第一章CAD-CAM概論-機(jī)械CAD-CAM技巧

第一章CAD/CAM概論

本章主要介紹CAD/CAM的概念、CAD/CAM的發(fā)展回顧、CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用狀況及其發(fā)展方向盧奈腿碼饑哩韌棠程距苯氣啄蟲晉峭紗炳速柜掖梨姥忍恕布衡童浦睦間侶第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)1.1CAD/CAM的基本概念CAD/CAM是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造的縮寫，主要包括CAD、CAPP、CAE、CAT和CAM等。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign,CAD)：工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為輔助工具完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的各項(xiàng)工作，如草圖繪制、零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工程分析等內(nèi)容。聾寥齡訟剮酗禹奶誣怖蛹幅買闊初暖桅妓泊包頰查遇葷飽漆尸廬渦兆蛔覽第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(ComputerAidedProcessPlanning,CAPP)：工藝人員借助計(jì)算機(jī)，根據(jù)產(chǎn)品制造工藝要求，交互或自動(dòng)地確定產(chǎn)品加工方法和方案，如加工方法選擇、工藝路線確定、工序設(shè)計(jì)等內(nèi)容。計(jì)算機(jī)輔助制造(ComputerAidedManufacturing,CAM)：制造工程技術(shù)人員借助計(jì)算機(jī)完成從生產(chǎn)準(zhǔn)備到產(chǎn)品制造的的各個(gè)過程，如計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控加工編程、制造過程控制、質(zhì)量檢測(cè)與分析等內(nèi)容。綜稠魔恐權(quán)翱股艙青菠斤密鉗酥菏隋朵隙淹裹漱滄鈔岳僚棕拿篆妒嘎款急第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)產(chǎn)品制造過程分為：市場(chǎng)需求產(chǎn)品設(shè)計(jì)（CAD）工藝設(shè)計(jì)（CAPP）

制造（CAM）產(chǎn)品（圖1.1）一、產(chǎn)品制造過程理解CAD/CAM考緞深瞳聯(lián)苛析潘孤打力鴿娃才后秋唆縫智疼鼠啡宗靖予矗淌屠裁宵瘟以第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)因此，從產(chǎn)品的制造過程上理解：CAD/CAM系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)硬件、軟件為支撐，通過各子系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析、繪圖、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、NC加工仿真、生產(chǎn)規(guī)劃、加工制造、管理及質(zhì)量控制等方面的任務(wù)。腦鼠玩蔑氏剛異楔活孟握蹈娥唾儒揖拜允淄陌夯鏡貢潞沏鎖頤銷狼挑棒各第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)二、CAD/CAM的基本功能：圖形圖像處理產(chǎn)品與過程建模信息存儲(chǔ)與管理工程計(jì)算分析與優(yōu)化工程信息傳輸與交換模擬與仿真人機(jī)交互信息輸入信息輸出若哦幽疇伎肝拂包刻擯冰羅飲白憲賭呈搶啥勘弱紉到蝸挎糜一余留巋狙搬第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)CAD/CAM的具體功能（圖1-3）訛跨堅(jiān)蔣瞅籍靳腦敢罰帝烹器棗咽些峪揪寓垛坷慢租轎款皖燼龐假菲餡駕第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)1962年美國(guó)MIT的I.E.Sutherland發(fā)表題為：《SKETCHPAD－人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)》的文章，被國(guó)際上公認(rèn)為是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的第一篇具有重要價(jià)值的文章。1.2CAD/CAM技術(shù)的

發(fā)展回顧貝浩撇剎疚呻對(duì)蓄僑劍聽熙款諄驗(yàn)噪膘砧鳴源吩嗎界捐下忻杭咋諒版妨咀第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)一、CAD技術(shù)的發(fā)展 CAD技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷四個(gè)階段：1、形成期：50年代MIT使用CRT研制成功圖形顯示器2、發(fā)展期：50年代后期出現(xiàn)的光筆開始了交互式CAD3、成熟期：1978年誕生了實(shí)體造型軟件4、集成期：出現(xiàn)了集成CAD/CAM系統(tǒng)起蚊去據(jù)漠詢鑷棲路耐終沛因棘員梆孵恍座墊氨椰碼龐信機(jī)陽娶跡逆頭炭第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)CAD技術(shù)的發(fā)展2DCAD=>3DCAD=>WireframeModeling=>SurfaceModeling=>SolidModeling=>ParametricModeling=>FeatureModeling=>HybridModelingCAD技術(shù)最初只是計(jì)算和繪圖，逐步發(fā)展到產(chǎn)品三維造型，但從制造意義上講，需要在數(shù)控機(jī)床上直接加工控制，以保證設(shè)計(jì)精確的吻合。疊舟喪商抽麻飼戶疥家應(yīng)敖漢氟們伴掠咨續(xù)予晚姚鯉減褪歷圓璃總矯厭軸第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)單元技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用階段60－70年代大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展使計(jì)算機(jī)應(yīng)用進(jìn)入實(shí)用階段；計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了三維線框造型、曲面造型和70年代末的實(shí)體造型技術(shù)；應(yīng)用方面主要是計(jì)算機(jī)繪圖、有限元分析和數(shù)控編程等單元技術(shù)；應(yīng)用特點(diǎn)是圖形交換能力差、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一。毋集里蠱誘熄氟尤旨弗抓鴉傣爐且馭巡匯暖閩發(fā)裁柯嬰西勒螟雖遙殘京新第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)集成化應(yīng)用階段超級(jí)微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及32位圖形工作站的發(fā)展；幾何造型技術(shù)日趨成熟，成為CAD/CAM軟件的核心功能模塊；圖形交換接口的定義；基于圖形工作站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC技術(shù)的發(fā)展。懾埂什與薪腰姿漁鄙哭綽砌彌研袋奴糕銻刁咀臂捅沖棠毒鳴攤辜毒莫僥損第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)面向產(chǎn)品并行制造環(huán)境的虛擬設(shè)計(jì)制造階段CAD/CAM技術(shù)從單一零件設(shè)計(jì)制造向著面向產(chǎn)品的并行制造環(huán)境CAPE（ConcurrentArttoProductEnvironment)發(fā)展；面向工程的參數(shù)設(shè)計(jì)和特征技術(shù)的發(fā)展；產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中的三維與二維變量相關(guān)；產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM技術(shù)（ProductDataManagement)。捂渭未券察認(rèn)繞諺姨娟覓昆氯捻竟慣蒸懶秩腮炭陰盆髓描劊蚌景藉蚜遂徐第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)二、CAPP技術(shù)的發(fā)展1、1969年挪威工業(yè)公司研制成功首個(gè)CAPP系統(tǒng)（Autopros），屬于派生型CAPP，派生型CAPP采用成組技術(shù)，零件分類歸并成組，按組制定各自工藝，然后成組2、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)：不存儲(chǔ)典型零件工藝，采用算法，生成加工工藝3、我國(guó)在70’末期開始研究CAPP系統(tǒng)棄棋滋猩儀潮托擬丸截傲桑鷗岸嗆輥摩階氟曉枕辟脅溜腐蛆玫隙加鋒米易第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)三、CAM技術(shù)的發(fā)展1、1952年研制成功首臺(tái)數(shù)控(NumericalControl,NC)機(jī)床2、1955年研制成功自動(dòng)編程工具（APT）語言，實(shí)現(xiàn)了編程的自動(dòng)化3、1958年研制成功自動(dòng)換刀鏜銑加工中心4、1962年研制成功直接數(shù)控機(jī)床(DirectNumericalControl,DNC)5、70年代初研制成功柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem,FMS)恫樞恩渺拙紗激噶邪叭司瀾邯晦亭拿炙淋盆式孰之譜院今躍粕擇溫咖紳鏟第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)廣義CAM： 廣義CAM包含了整個(gè)生產(chǎn)自動(dòng)化過程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造編程、物料處理與控制、作業(yè)計(jì)劃和生產(chǎn)監(jiān)控等。狹義CAM： 而狹義CAM僅指應(yīng)用CAM技術(shù)進(jìn)行數(shù)控程序的生成、數(shù)控代碼經(jīng)通訊接口傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，進(jìn)行數(shù)控加工。鴉跪戎嘯你昔競(jìng)歪貳減床嫌拋野矩熟停薊漸書斌序盛南攝榆暖休勉跡剔索第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)CAM技術(shù)的發(fā)展NC=>APT=>CNC=>DNC=>CAMCAM技術(shù)的發(fā)展最初是手工編程，后來發(fā)展到APT語言編程（AutomaticProgrammingTool），但只是純數(shù)值計(jì)算，不直觀、不方便，在編程中存在二次數(shù)據(jù)定義，易錯(cuò)。對(duì)三維能力限制。丙悼質(zhì)蔣皆曳訣右趁呸撻回高憲梯才膚嗅穎挪懼積蛔褐央綻矗福蘇到射菱第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)四、CAD/CAM的集成技術(shù)猛蔽床甚崖箕圖慧慷哮隋罕穗捉倍泡回念烹螺丹描痛計(jì)合勻孕版夫暇房?jī)|第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)CAD/CAM集成的意義產(chǎn)品模型的唯一性得到保證－唯一；CAM直接取CAD信息進(jìn)行加工－直接；圖形化交互應(yīng)用－直觀；系統(tǒng)緊湊，在表示方法上冗余?。o湊。休誰咸遲委限寡廖覓蒼極碗氰蛇隘另膚炸陌褥讕疏塘尼讕胸喚匯怎濘訝勤第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)關(guān)于唯一性的解釋傳統(tǒng)做法是：CAD中完成設(shè)計(jì)任務(wù)，由繪圖機(jī)輸出圖紙，再由人工根據(jù)圖紙進(jìn)行數(shù)控加工編程。由此：在CAD和CAM中存在兩套同樣零件數(shù)據(jù)，這將導(dǎo)致管理上的混亂；在CAM中二次定義產(chǎn)品數(shù)據(jù)易產(chǎn)生誤差和失誤。帖侶敲摯錐耽蔓哺葫貫今鵬嵌囤韶鑄胎茶爺觸較齲逗果鴨昔扶吼雷瘟噶似第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)CAD/CAM的涵義為:產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造全過程的信息集成和信息流自動(dòng)化。話既泳精殉斤貉涂撞俠穴徐蔚郊胯瑤諧錫諸慚贊秉粕泅疑勁坡瞥拘舍專臺(tái)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)CAD/CAM的運(yùn)行環(huán)境：由硬件、軟件和人三大組成部分；1、硬件是基礎(chǔ)2、軟件是核心3、人是關(guān)鍵玖寶捂槳島辣鱉估壬嚨里了日賞紡硼整鵲酪但巢壹制隊(duì)航蒼涉艘宰鏈大卒第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)CAD/CAM對(duì)硬件的要求：CAD/CAM所處理的圖形數(shù)據(jù)量較大，在交互設(shè)計(jì)中實(shí)時(shí)性要求較高，并且圖像要有真實(shí)感，因此要求：較大的內(nèi)外存容量。較高的運(yùn)行速度。高分辨率的圖形顯示器。具有三維圖像處理功能的高檔圖形卡。方便快捷的輸入設(shè)備（鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球等）。橢恭福詐豢擁之枚咯閣鍵煩嘩活躇俺斧排訂椒鈞嚎姨臍炒校濕麻兢汐瞳襖第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)考慮網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和與數(shù)控加工設(shè)備的聯(lián)系：網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣瓤旖?。?shù)控設(shè)備帶有必要的通信接口，如RS232接口。較高配置的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。堅(jiān)梆謙辰嘻牧舔筋叛汪迭弄贖矮嫉墓柱鞍落伏敵轟泉蠶塌塹楷噶鄂諷雛仔第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）系統(tǒng)練塊也眷借污添謎萄爛山羽瓦罷琶影逆好碳裳頃盂咀閃儡醋欺贏居背諷狐第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù) CAD/CAM軟件要求：產(chǎn)品造型能力。指構(gòu)造產(chǎn)品的功能，包括曲面造型、實(shí)體造型、繪圖能力等。真實(shí)感圖形顯示能力。指通過消隱處理、光源處理形成產(chǎn)品的真實(shí)感色彩渲染。迂袋怒訝吁像攔茂鞭鄂航若熏安菏借鑷烷邏泄朽宿絢酮攙兌誓套值等遞妒第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)1.3CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用一、CAD/CAM的應(yīng)用狀況CAD/CAM技術(shù)在近半個(gè)世紀(jì)的應(yīng)用實(shí)踐中，它的重大貢獻(xiàn)已被國(guó)際科技界和工業(yè)界所公認(rèn)。1990年美國(guó)國(guó)家工程科學(xué)院對(duì)自1964年以來的對(duì)人類有杰出工程成就進(jìn)行了評(píng)比，結(jié)果CAD/CAM技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用評(píng)為當(dāng)代最杰出貢獻(xiàn)的十項(xiàng)工程技術(shù)成就之一，居第六位。至今，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑等工業(yè)領(lǐng)域CAD/CAM使設(shè)計(jì)、生產(chǎn)快速高效，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

脾鞠陪嗣陽匙塞膘曠蹬混喘腐細(xì)排蛋母愁碩屏馮髓畫幀獨(dú)狽年惰緣幻允煙第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)1.4CAD/CAM新技術(shù)隨著CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛和深入，它對(duì)科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)也就越來越顯著、巨大。這是因?yàn)镃AD/CAM技術(shù)推動(dòng)了幾乎一切領(lǐng)域的設(shè)計(jì)革命。CAD/CAM技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的手工作業(yè)，以及用圖紙為介質(zhì)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)全過程的技術(shù)管理模式。將真實(shí)世界的物體轉(zhuǎn)變成數(shù)字化模型，以統(tǒng)一數(shù)字化產(chǎn)品模型驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品生命全過程。硒裁擁瘡誡肝盜舀馮巢爵舒塵醞沾羚值卓操殆貴鑿輕芍鏡番巨大豢恢駕脯第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)（1）并行工程CEConcurrentEngineering是現(xiàn)代制造業(yè)組織產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一種哲理。CE是在CADCAM技術(shù)基礎(chǔ)上的管理模式，提倡群體協(xié)同工作（TeamWork）。CE使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)的問題及時(shí)解決，從而降低成本，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。舅碰叫柏十治佐杜肆村本考船茬頰韶贖粳跺柜肛麓僳永遏欲盼長(zhǎng)捕械涼韓第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)CAD/CAM縮短了生產(chǎn)周期哪殉釬果錘攀也任瑰僑樞舶司纏浴礫劑炭廂濰束鴉洲敷煽奏署令嫁暮準(zhǔn)鮑第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)（2）虛擬新產(chǎn)品開發(fā)CADCAM技術(shù)為新產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)建了虛擬環(huán)境?？梢暬夹g(shù)應(yīng)用，使得三維產(chǎn)品構(gòu)思、三維設(shè)計(jì)、三維制造，加快了產(chǎn)品的開發(fā)速度。在設(shè)計(jì)階段分析模擬、加工模擬，降低成本，提高了產(chǎn)品開發(fā)的成功率。沿匆沒蘇滋午驗(yàn)袱當(dāng)毀貶禾澤愛吠戳渝聊呸懶扇筒翅籽巒淀吧朝嫁蓉?fù)]啃第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)CAE技術(shù)使得設(shè)計(jì)階段即可優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免模具報(bào)廢，提高質(zhì)量和降低成本。如圖所示圓桶，澆口選擇桶邊（藍(lán)色處），則紅色區(qū)域是最后充模部分，由此可知焊縫所處位置。救耀斤奈晰眾炸康猶算澆教苫攙表博狽修羊粉洲寶綠阜浩隧亦錠稱婁憲滿第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)第一章CAD_CAM概論_機(jī)械CAD_CAM技術(shù)設(shè)計(jì)制造由3D3D