CADCAM第一二章总结12.docx

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CADCAM第一二章总结12

CAD/CAM第一、二章总结

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机械工程学院

CAD/CAM第一、二章总结

一、CAD/CAM的基本概念

1、CAD（ComputerAidedDesign计算机辅助设计）

指工程技术人员以计算机为工具完成产品设计，达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品这一过程的各项工作，包括设计、工程分析、仿真绘图、编纂技术文档等。

2、CAM（ComputerAidedManufacturing计算机辅助制造）

计算机辅助自造有广义、狭义两种定义：

●广义CAM指借助计算机完成从生产准备到产品制造出来的过程的各项活动，包括工艺过程设计（CAPP）、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造工程控制、质量检测与分析等。

●侠义CAM指NC编程编制，包括刀具路径规划、道具文件生成、刀具轨迹仿真、后置处理及NC代码生成等。

3、CAPP（ComputerAidedProcessPlning计算机辅助工艺过程设计）

指工艺人员借助计算机，根据产品计算结果和制造工艺要求，交互

或自动地确定产品加工方法和加工设计、工艺路线制定等。

4、CAE（ComputerAidedEngineering计算机辅助工程）

指用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。

二、CAD／CAM基本功能

1、交互功能

人机接口是CAD/CAM系统中用户与系统连接的桥梁除软件中界面

设计外，还必须有交互设备实现人与计算机之间的不断通信。

2、图形显示功能

CAD/CAM是一个人交互的过程，从产品的造型、构思、方安的确定，

结构分析到加工过程的仿真，系统随时保证用户能够观察、修改中间的结果，实时编辑处理。

3、存储功能

为了保证系统的正常的运行，CAD/CAM系统必须配置容量较大的

储存设备，支持数据库系统的运行的正确流通；其次，工程数据库系统的运行也必须有存贮空间的保障。

4、出入处处功能

CAD/CAM系统运行中，用户需不断地将有关设计的要求、各步骤

的具体数据等输入计算机内，通过计算机的处理，能够输出系统处理的结果。

三、CAD/CAM的主要任务

◆几何建模

◆工程绘图

◆计算分析

◆优化设计

◆有限元分析

◆计算机辅助工艺规程设计

◆数控编程

◆动态仿真

◆计算机辅助测试技术

◆工程数据管理

四、我国CAM技术应用过程中存在的问题

1、发展模式的制约

2、软件开发人员力量分散

3、CAM系统开发过程中存在认识误区：

如缺乏重微机软件思想和CAM未能与CAD数据共享。

4、引进国外CAM系统时存在问题：

如国外的CAM软件没有全方位汉化和进行二次开发、CAM应用中缺乏管理的系统化和缺乏人员培训与人才培养。

五、CAD/CAM技术的发展现状与趋势

二十一世纪初的机械制造业，总的发展趋势为：

柔性化、灵捷化、集成化、智能化、信息化（网络化）、参数化。

信息产业将成为社会的主导产业，机械制造业也将由信息主导，并采用先进生产模式、先进制造技术、先进组织管理方式的全新机械制造业。

其中柔性化是使下艺装备与工艺路线能适于生产各种产品的需要，能适于迅速更换工艺、更换产品的需要。

灵捷化是使生产推向市场的准备时间缩为最短，使机械制造厂的机制能灵活转向。

智能化是柔性自动化的重要组成部分，也是柔性自动化的新发展和延伸，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。

信息化是使机械制造业不再是由物质和能量借助于信息的力量产出价值，而是由信息借助于物质和能量的力量生产出价值。

因此，信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。

这里主要介绍以下几点：

1.集成化

集成化是CAD/CAM技术发展的一个最为显著的趋势。

它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC（生产计划与控制）等各种功能不同的软件有机地结合起来，用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，保证系统内部信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。

国内外大量的经验表明，CAD系统的效益往往不是从其本身，而是通过CAM和PPC系统体现出来；反过来，CAM系统如果没有CAD系统的支持，花巨资引进的设备往往很难得到有效地利用；PPC系统如果没有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及时和准确的数据作为计划的依据，订出的计划也较难贯彻执行，所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。

因此，人们着手将CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系统有机地、统一地集成在一起，从而消除"自动化孤岛"，取得最佳的效益。

2.网络化

21世纪网络将全球化，制造业也将全球化，从获取需求信息，到产品分析设计、选购原辅材料和零部件、进行加工制造，直至营销，整个生产过程也将全球化。

CAD/CAM系统的网络化能使设计人员对产品方案在费用、流动时间和功能上并行处理的并行化产品设计应用系统；能提供产品、进程和整个企业性能仿真、建模和分析技术的拟实制造系统；能开发自动化系统，产生和优化工作计划和车间级控制，支持敏捷制造的制造计划和控制应用系统；对生产过程中物流，能进行管理的物料管理应用系统等。

3.智能化

人工智能在CAD中的应用主要集中在知识工程的引入，发展专家CAD系统。

专家系统具有逻辑推理和决策判断能力。

它将许多实例和有关专业范围内的经验、准则结合在一起,给设计者更全面，更可靠的指导。

应用这些实例和启发准则，根据设计的目标不断缩小探索的范围，使问题得到解决。

4..参数化

给于目标建模，进行的几何约束，人工智能的几何推理，生成的过程构造，对生成物进行描述，自动生成所需目标。

CAD/CAM的发展必然遵循这个趋势，也就是遵循有使用价值的趋势。

六、我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势

模具工业是国民经济的重要基础工业之一。

模具是工业生产中的基础工艺设备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。

模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。

模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。

它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。

模具CAD/CAM技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。

（一）我国模具CAD/CAM的现状，CAD/CAM技术与传统加工方法比较具有的先进性 

开发CAD/CAM软件的目的是应用CAD/CAM技术，应用CAD/CAM技术的目的是提高企业的设计和制造水平，增强企业在国际市场的竞争能力。

根据传统做法，一个新产品的开发过程总是分为设计与制造两大部分。

模具生产也不例外，模具属单件生产，设计与制造往往是一一对应的，所以模具设计的工作特别繁重。

传统的模具设计采用手工设计方法，工作繁琐，模具设计所占工时约为模具总工时的20％左右，模具设计工作量大、周期长、任务急。

引入模具CAD技术后，模具设计可借助计算机完成传统手工设计中各个环节的设计工作，并自动绘制模具装配图和零件图。

模具CAM最初应用于模具型腔等复杂形状自动加工的计算机辅助编制，后又逐步扩展为工艺准备和生产准备过程中的许多功能，例如计算机辅助模具制造工艺过程的设计、计算机辅助模具生产管理等各方面的应用。

开发模具CAM最原始的依据是模具的几何信息-----图形。

（二）我国模具CAD/CAM的现状 

由于对模具要求的越来越高，传统的制模方法已经不能满足需要，这就促使了CAD/CAM技术在模具业中的应用。

发达国家从20世纪50年代就开始模具CAD/CAM的研究。

到20世纪80年代，模具CAD/CAM技术已经广泛应用于冷冲模具、锻造模具、注射模具、压铸模具的设计与制造。

我国的计算机技术起步较晚，模具CAD/CAM的开发始于20世纪70年代末，但发展也相当迅速。

到目前为止，通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普通冲裁模、辊锻模、锤模和注塑模等CAD/CAM系统，它们在生产中发挥着重要的示范作用并产生巨大的经济效益。

为了减轻重复劳动，提高工作效率，许多研究机构和设计生产部门都在各种CAD平台上利用其提供的二次开发接口进行二次开发。

大多数的CAD系统不含有标准件库，尤其是对特定行业的专用标准件库，不能满足设计人员的需求，因此相关的设计部门和科研机构采用不同的方法开发了行业内适用的标准件系统，很大程度上提高了设计效率。

但是单纯的标准件库往往存在以下不足：

（1）设计人员要根据模具类型手工选择所需标准件的尺寸和类 

（2）对于由若干标准件组成的典型组合

（3）在模具设计中对应标准件在模具活块或者非标常用件上要配合生成相应的定位孔、安装孔或槽腔，而这些结构的生成仍需要通过设计人员手工造型并和模具活块作布尔运算生成。

总体我国CAD/CAM的研究应用与工业发达国家相比还有较大差距，主要表现在：

 1）CAD/CAM的应用集成化程度较低，很多企业的应用仍停留在绘图、NC编程等单项技术的应用上。

2）CAD/CAM系统的软、硬件均依靠进口，自主版权的软件较。

3）缺少设备和技术力量，有些企业尽管引进CAD/CAM系统，但其功能没能充分发挥。

近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条件。

随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。

在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用，加大技术培训和技术服务的力度，应进一步扩大CAD/CAM技术的应用范围。

七、结论

综观先进制造技术的发展，可以看到，未来的制造是基于集成化和智能化的敏捷制造和“全球化”、“网络化”制造，未来的产品是基于信息和知识的产品。

CAD/CAM技术是当前科技领域的前沿课题，它的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化，从而带动制造业技术的快速发展，已经产生并必将继续产生巨大的社会经济效益。

八、参考文献

[1]张幼军，王世杰：

NXCAD/CAM基础教程（第二版）,清华大学出版社，2011.9期刊

[2]汪文虎，刘晓辉，张军：

我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究，2007-01-25期刊

[3]黄蓓蕾，CAD/CAM技术在现代工业中的应用与发展，2011-09-20期刊

[4]Fabrication（制造、建造）ofImplant（种植）SupportedFixedDentalProsthesisFramework-CAD/CAMasaKeyPlayer,MaheshMundathaje;;ShobhaRodrigues;;LakshmipallaviKabekkoduGSTFJournalofAdvancesinMedicalResearch（JAMR）2014-1Springer期刊

[5]StaticandfatiguemechanicalbehaviorofthreedentalCAD/CAMceramics,EhsanHomaei;;KhalilFarhangdoost;;JamesKitHonTsoi;;JukkaPekkaMatinlinna;;EdmondHoNangPowJournaloftheMechanicalBehaviorofBiomedicalMaterials2016-爱思唯尔期刊

[6]AdvancementsinCAD/CAMTechnology:

OptionsforPracticalImplementationTariqF.AlghazzawiJournalofProsthodonticResearch2016-爱思唯尔期刊

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