機(jī)械CADCAM技術(shù)第1章

ImagecourtesyofNationalOpticalAstronomyObservatory,operatedbytheAssociationofUniversitiesforResearchinAstronomy,undercooperativeagreementwiththeNationalScienceFoundation.機(jī)械(jīxiè)CAD/CAM技術(shù)E-mail:zgm03010805@163.comTel械制造(jīxièzhìzào)系鄭光明精品資料2課程導(dǎo)引課程性質(zhì)：《機(jī)械CAD/CAM技術(shù)》是工科機(jī)械制造類專業(yè)的主要專業(yè)課程，也是工科學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)知識(shí)的主要課程。課程目的、任務(wù)：使學(xué)生掌握機(jī)械CAD/CAM的基本理論，掌握常用的機(jī)械CAD/CAM軟件的使用方法(fāngfǎ)。如何以計(jì)算機(jī)為輔助工具完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃及加工制造過程等工作。初步具有二次開發(fā)的能力，為從事CAD/CAM技術(shù)的研究和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。精品資料3課程導(dǎo)引總的要求：必須了解和掌握CAD/CAM技術(shù)有關(guān)的各種基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)會(huì)CAD/CAM軟件的基本操作。前導(dǎo)課程：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，機(jī)械制圖，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造基礎(chǔ)，機(jī)械制造工藝學(xué)，數(shù)控機(jī)床，C語言程序設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等課程。學(xué)習(xí)方法(fāngfǎ)：通過理論教學(xué)講述課程的主要知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生掌握先進(jìn)的CAD/CAM一體化技術(shù)。通過實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)學(xué)會(huì)使用常用的CAD、CAPP軟件，并能進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的加工操作。精品資料4計(jì)劃：總學(xué)時(shí)32：面授28學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)。（4-12周）成績考核方式(fāngshì)：考試課，成績以百分計(jì)：考勤及作業(yè)成績30%，實(shí)驗(yàn)成績10%，考試成績60%。課程導(dǎo)引精品資料5教材：本課程選用教材為《機(jī)械CAD/CAM技術(shù)》蔡漢明等主編機(jī)械工業(yè)出版社。參考教材：《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(zhìzào)》李佳主編天津大學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)》遲毅林主編重慶大學(xué)出版社《CAD/CAM技術(shù)概論》馮辛安主編機(jī)械工業(yè)出版社《現(xiàn)代CAD技術(shù)》童秉樞主編清華大學(xué)出版社《CAD/CAM集成技術(shù)》劉文劍等編著哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社《機(jī)械CAD/CAM技術(shù)、應(yīng)用和開發(fā)》王賢坤等主編機(jī)械工業(yè)出版社《CAD/CAM原理和應(yīng)用》蔡穎，薛慶，徐弘山編著，機(jī)械工業(yè)出版社課程導(dǎo)引精品資料6主要內(nèi)容：介紹(jièshào)機(jī)械CAD/CAM基本概念、基本原理，CAD/CAM系統(tǒng)的軟硬件組成、功能和配置；數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及圖形處理方法；介紹(jièshào)幾何建模和特征建模的基本原理；介紹(jièshào)計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)和輔助工藝分析、輔助工藝規(guī)劃的相關(guān)知識(shí)；對(duì)數(shù)控編程和仿真、計(jì)算機(jī)輔助制造、生產(chǎn)、管理和控制等相關(guān)內(nèi)容作了簡要介紹(jièshào)；介紹(jièshào)當(dāng)前幾種先進(jìn)的制造模式和先進(jìn)的制造技術(shù)。課程導(dǎo)引精品資料引言：隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者的價(jià)值觀正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變化，呈現(xiàn)出多樣化與個(gè)性化，用戶對(duì)各類產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品的更新?lián)Q代的速度，以及產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到投放到市場(chǎng)的周期都提出了越來越高的要求。為了適應(yīng)這種變化，工廠的產(chǎn)品也向著多品種、中小批量方向發(fā)展。要適應(yīng)這種瞬息萬變的市場(chǎng)要求，則要求生產(chǎn)更具有柔性。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)與計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)就是滿足這種新的要求而產(chǎn)生的一種(yīzhǒnɡ)新的制造方法。7第一章概述(ɡàishù)精品資料8第一節(jié)

CAD/CAM的基本概念一．產(chǎn)品的生產(chǎn)(shēngchǎn)過程

如圖為產(chǎn)品生產(chǎn)過程(guòchéng)與CAD/CAM的應(yīng)用過程(guòchéng)精品資料9二．CAD/CAM的基本概念1．CAD(ComputerAidedDesign)是指以計(jì)算機(jī)為輔助手段來完成整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程；廣義的CAD包括設(shè)計(jì)和分析兩個(gè)方面。2．CAM(ComputerAidedManufacturing)通過計(jì)算機(jī)與生產(chǎn)設(shè)備直接的或間接的聯(lián)系，進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理和控制(kòngzhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程。主要包括使用計(jì)算機(jī)來完成數(shù)控編程、加工過程仿真、數(shù)控加工、質(zhì)量檢驗(yàn)、產(chǎn)品裝配、調(diào)試這些工作。精品資料103.CAPP（ComputerAidedProcessPlanning）借助計(jì)算機(jī)來完成毛坯設(shè)計(jì)，工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，工裝設(shè)計(jì)等任務(wù)，稱為CAPP。4．CAD/CAM集成技術(shù)(jìshù)CAD產(chǎn)生的圖紙直接被CAPP、CAM以及以后的CIMS所利用，這就是CAD/CAM集成。CAD/CAM系統(tǒng)的集成就是把CAD、CAM、CAE、CAPP、NCP（數(shù)控編程）以及PPC（生產(chǎn)計(jì)劃與控制）等各種不同功能的軟件有機(jī)的結(jié)合起來，用統(tǒng)一的執(zhí)行機(jī)制來組織各種信息的提取、交換、共享和處理，以保證系統(tǒng)內(nèi)的信息暢通。二．CAD/CAM的基本概念精品資料11三．CAD/CAM的組成(zǔchénɡ)CAD/CAM系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分(bùfen)組成。精品資料12硬件組成主要是指計(jì)算機(jī)及各種配件設(shè)備，如各種檔次的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)、數(shù)控機(jī)床等。1）對(duì)硬件的主要要求是：具備強(qiáng)大的人機(jī)交互功能需要有相當(dāng)大的外存儲(chǔ)容量良好的聯(lián)網(wǎng)(liánwǎnɡ)通信功能1．硬件(yìnɡjiàn)組成精品資料132）CAD/CAM硬件(yìnɡjiàn)的類型根據(jù)系統(tǒng)(xìtǒng)總體配置、組織方式及所用計(jì)算機(jī)的不同，有不同的分類方法。（1）按系統(tǒng)(xìtǒng)總體配置分類主機(jī)系統(tǒng)(xìtǒng)成套系統(tǒng)(xìtǒng)超級(jí)微型工作站個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(xìtǒng)1．硬件組成精品資料14（2）按系統(tǒng)的組織方式分類單機(jī)系統(tǒng)：由一臺(tái)計(jì)算機(jī)加上輸入和輸出設(shè)備提供給單一用戶(yònghù)使用的系統(tǒng)。聯(lián)機(jī)系統(tǒng)：由一組連接成網(wǎng)絡(luò)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)可以各司其職。1．硬件(yìnɡjiàn)組成精品資料151）系統(tǒng)軟件主要負(fù)責(zé)管理硬件資源和各種軟件資源，它面向所有用戶，是計(jì)算機(jī)的公共性底層管理軟件，即系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)(píngtái)，系統(tǒng)軟件主要包括三個(gè)部分：管理和操作程序、維護(hù)程序和用戶服務(wù)程序。CAD/CAM系統(tǒng)中比較流行的操作系統(tǒng)有：小型工作站上用的VMS；超級(jí)小型機(jī)用UNIX和XENIX，微機(jī)上用的為MS-DOS、PC-DOS、OS/2、UNIX、WINDOWS和XENIX。2．軟件(ruǎnjiàn)組成軟件組成一般包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。精品資料162）支撐軟件繪圖軟件 例如AutoCAD繪圖軟件幾何建模軟件例如Pro-EUG軟件有限元分析軟件例如SAP軟件優(yōu)化方法軟件例如OPB軟件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件例如ORACLESQLServer數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件、FOXBASE、FOXPRO等系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)仿真軟件例如ADAMS機(jī)械動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析軟件網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)系統(tǒng)軟件NOVELL公司的NETWARE2．軟件(ruǎnjiàn)組成精品資料173）應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是用戶為了解決某個(gè)實(shí)際問題在支撐(zhīchēng)軟件的基礎(chǔ)上經(jīng)過二次開發(fā)出來的軟件。2．軟件(ruǎnjiàn)組成精品資料18隨著軟件及硬件的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，CAD/CAM系統(tǒng)正在向集成化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。由于CAD/CAM系統(tǒng)投資相對(duì)較大，如何科學(xué)(kēxué)、合理的選擇適合本企業(yè)的系統(tǒng)，應(yīng)經(jīng)過詳細(xì)的考查與分析。一般要進(jìn)行如下考慮：3．CAD/CAM系統(tǒng)(xìtǒng)的選型和配置精品資料191）根據(jù)企業(yè)的特點(diǎn)、規(guī)模、追求目標(biāo)及發(fā)展趨勢(shì)等因素，確定應(yīng)具有的系統(tǒng)功能。2）從整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造(zhìzào)周期中各個(gè)階段的工作要求出發(fā)，考核擬選用的系統(tǒng)各模塊的功能，包括其開放性和集成性等特點(diǎn)。然后，根據(jù)性能價(jià)格比選擇合適的硬件與軟件環(huán)境。3）考慮如何有效使用管理系統(tǒng)，并使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，為企業(yè)創(chuàng)造良好的效益。3．CAD/CAM系統(tǒng)(xìtǒng)的選型和配置精品資料20

1．CAD/CAM系統(tǒng)的基本功能圖形(túxíng)顯示功能輸入輸出功能存儲(chǔ)功能交互功能(即人機(jī)接口)四．CAD/CAM功能(gōngnéng)與任務(wù)精品資料第一款鼠標(biāo)精品資料數(shù)字化儀精品資料1)掃描速度極快，數(shù)秒內(nèi)可得到(dédào)100多萬點(diǎn)，彩色標(biāo)準(zhǔn)型尤其適合掃活體2)一次得到(dédào)一個(gè)面，測(cè)量點(diǎn)分布非常規(guī)則3)精度可達(dá)0.03mm4)單次測(cè)量范圍大5)便攜6)可對(duì)無法放到工作臺(tái)上的較重、大型工件進(jìn)行測(cè)量7)大型物體分塊測(cè)量、自動(dòng)拼合8)大景深，3DSS的掃描深度可達(dá)300~500mm9)可以得到(dédào)逼真的彩色紋理3DSS三維掃描(sǎomiáo)系統(tǒng)精品資料24三維掃描實(shí)例精品資料滾筒式繪圖儀精品資料大型(dàxíng)平板繪圖儀精品資料快速成形(chénɡxínɡ)機(jī)是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、激光、CNC數(shù)控、新型材料等先進(jìn)技術(shù)，無須任何刀具、夾具，在很短的時(shí)間內(nèi)直接制造出三維復(fù)雜形狀的產(chǎn)品實(shí)物樣品。精品資料282．CAD/CAM系統(tǒng)(xìtǒng)的主要任務(wù)幾何造型計(jì)算分析工程繪圖結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(CAPP)NC自動(dòng)編程模擬仿真工程數(shù)據(jù)管理特征造型四．CAD/CAM功能(gōngnéng)與任務(wù)精品資料29五、CAD/CAM的集成(jíchénɡ)方法CAD/CAM系統(tǒng)集成包括三個(gè)方面：硬件集成、信息集成、功能集成。一般的CAD/CAM系統(tǒng)集成是把CAD、CAE、CAPP、CAFD（計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)）、CAM等各種功能軟件有機(jī)地結(jié)合(jiéhé)在一起，用統(tǒng)一的執(zhí)行程序來控制和組織各功能軟件信息的提取、轉(zhuǎn)換和共享，從而達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)信息的暢通和系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的目的。精品資料30根據(jù)信息交換方式和共享程度的不同，CAD/CAM系統(tǒng)集成方案(fāngàn)主要有以下幾種：1）通過專用數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)集成系統(tǒng)A模型A系統(tǒng)B模型B專用接口程序?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)接口五、CAD/CAM的集成方法精品資料31為實(shí)現(xiàn)CAD、CAPP、CAM的集成，必須解決它們之間的數(shù)據(jù)的自動(dòng)(zìdòng)傳遞和轉(zhuǎn)換。其基本工作步驟如下:1、CAD設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、繪制產(chǎn)品圖樣2、經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口將產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為中性文件，如IGES、STEP等。2）常用的CAD/CAM的集成—標(biāo)準(zhǔn)格式接口(jiēkǒu)文件五、CAD/CAM的集成方法系統(tǒng)A系統(tǒng)B前置處理器后置處理器標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式文件標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)接口精品資料323、CAPP讀入中性文件，將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需要的格式后生成零件工藝過程。4、CAD、CAPP系統(tǒng)生成數(shù)控編程所需數(shù)據(jù)(shùjù)，按一定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的中性文件。5、CAM系統(tǒng)讀入中性文件，將其轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)所需要的格式后生成數(shù)控程序。五、CAD/CAM的集成(jíchénɡ)方法系統(tǒng)A系統(tǒng)B前置處理器后置處理器標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式文件標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)接口精品資料33五、CAD/CAM的集成(jíchénɡ)方法精品資料343）基于統(tǒng)一(tǒngyī)產(chǎn)品模型和數(shù)據(jù)庫的集成基于統(tǒng)一產(chǎn)品模型和數(shù)據(jù)庫集成框架圖五、CAD/CAM的集成(jíchénɡ)方法精品資料35五、CAD/CAM的集成(jíchénɡ)方法精品資料364）基于(jīyú)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）的系統(tǒng)集成五、CAD/CAM的集成(jíchénɡ)方法精品資料37第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展(fāzhǎn)歷程CAD/CAM技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備、圖形(túxíng)輸入輸出設(shè)備、軟件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。1、準(zhǔn)備和誕生時(shí)期（20世紀(jì)50~60年代）電子管計(jì)算機(jī)1950MIT能夠顯示簡單圖形(túxíng)的圖形(túxíng)顯示器

1958Calcomp滾筒式繪圖機(jī)20世紀(jì)50年代末SAGE戰(zhàn)術(shù)防空系統(tǒng)1952年：第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在麻省理工學(xué)院研制成功。精品資料世界(shìjiè)上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC

重達(dá)30噸，由18800個(gè)電子管組成精品資料39MIT伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室完成(wánchéng)數(shù)控銑床研究第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展(fāzhǎn)歷程精品資料4050年代(niándài)中期最早使用光筆：奧地利人Gerber根據(jù)數(shù)控的原理研制出世界上由計(jì)算機(jī)控制的第一臺(tái)平板繪圖機(jī)，開拓了計(jì)算機(jī)繪圖的最初階段。第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)(jìshù)發(fā)展歷程精品資料411959，DAC-1（DesignAutomatedbyComputer）,第一個(gè)commercialCAD系統(tǒng)(xìtǒng)，由IBM為GeneralMotors開發(fā)第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展(fāzhǎn)歷程精品資料42計(jì)算機(jī)及圖形(túxíng)設(shè)備價(jià)格昂貴，技術(shù)復(fù)雜。計(jì)算機(jī)圖形(túxíng)學(xué)的發(fā)展，如Coons曲面。CAD：交互式二維繪圖和三維線框模型In1960McDonnellDouglasAutomationCompany(McAuto)的CADD是最早的CAD程序。1962年：美國學(xué)者Ivansutherland研究出Sketchpad交互式圖形(túxíng)系統(tǒng)。1964年：美通用汽車公司宣布了他們的DAC-1。2、蓬勃發(fā)展和進(jìn)入應(yīng)用的時(shí)期（20世紀(jì)(shìjì)60年代）第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展歷程精品資料431965年：洛克希德飛機(jī)公司推出CAD/CAM系統(tǒng)，貝爾電話公司宣布GRAPHIC-1。In1969Computervision成立，第一個(gè)商用CADsystem賣給了Xerox公司（施樂）。CAM:1962年:在機(jī)床數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)上研制成功第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。1966年:出現(xiàn)大型通用(tōngyòng)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)數(shù)控機(jī)床的DNC系統(tǒng)。第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)(jìshù)發(fā)展歷程精品資料4460年代初期(chūqī)，IvanSutherland，SKETCHPAD－光筆實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，定位圖形元素－工程圖輪廓、尺寸等的分層表示－交互式圖形學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)(jìshù)發(fā)展歷程精品資料451963年，StanfordResearchInstitute的DougEnglebart發(fā)明(fāmíng)鼠標(biāo)第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展(fāzhǎn)歷程精品資料46Sutherland在1968左右發(fā)明了HMD，HeadMountedDisplay，即頭盔(tóukuī)顯示器－VR應(yīng)用第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展(fāzhǎn)歷程精品資料473、CAD/CAM技術(shù)理論發(fā)展和初步應(yīng)用(yìngyòng)時(shí)期（20世紀(jì)70年代）集成電路用于計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)平臺(tái)的性能大為提高。出現(xiàn)了以小型計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的CAD系統(tǒng)。圖形設(shè)備相繼推出并完善。圖形軟件和CAD應(yīng)用支撐軟件不斷得到充實(shí)與提高。CAD:自由曲線曲面生成算法和表面造型(zàoxíng)理論。法國達(dá)索飛機(jī)制造公司推出三維曲面造型(zàoxíng)系統(tǒng)CATIA。第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展歷程精品資料481970年，法國Renault公司的PierreBezier提出一種全新的數(shù)學(xué)方法，用于構(gòu)造(gòuzào)汽車自由曲面。由他領(lǐng)導(dǎo)研制的Unisurf曲面造型和UniAPT曲面加工系統(tǒng)，從1972年起應(yīng)用于汽車外形打樣和模具加工，為計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)CAGD研究方向奠定了基礎(chǔ)和發(fā)展方向。美國的洛克希德公司從1974年起向市場(chǎng)推出了CADAM系統(tǒng)，成為70年代中至80年代末國際上最流行的第一代IBM主機(jī)版交互繪圖系統(tǒng)。麥道公司從1976年起開發(fā)Unigraphics系統(tǒng)，簡稱UG，目前屬于EDS公司（1975年建立）。第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展(fāzhǎn)歷程精品資料49CAM:60年代末到70年代初，莫林公司建造一臺(tái)自動(dòng)化制造(zhìzào)系統(tǒng)。美國的辛辛那提公司研制FMS系統(tǒng)。第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展(fāzhǎn)歷程精品資料504、CAD/CAM技術(shù)(jìshù)成熟與應(yīng)用時(shí)期（20世紀(jì)80年代）出現(xiàn)了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，使微機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)。推出了以UNIX系統(tǒng)支撐的SUN工作站。圖形軟件更加成熟。CAD:實(shí)體造型技術(shù)理論和幾何建模方法。基于對(duì)于CAD/CAE一體化技術(shù)發(fā)展(fāzhǎn)的探索，SDRC公司于1979年發(fā)布了世界上第一個(gè)完全基于實(shí)體造型技術(shù)的大型CAD/CAE軟件──I-DEAS。第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展歷程精品資料51ParametricTechnologyCorp.最早推出T-FLEX1989年，PRO/Engineer的第一個(gè)版本。80年代末，計(jì)算機(jī)技術(shù)(jìshù)迅猛發(fā)展，硬件成本大幅度下降，大大推動(dòng)了中小企業(yè)對(duì)CAD技術(shù)(jìshù)的應(yīng)用。CAM:開始(kāishǐ)進(jìn)行CIMS的研究第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展歷程精品資料525、CAD/CAM技術(shù)集成(jíchénɡ)發(fā)展與廣泛應(yīng)用時(shí)期（20世紀(jì)90年代）出現(xiàn)基于PC平臺(tái)的價(jià)廉物美的CAD系統(tǒng)。CAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化：CGI、GKS、GKS-3D、PHIGS、OpenGL、IGES、STEP。智能化CAD系統(tǒng)。集成化，科學(xué)計(jì)算可視化、虛擬設(shè)計(jì)(shèjì)、虛擬制造。CAD：PRO/E為代表的參數(shù)化造型理論和I-DEAS為代表的變量化造型理論。第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展歷程精品資料536、制造業(yè)信息化工程技術(shù)發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)90年代(niándài)后期至今）20世紀(jì)90年代后期，CAD/CAM向集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及企業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。我國在“九五”期間(qījiān)組織實(shí)施了CAD/CAM應(yīng)用工程。在“十五”期間(qījiān)實(shí)施了制造業(yè)信息化工程。在“十一五”仍繼續(xù)大力推進(jìn)制造業(yè)信息化。第二節(jié)、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展歷程精品資料54

1．CAD/CAM系統(tǒng)的集成化方向發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM系統(tǒng)已從簡單、單一、相對(duì)獨(dú)立的功能(gōngnéng)發(fā)展成為復(fù)雜、綜合、緊密聯(lián)系的功能(gōngnéng)集成系統(tǒng)。集成的目的是實(shí)現(xiàn)在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中各個(gè)分系統(tǒng)間信息流的暢通和綜合。集成涉及功能(gōngnéng)集成、信息集成、過程集成與動(dòng)態(tài)聯(lián)盟中的企業(yè)集成。第三節(jié)

CAD/CAM的發(fā)展趨勢(shì)精品資料55

2．向CAD/CAM智能化方向發(fā)展

設(shè)計(jì)是含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動(dòng)。智能化CAD/CAM技術(shù)不僅是簡單地將現(xiàn)有的人工智能技術(shù)與CAD/CAM技術(shù)相結(jié)合，更要深入研究人類認(rèn)識(shí)和思維的模型，并用信息技術(shù)來表達(dá)和模擬(mónǐ)這種模型。智能化是CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，將對(duì)信息科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。第三節(jié)

CAD/CAM的發(fā)展趨勢(shì)精品資料563．向CAD/CAM網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使CAD/CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)異地、異構(gòu)系統(tǒng)在企業(yè)間的集成成為現(xiàn)實(shí)。網(wǎng)絡(luò)化CAD/CAM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)資源的取長補(bǔ)短和優(yōu)化配置，極大地提高企業(yè)的快速響應(yīng)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭力，“虛擬企業(yè)”、“全球制造”等先進(jìn)(xiānjìn)制造模式由此應(yīng)運(yùn)而生。第三節(jié)

CAD/CAM的發(fā)展趨勢(shì)精品資料574.標(biāo)準(zhǔn)化隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化問題日益越來越顯得重要。目前已制定了一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如面向圖形設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)圖形接口（CGI）、面向圖形應(yīng)用軟件的標(biāo)準(zhǔn)GKS和PHIGS、面向不同(bùtónɡ)CAD/CAM系統(tǒng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)IGES和STEP等標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，CAD/CAM系統(tǒng)的集成一般建立在異構(gòu)的工作平臺(tái)之上，為了支持異構(gòu)跨平臺(tái)的環(huán)境，要求CAD/CAM系統(tǒng)必須是開放的系統(tǒng)，必須采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。第三節(jié)

CAD/CAM的發(fā)展趨勢(shì)精品資料58

5．并行工程

6．面向先進(jìn)制造(zhìzào)技術(shù)的CAD技術(shù)的發(fā)展

7．虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)第三節(jié)

CAD/CAM的發(fā)展趨勢(shì)精品資料59第四節(jié)

CAD/CAM的應(yīng)用(yìngyòng)和在我國的發(fā)展?fàn)顩r航空／國防、汽車、運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)電子行業(yè)消費(fèi)產(chǎn)品(chǎnpǐn)行業(yè)鈑金行業(yè)一、應(yīng)用精品資料60模具、工具和沖模行業(yè)醫(yī)療與科學(xué)領(lǐng)域(lǐnɡyù)設(shè)計(jì)家具與器具行業(yè)加工、電力、土木工程和農(nóng)業(yè)等行業(yè)教育行業(yè)一些圖形網(wǎng)站如/gallery/id/具有豐富的圖片(túpiàn)，可顯示CAD技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用效果。第四節(jié)

CAD/CAM的應(yīng)用和在我國的發(fā)展?fàn)顩r精品資料611、國外的應(yīng)用(yìngyòng)情況1）美國大型汽車業(yè)的100%,電子行業(yè)的60%,建筑行業(yè)的40%采用CAD/CAM技術(shù)2）美國福特（Ford）自行開發(fā)了CADCAM軟件。1993年以后，提出了C3P(CAD、CAE、CAM、CAPP)概念3）日本三菱研發(fā)從車身設(shè)計(jì)到組裝的完整CADCAM軟件。4）德國大眾集團(tuán)用CATIA和Pro/Engineer作為(zuòwéi)其將來開發(fā)新車型的主導(dǎo)CAD系統(tǒng)。

5）法國雷諾汽車公司應(yīng)用Euclid軟件作為(zuòwéi)CAD/CAM的主導(dǎo)軟件。第四節(jié)

CAD/CAM的應(yīng)用和在我國的發(fā)展?fàn)顩r精品資料62美國B777的應(yīng)用效果開發(fā)周期：9年－>4.5年成本降低：25％100％整機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)世界壟斷與霸主地位通用公司應(yīng)用狀況開發(fā)周期（48月－>24月－>12月）碰撞試驗(yàn)（100次－>50次）個(gè)性化定單－>3小時(shí)通過在線(zàixiàn)采購降低成本10％典型(diǎnxíng)應(yīng)用精品資料63日本夏普公司生產(chǎn)電視、錄音機(jī)和汽車覆蓋(fùgài)件的模具，采用傳統(tǒng)方法的生產(chǎn)周期為一年，而采用CAD/CAM技術(shù)后，從設(shè)計(jì)到制造的周期僅為1.5~2個(gè)月。據(jù)美國的統(tǒng)計(jì)資料，大規(guī)模集成電路采用CAD設(shè)計(jì)后，效率(xiàolǜ)平均提高18倍；機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率(xiàolǜ)平均提高5倍；建筑設(shè)計(jì)的效率(xiàolǜ)平均提高3倍；編輯出版的效率(xiàolǜ)提高4.4倍。典型應(yīng)用精品資料64我國CAD/CAM技術(shù)發(fā)展較晚，發(fā)展速度較快。在“七五”期間國家提供了大量資金開展了CAD/CAM的研究，另外通過實(shí)施863計(jì)劃中的CIMS主題,促進(jìn)了CAD/CAM的發(fā)展,隨后(suíhòu)許多高校和研究所在消化的基礎(chǔ)上，開始開發(fā)自主版權(quán)的軟件。典型有華中科技大學(xué)的開目CAD、凱圖CAD，北京航空航天大學(xué)的CAXA軟件、PANDA軟件，清華大學(xué)的高華CAD軟件.天河公司CAPP軟件。2、國內(nèi)CAD/CAM研究和應(yīng)用(yìngyòng)成果第四節(jié)

CAD/CAM的應(yīng)用和在我國的發(fā)展?fàn)顩r精品資料65在數(shù)控方面南京航空航天大學(xué)的超人CAD/CAM和華中科技大學(xué)的GHNC均實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜曲面的造型和數(shù)控代碼的自動(dòng)(zìdòng)生成。工程數(shù)據(jù)庫方面有華中科技大學(xué)的GHEDBMS和浙江大學(xué)的OSCAR。第四節(jié)

CAD/CAM的應(yīng)用和在我國的發(fā)展(fāzhǎn)狀況精品資料66工廠中比較典型的有：第一汽車制造廠和第二汽車制造廠，天津內(nèi)燃機(jī)研究所完成的“建立汽車計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造系統(tǒng)”項(xiàng)目。洛陽拖拉機(jī)廠開發(fā)的輪式拖拉機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。杭州汽輪機(jī)動(dòng)力集團(tuán)公司應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣的90%實(shí)現(xiàn)了CAD，每項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間從5~6個(gè)月縮短為1.5~2個(gè)月，關(guān)鍵零部件數(shù)控加工，中小零件(línɡjiàn)工藝設(shè)計(jì)90%采用CAPP技術(shù)。第四節(jié)

CAD/CAM的應(yīng)用和在我國的發(fā)展(fāzhǎn)狀況精品資料67沈陽變壓器廠用CAD技術(shù)輸出三峽工程項(xiàng)目三維彩色產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖和計(jì)算機(jī)分析的數(shù)據(jù)，從而贏得了三峽工程的招標(biāo)項(xiàng)目。瀘東造船廠應(yīng)用CAD技術(shù)后，生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備周期縮短1/3以上，造船的設(shè)計(jì)開發(fā)能力提高一倍。西北電力設(shè)計(jì)院用CAD系統(tǒng)建渭河電廠主廠房三維模型，對(duì)該廠原設(shè)計(jì)方案自動(dòng)校驗(yàn)，共查出6處隱藏在圖紙中的錯(cuò)誤，當(dāng)即進(jìn)行了修改。寰球化工工程公司應(yīng)用CAD技術(shù)，在盤綿乙烯裝置工程中，進(jìn)行碰撞檢測(cè)后，使95%以上的錯(cuò)誤得以糾正，在總長20多萬米的管道設(shè)計(jì)中，施工(shīgōng)結(jié)束后剩余鋼管不到10米。第四節(jié)

CAD/CAM的應(yīng)用和在我國的發(fā)展(fāzhǎn)狀況精品資料683.與國外的差距:1）不少企業(yè)對(duì)CAD的認(rèn)識(shí)還僅停留在繪圖階段，從而使CAD產(chǎn)生的效益尚未充分發(fā)揮;2）CAD/CAM軟件應(yīng)用(yìngyòng)人員參差不齊，CAD軟件不能得到高效率應(yīng)用(yìngyòng)。3）CAD/CAM技術(shù)水平還處于向高技術(shù)集成和向產(chǎn)業(yè)化商品化過渡的時(shí)期，還沒有針對(duì)性的軟件，一般都是使用通用性軟件。4）雖在微機(jī)平臺(tái)上開發(fā)CAD/CAM軟件方面我國與國外起點(diǎn)差不多，但對(duì)引進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)的二次開發(fā)卻跟不上，致使引進(jìn)軟件的效率不能完全發(fā)揮。第四節(jié)

CAD/CAM的應(yīng)用和在我國的發(fā)展(fāzhǎn)狀況精品資料69１．Unigraphics(UG)

由美國EDS公司經(jīng)銷采用尺寸驅(qū)動(dòng)(qūdònɡ)生成實(shí)體本身具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，可實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAM之間無數(shù)據(jù)交換的自由切換具有復(fù)雜曲面造型和數(shù)控加工功能管理復(fù)雜產(chǎn)品的裝配模型具有較好的二次開發(fā)環(huán)境和數(shù)據(jù)交換能力。目前國內(nèi)國外流行(liúxíng)的CAD/CAM軟件一、國外軟件精品資料70SOLIDEDGE與MicrosoftOffice兼容，SOLIDEDGE具有友好的用戶界面。SOLIDEDGE是基于(jīyú)參數(shù)和特征實(shí)體造型的新一代機(jī)械設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)，它是為設(shè)計(jì)人員專門開發(fā)的，易于理解和操作的實(shí)體造型系統(tǒng)。目前(mùqián)國內(nèi)國外流行的CAD/CAM軟件２．SOLIDEDGE精品資料71AutoCAD是Autodesk公司的主導(dǎo)產(chǎn)品。AutoCAD是當(dāng)今最流行的二維繪圖軟件(ruǎnjiàn)，它在二維繪圖領(lǐng)域擁有廣泛的用戶群。AutoCAD有強(qiáng)大的二維功能。目前(mùqián)國內(nèi)國外流行的CAD/CAM軟件3．AutoCAD精品資料72MDT是Autodesk公司在PC平臺(tái)上開發(fā)的三維機(jī)械CAD系統(tǒng)。MDT具有基于特征的參數(shù)化實(shí)體造型功能。由于該軟件與AutoCAD同時(shí)(tóngshí)出自Autodesk公司，因此兩者完全融為一體，用戶可以方便地實(shí)現(xiàn)三維向二維的轉(zhuǎn)換。MDT為AutoCAD用戶向三維升級(jí)提供了一個(gè)較好的選擇。目前(mùqián)國內(nèi)國外流行的CAD/CAM軟件4．MDT精品資料73SolidWorks是生信國際有限公司推出的基于Windows的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。SolidWorks是微機(jī)版參數(shù)化特征造型軟件的新秀，價(jià)格便宜、用戶界面更友好(yǒuhǎo)，運(yùn)行環(huán)境更大眾化的實(shí)體造型實(shí)用功能。SolidWorks可以十分方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實(shí)體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖。圖形界面友好(yǒuhǎo)，用戶上手快。該軟件可以應(yīng)用于以規(guī)則幾何形體為主的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作中。目前(mùqián)國內(nèi)國外流行的CAD/CAM軟件5．SolidWorks精品資料74CimatronCAD/CAM系統(tǒng)是以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產(chǎn)品，系統(tǒng)自從80年代進(jìn)入市場(chǎng)(shìchǎng)以來，在國際上的模具制造業(yè)備受歡迎。近年來，Cimatron公司為了在設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域發(fā)展，著力增加了許多適合設(shè)計(jì)的功能模塊。目前(mùqián)國內(nèi)國外流行的CAD/CAM軟件6．Cimatron（思美創(chuàng)）精品資料75Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC)的產(chǎn)品。PTC公司提出了單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念，Pro/Engineer系統(tǒng)用戶界面簡潔，概念清晰，符合工程(gōngchéng)人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。目前(mùqián)國內(nèi)國外流行的CAD/CAM軟件7.Pro/Engineer精品資料76

I-DEAS是美國SDRC公司開發(fā)的CAD/CAM軟件。

I-DEAS在CAD/CAE一體化技術(shù)方面一直雄居世界(shìjiè)榜首。

SDRC也是全球最大的專業(yè)CAM軟件生產(chǎn)廠商。I-DEASCAMAND是CAM行業(yè)的頂級(jí)產(chǎn)品。軍方用高端軟件，福特和日產(chǎn)使用，常用在CAE領(lǐng)域目前國內(nèi)國外流行(liúxíng)的CAD/CAM軟件8.I-DEAS精品資料77Mastercam是美國CNCSoftwareInc.公司開發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD/CAM軟件(ruǎnjiàn)。具有CAD/CAM功能，但CAD功能較弱，而CAM功能強(qiáng)大，可看成專用的CAM軟件(ruǎnjiàn)；可生成加工軌跡，進(jìn)行刀具加工軌跡的動(dòng)態(tài)模擬顯示；提供多種后處理程序。Mastercam對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境要