先进制造技术——计算机辅助设计与制造.ppt

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1、计算机辅助设计与制造计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术是随着计算机和数字化信息技术发展而形成的新技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强等特点，是目前世界科技领域的前沿课题，被美国工程科学院评为当代做出最杰出贡献的十大工程技术之一。CAD/CAM技术广泛应用于机械、电子、航空、航天、汽车、船舶、纺织、轻工及建筑等各个领域，是数字化、信息化制造技术的基础，其应用水平已成为衡量一个国家技术发展水平及工业现代化的重要标志。CAD/CAM技术的推广应用不仅为制造业带来了巨大的社会效益和经济效益，而且已逐渐从一门新兴技术发展成为规模庞大的高新技术产业。CAD/CAM技术的

2、应用人才需求正不断增加，学习和掌握CAD/CAM的原理、方法与技术，适应形势的发展和社会的需要是现代技术人员的基本要求。CAD/CAM技术的发展CAD/CAM的基本概念CAD/CAM的基本功能CAD/CAM的主要任务CAD/CAM技术的应用1.CAD/CAM技术的发展(Ⅰ)1946年，ENIAC50年代，APT1963年，SKETCHPAD70年代末，以小型和超级小型计算机为主机的CAD系统进入市场并形成主流，形成CAD产业1.CAD/CAM技术的发展(Ⅱ)KMCAD摩托车曲轴箱体柔性加工生产线2.CAD/CAM的基本概念CADCAPPCAMCAD/CAM集成计算机辅

3、助设计（ComputerAidedDesign，CAD)以计算机为工具完成产品设计，达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本这一过程的各项工作包括设计、工程分析、仿真、绘图、编撰技术文档…完备的CAD系统包括:图形系统、科学计算和工程数据库…KMCAPP计算机辅助工艺过程设计（ComputerAidedProcessPlanning,CAPP)指工艺人员借助计算机，根据产品设计结果和产品制造工艺要求，交互或自动地确定产品加工方法和方案的设计包括毛坯选择、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定…InteCAPP计算机辅助制造（ComputerAidedMa

4、nufacturing，CAM)两种定义:广义CAM指借助计算机完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，包括工艺过程设计（CAPP）、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测与分析…狭义CAM通常指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、后置处理及NC代码生成…CAD/CAM集成CAD/CAM集成实质：在CAD、CAPP、CAM各模块之间形成相互信息的自动传递和转化集成化的CAD/CAM系统借助公共的工程数据库、网络通信技术以及标准化格式的中性文件接口把分散的CAD/CAM高效集成，实现软、硬件资源共享，保证系

5、统内信息的畅通3.CAD/CAM的基本功能交互功能图形显示功能存储功能输入输出功能交互功能人机接口是CAD/CAM系统中用户与系统连接的桥梁友好的用户界面，是用户直接而有效地完成复杂设计任务的必要条件除软件中界面设计外，还必须有交互设备实现人与计算机之间的不断通信图形显示功能CAD/CAM是一个人机交互的过程，从产品的造型、构思、方案的确定，结构分析到加工过程的仿真，系统随时保证用户能够观察、修改中间结果，实时编辑处理用户的每一次操作都要能从显示器上及时得到反馈，直到取得最佳的设计结果图形显示功能不仅能够对二维平面图形进行显示控制，还应当包含三维实体的处理存储功能为了

6、保证系统正常的运行，CAD/CAM系统必须配置容量较大的存储设备，支持数据在模块运行时的正确流通；其次，工程数据库系统的运行也必须有存贮空间的保障CAD/CAM系统运行时，数据量很大，有很多算法往往生成大量的中间数据，尤其是对图形的操作、交互式的设计以及结构分析中的网格划分…IBM737Magneticcorestorageunit输入输出功能CAD/CAM系统运行中，用户需不断地将有关设计的要求、各步骤的具体数据等输入计算机内，通过计算机的处理，能够输出系统处理的结果输入输出的信息既可以是数值的，也可以是非数值的，如图形数据、文本…4.CAD/CAM的主要任务几何建

7、模工程绘图计算分析优化设计有限元分析计算机辅助工艺规程设计数控编程动态仿真计算机辅助测试技术工程数据管理几何建模描述基本几何实体（如大小）及实体间的关系（如几何信息），进行图形图像的技术处理几何建模技术是CAD/CAM系统的核心，为产品设计、制造提供基本数据和原始信息工程绘图CAD/CAM系统有处理二维图形的能力，包括基本图元的生成，标注尺寸，图形编辑（比例变换、平移、拷贝、删除…）CAD系统的重要环节，产品最终结果的表达方式系统还应具备从几何造型的三维图形直接向二维图形转换的功能计算分析计算分析对象：几何特征（如体积、表面积、质量、重心位置、转动惯