1+cadcam基础new

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1、第1章CADCAM基础【学习目标】了解CAD/CAM的基本概念、系统组成及发展趋势。掌握UG启动方法的和界面。了解UG的技术特性。了解UG的必要基本操作和通用工具使用。1.1CAD/CAM概述1.1.1CAD/CAM基本概念计算机技术是现代科学技术发展里程中最伟大的成就之一，它的应用已遍及各个领域。在机械设计及制造领域中，由于市场竞争的加剧，用户对产品的要求越来越高，为了适应瞬息万变的市场要求，提高产品质量，缩短生产周期，就必须将先进的计算机技术与机械设计和制造技术相互渗透和相互结合，从而产生了机械CAD

2、/CAM这样一门综合性的高新技术，已成为当今发展最快的应用技术之一。它不仅改变了工程人员在设计和制造产品中常规的方式，大大减轻脑力劳动和体力劳动，而且还有利于发挥工程人员的创造性，提高企业的管理水平和市场竞争能力。机械CAD/CAM技术是将CAD、CAE、CAPP、CAM等各种功能通过软件有机地结合起来，用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享相处理，以保证系统内信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。它的显著特点是把设计与制造过程同生产管理、质量管理集成起来，通过生产数据采集形成一个闭环系统。计算机辅

3、助设计（ComputerAidedDesign，CAD）是指以计算机为辅助工具，根据产品的功能要求，完成产品的工程信息的数字化及制图。主要包括：零件建模、装配建模、工程绘图等。计算机辅助工程（ComputerAidedEngineering，CAE），是以现代计算力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分析技术，是实现产品优化设计的主要支持模块。主要包括：有限元分析FEA、机构运动分析、流场分析等。计算机辅助工艺设计（ComputerAidedProcessPlanning，CAPP）是指根据产品的工程信息，利用计算

4、机辅助确定产品加工方法和工艺过程。主要包括：毛坯设计、加工方法选择、工艺路线制定、工序设计、刀夹具设计等。计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM）是指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动，主要包括：NC自动编程、生产作业计划、生产控制、质量控制等。11.1.2CAD/CAM发展过程CAD/CAM技术的发展是从CAM开始的。1952年，由美国麻省理工学院MIT在世界上首次开发出数控机床，但控制这种机床的纸带需要人工操作，经常容易出现错误。为此美国麻省理工学院的D

5、．T．Ross教授开展了自动编程系统APT（AutomaticallyProgrammedTools）的研究，其目的是解决根据刀具轨迹的描述用计算机辅助实现自动数控编程的目的。由此提出CAD、CAM的概念。在发展这一程序系统的同时，人们就提出了一种设想：能否不描述刀具轨迹，而是直接描述被加工工件的尺寸和形状？由此产生了人机协同设计、加工的设想，并开始了计算机图形学的研究。1963年，麻省理工学院的研究生I．E．Sutherland在美国的计算机联合大会上(SJCC)宣读了他的题为“人机对话图形通信系统”的博士论文

6、。由他推出的二维SKETCHPAD系统，允许设计者坐在图形显示器前操作光笔和键盘，在荧光屏上显示图形。这一研究成果具有划时代的意义，促进了计算机辅助设计和辅助制造的发展。首先做出响应的是美国的汽车工业，然后英国、日本、意大利等国的汽车公司也开始了实际应用，并逐步扩展到其它部门。从60年代中期到70年代中期，针对某个特定领域的CAD系统蓬勃发展，出现了主要以自动绘图为目的的配套CAD系统（TurnkeySystem）。所谓配套CAD系统一般是由16位小型计算机、数字化仪、显示装置、绘图机等硬件组成，并与软件配套出售

7、的自动绘图系统。使用时操作者拧开开关就可使用，因此很容易掌握。与此同时，为适应设计和加工任务的要求，三维几何处理软件也相继发展。自70年代中期以来，计算机的应用日益广泛，几乎深人到生产过程的所有领域．并形成了很多计算机辅助的分散系统。这些分散系统是：计算机辅助产品设计CAD、计算机辅助工程CAE、计算机辅助工艺过程设计CAPP、计算机辅助制造CAM等。这些独立的分散系统，分别在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数控编程自动化等方面起到了重要作用。但是，采用这些各自独立的分散系统不能实现系统之间信息的自动传递和交

8、换。例如CAD系统设计的结果不能直接为CAPP系统接受，若进行工艺过程设计时，还需要人工将CAD输出的图样文档等信息转换成CAPP系统所需要的输入数据，这不但影响了效率的提高，而且在人工转换中难免发生错误。所以，随着计算机日益广泛深入的应用，人们很快认识到，只有当CAD系统一次性输入的信息能为后续环节（如CAPP、CAM）继续应用时才是最经济的。为此，提出了CAD/CAM