CADCAM技术现状和发展趋势14

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1、CAD/CAM技术在我国的应用现状和发展趋势前言目前,随着CAD、CAM、CAPP、CAE、CIMS等技术的出现和发展,产品设计和制造的整个过程都可以由计算机辅助完成。特别是CAD技术,从二维绘图向三维仿真模型发展的基础上,逐步发展成熟的零件结构设计和分析、有限元分析、虚拟装配及仿真、数控加工与仿真等许多计算机辅助功能,使CAD/CAE/CAM等逐步集成为综合的计算机辅助设计、制造和管理系统。当今的机械制造业已不是传统意义上的机械加工，而是集机械、电子、光学、信息、材料、生物、能源、管理等学科的最新成就为一体的新技术综合体系，世界各国的经济竞争，也主要体现在先进制

2、造技术的竞争上，先进制造技术的发展已成为当代国际间科技竞争的重点。在这种新形势下，我国机械制造业面临着巨大的挑战和机遇，机械制造中综合应用的CAD/CAM技术，曾为制造业提供了强有力的技术支持，它的应用现状及发展趋势必将对我国的机械制造业产生深远的影响。模具、材料等领域对CAD/CAM技术要求也日益提高，CAD/CAM技术的使用,极大地提高了产品质量,加速了产品的开发,缩短了从设计到生产的周期,缩短了产品的上市周期,实现了产品设计的自动化,使设计人员从繁琐的绘图中解放出来,集中精力进行创造性的劳动。所以“C”系列的计算机辅助技术已开始逐步占据制造业市场，为企业实现

3、自动化生产做出巨大贡献。一、CAD/CAM基本介绍CAD是指计算机辅助设计(ComputerAidedDesign)，即利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。它不仅促使了生产模式的转变，同时也促进了市场的发展。目前，CAD/CAM技术已经在许多领域中得到应用，这里只讨论在制造业中的应用。　　在计算机辅助下进行设计与传统的以人为核心的设计明显不同。根据产品开发计划和对产品功能的要求，不再仅仅是依靠设计者个人的知识和能力去设计，而是运用包括设计者本人和存储在计算机中的多种知识，在CAD系统和数据库的支持下进行工作。这种工作方式设计出的产品大大优于单个设计师凭

4、个人脑力和能力设计出的产品；另外，CAD输出的结果也不仅仅是装配图和零件图，还包括设计、制造过程中应用计算机所需的各种信息。CAM技术概念　　CAM技术主要是围绕着数控编程技术开始发展的。数控加工是CAD/CAM发挥效益最直接、最明显的环节之一。加工对象的形状越复杂，加工精度越高，设计更改越频繁，数控加工的优越性越容易得到发挥。因此数控编程技术受到高度重视。然而从制造的全过程看，应用计算机作为辅助手段的不仅仅是数控编程，还有许多技术和方法归类于CAM的范畴，如计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助生产管理（CAPM）、生产活动控制（PAC）等。其中有些内容已经

5、超出了制造过程和间接制造过程；狭义CAM则是指制造过程中某个环节上应用计算机。是对狭义CAM的一种概念性解释，其中在制造全过程的数控编程环节上应用了计算机。　　实际应用中，CAD/CAM是以系统方式出现的，包括商品化CAD/CAM系统和企业根据应用目标构件的CAD/CAM系统。系统中包括设计与制造过程的三个主要环节，即CAD、CAPP（ComputerAidedProcessPlanning）和NCP(NumericalControlProgramming)。其中CAPP和NCP属于CAM范畴。完善的CAD/CAM系统一般包括产品设计、工程分析、工艺过程规划、数控

6、编程、工程数据库以及系统接口几个部分。这些部分以不同的形式组合集成就构成各种类型的系统。其各部分的功能如下所述。　　1.产品设计　　产品设计包括产品的方案设计和结构设计，它们均在计算机的辅助下完成。在结构设计中，可以应用当前较成熟的曲面造型技术、实体造型技术和特征造型技术。另外，在设计阶段就要考虑零件的几何特征和制造工艺特征，使产品设计的数据能在其他环节中使用。　　2.工程分析　　工程分析包括对产品的性能、特征进行理论分析和计算。它包括的内容很多，不同类型的产品，工程分析的内容也不尽相同，但至少应进行结构分析、应力计算、载荷计算、有限元分析、优化设计。除此之外，还

7、应根据产品的特殊性，增加动力计算、振动分析、重心分析等内容。　　3.工艺过程规划　　工艺过程规划是将产品设计阶段的几何特性和制造工艺特性等数据信息转换为各种加工和制造管理信息。零件加工过程的计算机辅助设计包括完成工艺路线与工序设计、产生工序图和工艺文件、向CAM提供数控编程所需的工艺信息。CAPP一般采用样件法和创成法原理。特征造型技术完整地描述了零件的几何与工艺特征信息。CAPP首先要建立一个工艺路线设计、工序设计规划、工艺决策方法等知识建立知识库。工艺数据库包括机床、刀具、夹具和切削参数等。　　4.数控编程　　加工零件需要来自CAD方面的几何信息和来自CAPP

8、方面的工艺