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1、多轴数控编程与仿真加工课程标准课程名称：多轴数控编程与仿真加工课程代码：126OAB建议课时数：48学分：3适用专业：数控技术、模具设计与制造、机械制造与自动化1、前言1.1课程的性质多轴数控编程与仿真加工课程是我院入围江苏高校品牌专业建设工程一期项目一一数控技术专业课程体系中一门专业核心课程，是紧紧围绕专业人才培养定位，以2010年教育部机电教指委国家精品课程零件的计算机辅助编程与调试为基础，通过对近年来数控技术职业工作岗位进行整体化的调研与分析，将原课程主讲NXCAM知识，调整为在NX编程操作基础知识的同时，进行NX多轴加工编程、车铳复合加工编程、后置处理定制和NX加工仿真技能训练，进而强
2、化了多轴数控编程技术的综合应用，形成一门将工艺、编程与仿真相结合、融教学做于一体的专业课程。在按照贴近岗位、接轨岗位、适应岗位“三进阶”的“双链式、项目化”的数控技术专业课程体系中，多轴数控编程与仿真加工课程定位在接轨岗位“专项”学习阶段中的第三门专业课程，课程为数控程序员岗位提供了数控加工工艺与程序编制、仿真与调试的知识和能力培养，是直接服务数控技术专业核心职业能力培养的专业核心课程。多轴数控编程与仿真加工是一门课证融通的课程，学生学完该课程后可以参加德国西门子NXCAM工程师的认证考核以及国家职业技能鉴定中心组织的数控程序员员考核，获得国内外双证书。课程以计算机绘图与机械制图、零件的三维建
3、模与虚拟装配等专业支撑课程为基础，与前导课程零件的二轴数控编程与加工、零件的三轴数控编程与加工等课程完全对接。也为后续首件的调试与加工课程及毕业实习奠定了良好的理论和实践基础，对提高数控技术专业人才培养质量、提升学生职业能力与职业素养具有明显的促进作用。1.2设计思路针对先进制造业产业转型升级需要，以强化数控技术知识的综合运用和综合能力的培养为着力点，配合专业课程体系改革，进一步满足行业企业对高端技能型人才的新要求。依据多轴数控编程与仿真加工课程教学大纲要求，围绕课程教学重点与难点，采用项目化专题教学授课，将知识点拆分，设计碎片化结构表，规划知识结构图，开发系列微课，以“问题”为核心构建成有梯
4、度的教学视频，设计“激趣设疑一分析探究一归纳总结一表达交流一拓展延伸”等探究式学习环节，通过引导学生“发现-分析-解决问题”而展开探究式学习，环环相扣，测试过关，步步深入。教师对课前学生学习参与度、集中出现的问题及在线学习反馈等信息，确定课上授课的重难点及目标要点，确定课上教学活动，老师则适时测试、归纳、总结及教学评价。开展在线学习与课堂教学相结合，探索翻转课堂理念下的线上线下“020”混合式教学实践。经过企业专家、毕业生、课程专家和骨干教师的研讨及深入、细致、系统的讨论分析，最终确定打破学科体系，采用以数控程序员的典型工作任务为中心重组课程内容，将整个课程内容分成三轴铳削数控编程与仿真加工、
5、四轴铳削数控编程与仿真加工、五轴铳削数控编程与仿真加工、车铳复合数控编程与仿真加工等四个“活模块:各个模块由若干个与企业联合开发的多个项目组成，每个教学项目中包含“多任务”，各任务载体的形状由简单到复杂，工艺类型由单一到复合、编程技术由基础到综合，内容选取涵盖数控程序员必须的平面铳、型腔铳、固定轴曲面轮廓铳、点位加工、可变轴曲面轮廓铳、叶轮及车铳复合等自动编程与仿真加工技术。在每个任务学习之后，学生可在课程网站资源库中选择适合自己水平的类似产品零件CAM编程与仿真加工，将自己的成果与老师和同学分享经验、交流问题、讨论程序是否合理、高效。课程实施以数控程序员岗位的工作过程为任务教学逻辑主线，重点
6、深化“做中学”的教学方法改革；通过项目管理、自主创新作品及构建知识技能与职业素养并重的评价体系，尝试组织多次、多形式的考核；及时更新立体化、分级别的教学资源库，满足不同层次学生的自学需求，适应大众化时代的教育要求。本课程的总学时为48,共3个学分。2、课程目标多轴数控编程与仿真加工课程针对主要就业岗位上需要完成工作项目的要求，培养学生初步制定数控多轴数控加工工艺，设置典型零件CAM加工环境、编制多轴数控加工程序、定制后置处理，并对数控加工程序进行加工仿真的核心职业能力。课程担负着帮助毕业生在未来职业生涯中从事数控程序员、CAM助理工程师等岗位的基本能力的重任。课程的开发对提高数控技术专业才培养
7、质量、提升毕业生的就业能力与就业质量具有重要意义。2.1 知识目标掌握数控多轴铳削加工工艺的基础知识；掌握零件的CAM编程基础知识（含平面铳、型腔铳、固定轴曲面轮廓铳、点位加工、可变轴曲面轮廓铳、叶轮加工等）；掌握零件的三轴、四轴、五轴及车铳复合后置处理的知识；掌握零件的三轴、四轴、五轴及车铳复合数控仿真加工基础知识。2.2 能力目标能根据零件图样确定零件的加工工艺；能利用CAM软件完成零件的多轴数控编程；能定制三轴、四轴、五轴及车铳复合的后置处理；能利用数控仿真软件完成零件的数控加工仿真；能熟练创建生产车间所需的工艺文档。2.3 素质目标具有良好的团结协作精神，主动适应团队工作的职业态度；具
8、有创新能力和解决实际问题的能力；具有安全意识、质量意识、环保意识及成本等工程意识。3、课程内容和要求表1课程内容与要求序号模块知识要求技能要求学时1三轴铳削数控编程与仿真加工 理解3轴铳削加工设备的结构和应用特点 掌握NX铳削软件中的平面铳、孔系加工、槽加工、螺纹孔加工、型腔铳、余料型腔铳、等高轮廓铳等铳加工方式 掌握固定轴曲面加工、区域铳加工、流线加工、高速加工等铳加工方式 掌握NXCAM参考刀具清根加工操作、加工策略、IPW操作、拐角控制技巧 能够使用NX软件编制平面铳加工程序、孔加工程序，槽加工程序，螺纹孔、型腔铳、余料型腔铳、等高轮廓铳等加工程序等 能够使用NX软件编制固定轴曲面加工、
9、区域铳加工、流线加工、高速加工等加工程序等 能够使用VERICUT软件构建虚拟3轴机床并进行仿真加工 根据给定的轮廓类零件图，设计数控加工工艺方案，编制工艺卡等数控加工技术文件14等 掌握带曲面轮廓类零件NXCAM仿真加工与刀具轨迹的生成方法 掌握带曲面轮廓类零件NXCAM后处理方法，生成零件数控加工程序 分析带曲面轮廓类零件产生误差的原因，优化走刀路线和程序 掌握构建虚拟3轴机床的方法 能根据工艺文件，确定加工方式选择并进行参数化设置 能根据图纸对零件进行三维建模，检查零件形状是否正确，零件存档 能完成带曲面轮廓零件的计算机辅助编程，对刀具轨迹仿真、优化，并将后处理后生成的零件程序进行文本存
10、档 能根据不同机床系统定制后处理 能准确分析零件产生误差的原因并对程序进行优化 能对学习资料整理、归档2四轴铳削数控编程与仿真加工 理解4轴加工中心的结构及应用特点 掌握固定轴与可变轴曲面加工的区别 掌握创建可变轴曲面轮廓铳的操作步骤 理解驱动几何体驱动方法、投影矢量等基础概念 掌握曲线/边驱动方式的操作要领 理解前倾角、侧倾角、步距数、材料侧等的含义 掌握4轴相对于驱动体的方法 掌握4轴后处理方法 掌握构建虚拟4轴机床的方法 能够使用NX软件编制可变轴曲面轮廓铳、顺序铳等加工程序 能根据给定的4轴类典型零件三维图，设计数控加工工艺方案，编制工艺卡等数控加工技术文件 能根据工艺文件，确定加工方
11、式选择并进行参数化设置 针对4轴铳削，能正确选择可变轴曲面轮廓铳驱动方式、投影矢量和刀轴，生成正确合理的刀轨 能完成典型零件的计算机辅助编程，对刀具轨迹仿真、优化，并将后处理后生成的零件程序进行文本存档 能够使用VERICUT软件构建虚拟4轴机床并进行仿真加工 能根据不同机床系统定制后处理 能准确分析零件产生误差的原因并对程序进行优化 能对学习资料整理、归档83五轴铳削数控编程与仿真加工 理解5轴加工中心结构及应用特点 理解可变轴曲面轮廓铳驱动几何体、驱动方法、刀轴、投影矢量等概念 掌握曲面区域驱动方式 能根据给定的5轴类典型零件三维图，设计数控加工工艺方案，编制工艺卡等数控加工技术文件 能根
12、据工艺文件，确定加工方式选择并进行参数化设置16等的操作要领 理解垂直于驱动体与相对于驱动体的区别 理解相对于驱动体与4轴相对于驱动体的区别 掌握5轴后处理方法 掌握构建虚拟双转台、双摆头、单转台单摆头结构5轴机床的方法 针对5轴铳削，能正确选择可变轴曲面轮廓铳驱动方式、投影矢量和刀轴，针对不同形状的发动机叶片曲面加工，能生成正确合理的刀轨。 能完成叶片类零件的计算机辅助编程，对刀具轨迹仿真、优化，并将后处理后生成的零件程序进行文本存档 能够使用VERICUT软件构建虚拟5轴机床并进行仿真加工 能根据不同机床系统定制后处理 能准确分析零件产生误差的原因并对程序进行优化 能对学习资料整理、归档4
13、复控与加铳数程真工车合编仿 理解车铳复合加工设备的结构和应用特点 掌握NX铳削软件中的车削、孔系加工、螺纹车加工、切断操作、铳削加工、极坐标加工等车铳混合编程方式 掌握创建用于车加工2D毛坯和部件的步骤及车加工刀具的建立 掌握利用切削区域灵活划定车加工区域 理解车削操作中单向线性切削，线性往复切削等切削策略的含义 掌握根据不同切削环境合理完成刀轨设置内容 理解车铳结合编程中逻辑关系 掌握车铳后处理建立关联的方法 掌握根据不同加工要求，定制对应后处理 能够使用NX软件编制车削、钻孔、相关轴铳削、极坐标编程。 能根据给定的车铳复合类典型零件三维图，设计数控加工工艺方案，编制工艺卡等数控加工技术文件
14、 能根据工艺文件，确定加工方式选择并进行参数化设置 针对车铳复合零件，能正确选择车削，铳削工艺，生成正确合理的刀轨 能完成典型零件的计算机辅助编程，对刀具轨迹仿真、优化，并将后处理后生成的零件程序进行文本存档 能够使用NX软件构建虚拟车铳复合机床并进行仿真加工 能根据加工类型定制后处理，理解车与铳结合的后处理工作原理 能准确分析零件产生误差的原因并对程序进行优化 能对学习资料整理、归档10I它机动考核评价总课时484、实施建议4.1 教材编写 与企业联合开发本课程的项目化教材，教材中涉及的项目均需来自先进制造企业真实产品，每个项目任务均源自企业又高于企业，要求与现代制造企业的技术同步、同序、同
15、质,要有较强的专业性和实用性。 教材编写要打破传统的编写格式，注重以学生为本，遵循学生的认知规律，建议采用“递进式+综合式”项目的复合架构编写模式，旨在夯实专项能力、强化综合能力。每个项目均采用“项目导读-任务描述-工作任务-专家点拨-课后训练”编写流程，并在工作任务中重点进行结构特征分析、加工工艺制定、加工程序编制、仿真及零件加工及所用知识点、具体操作步骤及任务小结等提示和辅助学生加深理解，达到巩固知识、提高学生数控编程与加工的能力。 教材的编写要以立体化教材为目标，除纸质教材外，还配有AVI视频动画及.prt源文件教学光盘，网上提供项目实训指导等教学资源，既适合教师教学需要，也有利于学生进
16、行研究性学习和自主自学。4.2 教学建议 组建一支专兼结合的优秀课程教学团队。聘任企业的数控程序编制技术能手（专家）担任本课程的兼职老师，指导和解决学生在程序调试过程中遇到的技术难题等；专任教师通过下企.业实践，担任访问工程师或被企业聘为技术顾问，参与企业新产品的研制、CAM数控程序编制等，提高社会服务能力。 采用“做中学”教学模式。在项目实施中教学、在完成项目中学习、在问题解决中提高；贯彻“大手牵小手”，将“责任模式”、“时间管理”等理念引入学习过程，将企业文化、岗位职责、专业能力、方法能力、社会能力等落实到教学环节中。 采用“行动导向”教学方法。以生为本，激发兴趣，教师由主讲变主导，学生变
17、主体、师生同研究、投入与享受。 采取过程与结果相结合的考核方式，注重学生自主思考、创新能力的评价。围绕“以学生为主体”的教学思想设计各学习情境的评价环节，突出评价主体互动化、评价内容多元化、评价过程动态化等特征，注重过程考核与终结考核相结合。校企共同参与教学评价，将企业对员工的考核标准与学校考核要求相结合。全面改革考核方法，强调素质与能力，按照项目评估表，对学生每个工作过程进行评价，每一个项目分别考核，综合评定，体现“能力优先”。教师能力要求：具备讲师（工程师）及以上职称，有扎实的CAD/CAM理论基础，掌握较强的CAD/CAM操作技能与多轴加工经验的人员。具体要求： 熟悉企业零件生产流程；
18、具备GD&T标准图纸的制图与读图能力； 具备编制零件数控加工工艺的能力； 具备使用NX软件对零件进行三维建模的能力； 具备使用NX软件编制多轴零件加工程序的能力； 具备定制后置处理的能力 具备使用软件仿真加工零件的能力； 具备熟练操作数控机床加工零件的能力； 具备教学组织、管理及协调能力； 具有生产实践经验。实训装备要求：电脑、NXlO.O软件4.4 课程资源 校企联合开发多轴数控编程与仿真加工教程新形态下一体化教材。邀请中外企业数控方面的技术专家与课程专家一起制定课程标准、共同开发教材，课程所有案例均来自中外资企业，将企业中常用的多轴数控编程与加工设计成4个学习模块，每个学习模块都配有相应的
19、教学资源与学习资源，其中所涉及的图纸（GD&T标准）、工艺卡、任务单、程序调试反馈单等均来自企业的原版，确保学生所学知识“有用、实用”。 校企合作开发课程资源，建立面向学生的学习资源和面向教师的教学资源等的数据库，包括相关教辅材料、实训指导手册、习题库、企业案例库、项目教学视屏、知识点微视频等数字化教学资源等。努力实现跨学校多媒体资源共享，提高课程资源利用效率。 建设课程网站和培训网互补的网络教学平台。课程网站是既是学生学习的资源和教师教学的资源也是教师和学生交流沟通的平台。SIEMENSNX授权培训中心培训网是教学内容的补充、拓展和延伸，也是校企交流的平台。通过在线交流等各种资源，有利于学生
20、进行课外学习，培养自主学习能力。4.5 教学评价课程教学评价主要是探索建立过程性评价与总结性评价相结合、线上测试与线下考试相结合、个人课堂表现与小组整体表现相结合等的多元化考核评价模式。专业知识考核：笔试、口试占35%技能考试：技能水平、操作规范占35%方法能力考核：制定计划和报告的能力占10%职业素质考核：5S执行情况占10%团队精神考核：团队成员平均成绩占10%*注：出勤记录旷课3次以上或请病假超过总课时的1/3以上，课程总成绩记0分。5、其它说明本课程标准经专业建设委员会评审，教学管理部门认定后实施。专业负责人：系（院、部）主任:附课程负责人：石皋莲学术审定人：制定（修订）时间：2016年8月10日
