类比思维在Master cam软件教学中的应用

江丽

（江苏省惠山中等专业学校 江苏 无锡 214153）

类比思维在Master cam软件教学中的应用

江丽

（江苏省惠山中等专业学校 江苏 无锡 214153）

运用类比思维，可以由此及彼，将该思维方法贯穿于Master cam软件的教学中，在教会学生软件的同时，也能开阔学生的思维。

类比思维；CAD/CAM；Master cam

虽然当今流行不少CAD/CAM软件，但Master cam软件因其使用方便、对硬件要求不高的特点而得到了广泛使用。Master cam软件CAD部分能进行二维绘图、曲面造型、实体造型，CAM部分可进行二维加工、曲面加工，其具备的刀具路径模拟、实体切削验证功能可以检测刀具参数及加工参数的设置是否合理，是否存在干涉现象，还可执行后处理自动生成数控加工程序。

我校机电及数控专业均开设了该软件的学习课程，笔者在多年的教学实践中，发现运用类比思维对学生学习该软件有较好的帮助。

类比思维又称取象比类、援物比类。这是一种由一事物推及另一事物的思维方法，它将两个或两类相似的事物相比较，根据两者某些相同的属性进行推论，认为两者在另一些方面的特点或规律也可能是相同的。下面结合其在教与学中的具体运用来说明。

与其他CAD/CAM软件对比

我校数控及机电专业不同时期开设了AUTOCAD、UG等软件类课程。各软件都有其特点，不同软件之间也有相似之处，这就需要培养学生运用类比思维方法，在精通一个软件的基础下，快速适应另一个新软件的学习，因为两者有相通之处，比如AUTOCAD软件和Master cam软件的二维绘图中的很多编辑修改命令都有相似之处，如偏移、修剪、镜像、阵列等等。其含义相同，学生接受速度很快，但同时要注意不同软件中相同命令的操作方法不同。例如，AUTOCAD中的修剪（trim）命令，操作顺序是先选修剪边界再选需要修剪掉的部分，而Master cam软件中的修剪（trim）命令操作顺序是先选保留部分再选边界。如图1所示的选择题，按操作顺序先1后2，AUTOCAD软件里获得的结果是A，Master cam软件里获得的结果则是C。

图1 修剪操作选择题示意图

还有旋转阵列命令，在AUTOCAD和Master cam软件中含义都是相同的，均是对图形对象进行旋转复制，但在具体操作时，还存在细微差别。以图2为例，在 AUTOCAD中输入的数目是图形对象的总数N= 6，角度是所有图形对象覆盖分布的角度为360度，而在 Mastercam中数目指的是图形对象需要复制的数目5（总数-1），角度则指两个图形对象之间的角度60度（总的角度/N）。

Master cam三维造型包括三种形式：三维线架、曲面、实体。三维造型部分需要学生具备一定的空间思维能力，无论哪种形式的三维造型，都应该让学生理解并掌握三个概念：构图平面、图形视角和工作深度。构图平面即用户当前使用的绘图平面，与工作坐标系平行；图形视角即观察图形的视角，因为三维图形在不同的视角下获得的投影视图是不同的；有的学生容易将两者混淆，可以客观存在及主观印象进行类比，一个图形客观实际的形状是一种情况，在不同视角下（即主观印象）又是另一回事。工作深度是用户绘制出的图形所处的三维深度即用户设置的工作坐标系中的Z轴坐标，学生只有完全吃透这三个概念才能在三维构图世界自由行走。

而三者的区别，我们可以进行类比：三维线架好比是骨架，曲面好比是包上了皮肤，而实体则是有血有肉的。曲面与实体的区别在于曲面只有面的特征，但是是空心的，而实体具有体的特征，是实心的。但是两者在构建方法上却有相通之处。比较典型的就是旋转曲面（或实体）、扫描曲面（扫掠实体）还有基本曲面（或实体）的构建在概念上及操作步骤上如出一辙。不同的是曲面创建时少了不同形式的选择，例如：旋转实体的构建除去创建旋转主体外，可以选择“切割主体”在原有实体的基础上切割一个旋转实体，也可以选择“增加凸缘”在原有实体基础上增加一个旋转实体。讲解时在类比的基础上要进行区分。

图2 陈列命令的应用示意图

操作管理员的应用

Master cam软件中的操作管理员功能非常方便也很强大，如果能灵活运用可以大大提高效率。比如实体造型中的管理员可对创建的实体进行编辑参数、删除、改变实体构建顺序等操作。同样刀具路径中的管理员也具备同样的功能，可删除不需要的刀具路径、还可改变刀具参数、加工参数的设置、同样还可改变各个刀具路径之间的先后顺序。所以，在前面CAD部分学过实体造型中的实体管理员的功能后，后面的CAM部分学习刀具路径时，其操作管理员的功能也就无师自通了，但是由于职校学生还缺乏这种思维能力，需要教师适时地点拨、进行类比讲授。

加工方式及参数的设置

以Master cam的三维曲面加工为例，包括粗加工及精加工两大类型。每一种加工类型下又有多种不同的加工方式，但是粗加工和精加工中有很多加工方式是相同的，比如平行铣削加工、放射状加工、投影加工、等高外形加工等。所以，在掌握这些加工方式的特点及应用之后，只要教会学生区分粗加工与精加工在某些参数的设置上有哪些不同，最典型的是粗加工需要设置加工余量，而精加工不需要等，其他就无需一一赘述，可让学生自己去进行类比。谈到参数的设置也是如此，先把所有加工方式中的共同参数列出来，除去共同刀具参数外，共同的曲面加工参数包括高度设置、进退刀向量、刀具补偿位置及范围、加工曲面、干涉面及加工区域的设置以及预留量的设置等。让学生对这些共性的东西了然于心之后，再进一步针对不同加工方式中那些专有参数的设置进行单独分析，可让学生自行列举进行对比。

俗话说：授人以鱼，不如授人以渔。传授学生知识的同时，更应该教会学生思维的方法，培养学习能力。世间万物均有联系，运用类比思维，可由此及彼，可触类旁通，可举一反三，这样才能学得更活，才能更加游刃有余。

[1]许远忠.类比方法在《建筑结构》教学中的运用[J].职业教育研究，2007（5）.

[2]叶晓红.类比法学习等比数列的实践与反思[J].新课程研究，2012（5）.

[3]陈小鹏.浅谈类比思维[J].高中数学教与学，2007（1）.

[4]刘北忠.在类比思维中获得技巧[J].新课程（小学），2010（7）.

[5]黄守泽.类比思维策略[EB/OL].（2012-04-20），http：//puyangzxxjs.fxl2011.teacher.com.cn/GuoPeiAdmin/ UserLog/UserLogView.aspx?UserlogID=13444.

G712

A

1672-5727（2013）08-0090-02

江丽（1973—），女，工程硕士，江苏省惠山中等专业学校讲师，研究方向为先进制造技术。