CADCAM技术的应用及发展趋势展望

第一篇：CADCAM技术的应用及发展趋势展望

CAD/CAM技术的应用及发展趋势展望

工业工程2011级姓名：崔成平学号：20111030311

5摘要：

在技术发达的今天工业社会，计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM)在工程设计、制造等领域具有重要革新、高效率的高新技术。随着计算机技术日益成熟和强大，CAD/CAM自动加工对社会的机械等行业产生了巨大的影响，对社会产生翻天覆地的影响和巨大的经济效益。自从1952年研究出来了数控铣床，即出现CAM技术，利用计算机来进行生产管理和操作；60年代出现CAD,随后在全球范围迅速普及和应用，至今CAD/CAM已经发展了大半个世纪。对制造业来说，CAD/CAM是提高产品设计品质和制造品质、缩短产品开发周期，降低产品开发成本的强有力手段，已成为企业赢得市场的制胜法宝。CAD/CAM技术的出现推动了几乎一切领域的设计革命,到如今CAD/CAM技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一 本文介绍了CAD/CAM技术的发展过程及应用领域, 阐述该技术的发展对现代化机械技术起到至关重要的作用和影响。并对该技术在集成化、智能化、网络化、绿色化、综合化等方面的发展趋势和应用前景进行展望。

现代各种新科学技术不断发展的今天，产品的设计和制造都可以有计算机来完成。特别是数字化CAD/CAM技术，在各种机械产品的生产和设计过程中有举足轻重的作用和重要地位。就目前而言，CAD/CAM技术和水平已经发展到相对成熟的时候，在工业发达的的国家，CAD/CAM技术应用已经快速的从军事工业向民事工业转移和发展，有大型企业向中小型企业推广，由高新技术产业区域逐步向汽车、日用家电、轻工业普及。由于CAD/CAM技术是逐步综合计算机辅助设计、制造和管理系统，他可以实现零件的设计和分析、有限元分析、虚拟装配和仿真、数控加工和仿真等许多计算机辅助功能，从而在工程设计制造人员的主要设计制造工具，在现代的设计制造业中发挥着愈发重要的作用。

一、CAD/CAMCAD/CAM软件技术现状

1.CAD/CAM技术向一体化技术过渡指的是指的是CAD与CAM各模块之间信息的提取、交换、共享和处理的集成。与之有关的技术有CAD、CAPP（计算机辅助工艺过程设计）、GT、Databases等。其中，产品建模技术、CAPP、及NC技术、工程数据的管理、各模块间的数据交换接口是CAD/CAM一体化的关键技术。基于图形学发展起来的CAD软件，它的基本功能有：产品信息的输入、检查修改和零件图的绘制。优秀的CAD软件，除了线框建模、曲面建模、实体造型的造型和建模方式外，还有特征造型、参数化设计、可变建模等功能。它不仅能提供产品的几何信息，还能提供公差、表面粗糙度、材料性能、加工要求等产品的制造信息。CAD软件系统还包含各种编辑工具、自定义功能、与其它高级语言的接口）并定义有符合国际标准的数据交换格式，以便用户在此基础上进行二次开发。

为了将CAD与CAM集成一个完整的系统集成一个完整的系统，即希望在CAD做出设计后，由计算机辅助工艺师制定出工艺计划，包括刀具选择、刀具轨迹、切削用量、切

削速度、主轴转速等，然后自动生成NC代码，这就是计算机辅助工艺规划（CAPP）。计算机辅助工艺规划是连接CAD和CAM的中间环节。CAD数据库的信息只有经过CAPP系统才能变为CAM的加工信息。CAPP的设计方法有两种。一种是以成组技术（GT）为基础的经验型CAPP，它有派生法或检索法；另一种是依靠事先规定的逻辑决策，利用规定的加工要求和逻辑原则自动生成零件的工艺过程的创成型CAPP（Generative Approach），它属于人工智能型的设计方法。派生法和创成法相结合的设计方法——综合设计法是当前主要的设计方法，它利用派生法设计工艺路线用创成法设计工序内容。一个比较完善的CAPP系统，应具有：加工方法的选择（车、铣、刨、磨、镗、钻等）；工艺路线安排；加工设备与工艺设备（刀具、夹具）的选择；工艺尺寸的换算（加工余量，工序尺寸及公差）；切削参数选择（切削速度，进给量、切削深度）；零件NC编程能力。由上所述，制造单元的计算机辅助制造单元（CAM）不是孤立的，它是以产品的计算机辅助设计（CAD）为基础，以计算机辅助工艺规划（CAPP）为桥梁，完成产品的计算机辅助制造，因此被称为CAD/CAM一体化。目前国内外研制、开发、销售的CAD/CAM软件，实际上是制造单元的CAD/CAM，主要是针对数控机床的CAD/CAM软件

二、数字化CAD/CAM技术应用

既然提到数字化，那么数字化CAD/CAM技术有别于传统的CAD/CAM技术。它是综合了传统的CAD/CAM技术、人机工程技术、工业设计技术、图形显示技术、现代控制技术、网络技术、数据库技术、逆向技术、数控加工技术于一身的多学科技术。CAD/CAM技术是不仅是为了缩短产品的研发周期、提高生产率和降低生产成本，更是对传统设计制造的一次彻底的更新。它不仅是一般意义上的无纸设计和计算机辅助设计制造，而是带来了一次全新的设计制造概念。例如数字化CAD/CAM技术的发展，对飞机制造技术的发生根本性的改变。波音飞机777的问世，标志着过去使用模线—样板—量规—标准样件——零件成型模具和装配型架的模拟量传递体系，转变为全机数字化定义一飞机的结构三维建模—数字化与装配—数控加工—数控检测的数字量传递体系。使工程设计水平和飞机研制效率得到了巨大的提高，设计更改和返工率减少了50%，装配时间出现的装配问题减少了50%到80%，制造成本降低了30%到40%，产品研发周期缩短了40%到60%，产品交货期有18个月减少到12个月。

数字化CAD/CAM技术的发展是决定机械制造产品制造周期和成本的两大核心技术，成为提高机械产品技术水平的关键因素。在机械产品的数字化设计中，利用CAD/CAM等先进技术实现机械产品的结构设计和优化。相对与传统的手工和计算机平面绘图，采用CAD/CAM技术可将机械产品的开发周期大大缩短、提高效率、节约人力、物力和财力。另外采用CAD/CAM技术可实现机械产品的三维可视化建模，有利于设计、制造和终端互相应用之间的沟通和交流，使机械产品延伸到机械产品的设计中。

数字化CAD/CAM技术也在液压系统中得到广泛的应用，如液压成块的设计与制造系统是集设计、工艺、制造、装配等为一体的计算机辅助系统。系统各模块内部以及相互之间存在着大量数据的运输和信息的交换。而工程数据库则是实行数据存取、管理和交换的工具。通过建立液压集成块CAD/CAM系统工程数据库，可以将系统的各项工作联系在一起。实现整个系统高度的集成，提高工作的效率，从而为最终的设计和生产保存数据。

三、CAD/CAM技术发展趋势

21世纪以CAD/CAM技术为代表的制造业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化，追求的目标是在最快的时间内、以最低的成本生产出满足用户需求的产品。具体表现出以下几个特征：

3.1 集成化

集成化是CAD/CAM技术发展的一个最为显著的趋势。它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC（生产计划与控制）等各种功能不同的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、共享和处理，保证系统内部信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。国内外大量的经验表明：CAD系统的效益往往不是其本身，而是通过CAM和PPC系统体现出来；反过来，CAM系统如果没有CAD系统的支持，花巨资引进的设备往往很难得到有效利用；PPC系统如果没有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及时和准确的数据作为计划的依据，订出的计划也较难贯彻执行，所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。因此，人们着手将CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系统有机地、统一地集成在一起，从而消除“自动化孤岛”，取得最佳的效益。

3.2 智能化

智能型CAD/CAM系统是人工智能技术应用在产品的设计、分析、制造中，尤其是机器人技术和专家系统技术。专家系统是一种问题求解智能软件系统，在某些专业领域内，它把人类专家的知识和经验转换成计算机能够处理和接收的符号形式，按照专家的控制策略和推理方式，解决该领域内原来只有专家才能解决的问题。CAD/CAM系统应用逐步深入，逐渐提出智能化需求，设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库，及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助，智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等；并具有推理功能，使设计新手也能做出好的设计来，现代设计的核心是创新设计，人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中，用智能设计、智能制造系统去创造性解决新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。

3.3 网络化世纪，制造业从获取需求信息，到产品分析设计、选购原辅材料和零部件、进行加工制造，直至营销，整个生产过程都将实现全球化。CAD/CAM系统的网络化是能使设计人员对产品方案在费用、流动时间和功能上并行处理的并行化产品设计应用系统；是能提供产品、进程和整个企业性能仿真、建模和分析技术的拟实制造系统；是能开发自动化系统，产生并优化工作计划和车间级控制，支持敏捷制造的制造计划和控制应用系统；是能对生产过程中物料进行管理的物料管理应用系统等。随着计算机网络技术的不断完善，CAD/CAE/CAM系统的网络化已成为不可阻挡的发展趋势。网络化可以充分发挥系统的总体优势，使一个项目在多台计算机上协作完成。借助现有的网络，不同设计人员可以通过网络交流设计数据，同时对产品的设计与制造进行操作和评价。

3.4 绿色化

绿色化现已成为CAD/CAM技术的新趋势。当前，全球环境的恶化程度与日俱增，制造业一方面是创造人类财富的支柱产业，但同时又是环境污染的主要源头。因此，无论从技术发展，还是从需求推动的角度，绿色制造已经在影响和引导当今的技术发展方向。从产品设计到制造技术，从企业组织管理到营销策略的制定，一批绿色制造技术的概念已经在发展之中。

3.5 综合化

未来产品的开发设计是机械科学的理论知识与电磁学、光学、控制理论等多学科知识的有机结合。未来的CAD/CAM技术最主要应该是与材料粒子或熔融状态下的模具成型技术有机地结合在一起，运用CAD/CAM 技术设计完成产品的制造流程后，连接CAD/CAM主机的制造系统(粒子填充机或熔融储存器)就会立即在自生系统内运用被无限细分后的小方块特殊板材（耐高温，高压）生成CAD/CAM所设计的零件形状，然后根据在CAD/CAM系统中设计好的材料的粒子或熔融态物质进行填充，填充满后进行冷却即得到所需的零件。当然，这其中还会涉及到粒子或熔融物质填充时的气泡消除技术，粒子或液态物资的冷却技术等相关模具化技术。4）分布式并行处理技术

该技术实现制造系统中各种问题的协同求解，获得系统的全局最优解，实现系统的最优决策。

3.6多学科、多功能综合产品开发技术

机电产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识（力学、材料、工艺等），而且还用到电磁学、光学、控制理论等。不仅要考虑技术因素，还必须考虑到经济、心理、环境、卫生及社会等方面因素。机电产品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求机电产品动静热特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。

3.7虚拟现实技术

是利用虚拟实现技术、多媒体技术及计算机仿真技术来实现产品设计制造过程中的几何仿真、物理仿真、制造过程仿真及使用过程仿真，采用多种介质来存储、表达、处理多种信息，融文字、语音、图象、动画于一体，给人一种真实感及身临其境感。

3.8人－机－环境系统技术

将人、机器和环境作为一个系统来研究，发挥系统的最佳效益。研究的重点：人机环境的体系结构及集成技术，人在系统的作用及发挥，人机柔性交互技术，人机智能接口技术，清洁制造等。

总的来说，这些技术主要体现了21世纪制造技术对CAD/CAM技术的要求，也表达了CAD/CAM发展的方向。为今后CAD/CAM技术更加适应社会和科学技术的发展指明了道路。

四、CAD/CAM技术的应用前景CAD/CAM技术的应用前景

4.1 CAD/CAM技术在企业中的应用前景

CAD/CAM系统只有在企业实现以下几个方面的改革后才会得到飞速发展。1)提高重视，加大投入企业特别是中小企业必须提高对CAD/CAM 技术的 重视，不要认为CAD/CAM技术投资大、回报慢。要明白，CAD/CAM 技术虽然投资大、风险高、回报慢，然而这种技术却是目前制造业的先进技术，是未来制造业的一种发展趋势。因此，我们必须在战略上重视对这种先进技术的投入，企业的可持续性发展靠的就是这种对未来发展起关键性作用的具有长远性、战略性的风险投资。因此，企业（特别是中小企业）在规划自己的未来的时候必须把对CAD/CAM 技术的投资和人才的培养考虑进去。

2)加大创新，不断开发具有自主品牌特色的CAD/CAM软件创新是一个民 族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。我们只有坚持走自主开发、拥有自主品牌的道

路，才能在这个竞争激烈的行业中立于不败之地。只有紧跟市场，不断创新，不断满足用户的需求，不断开发出具有自主品牌特色的产品，才能使自己拥有核心竞争力，才不会在市场经济的游戏中被踢出局。国家应加大对开发 CAD/CAM软件的扶持和投资力度，采用免税等方式鼓励中小企业自主研发CAD/CAM 系统。各大高校和企业，应抓住国家高度重视的这一机遇，强强联合，共同开发出具有广阔的市场应用前景的产品。

4.2 CAD/CAM技术在家庭中的应用前景

在未来的 50~100 年内，随着生产力的飞速发展，CAD/CAM技术将会像计算机技术一样逐渐走进千家万户。人们将会在自己的家中与同伴一起运用已有的模块化技术生产自己需要的个性化的产品。他们所要做的只是把计算机与生产设备通过特定的I/O端口连接起来，然后按下按钮，即可实现CAD/CAM的家庭化模块化生产

参考文献：

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[5]姚英学，蔡颖.计算机辅助与制造.北京：高等出版社.2002

[6]王宁国.CAD/CAM技术的发展历程[J].科技创新导报,2011.07（3）：140~142

[7]赵惠清.机械专业本科生全程三维设计能力培养模式[J].工程图学学报.2004（3）

第二篇：CADCAM技术

1.CAD/CAM技术

是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何、机械设计、机械加工工艺、人机工程、控制理论电子科技学科等知识，以工程应用为对象，实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存储与管理等相关功能。

2.广义、狭义CAD/CAM技术 【广义CAD/CAM技术】是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程及与之直接或者间接的活动【狭义CAD/CAM技术】是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制。.CAD/CAM系统

主要有有关的硬件系统和相应的软件系统构成，硬件系统主要有计算机及其外围设备组成，包括主机，存储器，输入输出设备，网络通信设备以及生产加工设备登；软件系统包括系统软件，支撑和应用软件。4.CAD/CAM系统分类

①根据使用的支撑软件的规模大小【CAD系统,CAM系统，CAD/CAM集成系统】②根据CAD/CAM系统使用的计算机硬件及其信息处理方式【主机系统，工程工作站系统，微机系统】③根据CAD/CAM系统是否使用计算机网络【单机系统，网络化系统】 5．【输入设备】键盘，鼠标，光笔，数字化仪，图形输入板，触摸屏，扫描输入设备【输出设备】显示器，打印机，绘图机，生产系统设备【网络设备】服务器，工作站，网卡，通信电缆，集线器，中继器，网桥，路由器，网关【应用软件】在系统软件的基础上，针对某一专用领域的需要而研制的软件 6．计算机图形学

计算机图形学是利用计算机系统产生，操作，处理图形对象的学科，图形对象可能是矢量图形也可能是点阵图形 图形生成技术与算法

【线段】DDA法、Brcsenham法，逐点比较法【圆弧】DDA法、逐点比较法、正负法【区域填充】简单递归填充算法、扫描区域填充法【自由曲线和曲面插值】曲线或曲面的拟合、曲线或曲面的插值 7．几何建模

几何建模就是以计算机能够理解的方式，对几何实体进行确切的定义，赋予一定的数学描述，再以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，从而在计算机内部构造一个实体的模型。

8.三位形体的几何信息、三维形体的拓扑信息

【三位形体的几何信息】一般是指一个物体在三维欧式空间中的形状位置和大小【三维形体的拓扑信息】指一个物体的拓补元素的个数，类型以及他们之间的关系，根据这些信息可以确定物体表面邻接关系。9.三维几何建模系统 线框建模，曲面建模 实体建模 【线框建模原理】是由一系列的点、直线、圆弧及某些二次曲线组成，藐描述产品的轮廓外形。特点：所构成的实体模型只有离散的边，而没有边与边的关系，既没有构成面的信息，由于信息表达不完整，在许多情况下，会对物体形状的判断产生多义性。【曲面建模原理】通过对实体的各个表面或曲面进行描述而构造实体模型的一种建模方法。特点:增加了面的信息，提高了三维实体信息的完整性、严密性，能够完整的定义三维立体的表面 方法：贝赛尔曲线、B样条曲线、NURBS曲线【实体建模原理】通过定义基本体素，利用体素的集合运算或基本变形操作构造所需要的实体。特点：覆盖三维立体表面与实体同时生成 10.常用曲面的构造方法与构造特点

①线性拉伸面：将一条剖面线沿某一方向滑动扫成曲面②直纹面：给定两条相似曲线，具有相同次数和相同的节点矢量，将两条曲线上对应点用直线相连③旋转面：将平面内定义的曲线绕某一轴旋转360度得旋转面④扫描面：一条剖面线沿另一条线滑动两者产生扫描平面

11.实体建模中实体建模方法：【体素法、扫描法】体素法通过基本体素集合运算构造几何实体建模方法。包括【基本体素定义、体素之间的集合运算】扫描法【平面轮廓扫描、整体扫描】计算机内部表示：边界表示法，构造立体几何法，混合表示法，空间单元表示法 12.比较边界表示法与构造立体几何法在描述同一物体时的区别和方法：

①边界表示法：强调实体外表的细节，详细记录了构成物体的所有几何元素的几何信息和相互之间连接关系的拓扑信息，将面、边界、顶点的信息分层记录，建立层与层之间的联系。在数据管理上易于实现，也便于系统直接存取参数。②构造立体几何法：形体结构清楚，表达方式直观，便于用户接受，且数据记录简练。缺点是数据记录过于简单，在对实

体进行显示和分析操作时，需要实时进行大量的求交计算，降低了系统的工作效率，不变表达具有自由曲面边界实体。13.计算机辅助工程CAE

是以现代计算力学为基础、计算机仿真为手段的的工程分析技术，试试先产品优化设计的重要技术。主要包括有限元法FEM，边界元法BEM，运动机构分析、气动或流场分析、电路分析或磁场分析等。关键是在三维实体建模的基础上，从产品的方案设计阶段开始，按照实际使用的条件进行仿真和结构分析，按照性能要求进行设计和综合评价，以便从多个设计方案中选出最佳方案 14.有限元分析的基本原理 把要分析的连续假想体分割成有限个单元所组成的组合体，简称离散化。这些单元仅在顶点处相互连接，称这些连接点为节点，而且他们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷、并根据平衡条件进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，再综合求解。结构及组成【前置处理程序、主分析程序、后置处理、用户界面、数据管理系统、共享的基础算法】

15.前置、后置处理程序 【前置处理程序】基本任务是根据输入对象的几何信息进行有限元几何造型，按照用户拟定的计算机模型自动生成网络，以及进行不同密度的网格见的转换和修补等，它具有实体建模与参数化建模、构建的布尔运算、单元自动划分、节点自动编号与节电参数自动生成、在合计材料参数直接输入与公式参数化导入、节点载荷自动生成、有限元模型自动生

成等功能【后置处理程序】功能主要包括绘制应力、应变、位移、速度和加速度等空间变化的曲线图。同时还要求能在主分析程序的结果进行加工，如坐标变换、差值、曲线光顺、修定输出结果，以及有限元分析结果的数据平滑各种物理量的加工显示，针对工程或产品设计要求的数据检验与工程规范校核，设计优化与模型修改。16.优化设计

优化设计提供了一种逻辑方法，它能在所有可行的设计方案中进行最优的选择，在规定条件下得到最优设计结果。极大提高了科研、生产的设计质量，缩短了设计周期，节约了人力物力，具有显著的经济效益。【目标函数、设计变量、约束条件】

17.CAPP系统分类 【派生式CAPP】利用结构的相似性，通过对系统中已有零件工艺规程的检索得到相似零件的工艺规程，并对此进行编辑修改【创成式CAPP】是利用人工智能的方法，在知识库的基础上，通过相应的决策逻辑推理，创造性解决工艺设置问题。18.CAPP系统基本组成和功能 ①零件信息的输入【将零件的图形输入到CAPP系统中】②系统的管理【用户权限与账号的管理、系统参数的设置、系统数据的备份、对各种制造资源数据和工艺知识进行维护和管理】③零件工艺设计【生成零件的工艺文件】④工艺文件输出【采用纸质文档形式，按标准的格式进行预览并打印输出；采用电子文档形式，直接作为机床的加工参数，输出到CAM系统中】⑤系统界面【一般有系统的各种下拉菜单或其他形式的菜单，各种功能的实现均在菜单和对话框中进行】 19.CAPP系统在制造信息化起的作用

①建立产品和制造零件的工艺过程文件②替代工艺设计人员的手工操作③规范产品制造工艺④使各种优化决策方法的实现成为可能

20.CAPP系统零件信息的描述 ①数字编码描述法②语言文字描述法③特征信息描述法 21.派生式CAPP系统

主要特征是检索预置零件的工艺规程，实现零件工艺设计的借鉴与编辑。分为【基于GT技术的CAPP系统、基于特征的CAPP系统】

22.逆向工程、顺向工程 【逆向工程】又称反求技术和逆向设计，是将已有的产品模型转化为工程设计模型和概念模型，并在此基础上解剖、深化和再创造的一些列分析方法和应用技术的组合，可有效的改善技术水平，提高生产率，增强产品竞争力，是消化吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段。【顺向工程】是从预期功能和规格目标开始，构思产品结构，然后进行各个部件的设计、制造以及检验，再经过组装、整机检验、性能测试等程序完成整个开发过程。

23.逆向工程的四个核心步骤 ①零件原型的数字化②从测量数据中提取零件原型的几何特征③零件原型CAD模型的构建④CAD模型的检验与修正【关键步骤：零件的数字化、计算机辅助反向建模】 24.快速原型制造

又称为快速出样件技术或者快速成型法，与传统材料的加工方法不同，它是采用材料累加的方法逐层制作。

第三篇：《CADCAM技术》复习题

复习题 第一章概述

1．常用缩写名词的中文和英文全称 缩写

中文全称

英文全称

CAD

计算机辅助设计

Computer Aided Design

CAPP

计算机辅助工艺过程设计

Computer Aided Process Planning

CAM

计算机辅助制造

Computer Aided Manufacturing

CAE

计算机辅助工程

Computer Aided Engineering

FEM

有限元方法 Finite Element Method

PDM

产品数据管理

Product Data Management

STEP

STEP标准

Standard for Exchange of Product Model

IGES

IGES标准

Initial Graphics Exchange Specification

B-Rep

边界表示法

Boundary Representation

CSG

构造立体几何法

Constructive Solid Geometry

2．CAD/CAM技术的概念 1）广义的CAD/CAM技术

是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程，及与之直接和间接相关的活动，包括产品设计（几何造型、分析计算、工程绘图、结构分析、优化设计等），工艺准备（计算机辅助工艺设计，计算机辅助工装设计与制造、NC自动编程、工时定额和材料定额编制等），生产作业计划，物料作业计划的运行控制（加工、装配、检测、输送、存贮等），生产控制，质量控制，工程数据管理等。2）狭义的CAD/CAM技术

是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制（包括刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹的仿真及NC代码的生成等）。3．在CAD/CAM系统中，CAPP是连接CAD、CAM的纽带。

4．CAD/CAM技术从产生到现在，经历了形成、发展、提高和集成等阶段。CAM先于CAD出现。1952年，数控（Numerical control，NC）机床首次研究成功，通过改变数控程序即可完成不同零件的加工，奠定了CAM的硬件基础；1955年，研制成功在通用计算机上运行的自动编程工具（APT）语言，实现了NC编程自动化。在计算机图形终端上直接描述零件，标志着CAD的开始。上世纪90年代以后，随着硬件性能的提高，出现了一批微机CAD/CAM系统。

5．当今社会机械制造生产的主要方式将是多品种小批量生产。

6．随着CAD技术的普及应用越来越广泛和越来越深入，CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。第二章

CAD/CAM系统 1．CAD/CAM系统组成

所谓系统,是指为完成特定任务而由相关部件或要素组成的有机的整体。一个完整的CAD/CAM系统必须具备硬件系统, 软件系统。

硬件系统主要由计算机及其外围设备组成，包括主机、存储器、输入输出设备、网络通信设备以及生产加工设备等，它是可以触摸的物理设备；

软件系统包括系统软件、支撑软件和应用软件，通常是指程序及其相关的文档。2．CAD/CAM硬件系统：主机、存储器、输入输出设备、网络通信设备以及生 产加工设备

3．CAD/CAM软件系统：根据系统中执行的任务及服务对象的不同，可将软件 系统分为三个层次:——系统软件、支撑软件、应用软件 第三章计算机图形学基础

计算机图形学的基本概念——计算机图形学是利用计算机系统产生、操作、处理图形对象的学科，图形对象可能是矢量图形也可能是点阵图形。视区与窗口关系：

视图区大小不变，窗口区缩小或放大时，所显示的图形会相反地放大或缩小； 窗口区大小不变，视图区缩小或放大时，所显示的图形会相应地缩小或放大； 窗口区与视图区大小相同时，所显示的图形大小比例不变；

视图区纵横比不等于窗口区纵横比时，显示的图形会有X、Y方向的伸缩变化。2．二维图形的几何变换

二维图形的基本几何变换包括比例变换、对称变换、错切变换、旋转变换和平移变换。各个变换的变换矩阵。复合变换矩阵的推导，变换后坐标的计算。3．各种算法

线段(圆弧)的生成DDA算法区域填充算法(简单递归、扫描线)线段编码裁剪算法 z缓冲器算法射线交点法

第四章三维几何建模技术

几种建模方法的原理、特点及其在计算机内的表示。几何建模就是以计算机能够理解的方式，对几何实体进行确切的定义，赋予一定的数学描述，再以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，从而在计算机内部构造一个实体的模型。三维形体的几何信息和拓扑信息 形体的定义和正则集合运算

CAD数据建模技术上的四次大革命：曲面造型技术、实体造型技术、参数化技术、变量化技术

线框建模、曲面建模、实体建模的原理、特点和数据结构 常用曲面构造方法：线性拉伸面、直纹面、旋转面、扫描面

三维实体建模中的计算机内部表示：边界表示法、构造立体几何法、混合模式 特征建模及其实现方法 第五章计算机辅助工程 计算机辅助工程的概念。

计算机辅助工程分析的主要内容：工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学／运动学仿真。有限元分析的概念：先把一个原来是连续的物体剖分成有限个单元，且它们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷，并根据平衡条件来进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，再综合求解。由于单元的个数有限，节点的数目也有限，所以这种方法称为有限元法。有限元分析的基本步骤： 1）前处理——连续体离散化 2）计算单元刚度矩阵 3）组集结构的总刚度矩阵 4）形成节点载荷向量 5）处理几何边界条件

6）解线性代数方程组，求出位移 7）求单元和节点的应力 4．优化设计概念

优化设计是在计算机广泛应用的基础上发展起来的一项设计技术，以求在给定技术条件下获得最优设计方案，保证产品具有优良性能。

5．优化设计三要素：设计变量、目标函数、约束条件

6．优化设计的数学模型的建立（建立工程问题的优化设计数学模型）7．仿真

模仿真实的系统，意指通过对模拟系统的实验去研究一个存在或设计中的系统。仿真（Simulation）的关键是建立从实际系统抽象出来的仿真模型。8．仿真类型：物理仿真、数学仿真 9．计算机仿真的一般过程 建立数学模型 建立仿真模型 编制仿真程序 进行仿真实验 结果统计分析 仿真工作总结

第六章计算机辅助工艺设计

计算机辅助工艺规程设计，即 Computer Aided Process Planning，简称CAPP，是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程。CAPP的分类：派生式CAPP和创成式CAPP CAPP的组成：零件信息的输入、系统的管理、零件工艺设计、工艺文件输出、系统界面 零件信息的描述方法：数字编码描述法、语言文字描述法和几何特征图形描述法等。

CAPP系统零件信息的输入：一种是采用人机交互方式输入零件的各种信息，一种是通过与CAD系统的集成，从CAD系统中直接提取零件的几何信息和技术信息。派生式CAPP系统工作原理和特点 创成式CAPP系统工作原理和特点 第七章计算机辅助数控加工编程

1、数控编程的内容与步骤。

2、数控程序编制的方法。

3、CAM系统一般具有的基本功能。

4、分析比较常用的四种数控程序检验方法（试切、刀具轨迹仿真、三维动态切削仿真、虚拟加工仿真），说明其原理和特点。

5、刀具轨迹仿真的三种验证方法：刀具轨迹显示验证、截面法验证和数值验证。第八章逆向工程技术

1．逆向工程技术的基本概念：逆向工程(Reverse Engineering)是在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的模型（称为零件原形），利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原形CAD模型的过程。逆向工程的核心包括了以下四个步骤：（1）零件原型的数字化

（2）从测量数据中提取零件原型的几何特征（3）零件原型CAD模型的构建（4）CAD模型的检验与修正

零件的数字化和CARM（Computer Aided Reverse Modeling，计算机辅助反向建模）是逆向工程的两项关键技术

逆向工程多用三维测量，具体有：接触式测量与非接触式测量。接触式测量主要是利用三坐标测量机；非接触式测量主要包括光学测量、超声波测量、电磁测量等方法。

快速原型技术：快速成形技术是采用软件离散-材料堆积的原理，综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术，实现零件模型到三维实体原型制造的一体化加工技术，其基本构思是：任何三维零件都可以看作是许多等厚度的二维平面轮廓沿某一坐标方向叠加而成，因此，可将CAD系统内的三维模型切分成一系列平面几何信息，即对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓，按照这些轮廓，数控装置精确控制激光束或其它工具运动，在当前工作层（三维）上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状，然后再铺上一层新的成形材料，进行下一次的加工，形成的各截面轮廓逐步叠加成三维产品。快速原型的主要工艺方法：光固化成形（SLA）、薄料叠层（LOM）、选择性激光烧结成形（SLS）、熔丝沉积成形（FDM）

快速成型所需的接口文件是STL格式文件。第九章

CAD/CAM系统集成 CAD／CAM系统集成，是指设计与制造过程中CAD、CAPP和NCP三个主要环节的软件集成，有时也叫CAD／CAPP／CAM集成。

CAD／CAM集成是指信息和物理设备两方面的集成。

CAD/CAM集成的关键技术：参数化技术、特征技术、产品数据管理技术 产品数据交换技术：IGES、STEP CAD／CAM系统的集成方案主要有以下几种：通过专用数据接口实现集成、利用数据交换标准格式接口文件实现集成、基于统一产品模型和数据库的集成、基于特征面向并行工程的设计与制造集成方法

Mastercam软件应用部分

1、二维线框的构建

点线圆弧聚合线矩形椭圆多边形文字倒圆角倒角尺寸标注

2、图形的编辑 Modify（修整），Xform（转换）和Delete（删除）

3、二维刀具路径

外形铣削钻削挖槽（内腔）铣削

4、三维曲面加工

平行加工放射加工等高外形加工投影加工挖槽加工

5、MasterCAM进行铣削加工的主要步骤有：（1）选择机床类型；（2）串连选取加工轮廓；（3）设置毛坯尺寸；（4）选择刀具；

（5）设置外形铣削加工参数；

第四篇：毕业论文-我国模具CADCAM技术的现状及发展趋势研究（模版）

我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究

我国模具CAD/CAM技术的现状及发展

趋势研究

***（井冈山大学工学院，江西 吉安 343009）

指导教师：***

[摘要]介绍了模具CAD/CAM技术发展概况，模具CAD/CAM软件特点及其优越性及目前我国国内应用的主要自主软件，分析了模具行业采用模具CAD/CAM技术的原因，阐述了模具CAD/CAM应用情况和开发现状，指出了我国模具CAD/CAM软件应用与开发中存在的主要不足，探讨了今后的发展趋势。随着模具CAD/CAM 技术向着更高方向的发展，必将提高产品的设计和制造效率。企业应看清应用CAD/CAM技术带来的进步性，并以自身为基础，借鉴同行各企业应用推广的经验，灵活应用CAD/CAM技术，加快企业的设计制造一体化发展。

[关键词]标准件库；存在的问题；集成化；知识工程；并行工程；先进制造技术

[Abstract]Describes the mold CAD/CAM technology development overview and mold CAD/CAM software features ,advantages of analysis using die mold industry CAD/CAM technology and the current application in our country a major independent software, the reasons to explain the mold CAD/CAM application and development of the status quo, concluded that China's Die CAD/CAM software application and development of the main shortcomings that exist to explore the future trends.With the mold CAD/CAM technology, the direction toward a higher development, will improve product design and manufacturing efficiency.An enterprise should see the application of CAD/CAM technology has brought advances in the disease and the basis of its own, drawing on peer-to promote the enterprise application experience, flexible application of CAD/CAM

I

井冈山大学毕业论文

technology, accelerate the design and manufacture of integrated development of enterprises.[Keywords] Standard Parts Library;a problem;integration;Knowledge Engineering;concurrent engineering;advanced manufacturing technology.II 我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究

目录

摘要

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ Ⅰ

Abstract

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ 1引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

我国模具CAD/CAM的现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2.1我国模具CAD/CAM的现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2.2CAD/CAM技术与传统加工方法比较具有的先进性„„„„„„„„„„„3 我国CAD/CAM技术存在的主要问题„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 我国模具CAD/CAM的发展趋势„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

4.1模具CAD/CAE/CAM正向集成、三维、智能和网络化发展„„„„„„„ 6

4.2基于知识设计技术的提出„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.3与先进制造技术的结合„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 4.4模具标准件选择向智能化发展„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8

结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

III 我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究 引言

模具工业是国民经济的重要基础工业之一。模具是工业生产中的基础工艺设备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。

井冈山大学毕业论文 我国模具CAD/CAM的现状

2.1 CAD/CAM技术与传统加工方法比较具有的先进性

开发CAD/CAM软件的目的是应用CAD/CAM技术，应用CAD/CAM技术的目的是提高企业的设计和制造水平，增强企业在国际市场的竞争能力。根据传统做法，一个新产品的开发过程总是分为设计与制造两大部分。模具生产也不例外，模具属单件生产，设计与制造往往是一一对应的，所以模具设计的工作特别繁重。传统的模具设计采用手工设计方法，工作繁琐，模具设计所占工时约为模具总工时的20％左右，模具设计工作量大、周期长、任务急。

引入模具CAD技术后，模具设计可借助计算机完成传统手工设计中各个环节的设计工作，并自动绘制模具装配图和零件图。模具CAM最初应用于模具型腔等复杂形状自动加工的计算机辅助编制，后又逐步扩展为工艺准备和生产准备过程中的许多功能，例如计算机辅助模具制造工艺过程的设计、计算机辅助模具生产管理等各方面的应用。开发模具CAM最原始的依据是模具的几何信息-----图形。

最初的模具CAD/CAM技术，尽管使用计算机代替了大量的繁重手工劳动，取得很大成绩，但是从整个模具生产过程看，却没有什么本质的变化。整个模具生产与传统模具生产类似，设计与制造环节间有着严格的分界，二个环节间传递信息的最重要手段只靠图样。

模具CAD/CAM技术的主要特点是设计与制造过程的紧密联系----设计制造一体化，其实质是设计和制造的综合计算机化。在模具CAD/CAM系统中，产品的几何模型（有些综合系统还要求附加工艺和组织管理方面信息）是关于产品的最基本核心数据，并作为设计、计算、分析中最原始的依据。通过模具CAD/CAM系统的计算、分析和设计而得到的大量信息，可运用数据库和网络技术将其存储并直接传送到生产制造环节的各个方面，从而实现设计制造一体化。采用了CAD/CAM技术以后，图样的作用大大减弱，大部分设计和制造信息由系统直接传送，图样不再是设计与制造环节的分界线，也不再是制造、生产过程中的唯一依据，它将被逐步简化，甚至最终消失[1]。

2.2我国模具CAD/CAM的现状

由于对模具要求的越来越高，传统的制模方法已经不能满足需要，这就促使了CAD/CAM技术在模具业中的应用。发达国家从20世纪50年代就开始模具CAD/CAM的研究。到20世纪80年代，模具CAD/CAM技术已经广泛应用于冷冲模具、锻造模具、我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究

注射模具、压铸模具的设计与制造。

我国的计算机技术起步较晚，模具CAD/CAM的开发始于20世纪70年代末，但发展也相当迅速。到目前为止，通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普通冲裁模、辊锻模、锤模和注塑模等CAD/CAM系统，它们在生产中发挥着重要的示范作用并产生巨大的经济效益。80年代中、后期，我国的冲模CAD研制工作进入了全面发展阶段，不少企业、科研院所大专院校都开发了面向中国制造的CAD软件，强调软件产品的专业化和本地化[2]。从上世纪90年代开始，华中科技大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模CAD/CAM系统的研究和开发。近年来，我国模具标准件库的应用也日益增多。为了减轻重复劳动，提高工作效率，许多研究机构和设计生产部门都在各种CAD平台上利用其提供的二次开发接口进行二次开发。大多数的CAD系统不含有标准件库，尤其是对特定行业的专用标准件库，不能满足设计人员的需求，因此相关的设计部门和科研机构采用不同的方法开发了行业内适用的标准件系统，很大程度上提高了设计效率。但是单纯的标准件库往往存在以下不足：

（1）设计人员要根据模具类型手工选择所需标准件的尺寸和种类；（2）对于由若干标准件组成的典型组合；

（3）在模具设计中对应标准件在模具活块或者非标常用件上要配合生成相应的定位孔、安装孔或槽腔，而这些结构的生成仍需要通过设计人员手工造型并和模具活块作布尔运算生成[3]。

总体我国CAD/CAM的研究应用与工业发达国家相比还有较大差距，主要表现在：（1）CAD/CAM的应用集成化程度较低，很多企业的应用仍停留在绘图、NC编程等单项技术的应用上。

（2）CAD/CAM系统的软、硬件均依靠进口，自主版权的软件较。

（3）缺少设备和技术力量，有些企业尽管引进CAD/CAM系统，但其功能没能充分发挥。近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条件。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用，加大技术培训和技术服务的力度，应进一步扩大CAD/CAM技术的应用范围[4]。

井冈山大学毕业论文 我国CAD/CAM 技术存在的主要问题

近几年来，我国CAD/CAM系统的开发和应用取得了一些成绩，国内已初步形成了CAD/CAM商品化软件市场。尽管如此，我国CAD/CAM技术发展在设计水平、开发能力、开发规模、技术和产品质量上还无法与发达国家相比。在CAD/CAM软件应用与开发存在的不足主要有以下几点：

(1)不少的企业对CAD的认识还仅仅停留在绘图阶段，缺乏设计方法和设计理论的指导，从而使CAD产生的效益尚未得到充分发挥[5]。

(2)CAD/CAM软件应用人员层次不齐，不能让CAD软件得到的高效率应用。(3)在引进模具CAD/CAM技术时存在着盲目性倾向，许多企业没有充分考虑各种CAD/CAM软件的特点，购买回来的CAD/CAM软件不能完全适用于本企业的产品设计与开发工作[6]。

(4)引进的模具CAD/CAM系统的二次开发跟不上，致使引进软件的效率不能完全发挥[7]。

(5)国内模具CAD/CAM技术水平还处于高技术集成和向产业化、商品化过渡的时期，自主开发的模具CAD/CAM系统商品化程度不够高，功能和稳定方面与国外先进软件还有很大差距[8][9]。

(6)我国CAD技术开发创新少、仿制多。没有创新就没有竞争力，只仿制就不能开发出有竞争力的产品。从我国二维CAD到目前研制的三维CAD都存在这一问题。用户提出的参数设计问题[10]、数据管理问题及特征造型问题。这些技术，我国CAD研究开发者都没有引起注意。

(7)我国CAD软件的开发缺乏理论和算法的研究。CAD技术是一项综合性的高新技术，涉及面广而复杂，技术变化快，竞争激烈。就建模技术而言会涉及很多模型建立的理论和算法，这些都是为解决用户需求而研究开发的，每种理论和算法用于CAD系统中，会产生新的CAD软件，如著名的CSG、B-rep、NURBS等，而我国CAD软件开发者缺乏这方面的研究[44]。

(8)信息集成技术落后。信息技术的广泛集成是以产品数据管理（PDM）和过程管理（PM）为基础，实现CAD/CAPP/CAM和ERP的有机集成，在并行工程中PDM也是重要的基础。而我国在这方面的研究刚刚开始，至今也没有一个在国内市场上成熟的数据库管理系统（DBMS）[12]。因此，这类基础性软件也被国外的系统占领了市场，而我 4 我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究

们的CAD/CAPP/CAM集成技术又是建立在国外基础系统上。

(9)CAD中的数据交换格式和标准化落后。在CAD技术的标准化方面，我国由于技术落后，资金投入不足，至今仍未提出一个有关CAD方面的标准，完全是采用国际标准，而且有的已用作国家标准（IGES、STEP等），另外由于种种因素也跟不上国际标准的更新和发展，因此造成国内CAD软件系统在数据交换、标准化等方面存在不少问题[13]。

井冈山大学毕业论文 模具CAD/CAM 的发展趋势

4.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、网络化、智能化、并行化

(1)集成化

集成化是CAD/CAM技术发展的一个最为显着的趋势。它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC（生产计划与控制）等各种功能不同的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、共享和处理，保证系统内部信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。国内外大量的经验表明，CAD系统的效益往往不是从其本身，而是通过CAM和PPC系统体现出来；反过来，CAM系统假如没有CAD系统的支持，花巨资引进的设备往往很难得到有效地利用；PPC系统假如没有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及时和准确的数据作为计划的依据，订出的计划也较难贯彻执行，所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。因此，人们着手将CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系统有机地、统一地集成在一起，从而消除“自动化孤岛”，取得最佳的效益[14]。

CIM是CAD/CAM集成技术发展的必然趋势。CIM的最终目标是以企业为对象，借助于计算机和信息技术，使生产中各部分从经营决策、产品开发、生产准备到生产实施及销售过程中，有关人、技术、经营管理三要素及其形成的信息流、物流和价值流有机集成并优化运行，从而达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，使企业赢得市场竞争的目的[15]。CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成化的制造系统。它适应多种、小批量市场需求，可有效地缩短生产周期，强化人、生产和经营管理的联系，压缩流动资金，提高企业的整体效益。

(2)网络化

21世纪网络将全球化，制造业也将全球化，从获取需求信息，到产品分析设计、选购原辅材料和零部件、进行加工制造，直至营销，整个生产过程也将全球化。CAD/CAM系统的网络化能使设计人员对产品方案在费用、流动时间和功能上并行处理的并行化产品设计应用系统；能提供产品、进程和整个企业性能仿真、建模和分析技术的拟实制造系统；能开发自动化系统，产生和优化工作计划和车间级控制，支持灵敏制造的制造计划和控制应用系统；对生产过程中物流，能进行治理的物料治理应用系统等[16]。

(3)智能化

人工智能在CAD中的应用主要集中在知识工程的引入，发展专家CAD系统。专 6 我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究

家系统具有逻辑推理和决策判定能力[17]。它将许多实例和有关专业范围内的经验、准则结合在一起, 给设计者更全面，更可靠的指导。应用这些实例和启发准则，根据设计的目标不断缩小探索的范围，使问题得到解决。

(4)并行工程

并行工程（Concurrent Ensineering）是随着CAD/CAM、CIMS技术发展提出的一种新哲理、新的系统工程方法。这种方法和思路，就是并行的、集成的设计产品及其开发的过程[18]。它要求产品开发人员在设计的阶段就考虑产品整个生命周期的所有要求，包括质量、成本、进度、用户要求等，以便最大限度地提高产品开发效率及一次成功率。并行工程的关键是用并行设计方法代替串行设计方法。随着市场竞争的日益激烈，并行工程必将引起越来越多的重视。但其实施也决非一朝一夕的事情，目前应为并行工程的实现创造条件和环境。其中，与CAD/CAM技术发展密切相关的有如下几项要求：1）研究特征建模技术，发展新的设计理论的方法；2）开展制造仿真软件及虚拟制造技术的研究，提供支持并行工程运行的工具和条件；3）探索新的工艺过程设计方法，适应可制造性设计（DFM）的要求[19]；4）借助网络及统一DBMS技术，建立并行工程中数据共享的环境；5）提供多学科开发小组的协同工作环境，充分发挥人在并行工程中作用。以上要求将极大地促进CAD/CAPP/CAM技术的变革和发展。

4.2 基于知识设计技术的提出

模具设计和制造在很大程度上仍然依靠着模具工作者的经验，仅凭计算机的数值计算功能去完成诸如模具设计方案的选择、工艺参数与模具结构的优化、成型缺陷的诊断以及模具成形性能的评价是不现实的。新一代模具CAD/CAE/CAM系统正在利用KBE（基于知识的工程）技术进行脱胎换骨的改造。知识集成的主要目的是将分散的知识按照一定的逻辑规则有机的结合起来，使知识有序化、层次化，从而高效地利用知识资源，有利于知识创新。网络等信息技术的发展为知识集成发展提供了很好的外部条件，而模块化的工程设计方法为知识集成的实现提供了必要的内部条件。如UG-II中所提供的人工智能模块KF（KnowledgeFus-ion）[20]。

利用KF可将设计知识融入系统之中，以便进行图形识别与推理。国内研究工作者在此方面做了大量的研究工作，并在某些方面取得了长足发展。

4.3 与先进制造技术的结合

采用高速加工技术，得到的产品质量好，生产效率高。高速加工过程中，机床主

井冈山大学毕业论文

轴以极高的转速运转，激振频率远远离开了“机床—刀具—工件”系统的固有频率范围，零件加工过程平稳无冲击，因此加工精度高，表面质量好，经过高速铣削得型腔表面可以到达磨削的水平，省了很多精加工[21]。用高速铣加工中心加工零件，可以在一次装夹中完成型腔的粗精加工和模具零件其他部位的机械加工，并且不需要做电极，不需要手工研磨和抛光。

虚拟产品设计和制造。虚拟现实技术集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、网络、多传感器、并行处理等技术。模具虚拟产品设计技术是虚拟现实技术在模具产品制造中的应用或实现，是模具现实设计环境和制造环境的计算机内部映射，是虚拟制造的重要内容；虚拟制造是以仿真技术、虚拟现实技术等为支撑，对模具设计、加工、装配、维护经过统一建模形成虚拟的环境、虚拟的过程和虚拟的产品[22]。虚拟技术使得产品的设计和制造更加直观化，并且有利于发现问题，即使修正，避免了在真正设计制造中出现问题引发的资源损耗。

4.4 模具标准件选择向智能化发展

由于人工智能、知识和知识表示的引入，使得模具标准件选择智能化，减少了人工操作量，提高了模具设计的效率，同时减少了设计中错误纰漏的发生。国内的许多专家对此提出了先进的理论，比如：卜昆提出设计一个参数化的尺寸驱动的三维建库工具[23]；莫蓉分析了面向转配的标准件库的信息结构，提出和实现了满足装配建模的一种标准件建库方法和建库工具。这些理论对模具标准件选择向智能化发展都有深远的影响。我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究 结论

近年来，随着我国正式加入WTO，经济全球化和信息化使我国制造企业的竞争环境、发展模式和活动空间等发生了深刻变化，这些变化对我国制造企业提出了严峻的挑战，如何提高自身的核心竞争力已成为制造企业关注的焦点。在模具CAD/CAM的应用方面，经过这几十年的发展，我国模具CAD/CAM的应用有了长足的发展，模具CAD/CAM技术已经被广泛应用于我国企业。在模具CAD/CAM人才方面，在政府的大力支持下，高校和企业培养了一大批模具CAD/CAM软件开发及应用人才。CAD/CAM技术的进步始终与工程实际相结合，它在我国的应用和发展必将对制造企业产生深远的影响，对提高我国制造企业核心竞争力起到举足轻重的作用。

随着市场竞争的日益激烈，用户对产品的质量、成本、上市时间提出了越来越高的要求。CAD/CAN技术是加快产品更新换代，增强企业竞争能力的最有效手段。企业应看清应用CAD/CAM技术带来的进步性，并以自身为基础，借鉴同行各企业应用推广的经验，灵活应用CAD/CAM技术，加快企业的设计制造一体化发展。

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致 谢

光阴荏苒，日月如梭，在井大的三年学习时间即将过去。在漫长的人生旅程中，三年时间并不算长，但对我而言，是磨砺青春、挥洒书生意气的三年，也是承受师恩、增长才干、提高学识的三年。在此，我特别要感谢我的论文指导老师郑小秋先生。就本篇毕业论文总结报告而言，从提纲、草拟、修改到最后定稿，郑老师都给予了一而再、再而三的精心批阅，每个环节都凝结老师努力的付出和辛劳的汗水。

第五篇：CADCAM技术复习题0910

基本概念

CAD/CAM系统的基本功能、任务、组成信息集成方案

CAD/CAM技术发展趋势

CAD/CAM系统设计的原则

CAD/CAM系统中的软件主要分几类？各起什么作用？

参数化设计的实现方法

举例说明参数化设计的意义和过程 计算机图形变换技术：基本变换矩阵、三视图各视图的变换矩阵、组合变换矩阵

计算机建模技术：实体建模的基本原理、给出实体建模过程写出其布尔运

算式

实体模型的边界表示法（给出模型用边界法表示其数据结构）

用四叉树表示模型结构

计算机辅助工程分析的应用

有限元法的基本思想、优化设计的模型和要素

有限元软件与CAD软件如何集成和联接

计算机辅助数控加工的原理

图形交互式自动编程的特点

图形交互式自动编程的基本步骤

举例说明你所知道的CAD/CAM集成软件如何实现集成工作的仿真技术在CAD/CAM系统中的应用

计算机辅助工艺过程设计系统的工作原理

CAD/CAPP/CAM的集成方法