機械制造工程訓練課件

第12章CAD/CAM基礎知識一、CAD/CAM基礎知識二、制造工程師的應用第12章CAD/CAM基礎知識一、CAD/CAM基礎1.1CAD/CAM技術的基本概念1.1.1CAD/CAM技術的定義產品的生產從市場需求分析開始，需經過產品設計和制造等過程，才能將產品從抽象的概念變成具體的最終產品。這一過程具體包括產品設計、工藝設計、數(shù)控編程、加工、裝配、檢測等階段。1.1CAD/CAM技術的基本概念計算機輔助設計與制造(ComputerAidedDesign&ComputerAidedManufacturing)簡稱CAD/CAM

。以計算機作為主要技術手段，幫助人們處理各種信息，進行產品設計與制造等活動的總稱。CAD/CAM能夠將傳統(tǒng)的設計與制造這兩項彼此相對獨立的工作作為一個整體來考慮，實現(xiàn)信息處理的高度一體化。計算機輔助設計與制造(ComputerAidedDesi圖1.1CAD/CAM的定義范疇CAD/CAM的定義范疇圖1.1CAD/CAM的定義范疇CAD/CAM的定CAD的概念涉及設計構思、初步設計和詳細設計；CAPP的概念涉及生產計劃和工藝設計；CAM的概念涉及數(shù)控編程、加工過程、裝配和檢測等。

CAD(ComputerAidedDesign，計算機輔助設計)是指工程技術人員以計算機為工具，用各自的專業(yè)知識，對產品進行的總體設計、繪圖、分析和編寫技術文檔等設計活動的總稱。CAD的功能包括草圖設計、零件設計、裝配設計、工程分析、自動繪圖、真實感顯示及渲染等。CAD的概念涉及設計構思、初步設計和詳細設計；CAPP(ComputerAidedProcessPlanning，計算機輔助工藝設計)是指工程技術人員以計算機為工具，根據(jù)產品設計所給出的信息，對產品的加工方法和制造過程進行的工藝設計。CAPP的功能包括毛坯設計、加工方法選擇、工藝路線制定、工序設計和工時定額計算等。工序設計又包含裝夾設備的選擇或設計，加工余量分配，切削用量選擇，機床、刀具和夾具的選擇，必要的工序圖生成等。

CAPP(ComputerAidedProcessPlCAM(ComputerAidedManufacturing，計算機輔助制造)，

指計算機在產品制造過程中有關應用的總稱。CAM有廣義和狹義之分。狹義CAM：指數(shù)控程序的編制，包括刀具路徑的規(guī)劃、刀位文件的生成、刀具軌跡仿真以及NC代碼的生成等。廣義CAM：指利用計算機輔助從毛坯到產品制造過程中的直接和間接的活動，可分為CAM直接應用(也稱在線應用)和CAM間接應用(也稱離線應用)。CAM(ComputerAidedManufacturiCAM的直接應用

主要包括計算機對制造過程的監(jiān)視與控制。CAM的間接應用

包括計算機輔助工藝設計、計算機輔助工裝設計與制造、NC自動編程、計算機輔助物料需求計劃編制、計算機輔助工時定額和材料定額編制、計算機輔助質量控制等。CAM的直接應用1.1.2CAD/CAM集成技術CAD和CAM兩項技術在相當長的時間里是按照各自的軌跡獨立發(fā)展起來的，在它們的形成和發(fā)展過程中，針對不同的應用領域、用戶需求和技術環(huán)境，表現(xiàn)出了不同的發(fā)展水平和構造模式。二者在數(shù)據(jù)結構、軟件組織結構、數(shù)據(jù)標準方面存在很大差異，各系統(tǒng)之間很難自動完成數(shù)據(jù)交換，由CAD生成的設計信息往往需要手工轉錄到CAPP、CAM系統(tǒng)中。效率低下，且難免發(fā)生錯誤，從而嚴重阻礙了CAD、CAPP、CAM效益的發(fā)揮。1.1.2CAD/CAM集成技術CAD、CAPP和CAM之間的信息和數(shù)據(jù)的傳遞、轉換與共享技術，將CAD、CAPP、CAM集成起來，形成一體化的CAD/CAM集成系統(tǒng)，這就是CAD/CAM集成技術。自20世紀80年代起，出現(xiàn)了一大批工程化的CAD/CAM集成軟件系統(tǒng)，其中較著名的有CATIA、UGⅡ、I-DEAS、Pro/E。自20世紀90年代以來，CAD/CAM系統(tǒng)的集成度不斷增加，使得CAD/CAM系統(tǒng)能夠發(fā)揮更高的效益。CAD、CAPP和CAM之間的信息和數(shù)據(jù)的傳遞、轉換與共享技理想的CAD/CAM集成化系統(tǒng)的模式如圖1.2所示。所有的CAD/CAM功能都應該與一個公共數(shù)據(jù)庫相連，應用程序使用存儲在公共數(shù)據(jù)庫里的信息，實現(xiàn)產品設計、工藝規(guī)程編制、生產過程控制、質量控制、生產管理等產品生產全過程的信息集成。

理想的CAD/CAM集成化系統(tǒng)的模式如圖1.2所示。圖1.2CAD/CAM集成系統(tǒng)的總體模式圖1.2CAD/CAM集成系統(tǒng)的總體模式1.2CAD/CAM過程與CAD/CAM的功能1.2.1現(xiàn)代產品的CAD/CAM過程設計與制造的過程是一個關于產品信息的產生、處理、交換和管理的過程。人們利用計算機作為主要技術手段，對產品從構思到投放市場的整個過程中的信息進行分析和處理，生成和運用各種數(shù)字信息和圖形信息，進行產品的設計和制造。CAD/CAM技術不僅是傳統(tǒng)設計、制造流程和方法的簡單映像，而且該技術的應用使得產品的設計制造模式發(fā)生了變化，形成了現(xiàn)代產品CAD/CAM模式。1.2CAD/CAM過程與CAD/CAM的功能圖1.3現(xiàn)代產品的CAD/CAM模式圖1.3現(xiàn)代產品的CAD/CAM模式

1．創(chuàng)意該環(huán)節(jié)進行需求分析，并生成產品的概念和功能創(chuàng)意。

2．構思、草繪該環(huán)節(jié)進行總體方案設計、原理設計和工業(yè)設計。方案設計和原理設計在條件具備時可以由方案設計專家系統(tǒng)輔助完成；工業(yè)設計可在2D和3D工業(yè)設計軟件的輔助下，結合人工的創(chuàng)造性工作完成產品外觀造型。

3．計算機輔助設計與工程分析該環(huán)節(jié)應用CAD技術展開詳細設計、分析與計算，包括裝配設計、零件造型設計、工程計算與有限元分析等。這是現(xiàn)代產品開發(fā)模式中最有代表性的活動。1．創(chuàng)意

4．快速成型制造在傳統(tǒng)的產品設計制造中，產品只有在接近完成時才能成為看得見摸得著的產品，而快速成型制造(也稱快速原型制造)應用數(shù)字化制造原理提供了一種廉價和快速產生接近于真實的產品的方法。在快速成型制造中，人們利用快速成型設備，以非切削加工的方法，直接根據(jù)計算機設計的產品數(shù)據(jù)，快速而廉價地生成和實際設計的產品形狀、尺寸一致的產品模型，供人們分析和評價，借此發(fā)現(xiàn)設計問題和進行多個設計方案比較。4．快速成型制造5．計算機輔助工藝設計該環(huán)節(jié)應用計算機取代工藝人員設計并編寫產品的加工和裝配工藝，這樣編制的工藝更合理，工藝文件更規(guī)范，提高了質量和效率。

6．計算機輔助制造現(xiàn)代產品的制造手段和傳統(tǒng)加工方法的重要區(qū)別，是大量采用數(shù)控機床進行零件的加工。數(shù)控機床的各種加工動作靠數(shù)控程序設置并通過計算機來控制。各種數(shù)控加工設備和裝配機器人的使用，使得產品加工和裝配過程的效率、質量相對于傳統(tǒng)方法都有著質的提高。5．計算機輔助工藝設計7．逆向工程與數(shù)字化測量逆向工程也稱為反求工程，是指設計和制造者在只有實物樣件而沒有圖紙或CAD模型數(shù)據(jù)的情況下，通過對已有實物的數(shù)字化測量和工程分析，得到重新制造產品所需的幾何模型、物理和材料特性數(shù)據(jù)，從而復制出已有產品的過程。這種從實物樣件獲取產品數(shù)字模型的技術，已發(fā)展成為CAD/CAM技術中相對獨立的重要技術。7．逆向工程與數(shù)字化測量可用三維數(shù)字化測量的方法對產品樣件或創(chuàng)作的實物原型進行測量，從而獲得計算機數(shù)據(jù)，以便進行后續(xù)的各種分析、設計和計算。三維數(shù)字化測量工作目前主要在坐標測量設備上完成。典型的坐標測量設備有接觸式三坐標測量儀、接觸式多自由度測量臂、激光測量儀等。測量設備上配備有功能強大的測量軟件系統(tǒng)，可完成各類測量任務。可用三維數(shù)字化測量的方法對產品樣件或創(chuàng)作的實物原型進行測

8．虛擬現(xiàn)實技術的運用虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，VR)技術可以使人們“沉浸”在計算機創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中，對產品進行構思、設計、制造、測試和分析。VR技術的應用，為CAD/CAM提供了真實感更強的工作環(huán)境，為創(chuàng)新產品設計開發(fā)提供了良好的運行條件與機制。8．虛擬現(xiàn)實技術的運用圖1.4虛擬現(xiàn)實設備的應用圖1.4虛擬現(xiàn)實設備的應用現(xiàn)代產品的CAD/CAM過程有如下特點：建立了產品設計制造活動的并行機制。

通過自上而下的關聯(lián)和自下而上的反饋機制，現(xiàn)代產品的CAD/CAM過程可確保設計制造活動的整體正確性。在開展產品設計時，就可以分析該產品的可裝配性與可制造性(DFA&DFM)。因為設計和制造的過程是集成的，所以能及時發(fā)現(xiàn)各過程和環(huán)節(jié)中的問題并進行修改。現(xiàn)代產品的CAD/CAM過程有如下特點：(2)每項設計制造活動無論在廣度上還是深度上，其能力都得到大大加強。設計中普遍采用三維造型技術開展零部件的設計；采用虛擬裝配技術在計算機上完成裝配設計與仿真；采用有限元技術對結構進行深入分析；采用分析與仿真技術開展產品機構的運動設計和分析。(2)每項設計制造活動無論在廣度上還是深度上，其能力都得到(3)一系列新技術的不斷產生和應用(如逆向工程、快速原型制造、三維數(shù)字化測量、模擬仿真、虛擬現(xiàn)實等)，為產品的設計制造提供了有力的保證。機械制造工程訓練第12章[176頁]課件

CAD/CAM過程的基本特征：

(1)產品設計制造環(huán)境的計算機化和網絡化。

(2)設計制造對象的數(shù)字化。

(3)制造過程的數(shù)字化。CAD/CAM過程的基本特征：1.2.2CAD/CAM的主要功能為了實現(xiàn)現(xiàn)代產品的CAD/CAM過程，需要對產品設計、制造全過程的信息進行處理，這些處理包括設計、制造中的數(shù)值計算、設計分析、繪圖、工程數(shù)據(jù)庫的管理、工藝設計、加工仿真等各個方面。

1．產品的計算機輔助幾何建模幾何建模功能是CAD/CAM的核心功能。幾何建模所提供的有關產品設計的各種信息是后續(xù)作業(yè)的基礎。幾何建模包括以下三部分內容：1.2.2CAD/CAM的主要功能MetaphaseImageWareI-DEAS加工工裝和工藝規(guī)劃VOC客戶需求產品概念產品設計測試產品仿真零件及產品詳細設計投產產品維護MasterModelCAD/CAM/CAE集成產品開發(fā)MetaphaseImageWareI-DEAS加工工裝和V

(1)零件的幾何造型：在計算機中構造出零件的三維幾何結構模型，并能夠以真實感很強的方式顯示零件的三維效果，供用戶隨時觀察、修改模型。現(xiàn)階段對CAD/CAM的幾何造型功能的要求是，不但應具備完善的實體造型和曲面造型功能，更重要的是應具備很強的參數(shù)化特征造型功能。(1)零件的幾何造型：在計算機中構造出零件的三維幾何結(2)產品的裝配建模：三維裝配模型,解決三維產品模型的復雜的空間布局問題，完成三維數(shù)字化裝配并進行裝配及干涉分析，分析和評價產品的可裝配性，避免真實裝配中的種種問題；對運動機構進行機構內部零部件之間及機構與周圍環(huán)境之間的干涉碰撞分析檢查，避免各種可能存在的干涉碰撞問題。(3)?DFX分析：包括DFA(面向裝配的設計)、DFM(面向制造的設計)、DFC(面向成本的設計)、DFS(面向服務的設計)等。(2)產品的裝配建模：2．產品模型的計算機輔助工程分析

運動學、動力學分析(Kinematics＆Dynamics)。

對機構的位移、速度、加速度以及關節(jié)的受力進行自動分析，并以形象直觀的方式在計算機中進行運動仿真，從而全面了解機構的設計性能和運動情況，及時發(fā)現(xiàn)設計問題，進行修改。2．產品模型的計算機輔助工程分析(2)有限元分析(FiniteElementAnalysis)。結構分析常用的方法是有限元法，用有限元法對產品結構的靜/動態(tài)特性、強度、振動、熱變形、磁場、流場等進行分析計算。(3)優(yōu)化設計(Optimization)。

為了追求產品的性能，不僅希望設計的產品是可行的，而且希望設計的產品是最優(yōu)的，比如，體積最小、重量最輕、壽命最合理。優(yōu)化包括總體方案的優(yōu)化、產品零件結構的優(yōu)化、工藝參數(shù)的優(yōu)化等。(2)有限元分析(FiniteElementAnaly3．工程繪圖

CAD/CAM系統(tǒng)應具備處理二維圖形的能力，包括基本視圖的生成、標注尺寸、圖形的編輯及顯示控制等功能，以保證生成合乎生產實際要求、符合國家標準的產品圖樣。目前三維CAD逐漸成為主流，這要求CAD/CAM系統(tǒng)應具有二、三維圖形的轉換功能，即從三維幾何造型直接轉換為二維圖形，并保持二維圖形與三維造型之間的信息關聯(lián)。3．工程繪圖4．計算機輔助工藝規(guī)程設計計算機輔助工藝規(guī)程設計是連接CAD與CAM的橋梁。CAPP系統(tǒng)應能自動決策出加工該產品所應采用的加工方法、加工步驟、加工設備及加工參數(shù)。CAPP的設計結果一方面能被生產實際采用，生成工藝卡片文件；另一方面能直接輸出一些信息，為CAM中的NC自動編程系統(tǒng)接收、識別，直接轉換為刀位文件。5．NC自動編程

CAD/CAM系統(tǒng)應具備三、四、五坐標機床的加工產品零件的能力，能夠直接產生刀具軌跡，完成NC加工程序的自動生成。4．計算機輔助工藝規(guī)程設計6．模擬仿真

模擬仿真是根據(jù)建立的產品數(shù)字化模型進行產品的性能預測、產品的制造過程和可制造性分析的重要手段。

通過模擬仿真軟件代替、模擬真實系統(tǒng)的運行，避免了現(xiàn)場調試帶來的人力、物力的投入以及加工設備損壞的風險，減少了成本并縮短了產品設計周期。

6．模擬仿真7．工程數(shù)據(jù)處理和管理

CAD/CAM工作時涉及大量種類繁多的數(shù)據(jù)，既有幾何圖形數(shù)據(jù)，又有產品定義數(shù)據(jù)、生產控制數(shù)據(jù)，既有靜態(tài)標準數(shù)據(jù)，又有動態(tài)過程數(shù)據(jù)，結構相當復雜。CAD/CAM系統(tǒng)應能提供有效的管理手段，采用工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境，實現(xiàn)各種工程數(shù)據(jù)的管理，支持工程設計與制造全過程的信息流動與交換。7．工程數(shù)據(jù)處理和管理1.3CAD/CAM技術的發(fā)展和應用1.3.1CAD/CAM技術的產生與發(fā)展計算機輔助制造(CAM)和計算機輔助設計(CAD)是相對獨立地先后發(fā)展起來的。

20世紀50年代初期，美國麻省理工學院伺服機構實驗室采用Whirlwind計算機研制成功了第一臺數(shù)控銑床，并實施APT(AutomaticallyProgrammedTools，自動編程系統(tǒng))的開發(fā)。APT的出現(xiàn)被認為是CAM的起源。1.3CAD/CAM技術的發(fā)展和應用1．研究初始階段(20世紀50～60年代)該階段主要提出了CAD/CAM的設想，并為CAD/CAM的應用進行硬、軟件準備。1951年，美國麻省理工學院研制成功第一臺數(shù)控銑床和自動數(shù)控程序APT，被認為是實施CAM的起點；1956年發(fā)明了CRT顯示裝置；1957年巴克斯(Backus)創(chuàng)建了FORTRAN語言，同年有人發(fā)明了大尺寸的自動繪圖機；1958年發(fā)明了數(shù)控作圖機。這些成就使得CAD/CAM具有了一定的硬、軟件基礎。1．研究初始階段(20世紀50～60年代)2．工程研究階段(20世紀60～70年代)該階段以CAD/CAM進入工程實際應用的研究與開發(fā)為主要特征。1963年，CAD的創(chuàng)始人之一Sutherland研制出Sketchpad程序，實現(xiàn)了人機圖形交互系統(tǒng)；60年代中期，美國MIT、通用汽車(GM)、貝爾電話實驗室(BellTelephoneLab.)、當時的洛克希德飛機公司(LockheedAircraft)以及英國劍橋大學等都投入大量精力從事計算機圖形學的研究。2．工程研究階段(20世紀60～70年代)美國通用汽車公司研制出DAC-1系統(tǒng)，使汽車工業(yè)首先進入CAD時代；1964年，IBM公司公布了計算機圖像儀終端IBM2250顯示裝置；1965年，洛克希德加里福尼亞分公司研制出對話式圖像儀；1966年，由上述兩種系統(tǒng)發(fā)展而成的對話式計算機圖像儀系統(tǒng)(CADAM系統(tǒng))問世。1964年，麥道公司開發(fā)了一個由計算機控制、采用陰極射線管顯示、功能較強的三維計算機輔助設計圖像儀系統(tǒng)(CADD系統(tǒng))，并于1970年3月首次在F-15飛機研制中投入使用。

在制造領域，1962年，在機床數(shù)控技術的基礎上研究成功了工業(yè)機器人，實現(xiàn)了物料搬運的自動化；1966年，出現(xiàn)了大型計算機控制多臺數(shù)控機床的DNC系統(tǒng)。美國通用汽車公司研制出DAC-1系統(tǒng)，使汽車工業(yè)首先進入3．CAD/CAM開發(fā)應用階段(20世紀70～80年代)隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，計算機的硬件性能得以大幅度提高而使成本下降，外圍設備日趨完善，工作站和微機進入了市場。

這一時期是CAD/CAM技術研究的黃金時代，CAD/CAM技術日趨成熟，CAD/CAM的功能模塊已基本形成，各種建模方法及理論得到了深入研究，CAD/CAM的單元技術及功能得到了較廣泛的應用。3．CAD/CAM開發(fā)應用階段(20世紀70～80年代)該階段CAD/CAM的發(fā)展具有如下特點：

(1)小型成套系統(tǒng)(TurnkeySystems)的出現(xiàn)使CAD/CAM進入了廉價的工業(yè)實用開發(fā)階段。

(2)三維幾何造型和仿真軟件迅速發(fā)展，開發(fā)了許多面向中小企業(yè)的商品化CAD/CAM系統(tǒng)。

(3)快速繪圖技術得到發(fā)展。

(4)有限元分析、優(yōu)化設計、數(shù)據(jù)庫技術等商品化軟件的發(fā)展，使CAD/CAM從用于產品設計發(fā)展到用于工程設計。該階段CAD/CAM的發(fā)展具有如下特點：(5)發(fā)展了與制造過程相關的計算機輔助技術，比如CAQ、MRP等。(6)計算機集中控制的自動化制造系統(tǒng)——柔性制造系統(tǒng)(FMS)得以發(fā)展和應用。自20世紀80年代起進入了將各種單元技術集成起來，提供更完整的工程設計、分析和開發(fā)環(huán)境的時期。(5)發(fā)展了與制造過程相關的計算機輔助技術，比如CAQ、M4．完善提高階段(1990年至今)自20世紀90年代起，各種集成的CAD/CAM商品化軟件日趨成熟，應用越來越廣泛。向著標準化、集成化、網絡化、智能化的方向發(fā)展。

隨著計算機軟、硬件及網絡技術的發(fā)展，PC＋Windows操作系統(tǒng)、工作站＋UNIX操作系統(tǒng)以及以以太網(Ethernet)為主的網絡環(huán)境構成了CAX系統(tǒng)的主流平臺。4．完善提高階段(1990年至今)同時，CAX系統(tǒng)的功能日益增強，接口趨于標準化，GKS、IGES、STEP等國際或行業(yè)標準得到了廣泛應用，實現(xiàn)了不同CAX系統(tǒng)之間的信息兼容和數(shù)據(jù)共享，有力地促進了CAX技術的普及。

20世紀90年代以后，我國在CAD/CAM領域與世界迅速接軌，UG、CATIA、Pro/E、I-DEAS、ANSYS、SolidWorks、SolidEdge、MasterCAM、Cimatron等世界領先的CAD/CAM軟件紛紛進入我國，并在生產中得到廣泛應用。同時，CAX系統(tǒng)的功能日益增強，接口趨于標準化，GKS、1.3.2CAD/CAM技術的應用科學技術的迅速發(fā)展和市場競爭的日益加劇，促使制造業(yè)發(fā)生了根本性的變革。其顯著特點是產品向著機電一體化、智能化和精密化方向發(fā)展，其生產組織方式從傳統(tǒng)的大批量、少品種的剛性生產結構向著多品種、中小批量的柔性生產結構轉變。1.3.2CAD/CAM技術的應用

1989年，美國權威科學家評出的25年間當代10項最杰出的工程技術成就中，CAD/CAM技術名列第4。表1.1當代10項最杰出的工程技術成就登月應用衛(wèi)星微處理器CAD/CAMCT高級復合材料噴氣客機激光光纖通信遺傳工程1989年，美國權威科學家評出的25年間當代10項最杰出

1991年3月20日，即海灣戰(zhàn)爭結束后的第三周，美國政府發(fā)表了跨世紀國家關鍵技術發(fā)展戰(zhàn)略，列舉了與美國國家安全和經濟繁榮至關重要的6大技術領域的22項關鍵項目，其中就有兩大領域的11個項目與CAD/CAM技術密切相關。

CAD/CAM充分發(fā)揮計算機及其外圍設備的能力，將計算機技術與工程領域中的專業(yè)技術結合起來，實現(xiàn)產品的設計、制造，這已成為新一代生產技術發(fā)展的核心技術。1991年3月20日，即海灣戰(zhàn)爭結束后的第三周，美國政府到20世紀90年代初，CAD/CAM技術的應用已進入近百個工業(yè)領域。航空航天、造船、汽車和機械制造等都是國內外應用CAD/CAM技術較早的工業(yè)部門。零部件的外形設計；分析計算：結構分析、優(yōu)化設計、仿真模擬，并根據(jù)CAD的幾何數(shù)據(jù)與加工要求生成數(shù)控加工數(shù)據(jù)；采用數(shù)控機床、加工中心等高效加工設備完成產品的制造。到20世紀90年代初，CAD/CAM技術的應用已進入近百

CAD/CAM技術在這些行業(yè)的應用已取得了明顯的效益。在機械制造行業(yè)，應用CAD/CAM系統(tǒng)進行產品的設計和制造，可實現(xiàn)對用戶要求的快速響應設計與制造，縮短生產周期，提高產品質量。在飛機制造和汽車工業(yè)中，CAD/CAM技術的應用更為普遍，使得國際上一些著名的企業(yè)已完全實現(xiàn)了無圖紙化生產。例如，美國波音777客機已100%實現(xiàn)數(shù)字化三維設計和制造，實現(xiàn)了無圖紙化生產。CAD/CAM技術在這些行業(yè)的應用已取得了明顯的效益。

CAD/CAM技術在其它領域中的應用也得到迅速發(fā)展。比如，電子工業(yè)應用CAD/CAM技術進行印刷電路板生產，以至于現(xiàn)在不采用CAD/CAM根本無法實現(xiàn)集成電路的生產。除此之外，CAD/CAM技術還在建筑、輕紡、服裝設計與制造等許多領域得到了廣泛的應用。CAD/CAM技術在其它領域中的應用也得到迅速發(fā)展。比如1.4CAD/CAM技術的發(fā)展趨勢隨著信息技術、計算機網絡技術和先進制造技術的發(fā)展，企業(yè)內部、企業(yè)之間、區(qū)域之間實現(xiàn)了資源信息共享，異地、協(xié)同、虛擬設計和制造開始成為現(xiàn)實，這些都不斷推進著CAD/CAM技術向更高的水平發(fā)展。當今，CAD/CAM發(fā)展的重要趨勢是集成化、智能化、網絡化。1.4CAD/CAM技術的發(fā)展趨勢1．集成化CAD/CAM技術集成化問題一直是CAD/CAM技術研究的重點。從CAD/CAM的信息集成、功能集成，發(fā)展為可實現(xiàn)整個產品生命周期的過程集成，進而向企業(yè)動態(tài)集成、虛擬企業(yè)發(fā)展。信息集成主要實現(xiàn)單元技術自動化孤島的連接，實現(xiàn)其信息交換與共享；過程集成通過并行工程等實現(xiàn)產品設計制造過程的優(yōu)化；企業(yè)動態(tài)集成通過敏捷制造模式來建立虛擬企業(yè)(動態(tài)聯(lián)盟)，達到提升產品和企業(yè)整體競爭力的目的。1．集成化CAD/CAM技術計算機集成制造(ComputerIntegratedManufacturing，CIM)是CAD/CAM集成技術發(fā)展的必然趨勢。CIM的最終目標是以企業(yè)為對象，借助于計算機和信息技術，使企業(yè)的經營決策、產品開發(fā)、生產準備到生產實施及銷售過程中有關人、技術、經營管理三要素及其形成的信息流、物流和價值流有機集成，并優(yōu)化運行，從而達到產品上市快、高質、低耗、服務好、環(huán)境清潔，進而為企業(yè)贏得市場競爭的目的。計算機集成制造(ComputerIntegratedMaCIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)

一種基于CIM哲理構成的復雜的人機系統(tǒng)作為CIMS的主要子系統(tǒng)，CAD/CAM及其集成系統(tǒng)是實現(xiàn)CIMS的重要一步。CIMS(ComputerIntegratedManuf2．智能化CAD/CAM技術將人工智能技術、專家系統(tǒng)應用于CAD/CAM系統(tǒng)中，形成智能的CAD/CAM系統(tǒng)，使其具有人類專家的經驗和知識，具有學習、推理、聯(lián)想和判斷功能及智能化的視覺、聽覺、語言能力，從而解決那些以前必須由人類專家才能解決的問題。2．智能化CAD/CAM技術將智能技術運用于CAD領域目前已取得了令人矚目的進展，智能CAD(IntelligentCAD，ICAD)已作為新的CAD概念迅速崛起。近幾年來，國內外在開發(fā)ICAD方面做了大量工作，其應用研究已遍及建筑、工程設計、機械產品設計等許多領域，新的思想和方法不斷出現(xiàn)，已成為現(xiàn)代CAD研究的熱門領域之一。將智能技術運用于CAD領域目前已取得了令人矚目的進展，智在制造方面，人們一直著力于研究智能技術在制造領域的應用，比如應用智能控制實現(xiàn)對制造系統(tǒng)的控制，智能機器人的研究，作業(yè)的智能調度與控制，制造質量信息的智能處理系統(tǒng)，智能監(jiān)測與診斷系統(tǒng)等。另外，智能化和集成化兩者之間存在著密切聯(lián)系，要實現(xiàn)系統(tǒng)集成，智能化是不可缺少的研究方向。在制造方面，人們一直著力于研究智能技術在制造領域的應用，3．網絡化CAD/CAM技術計算機網絡特別是Internet正在以令人驚奇的深度和廣度影響著制造業(yè)，對CAD/CAM技術的影響則更為巨大。引入網絡技術，把Internet作為系統(tǒng)的擴展部分，是所有CAD/CAM系統(tǒng)的發(fā)展方向?，F(xiàn)代制造企業(yè)往往分散于不同地域，產品的設計開發(fā)需要各地的工程師密切合作。大型CAD/CAM系統(tǒng)為適應這種分布式設計制造模式而提供了許多基于網絡的解決方案。通過Internet/Intranet，可以讓身處不同地理位置的工程師實時觀察、操作同一產品模型，進行并行設計，加快產品開發(fā)速度。3．網絡化CAD/CAM技術支持團隊協(xié)同設計及并行設計是CAD/CAM系統(tǒng)所必須解決的首要問題，這已成為目前CAD/CAM系統(tǒng)重點研究與開發(fā)的功能。隨著基于Internet網絡的支持異地設計制造的CAD/CAM技術迅速發(fā)展和敏捷制造理念的應用，可針對某一特定產品，將分散在不同地區(qū)的現(xiàn)有智力資源和生產設備資源迅速整合，建立動態(tài)聯(lián)盟制造體系。這種分散網絡化制造體系是人們正在研究和探索的一種生產模式，用以適應全球化制造的發(fā)展趨勢。支持團隊協(xié)同設計及并行設計是CAD/CAM系統(tǒng)所必須解決4．并行工程并行工程(ConcurrentEngineering)是隨著CAD/CAM和CIMS技術的發(fā)展而提出的一種新哲理和系統(tǒng)工程方法。并行地、集成地開展產品設計、開發(fā)及加工制造。要求產品開發(fā)人員在設計階段就應考慮產品整個生命周期的所有要求，包括質量、成本、進度、用戶要求等，以便最大限度地提高產品開發(fā)效率及一次成功率。作為并行工程主要使能工具的DFX技術的迅速發(fā)展，使得支持DFX的CAD/CAM技術的研究日趨活躍。4．并行工程

DFX指的是面向某一領域的設計，它代表了當代的一種產品開發(fā)技術，能有效地應用于產品開發(fā)，實現(xiàn)產品質量的提高、成本的下降和設計周期的縮短。DFX具體包含：面向裝配的設計(DFA)面向制造的設計(DFM)面向成本的設計(DFC)面向服務的設計(DFS)面向可靠性的設計(DFR)面向繼承性的設計(DFE)等。

DFX指的是面向某一領域的設計，它代表了當代的一種產品開加速產品上市需要考慮的因素客戶需求產品概念產品設計測試零件及產品詳細設計加工工裝和工藝規(guī)劃投產產品維護產品仿真完整的產品開發(fā)環(huán)境：全產品、全過程加速產品上市需要考慮的因素客戶需求產品概念產品設計測試零件MetaphaseImageWareI-DEAS加工工裝和工藝規(guī)劃VOC客戶需求產品概念產品設計測試產品仿真零件及產品詳細設計投產產品維護MasterModelI-DEASCAD/CAM/CAE集成產品開發(fā)MetaphaseImageWareI-DEAS加工工裝和V項目四CAM技術—制造工程師數(shù)控銑程知識鏈接任務一：凸輪的設計造型與加工任務二飛機模型的仿真加工任務三：可樂瓶底的造型和加工任務四：葉輪的造型設計與加工項目四CAM技術—制造工程師數(shù)控銑程知識鏈接知識鏈接一、數(shù)控加工的基本概念首先在后置處理中必須配置好機床，這是正確輸出代碼的關鍵；其次讀懂圖紙，用曲線曲面和實體表達工件；然后根據(jù)工件形狀，選擇合適的加工方式，生成刀具軌跡；最后產生G代碼傳輸給數(shù)控機床。二、制造工程師仿真加工參數(shù)設置1．切入切出切入切出方式對接刀部分的表面質量影響很大。因此制定刀具的進退方式，避免刀具碰撞以求得到好的接刀口質量，此乃數(shù)控加工之必須。下-頁

返回知識鏈接一、數(shù)控加工的基本概念下-頁返回知識鏈接(1)xy向：即z方向上垂直切入，當它沿xy向接近時分三種情形。不設定：即不設定水平接近方式。圓?。簣A弧接近就是指一般在輪廓加工和等高線加工等功能中，沿形狀的相切方向并以圓弧的方式接近被切削工件。直線：水平接近方式為直線狀。(2)螺旋：在z方向上按螺旋狀切入。D1:輸入第一層領域加工時螺旋切入的開始高度。D2:用于第二層以后領域的螺旋接近切入深度。上-頁

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返回知識鏈接(1)xy向：即z方向上垂直切入，當它沿xy向接知識鏈接(3)接近點和返回點：接近方式為xy向時進行設定。具體含義如下。設定接近點：限定下刀時接近點的xy坐標，選中此復選框后直接從屏幕上拾取。2．切削用量切削用量用于定義加工過程中的相關進給運動及主體運動，是所有加工方式的通用參數(shù)。主軸轉速：設定切削時機床主軸的轉動速度，單位為rpm（轉／分）。慢速下刀速度：設定慢速下刀軌跡段的進給速度值，即從慢速下刀高度到切入工件前刀具行進的速度。上-頁

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返回知識鏈接(3)接近點和返回點：接近方式為xy向時進行設定。具知識鏈接切入切出連接速度：此乃各軌跡段間的過渡連接速度。切削速度：指正常切削軌跡段的進給速度，單位為mm/min。退刀速度：設定退刀軌跡段的進給速度，即刀具離開工件回到安全高度時刀具行進的速度，單位為mm/min。3．下刀方式下刀方式是指刀具切入毛坯或在兩個切削層之間，刀具從上一軌跡層切入下一軌跡層的走刀方式?！跋碌斗绞健边x項卡如圖4-8所示。(1)各相應下刀點的位置安全高度：是指刀具快速移動而不與機床、毛坯發(fā)生干涉的高度。上-頁

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返回知識鏈接切入切出連接速度：此乃各軌跡段間的過渡連接速度。上知識鏈接①相對：以切入／切出或切削開始／切削結束位置的刀位點為參考點。②絕對：以當前加工坐標系的xoy平面為參考平面。③拾?。簡螕粼摪粹o后可以從工作區(qū)選擇安全高度的絕對位置高度點。慢速下刀距離：在切入或切削開始前的一段刀位軌跡的位置長度，此過程以慢速下刀速度垂直向下進給。退刀距離：在切出或切削結束后的一段刀位軌跡的位置長度，此過程以退刀速度垂直向上進給。(2)下刀的切入方式如圖4-11所示提供了三種通用的切入方式，基本上適用于所有的銑削加工方案。上-頁

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返回知識鏈接①相對：以切入／切出或切削開始／切削結束位置的刀位點知識鏈接垂直：刀具沿垂直方向切入，即從上一層沿z軸方向直接切入下一層。Z字形：刀具在兩個切削層間按Z字形方式切入，直到下一層的高度上，才開始進行切削。傾斜線：刀具按與切削方向相反的傾斜線方向切入，直到下層位置上開始切削。距離：切入軌跡段的高度，有“相對”與“絕對”兩種模式相對：指以切削開始位置的刀位點為參考點。絕對：指以當前加工坐標系的xOy平面為參考平面。拾?。簡螕粼摪粹o后可以從工作區(qū)選擇距離的絕對位置高度點。上-頁

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返回知識鏈接垂直：刀具沿垂直方向切入，即從上一層沿z軸方向直接切知識鏈接幅度：Z字形切入時走刀的寬度。傾斜角度：Z字形或傾斜線走刀方向與xOy平面的夾角。4．刀具參數(shù)在每種加工功能參數(shù)選項中，都有刀具參數(shù)的設定?！暗毒邊?shù)”選項卡如圖4-12所示。增加刀具：用戶可以在刀具庫中增加新定義的刀具。編輯刀具：選中某把刀具后，用戶可以對其參數(shù)進行編輯。刀具類型、刀具名稱、刀具號、刀具半徑R、圓角半徑r/a、切削刃長L，在刀具庫中會有相應參量的對照顯示。上-頁

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返回知識鏈接幅度：Z字形切入時走刀的寬度。上-頁下-頁知識鏈接刀具號：刀具在加工中心里的位置編號，便于加工過程中換刀。刀具補償號：刀具半徑補償值對應的編號。刀具半徑R:刀刃部分最大截面圓的半徑。5．加工邊界(1)Z設定：設定毛坯的有效的Z范圍最大：指定Z范圍最大的Z值，可采用輸入數(shù)值和拾取工作區(qū)點兩種方式。最小：指定Z范圍最小的Z值，可采用輸入數(shù)值和拾取工作區(qū)點兩種方式。參照毛坯：系統(tǒng)通過毛坯的高度范圍自動定義Z范圍最大的Z值和指定Z范圍最小的Z值。上-頁

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返回知識鏈接刀具號：刀具在加工中心里的位置編號，便于加工過程中換知識鏈接(2)相對于邊界的刀具位置邊界內側：刀具位于邊界的內側。邊界上：刀具位于邊界上。邊界外側：刀具位于邊界的外側。三、數(shù)控銑刀具路徑生成及仿真1．平面區(qū)域粗加工平面區(qū)域粗加工是根據(jù)給定的輪廓和島嶼，生成分層的加工軌跡。該方法屬于兩軸半加工方式，主要用于加工型腔，選擇路徑如圖4-16所示。(1)加工方向：有兩種設定，順銑或逆銑。(2)xy切入：在同一層面（xy方向）定義加工軌跡的參數(shù)。上-頁

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返回知識鏈接(2)相對于邊界的刀具位置上-頁下-頁知識鏈接逆銑①切削模式：xy向切入模式有三種方式。環(huán)切：生成環(huán)切加工軌跡。平行：只生成單方向的加工軌跡，快速進刀后進行一次切入方向的加工。平行往復：即使到達加工邊界也不進行快速走刀，而是繼續(xù)往復地加工。②行距：定義在xy平面方向內每次的切入量，含義如圖4-20所示。③殘留高度：即球刀銑削過程中的殘余量。上-頁

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返回知識鏈接逆銑上-頁下-頁返回知識鏈接④進行角度：選擇切削模式為“平行”或“平行”時，應進行切削軌跡行進角度的一種設定。

(3)z切入：定義沿z方向的切入量，其設定有以下兩種選擇。①層高：輸入沿z方向每次切入量的高度。倘若層高為0，那么在加工范圍內z值最小的位置處產生一個加工軌跡。②殘留高度：此處為球刀銑削結果的殘余量設定。

(4)拐角半徑。①添加拐角半徑：選中此復選框則在拐角處自動增加圓角。②加工余量：輸入相對加工區(qū)域的殘余量，數(shù)值可正可負。

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返回知識鏈接④進行角度：選擇切削模式為“平行”或“平行”時，應進知識鏈接(5)輪廓加工。定義軌跡生成后是否進行一次輪廓形狀的加工。(6)加工精度：限定加工精度和加工余量。(7)加工坐標系：刀具軌跡所在的局部坐標系，單擊“加工坐標系”按鈕，用戶可以從工作區(qū)中進行拾取。(8)起始點：刀具的初始位置和沿某一軌跡走刀結束后的停留位置。2．等高線粗加工等高線粗加工可以大量去除毛坯材料，生成分層等高式的粗加工軌跡。(1)加工方向上-頁

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返回知識鏈接(5)輪廓加工。定義軌跡生成后是否進行一次輪廓形狀的知識鏈接加工方向共有兩種設定，即順銑和逆銑。具體含義如圖4-18所示。(2)z切入①層高：z向每相鄰加工層的切削深度。②殘留高度：系統(tǒng)可以根據(jù)其大小來計算z向層高，并且在對話框內提示③最大層間距：是指z向最大的切削深度。④最小層間距：輸入z向最小的切削深度。(3)xy切入在這里xy向切入量有兩種設定，如圖4-30所示。上-頁

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返回知識鏈接加工方向共有兩種設定，即順銑和逆銑。具體含義如圖4知識鏈接①行距：相鄰切削行間的切削間隔，即每行刀位之間的xy向距離。②殘留高度：即球刀銑削過程中的殘余量（尖端高度）。③前進角度：選擇切削模式為“平行（單向）”或“平行（往復）”時，應進行切削軌跡行進角度的一種設定。(4)行間連接方式：行間連接方式有以下三種類型。如圖4-32所示。①直線：行間連接的刀具路徑為直線狀。②圓?。盒虚g連接的刀具路徑為半圓狀。③s形：行間連接的刀具路徑為s形狀。上-頁

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返回知識鏈接①行距：相鄰切削行間的切削間隔，即每行刀位之間的xy知識鏈接(5)加工順序：加工順序的選擇有兩種，z優(yōu)先和xy優(yōu)先。如圖4-33所示。①z優(yōu)先：由高到低進行加工。②xy優(yōu)先：先加工同一平面。(6)拐角半徑拐角半徑的設定和含義見“區(qū)域式粗加工”的相關內容。(7)鑲片刀的使用使用鑲片刀具能生成最優(yōu)化的精加工軌跡。(8)選項①刪除面積系數(shù)：用戶可以基于輸入的刪除面積值，定義是否生成微小軌跡。上-頁

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返回知識鏈接(5)加工順序：加工順序的選擇有兩種，z優(yōu)先和xy優(yōu)知識鏈接②刪除長度系數(shù)：基于輸入的刪除長度值，設定是否生成微小軌跡。(9)參數(shù)①加工精度：輸入模型的加工精度，系統(tǒng)計算模型的軌跡誤差應小于此值。加工精度值越大，軌跡誤差也越大，加工表面越粗糙。②加工余量：其相關內容見“區(qū)域式粗加工”。(1)稀疏化加工①稀疏化：選中此復選框才有本欄內其他參數(shù)的輸入。②間隔層數(shù)：由下向上設定被間隔的層數(shù)。上-頁

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返回知識鏈接②刪除長度系數(shù)：基于輸入的刪除長度值，設定是否生成知識鏈接③步長：對于粗加工后階梯形狀的殘余量，給定xy方向上的切削量。④殘留高度：即球刀銑削過程中的殘余量。(2)區(qū)域切削類型在加工邊界上重復刀具路徑的切削類型有下面三種選擇，如圖4-39所示。①抬刀切削混合：當加工對象范圍中沒有開放形狀時，在加工邊界上以切削移動進行加工。②抬刀：刀具移動到加工邊界上時，快速向上移動到安全高度，再快速移動到下一個未切削的部分。③僅切削：在加工邊界上用切削速度進行加工。上-頁

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返回知識鏈接③步長：對于粗加工后階梯形狀的殘余量，給定xy方向上知識鏈接(3)執(zhí)行平坦部識別①再計算從平坦部分開始的等間距：設定是否根據(jù)平坦部區(qū)域所在高度重新度量z向層高而產生軌跡；選擇不再計算時，在z向層高的路徑間插入平坦部分的軌跡如圖4-40所示。②平坦部面積系數(shù)：根據(jù)給定的平坦部面積系數(shù)（刀具截面積系數(shù)），設定是否在平坦部生成軌跡。③同高度容許誤差系數(shù)滿足如下條件。下面介紹使用等高線粗加工的技巧。(1)粗加工最好用端面立銑刀。(2)粗加工最好用往復切削方式。上-頁

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返回知識鏈接(3)執(zhí)行平坦部識別上-頁下-頁返回知識鏈接3．掃描線粗加工掃描線粗加工的加工的方法有以下三種，如圖4-44所示。(1)精加工：產生的路徑是沿著模型表面進給的精加工軌跡。(2)頂點路徑：其刀具路徑是遇到第一個頂點則快速抬刀至安全高度的加工軌跡。(3)頂點繼續(xù)路徑：在己完成的加工軌跡中，生成含有最高頂點的加工軌跡。4．參數(shù)線精加工選擇“加工”-“精加工”-“參數(shù)線精加工”命令，系統(tǒng)會彈出如圖4-49所示的對話框。上-頁

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返回知識鏈接3．掃描線粗加工上-頁下-頁返回知識鏈接5．掃描線精加工選擇“加工”-“精加工”-“掃描線精加工”命令，系統(tǒng)會彈出如圖4-51所示的對話框，掃描線精加工相關參數(shù)如下。上-頁

返回知識鏈接5．掃描線精加工上-頁返回任務一：凸輪的設計造型與加工一、凸輪的實體造型1．繪制草圖(1)選擇菜單“文件”一“新建”命令或者單擊“標準工具欄”上的圖標(2)按F5鍵，在xOy平面內繪圖。(3)單擊“確定”按鈕，此時公式曲線圖形跟隨鼠標，定位曲線中心到原點如圖4-54所示。(4)選擇直線生成欄中的直線工具，將其設置為“兩點線”、“連續(xù)”、“非正交”，如圖4-55所示。(5)選擇曲線生成欄中的整圓工具，然后在原點處單擊，按回車鍵，彈出輸入半徑文本框，設置半徑為30，然后按回車鍵。下-頁

返回任務一：凸輪的設計造型與加工一、凸輪的實體造型下-頁返任務一：凸輪的設計造型與加工(6)選擇曲線生成欄中的直線■工具，將其設置為“兩點線”、“連續(xù)”、“正交”、“長度方式”并設置“長度”為12，按回車鍵，如圖4-57所示。(7)選擇原點，并在其右側單擊，長度為12的直線顯示在工作環(huán)境中，如圖4-58所示。(8)選擇幾何變換欄中的平移工具，設置平移參數(shù)如圖4-59所示。(9)選擇曲線生成欄中的直線工具，將其設置為“兩點線”、“連續(xù)”、“正交”、“點方式”，如圖4-60所示。(10)選擇被移動的直線的一個端點，4-61所示。上-頁

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返回任務一：凸輪的設計造型與加工(6)選擇曲線生成欄中的直線■任務一：凸輪的設計造型與加工(11)通過上步操作，在水平直線的另一個端點，畫垂直線。(12)選擇曲線裁剪工具，參數(shù)設置如圖4-63所示。(13)選擇顯示全部工具，繪制的圖形如圖4-65所示。(14)選擇曲線過渡工具，參數(shù)設置如圖4-66所示(15)選擇特征樹中的“平面XY”選項，選擇繪制草圖工具，進入草圖繪制狀態(tài)，選擇圖繪制的圖形，把圖形投影到草圖上(16)選擇檢查草圖環(huán)是否閉合工具，檢查草圖是否閉如果不閉合，則繼續(xù)修改(17)退出草圖繪制。上-頁

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返回任務一：凸輪的設計造型與加工(11)通過上步操作，在水平直線任務一：凸輪的設計造型與加工2．實體造型(1)拉伸增料。選擇拉伸增料工具，在彈出的“拉伸”對話框中設置參數(shù)，如圖4-71所示。(2)過渡。選擇特征生成欄中的過渡到工具，設置參數(shù)如圖4-72所示。二、凸輪仿真加工加工思路：平面區(qū)域粗加工-輪廓線精加工。1．加工前的準備工作(1)設定加工刀具①打開特征樹欄中的“加工管理”選項卡，雙擊“刀具庫”選項，彈出如圖4-73所示的“刀具庫管理”對話框。上-頁

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返回任務一：凸輪的設計造型與加工2．實體造型上-頁下-任務一：凸輪的設計造型與加工②增加銑刀。③設定增加的銑刀的參數(shù)。④單擊“預覽銑刀參數(shù)”按鈕，觀看增加的銑刀參數(shù)，然后單擊“確定”按鈕，如圖4-75。(2)后置設置①選擇“加工”-“后置處理”-“后置設置”命令，彈出“后置設置”對話框。②增加機床設置。選擇當前機床類型，如圖4-76所示。③后置處理設置。打開“后置處理設置”選項卡，根據(jù)當前的機床，設置各參數(shù)，如圖4-77所示。上-頁

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返回任務一：凸輪的設計造型與加工②增加銑刀。上-頁下-任務一：凸輪的設計造型與加工3．平面區(qū)域粗加工選擇“加工”-“粗加工”-“平面區(qū)域粗加工”命令，彈出“平面區(qū)域粗加工”對話框。(1)在“加工參數(shù)”選項卡中參考表4-1設置各選項參數(shù)。(2)狀態(tài)欄提示“拾取輪廓”（輪廓線為凸輪底部的外輪廓線向外等距5所得到的曲線），“拾取島嶼”命令型外輪廓線，狀態(tài)欄提示“確定鏈搜索方向”，選擇任意箭頭方向。(3)當狀態(tài)欄提示“拾取輪廓和加工方向”時，用鼠標拾取造型的外輪廓如圖4-80所示。(4)狀態(tài)欄提示“確定鏈搜索方向”，選擇箭頭如圖4-81所示，右擊。(5)右擊，在工作環(huán)境中即生成加工軌跡，如圖4-82所示。上-頁

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返回任務一：凸輪的設計造型與加工3．平面區(qū)域粗加工上-頁任務一：凸輪的設計造型與加工4．輪廓線精加工(1)首先把粗加工的刀具軌跡隱藏掉。(2)其他參數(shù)同粗加工的設置一樣5．刀具軌跡仿真(1)首先把隱藏掉的各種加工軌跡設為可見。(2)選擇“加工”一“軌跡仿真”命令。(3)狀態(tài)欄提示“拾取刀具軌跡”，拾取生成的粗加工和精加工軌跡，右擊，軌跡仿真過程如圖4-84所示。6．生成G代碼(1)選擇“加工”-“后置處理”-“生成G代碼”命令，彈出“選擇后置文件”對話框。上-頁

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返回任務一：凸輪的設計造型與加工4．輪廓線精加工上-頁任務一：凸輪的設計造型與加工(2)狀態(tài)欄提示“拾取刀具軌跡”，選擇以上生成的粗加工和精加工軌跡，右擊，彈出記事本文件，內容為生成的G代碼，如圖4-86所示。7．生成加工工藝清單至此，凸輪的造型、生成加工軌跡、加工軌跡仿真檢查、生成G代碼裎序，生成加工工藝單的工作已經全部做完，可以把加工工藝單和G代碼程序通過工廠的局域網送到車間去了。上-頁

返回任務一：凸輪的設計造型與加工(2)狀態(tài)欄提示“拾取刀具軌跡”任務二：飛機模型的仿真加工一、加工前的準備工作1．設定加工毛坯選擇菜單“加工”一“定義毛坯”命令，彈出“定義毛坯”對話框。選中“參照模型”單選按鈕，其他參數(shù)隨即產生，如圖4-89所示，單擊“確定”按鈕，完成毛坯的定義。2．后置設置(1)選擇菜單“加工”-“后置處理”-“后置設置”命令，彈出“機床后置”對話框(2)選擇“機床信息”選項卡，選擇當前機床類型，系統(tǒng)默認FANUC。(3)后置處理設置。選擇“后置設置”選項卡，根據(jù)當前的機床設置各參數(shù)。下-頁

返回任務二：飛機模型的仿真加工一、加工前的準備工作下-頁返任務二：飛機模型的仿真加工3．飛機模型的仿真加工工藝設計(1)等高線粗加工①在“加工參數(shù)”選項中按表4-3設置各選項。②加工邊界設置為參照毛坯方式。③狀態(tài)欄提示“選擇加工對象”，右擊在彈出快捷菜單中選擇“拾取加工邊界”命令，并選擇任意箭頭方向。(2)三維偏置精加工①把粗加工的刀具軌跡線隱藏掉。②選擇菜單“加工”-“精加工”-“三維偏置精加工”命令上-頁

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返回任務二：飛機模型的仿真加工3．飛機模型的仿真加工工藝設計上-任務二：飛機模型的仿真加工③加工邊界設置為默認方式，單擊“確定”按鈕。④狀態(tài)欄提示“選擇加工對象”，右擊在彈出的快捷菜單中選擇“拾取加工邊界”命令，并選擇任意箭頭方向。⑤單擊選擇特征樹下的三維偏置精加工刀具軌跡⑧選擇工具，系統(tǒng)將立即進行加工仿真，并彈出“仿真加工”對話框。(3)觀察仿真加工走刀路線，檢驗判斷刀路是否正確、合理，如圖4-94所示。(4)選擇菜單“應用”一“軌跡編輯”命令，彈出“軌跡編輯”表，按提示拾取相應的加工軌跡或相應軌跡點，修改相應參數(shù)，進行局部軌跡修改。上-頁

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返回任務二：飛機模型的仿真加工③加工邊界設置為默認方式，單擊“確任務二：飛機模型的仿真加工(5)仿真檢驗無誤后，可保存粗／精加工軌跡。二、筆式清根加工(1)把前期粗、精加工的刀具軌跡隱藏掉。(2)選擇菜單“加工”-“補加工”-“筆式清根加工”命令，彈出“筆式清根加工”對話框。(3)修改切削用量。選擇“切削用量”選項，按表4-5所示設置各項參數(shù)。(4)選擇“刀具參數(shù)”選項，在刀具庫中選擇銑刀為D6球刀。三、軌跡仿真(1)單擊“線面可見”按鈕，顯示所有已經生成的加工軌跡，然后依次拾取粗加工軌跡，右擊確認。上-頁

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返回任務二：飛機模型的仿真加工(5)仿真檢驗無誤后，可保存粗／任務二：飛機模型的仿真加工(2)單擊選擇特征樹下的刀具軌跡，右擊在彈出的快捷菜單中選擇“實體仿真”命令進入CAXA軌跡仿真界面。(3)選擇工具，系統(tǒng)將立即進行加工仿真，并彈出“仿真加工”對話框。(4)綜合運用等高線粗加工、三維偏置精加工、筆式清根加工工藝方法完成飛機模型的項目制作，仿真效果如圖4-96所示。四、生成G代碼(1)選擇菜單“加工”-“后置處理”-“生成G代碼”命令(2)狀態(tài)欄提示“拾取刀具軌跡”，選擇以上生成的粗加工軌跡，右鍵，彈出記事本文件，內容為生成的等高線粗加工G代碼程序。上-頁

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返回任務二：飛機模型的仿真加工(2)單擊選擇特征樹下的刀具軌跡任務二：飛機模型的仿真加工(3)用同樣的方法生成三維偏置精加工、筆式清根補加工的G代碼，如圖4-97所示。五、生成工藝清單選擇菜單“加工”-“工藝清單”命令，彈出“工藝清單”選項卡。至此，飛機模型的加工軌跡的生成與仿真檢查、生成G代碼程序及加工工藝清單的工作已經全部做完，可以把加工工藝清單和G代碼程序通過工廠的局域網送到車間去了。上-頁

返回任務二：飛機模型的仿真加工(3)用同樣的方法生成三維偏置精加任務三：可樂瓶底的造型和加工一、凹模型腔的造型(1)按F7鍵將繪圖平面切換到xoz平面。(2)選擇曲線工具中的矩形工具，在界面左側的立即菜單中選擇“中心長寬”方式，輸入長度42.5，寬度37，光標拾取到坐標原點，繪制一個42.5×37的矩形，如圖4-101所示。(3)選擇幾何變換工具欄中的平移工具，在立即菜單中輸人DX=21.25，DZ=-18.5，然后拾取矩形的四條邊，右擊確認。(4)選擇曲線工具欄中的等距線工具，在立即菜單中輸入距離3，拾取矩形的最上面一條生成距離為3的等距線，如圖4-103所示。下-頁

返回任務三：可樂瓶底的造型和加工一、凹模型腔的造型下-頁返任務三：可樂瓶底的造型和加工

(5)相同的等距方法，生成圖4-104所示的尺寸標注的各個等距線。

(6)選擇曲面編輯工具欄中的裁剪工具，拾取需要裁剪的線段

(7)繪圖。①作過P1、P2點且與直線/1相切的圓弧。②作過P4點且與直線/2相切，半徑R為6的圓R6。③作過直線端點P3和圓R6切點的直線。(8)繪圓。①作與圓R6相切過點P5，半徑為6的圓C1。

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(5)相同的等距方法，生成圖4任務三：可樂瓶底的造型和加工②作與圓弧C4相切，過直線/3與圓弧C4的交點，半徑為6的圓C2。③作與圓C1和C2相切，半徑為50的圓弧C3。(9)選擇曲面編輯工具欄中的裁剪工具和刪除工具，去掉不需要的部分。在圓弧C4上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“隱藏”命令，將其隱藏掉，如圖4-108所示。(10)按F5鍵將繪圖平面切換到xOy平面，然后再按F8鍵顯示其軸側圖，如圖4-109所示。(11)選擇曲面編輯工具欄中的平面旋轉傘工具，在立即菜單中選擇“拷貝”方式，輸入角度41.6°，拾取坐標原點為旋轉中心點，然后框選所有線段，右擊確認，如圖4-110所示。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工②作與圓弧C4相切，過直線/3與任務三：可樂瓶底的造型和加工(12)刪掉不需要的部分。(14)選擇刪除工具，刪掉不需要的線段。(15)選擇曲線組合工具，拾取第二條截面線，并選擇方向，將其組合為一樣條曲線，如圖4-113所示。(16)按F5鍵將繪圖平面切換到xOy平面，然后再按F8鍵顯示其軸側圖，如圖4-114所示。(17)選擇圓弧工具，選擇“圓心半徑”方式，以z軸方向的直線兩端點為圓心，拾取截面線的兩端點為半徑，繪制如圖4-114所示的兩個圓。(18)刪除兩條直線。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(12)刪掉不需要的部分。上任務三：可樂瓶底的造型和加工(19)選擇曲面編輯工具欄中的平面旋轉傘工具，在立即菜單中選擇“拷貝”命令，輸入角度11.2°(20)選擇陣列工具，選擇“圓形”陣列方式，份數(shù)為5，拾取三條截面線，右擊確認，拾取原點(0，0，0)為陣列中心，右擊確認，立刻得到圖4-117所示的效果。二、生成網格面三、生成直紋面(1)選擇曲面工具欄中的直紋面工具，選擇“點+曲線”方式。(2)按空格鍵在彈出的“點工具”菜單中選擇“圓心”命令，拾取底部圓，得到先圓心點，再拾取圓，直紋面立即生成。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(19)選擇曲面編輯工具欄中的任務三：可樂瓶底的造型和加工(3)選擇菜單“設置”一“拾取過濾設置”命令，在彈出的對話框中，取消選中圖形元素的類型中的“空間曲面”復選框。四、曲面實體混合造型(1)單擊特征樹中的“平面xOy”，選定平面xOy為繪圖的基準面，如圖4-123所示。(2)選擇繪制草圖工具進入草圖狀態(tài)，在選定的基準面xOy面上繪制草圖。(3)選擇曲線工具欄中的矩形工具，再選擇“中心長寬”方式，輸入長度120，寬度120，拾取坐標原點(0，0，0)為中心，得到一個120×120的正方形上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(3)選擇菜單“設置”一“拾取過任務三：可樂瓶底的造型和加工(4)選擇特征生成工具欄中的拉伸工具，在彈出的“拉伸”對話框中，輸入深度為50，選中“反向拉伸”復選框，單擊“確定”按鈕得到立方實體(6)選擇特征生成工具欄中的曲面裁剪除料工具，拾取可樂瓶底的兩個曲面，選中對話框中“除料方向選擇”復選框(7)單擊“確定”按鈕，曲面除料完成。選擇菜單“編輯”一“隱藏”命令，拾取兩個曲面將其隱藏掉。五、可樂瓶底的仿真加工①選擇菜單“加工”-“刀具庫管理”命令，彈出“刀具庫管理”對話框圖4-129所示。②增加銑刀，這里可以任意增加刀具和刪除刀具。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(4)選擇特征生成工具欄中的拉任務三：可樂瓶底的造型和加工③設定增加銑刀的參數(shù)。(2)后置設置①選擇菜單“加工”-“后置處理”-“后置設置”命令，彈出“后置設置”對話框。②增加機床設置。③后置處理設置。(3)設定加工毛坯2．等高線粗加工刀具軌跡(1)設置工藝參數(shù)。(2)加工邊界的設置如圖4-134所示。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工③設定增加銑刀的參數(shù)。上-頁任務三：可樂瓶底的造型和加工(3)設置切削用量。輸入相應的主軸轉速，F(xiàn)為進給速度，起止高度60，安全高度50，單擊“確定”按鈕。(4)選擇“進退刀方式”和“下刀方式”選項卡，設定進退刀方式和下刀切入方式均為“垂直”。(5)選擇“銑刀參數(shù)”選項卡，選擇銑刀為R5球刀，設定球刀的參數(shù)，如圖4-135所示。(6)選擇“清根參數(shù)”選項卡，設置清根參數(shù)。(7)根據(jù)左下方的提示拾取輪廓，然后拾取曲面。(8)拾取粗刀具軌跡，右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“隱藏”命令，將粗加工軌跡隱藏掉，以便觀察下面的精加工軌跡。3．精加工-參數(shù)線加工刀具軌跡上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(3)設置切削用量。輸入相應的主任務三：可樂瓶底的造型和加工(1)選擇菜單“加工”-“精加工”-“參數(shù)線加工”命令，彈出“參數(shù)線加工參數(shù)表”對話框，按照表中內容設置參數(shù)線加工參數(shù)，如圖4-137所示。(2)根據(jù)狀態(tài)欄提示拾取曲面，當把鼠標移到型腔內部時，曲面自動被加亮顯示，拾取同一高度的兩張曲面后，右擊確認4．軌跡仿真、檢驗與修改(1)選擇線面可見口工具，顯示所有已經生成的加工軌跡，然后拾取粗加工軌跡，右擊確認。(2)選擇“應用”-“軌跡仿真”命令。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(1)選擇菜單“加工”-“精加任務三：可樂瓶底的造型和加工(3)右擊，彈出“選擇仿真文件”對話框，在此輸入文件名，單擊“保存”按鈕，存儲可樂瓶加工仿真的結果。(4)仿真檢驗無誤后，選擇菜單“文件”-“保存”命令，保存粗加工和精加工軌跡。5．生成G代碼(1)選擇“加工”-“后置處理”-“生成G代碼”命令，彈出“選擇后置文件”對話框，填寫加工代碼文件名“可樂瓶底粗加工”，單擊“保存”按鈕。(2)拾取生成的粗加工的刀具軌跡右擊確認，立即彈出粗加工代碼文件保存即可，如圖4-140所示。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(3)右擊，彈出“選擇仿真文件”任務三：可樂瓶底的造型和加工(3)用同樣方法生成精加工G代碼。6．生成工序單(1)選擇菜單“應用”一“后置處理”一“生成工序單”命令(2)左下角提示拾取加工軌跡，單擊選取或用窗口選取或按W鍵，選中全部刀具軌跡，右擊確認六、CAXA制造工程師新增功能介紹1．新增功能(1)加工功能①平面區(qū)域粗加工：適合2/2.5軸粗加工，與區(qū)域式粗加工類似，所不同的是該功能支持輪廓和島嶼的分別清根設置，可以單獨設置各自的余量、補償及上下刀信息。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(3)用同樣方法生成精加工G代任務三：可樂瓶底的造型和加工②等高線粗加工2：適合高速加工，生成軌跡時可以參考上一道工序生成軌跡留下的殘留毛坯，支持二次開粗和抬刀自動優(yōu)化。③平面輪廓精加工：適合2/2.5軸精加工，支持具有一定撥模斜度的輪廓軌跡生成，可以為每屋的軌跡定義不同的余量。④等高線精加工2：支持高速加工和抬刀自動優(yōu)化。⑤輪廓導動精加工：生成軌跡方式簡單，支持殘留高度模式。生成軌跡速度快。⑧筆式清根加工2：支持高速加工及抬刀優(yōu)化。⑦區(qū)域式補加工2：支持高速加工及抬刀優(yōu)化。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工②等高線粗加工2：適合高速加工任務三：可樂瓶底的造型和加工(2)數(shù)學表達式的計算功能2．功能增強(1)加工功能中的改善①區(qū)域式粗加工：增加了行間連接方式，圓弧和S形。增加進刀自動干涉檢查。②等高線粗加工：支持加工邊界控制。③導動線粗加工：增加了邊界控制。④等高線精加工：增加了設定導向線功能。⑤掃描線精加工：增加了干涉面的檢查功能和軌跡端部延長。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工(2)數(shù)學表達式的計算功能上-任務三：可樂瓶底的造型和加工⑧淺平面精加工：增加干涉面的檢查功能、螺旋線的切入方式和加工方向的選擇，可添加拐角。⑦限制線精加工：增加了加工寬度的設定和抬刀優(yōu)化。⑧導動線精加工：增加了進刀干涉檢查，支持圓弧接近、直線接近、接近點和延長量、自動檢查干涉。⑨輪廓線精加工：增加了z向切入中的螺旋加工及角度指定功能和進刀自動干涉檢查。⑩等高線補加工：支持加工邊界控制。(2)樹管理器的改善①增加了屬性樹頁面。②支持Tab鍵的切換。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工⑧淺平面精加工：增加干涉面的檢查任務三：可樂瓶底的造型和加工3．功能改進(1)毛坯①改進了建立毛坯的一些設定。②改進了毛坯的顯示方式，簡潔清楚。(2)加工①曲線式銑槽：附加延遲修改后不提示軌跡重置。②掃描式銑槽：修正了更改延遲后軌跡沒有記錄的問題。③插銑式粗加工：修正了加工邊界不起作用的問題。④輪廓線精加工：修正了部分加工參數(shù)沒有記錄的問題。⑤限制線精加工：xy切入中的“步長”改為了“行距”。上-頁

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返回任務三：可樂瓶底的造型和加工3．功能改進上-頁下-頁任務三：可樂瓶底的造型和加工⑧掃描線精加工：修正了該功能偶爾產生過切及生成的軌跡有斷線的情況。(3)后置處理①修正了文件長度項不起作用的問題②在幫助文檔中，給出了后置所用到的宏指令及其說明。③修正了后置有時生成NC文件過大的問題。④修正了后置兩個相連方向相反的圓弧生成G代碼有錯的問題。⑤修正了有時候圓弧生成誤差較大的問題。⑧修正了有時候不能輸出整圓代碼的問題。⑦支持在速度代碼后面增加字符的輸出上-頁