中重点突出MasterCAM软件的设计方法；
3、在理论教学过程中大量使用机械零件的图片及视频；
4、让学生到实训室进行实物教学，逐一给学生介绍步骤，实训室中拥有的设施设备，让学生加强印象，加强对软件功能理解。
学习任务2描述
一体化课程名称
机械CAM
学习任务名称
MasterCAM铣削编程的基本操作
学习任务学时
16
学习任务情境
引导案例：
利用轴、盘盖、箱体等二维图形的绘制与编辑
学习目标
任务1：
掌握二维图形的绘制命令如：
点、线、矩形、多边形、椭圆等
任务2：
掌握修改命令如：
平移、旋转、偏置、修剪等
学习内容
1、二维图形的绘制命令的操作，
2、以轴的建模例子介绍二维的绘制和修改命令
3、以盘盖的建模例子介绍二维的绘制和修改命令
4、以箱体的建模例子介绍二维的绘制和修改命令
教学建议
1、首先确保学生所有操作时是否正确的，从而保证图纸不会出错；
2、在理论教学中讲授出图的流程、要求、如何进行提交；
3、在理论教学过程中重点突出步骤的讲解，按照步骤来操作，避免学生出错，让学生加强多这项作业的认识；
4、学生在独立操作过程中，给学生分组，让学生通过团队的形式来完成任务，培养学生的团队合作精神；在操作过程注意安全操作
学习任务3描述
一体化课程名称
MasterCAM
学习任务名称
实体造型自动编程方案设计与实施
学习任务学时
18
学习任务情境
引导案例：
利用鼠标、玩具飞机、喷淋头等的三维图形的绘制方法来介绍MasterCAM软件中的绘制与编辑的使用。
学习目标
任务1：
能通过适当的截面采用挤出实体、旋转实体、扫描实体机放样实体等方法实体的绘制；任务2：
能通过适当的线框采用直纹/举升、挤出、扫描、旋转、网格等曲面绘制相应的曲面；
任务3：
通过实体倒角、实体倒圆角、实体薄壳、修剪实体、牵引实体、实体薄片加厚、切割实体等编辑实体；
任务4：
通过曲面补正、曲面修整、曲面倒角、曲面修剪、曲面熔接等命令编辑曲面。
学习内容
1、以鼠标的实体建模为例来介绍三维图形的绘制与编辑；
2、以玩具飞机三维图形的绘制与编辑；
3、以喷淋头的三维图形的绘制与编辑。
教学建议
1、曲面建模的一般步骤，熟悉曲面建模流程；
2、进一步熟悉曲面建模流程，达到独立解决曲面建模的能力；
3、曲面建模流程，达到独立解决曲面建模的能力；
4、学生进行独立操作时，要求学生规范操作设备，注意安全。
学习任务4描述
一体化课程名称
机械CAM
学习任务名称
曲面造型自动编程方案设计与实施
学习任务学时
14
学习任务情境
引导案例：
利用轮毂、弯头、垫圈等一些图形来介绍MasterCAM软件中的二维刀具路径是如何生成。
学习目标
任务1：
会根据零件要求选择外形铣削、标准挖槽、钻孔等二维零件的加工方法；
任务2：
会根据零件加工精度要求、刀具材料、零件材料性能等设置相应的参数；
任务3：
如何设置参考高度、安全高度、材料形状、加工表面、切削深度、补正方式、进给率、主轴转速、X-Y分层铣、Z分层铣、铣削方式等；
任务4：
会相应参数设置生成加工的刀具路径；
任务5：
会设置相应的后处理方式生成满足机床加工的加工代码。
学习内容
1、利用轮毂的实体造型来练习二维加工方法，设置加工参数生成刀路及加工程序；
2、利用弯头的实体造型来练习二维加工方法，设置加工参数生成刀路及加工程序；
3、利用垫圈的实体造型来练习二维加工方法，设置加工参数生成刀路及加工程序；
教学建议
1、在理论教学过程中重点强调机械设计的重要性；
2、在实践过程中通过实际的操作找到学生的不良习惯；
3、教师对学生学习过程提出的问题进行统计的回答，让学生做好记录，避免再次出错；
4、学生在学习过程中要多动手。
学习任务5描述
一体化课程名称
机械CAM
学习任务名称
典型零件造型编程与加工实训
学习任务学时
12
学习任务情境
引导案例：
利用齿轮箱、连杆模、鼠标的三维零件来设计刀具路径，设置参数及加工程序的生成。
学习目标
任务1：
会根据零件的几何形状及技术要求选择粗、精加工的加工方法：
平行铣削、放射加工、投影加工、挖槽加工、等高外形、残料加工、环绕等距、钻削式加工、平行陡斜面、流线加工等三维零件的加工方法；
任务2：
会根据零件加工精度要求、刀具材料、零件材料性能等设置相应的参数；
任务3：
设计参考高度、下刀位置、材料形状、进给率、主轴转速、切削间距、铣削方式、整体误差等；
任务4：
会相应参数设置生成加工的刀具路径；
任务5：
会设置相应的后处理方式生成满足机床加工的加工代码。
学习内容
1、利用齿轮箱的三维实体的零件来设计刀具路径，并生成NC代码；
2、利用连杆模的三维实体的零件来设计刀具路径，并生成NC代码；
3、利用鼠标的的三维实体的零件来设计刀具路径，并生成NC代码；
教学建议
1、首先确保学生能够知道MasterCAM的加工流程；
2、多利用数控的一些编程知识，对MasterCAM的NC代码有一定的好处；
3、学生进行独立操作时，对其提出的问题进行讲解，如果提出相同问题的学生较多，应统一进行讲解，并让学生做好笔记，避免下次操作时犯同样的错误；
4、学生熟练的对MasterCAM软件的加工功能进行深化。
4.课程实施和建议
4.1课程的重点、难点
本课程的重点是二维刀具路径的生成及三维刀具路径的生成，难点在三维建模。
可采用同步演示法解决。
4.2教学方法与教学手段
1.教学方法
本课程在教学过程中主要采用了一体化教学方法。
以任务为导向，基于工作过程的教学法，在授课过程中采取以学生为中心的教学组织形式，倡导“以人为本”的教学思想。
将模块教学法、任务驱动法、边讲边练实践操作法等结合起来，让学生在活动中自主学习，通过活动引导学生将书本知识与实践活动相结合，以加深对知识的理解和运用。
在活动中培养学生的个性，使学生的创新意识和创新能力得到充分的发挥和提高。
以学生为主体将学生分成若干个小组，通过主讲教师的刻意引导，来充分发挥交流互动的作用，开展主题研讨，提高学生的学习兴趣，让学生产生学习的内在动力，使同学们主动参与、积极活动，通过相互提问、随机选定发言等形式在教学中创设有思考价值的问题情境，引导学生思维方向，激发认知动力。
2.教学手段
本课程是一门专业核心课程，在实施过程中强调以学生为主体，以培养学生实际的操作能为主线，采用一体化的教学方法，对每一个具体教学模块环节，都要求学生亲自实践，以达到良好教学效果的目的。
在每个模块的教学中，采用理论与实践1：
1的比例进行。
在具体的讲解过程中采用任务驱动、项目教学法，学生在完成任务过程中操作命令的使用方法。
为了提高教学效果，授课地点建议在计算机房，学生边听边练。
4.3课程考核标准
4.3.1考核内容及标准
（1）改革考核手段和方法，加强实践性教学环节的考核，可采用过程考核和结果考核相结合的考核方法。
（2）由学校主讲老师和企业兼职老师结合考勤情况、学习态度、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛、顶岗实习情况及考核情况，共同综合评定学生成绩。
（3）应注重对学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生给予特别鼓励，综合评价学生的能力。
课程考核方式及分值比例一览表
学习
情境
工作任务
考核内容及分值
考核标准及评分
考核方式
1.MasterCAM软件安装及功能设置
了解MasterCAM的基础知识
熟悉MasterCAM界面及系统启动、关闭、文件存储等操作，了解该软件的基本功能及安装方法。
（5分）
不会安装MasterCAM，启动关闭MasterCAM及基本设置（0）
操作熟练的（5分）
实训室现场考核，过程性评价
2.MasterCAM铣削编程的基本操作
2.1二维图形的绘制
掌握二维图形的绘制命令如：
点、线、矩形、多边形、椭圆等；（5分）掌握修改命令如：
平移、旋转、偏置、修剪等。
（10分）
对操作内容不熟悉不能完成零件二维图形的创建（0分）
动作规范、基本完成（10分）
动作规范、流畅（15分）
实训室现场考核，过程性评价
2.2二维图形的编辑
3.实体造型自动编程方案设计与实施
3.1三维图形绘制
能通过适当的截面采用挤出实体、旋转实体、扫描实体机放样实体等方法实体的绘制会；能通过适当的线框采用直纹/举升、挤出、扫描、旋转、网格等曲面绘制相应的曲面。
（10分）
通过实体倒角、实体倒圆角、实体薄壳、修剪实体、牵引实体、实体薄片加厚、切割实体等编辑实体；通过曲面补正、曲面修整、曲面倒角、曲面修剪、曲面熔接等命令编辑曲面。
（10分）
对操作内容不熟悉不能完成三维零件的建模（0分）
动作规范、基本完成（15分）
动作规范、流畅（20分）
实训室现场考核，过程性评价
3.1三维图形的编辑
4.曲面造型自动编程方案设计与实施
4.1选择相应的二维加工方法
会根据零件要求选择外形铣削、标准挖槽、钻孔等二维零件的加工方法；（10分）
会根据零件加工精度要求、刀具材料、零件材料性能等设置相应的参数。
如参考高度、安全高度、材料形状、加工表面、切削深度、补正方式、进给率、主轴转速、X-Y分层铣、Z分层铣、铣削方式等。
（10分）
会相应参数设置生成加工的刀具路径；会设置相应的后处理方式生成满足机床加工的加工代码。
（10分）
对操作内容不熟悉不能完成二维刀具路径生成（0分）
动作规范、基本完成（20分）
动作规范、流畅（30分）
实训室现场考核，过程性评价
4.2设置加工参数
4.3生成刀路及加工程序
5.典型零件造型编程与加工实训
5.1选择相应的三维加工方法
会根据零件的几何形状及技术要求选择粗、精加工的加工方法：
平行铣削、放射加工、投影加工、挖槽加工、等高外形、残料加工、环绕等距、钻削式加工、平行陡斜面、流线加工等三维零件的加工方法；（10分）
会根据零件加工精度要求、刀具材料、零件材料性能等设置相应的参数。
如参考高度、下刀位置、材料形状、进给率、主轴转速、切削间距、铣削方式、整体误差等。
（10分）
会相应参数设置生成加工的刀具路径；会设置相应的后处理方式生成满足机床加工的加工代码。
（10分）
对操作内容不熟悉不能完成三维零件的刀具路径生成（0分）
动作规范、基本完成（20分）
动作规范、流畅（30分）
实训室现场考核，过程性评价
5.2设置加工参数
5.3生成刀路及加工程序
4.3.2考核结果说明
本课程考核通过实训室完成。
每个模块的考核主要考察学生的出勤情况、实际动手能力、理论知识的运用与掌握情况、完成作业的准确度、完整度、规范度等、分析问题、解决问题的能力、合作沟通能力、学习态度、总结报告（报告的内容、态度、写作水平等）等评定项目进行考核。
4.4教材编写
（1）打破传统的学科教材模式，以本课程标准为依据进行教材编写。
（2）校企联合编写适合工学结合的教材，教材编写以校企合作、工学结合培养高技能人才的要求为目标，注重能力本位的原则，力求突出“理论够用、重在实操”和“简单明了、方便实用”的特色，内容应具有较强的应用性和针对性，编写的目的主要是为了培养具有良好职业道德、具有一定理论知识、具有较强操作实践能力、具有可持续发展能力的、为为数控企业培养的高技能应用性软件机械CAM人才。
（3）通过工作任务的需求，从有利于各专门化课程的学习出发，以够用为度为原则，设定能力目标，能力标准，引入高职学生所必需的理论知识，加强实际操作能力的训练。
（4）教材应图文并茂，提高学生的学习举加深学生对MasterCAM软件知识的理解与掌握。
（5）对于涉及数控技术专业岗位的实践活动教材应以岗位的操作规程为基准，并将其纳入其中。
（6）建议为教材配置专门的多媒体光盘，以得教学的需要和学生的自学。
4.5课程资源的开发与利用
1．教辅材料：
要力求接近实践，最好是来源于实践的案例与情境，并开发课程的习题、参考文献等内容，向学生开放，以利于学生自主学习。
2．实训指导书：
格式正确、内容全面，且能具体写明对学生的各项要求。
3．软件环境：
不断完善物流综合实训室的软件环境，引进一些与采购管理软件用于教学，为学生提供更好的采购软件模拟条件。
4．硬件环境：
希望能够加大对硬件实训内容的建设，例如尽快组建校内实训小超市，为学生提供校内亲身参与采购管理工作的环境；同时，通过各种渠道加大对校外实训基地的建设，为学生的校外实践提供环境条件。
5．信息技术：
充分的利用各种信息技术，例如网络、多媒体课件等，为学生提供学习的便利条件。
例如加大课程的网络资源建设，把与课程有关的文献资料、教学大纲、电子教案、教学课件、习题、教学视频、采购管理的相关前沿信息、与职业资格考试相关的资料、学生与教师的互动等都放到网上，充分的为学生的自主学习提供环境条件。
4.6师资和实训条件
（1）具有较强的责任感，热爱教师岗位。
（2）有较强的理论与实践能力，具备双师素质，具有较高的教学水平。
（3）对高职教育理论有深入的研究，有较好的团队合作精神。
（4）具备较好的机械识图能力和计算机应用能力.
4.7其它说明
（1）在教学过程中，要求配备兼职教师的比例逐渐达到1：
1的比例，以满足工学结合教学的需要。
（2）校企合作，确保工学结合教学的顺利进行。
（3）在教学过程中，要求配备一定数量的MasterCAM软件，以保障教学的进行。
4.8教学参考资料
4．8．1参考书目：
使用教材：
MasterCAMX3项目教程——杨小军等主编，清华大学出版社2009年11月
参考教材：
《MasterCAM应用教程》——杨秀文主编，清华大学出版社2009
4．8．2推荐行业等网站：
中国高新认证 http:
//www.C
中国机械CAD论坛
中国模具网
编写：
校对：
审核：
机电工程学院
2013年8月1日
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