CADCAM技术的应用以及CADCAM技术新的发展方向

11 CAD/CAM的概念

CAD/CAM是计算机辅助设计/计算机辅助制造（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacture）的简称，是当今世界发展最快的技术之一。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。

设计知识

产品开发计划 零件图，装配图，

产品功能需求 CAD 与制造有关的各种

数据库和

CAD系统

CAD 技术的概念

CAD技术的概念如图1-1所示。由图可见，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。

加工设备

工艺路线文件、工序 数控加工程序

内容文件、零件信息 CAM 数控检测程序

数据库和

CAM系统

CAD/CAM技术概念

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（Computer Aided Process Planning）和NCP(Numerical Control Programming)。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。图1-3是以工程数据库为核心的一种CAD/CAM系统。其各部分的功能如下所述。

产品设计 工艺规划

有限元分析 工 数控加工

程

优化设计 数 图形显示

据

系统接口 库 用户接口

图1-3 以工程数据库为核心的CAD/CAM系统

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方面的工艺信息。利用这些信息完成零件的数控加工编程及仿真，并提供数控加工指令文件和切削加工时间信息。

5工程数据库

与一般的管理型数据库不同，工程数据库的主要特点是数据量大、形式多样、结构繁琐、关系复杂、动态性强、图形数据与非图形数据并存。工程数据库将产品从设计到制造的所有环节用信息流联系起来，实现信息的共享与交换。

6系统接口

系统的接口通常是标准化接口或者是定义成通用接口，目的是减少系统对设备的依赖，避免工作重复，提高CAD/CAM集成系统的工作效率。标准接口为系统的信息集成提供了重要的基础。

CAD（Computer Aided Desiqn，计算机辅助设计）是指利用计算机帮助工程设计人员进行设计，主要应用于机械、电子、宇航、建筑、纺织等产品的总体设计、造型设计、结构设计等环节。最早的CAD的含义是计算机辅助绘图，随着技术的不断发展，CAD的含义发展为现在的计算机辅助设计。一个完善的CAD系统，应包括交互式图形程序库 、工程数据库和应用程序库。对于产品或工程的设计，借助CAD技术，可以大大缩短设计周期，提高设计效率。

AUTO CAD是工程技术人员最常用的制图软件，常被简称为CAD

CAM (computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)的核心是计算机数值控制(简称数控)，是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。1952年美国麻省理工学院首先研制成数控铣床。数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来控制机床。此后发展了一系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能连续完成锐、钻、饺、攻丝等多道工序，这些都是通过程序指令控制运作的，只要改变程序指令就可改变加工过程，数控的这种加工灵活性称之为“柔性”。加工程序的编制不但需要相当多的人工，而且容易出错，最早的CAM便是计算机辅助加工零件编程工作。麻省理工学院于1950年研究开发数控机床的加工零件编程语言APT，它是类似FORTRAN的高级语言。增强了几何定义、刀具运动等语句，应用APT使编写程序变得简单。这种计算机辅助编程是批处理的。

CAE(Computer Aided Engineering)是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。CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了30多年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程，现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土木结构等领域)必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段。随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功能和计算精度都有很大提高，各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为结构分析和结构优化的重要工具，同时也是计算机辅助4C系统(CAD/CAE/CAPP/CAM)的重要环节。CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。其基本过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体；通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量(应力、位移、压力和温度等)问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。此时得到的基本方程是一个代数方程组，而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。求解后得到近似的数值解，其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。根据经验，CAE各阶段所用的时间为：40%～45%用于模型的建立和数据输入，50%～55%用于分析结果的判读和评定，而真正的分析计算时间只占5%左右。针对这种情况，采用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型，完成分析数据的输入，通常称此过程为CAE的前处理。同样，CAE的结果也需要用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分布的等值线图，表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图，以及随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图。我们称这一过程为CAE的后处理。针对不同的应用，也可用CAE仿真模拟零件、部件、装置(整机)乃至生产线、工厂的运动和运行状态。

特征有2种，分别是：

1、正向造型。

在造型时根据产品的主要结构建立特征曲线，通过拉伸、旋转等建立一个合理的“毛坯”，再采用布尔“并、交、差”运算，在实体之间合并、挖除、相交成型，同时还可以使用面片体作为“刀具”将“毛坯”实体剪切去除，以获得实体的外观形状。这也是在家电产品造型时最常用的造型方法。

2、逆向造型。

使用油泥或其他软质材料手工做成所需的造型（类似雕塑），然后用非接触式的三坐标扫描，记录曲面点云数据，然后根据所得到的点云构建出造型。。这种方法常用于汽车、鼠标、玩具等产品设计。

特征造型是近二十年来发展起来的一种新的造型方法，它是CAD第三次技术革命（参数化技术）的里程碑。

冲模CAD／CAM的基本功能：

1、系统运行管理模块（总控模块）。

2、工艺计算分析模块。

3、模具结构设计分析模块。

4 、图形处理模块 。

5、数据库和图形库处理模块。

扩展资料：

CAD／CAM特征造型方法与前一代的几何造型方法相比较，有以下特点和作用：

1、过去的CAD技术从二维绘图起步，经历了三维线框、曲面和实体造型发展阶段，都是着眼于完善产品的几何描述能力。而特征造型则是着眼于更好表达产品的完整的技术和生产管理信息，为建立产品的集成信息模型服务。

它的目的是用计算机可以理解和处理的统一产品模型，替代传统的产品设计和施工成套图纸以及技术文档，使得一个工程项目或机电产品的设计和生产准备各环节可以并行展开，信息流畅通。

2、使产品设计工作在更高的层次上进行，设计人员的操作对象不再是原始的线条和体素，而是产品的功能要素，象螺纹孔、定位孔、键槽等。特征的引用直接体现设计意图，使得建立的产品模型容易为别人理解和组织生产，设计的图样更容易修改。

3、有助于加强产品设计、分析、工艺准备、加工、检验各部门间的联系，更好地将产品的设计意图贯彻到各个后续环节并且及时得到后者的意见反馈，为开发新一代的基于统一产品信息模型的CAD/CAPP/CAM集成系统创造前提。

4、有助于推动行业内的产品设计和工艺方法的规范化、标准化和系列化，使得产品设计中及早考虑制造要求，保证产品结构有更好的工艺性。

5、推动各行业实践经验的归纳总结，从中提炼更多规律性知识，以丰富各领域专家的规则库和知识库，促进智能CAD系统和智能制造系统的逐步实现。

-CAM

-特征造型

-CAD （计算机辅助技术(CAXC)认证）

？？有点心急了吧，你现在好比你去建房子草草地就开始彻砖！可以是可以，但是后面我可能不得不做一些诸如“夹柱”之类的加固工程，到头来还不是得不偿失。 我的建议是，先学会绘图，绘图一点都不能，初步估计一个星期时间就OK了，我记得六年前我学的时候画2D跟3D仅花了5天时间就OK了，当然，我当时每天的学习时间都在9小时以上。至于为什么一定要学会绘图才学刀路呢，很基本的原因就是MASTERCAM的很多刀数都需要到边界编辑命令，如果你不熟悉绘图的命令如何去编辑，或者说你不编辑也做出来了，不用想，这类刀路也是相当的粗糙，粗糙。 所以，但凡你有决心学这个软件，为何不一步一步做起呢。 另，MASTERCAM最强大的是2D刀路，它比当今任何一种加工软件都要强大，而正是2D刀路需要的就是无尽的线条编辑命令。好吧，就说这么多，你看着办吧，希望能帮到你！！！

CDM:这个位置在当今足坛可以说相当模糊似乎所有采用双后腰战术的球队都有CDM比如说巴拉克比如说我们的坎比亚索但他们又似乎随时都会变化成CM甚至是CAM纯粹意义上的CDM的作用是把对方的进攻扼杀在本方卫线的前面并在本方后卫身前形成保护避免提供给对方任何从容起脚远射的机会可是当今的中场球员大多一专多能所以要按传统的CDM的作用评选出一个人来似乎很困难因为我很难找到一个完全合乎标准的CDM来加图索他只是皮尔洛的保护人而已他存在的目的就是掩护皮尔洛组织进攻并在皮尔洛丢球后帮皮尔洛上去把皮球反抢回来再交给皮尔洛从某种程度上说他存在的意义就是为了弥补皮尔洛存在的不足我个人认为当今足坛没有优秀的可以称之为大师级的后腰存在所以没人入选或许现在的大师级中场都是一专多能的多面手所以很多强队就根本没有设置纯粹的后腰选手都是由CM在防守时来顶替CDM这个位置所以导致我们很难在这个位置上选出一个能力压众人的选手出来

CAM:进攻的发起者和经常性的终结者这个位置上的竞争也相当的激烈卡卡小罗小儒尼奥尔里克尔梅似乎在这个位置上是南美球员的天下但是不要忘了这个位置上的上一任国王是齐达内比较而言和齐达内球风最像的应该是小儒尼奥尔同样是精湛的任意球同样精妙绝伦的传球但是小儒尼奥尔毕竟不是齐达内虽然是有实力但和齐达内的差距也是显而易见的抛开球风不论小罗似乎是下一任国王最有希望的继承者相比其它3人小罗更喜欢和对方后卫一对一并经常用常人无法想象的动作摆脱对手虽然有时也能有另人拍案叫绝的传球但相比齐达内他的球风似乎华丽有余而实用不足在传球这个环节上似乎和齐达内还是有差距而个人技术方面相信就算是小罗要好些但也绝对不会好到那里而活动范围上齐达内绝对是胜出的他可以在后场出现然后在中场梳理好进攻的节奏最后来到禁区对你进行致命的一击卡卡的球风相当的简洁实用他能在最正确的时间使用最正确的技术动作所以他的效率也是最高的因为小罗的过人存在一个对方上不上当吃不吃我晃的问题而卡卡带球的动作干净利落而且技术使用相当合理加上无与伦比的带球速度对手几乎很难防范小罗由于出球慢就经常会提供给对方包夹自己的机会而卡卡由于处理球很干净对方基本很难从包夹卡卡中得到实惠但是这两人对对方的威胁是显而易见的你可以提前采取正确的措施来防范这种危险比如小罗一得球马上两人包夹而对卡卡一般是采用贴身防守不给你冲刺的空间和时间不断得在身边干扰你让你拿球都有难度这招用在卡卡和小罗身上都能起到一定的效果但里克尔梅完全不同他对你的威胁是一种你看不见的危险往往一脚看似不经意的传球就能要了你的命里克尔梅总是在和队友不断的导脚很少看见他带球往前推进他就在原地导脚你上去他就把球导开而在导脚的同时他也在不断的观察场上的形式一但发现本方前锋跑出一厘米的空当或者发现对方后防有一厘米的漏洞他那一脚不经意的导脚就会把球导到最危险的地方让对方门将在莫名其妙中就突然面对近在咫尺的单刀球我一直觉得看里克尔梅踢球是一种享受这个世界上能过人的人多了去了能玩花式的也多了去了但里克尔梅这种能在平淡中酝酿出危险的艺术足球大师就只有他一个他的每一次触球都让球迷疯狂让对手无可奈何