机械CAD/CAM技术 山东理工大学机械工程学院 教师：司马中文 手机:13869323897 E-mail:smzw0827@163.com 办公室:机械交通实验楼605室 山东理工大学机械工程学院
第一章 概述 第一节 CAD/CAM的基本概念 第二节 CAD/CAM的结构 第三节 CAD/CAM的应用和发展
第一章 概述 引言： 随着人们生活水平的提高，消费者的价值观正在发生结构性的变化，呈现出多样化与个性化，用户对各类产品的质量，产品的更新换代的速度，以及产品从设计、制造到投放到市场的周期都提出了越来越高的要求。为了适应这种变化，工厂的产品也向着多品种、中小批量方向发展。要适应这种瞬息万变的市场要求，则要求生产更具有柔性。计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM)就是满足这种新的要求而产生的一种新的制造方法。
第一节 CAD/CAM的基本概念 一．CAD、CAPP、CAM 的基本概念 1．CAD (Computer Aided Design System) 是指以计算机为辅助手段来完成整个产品的设计过程、分析和绘图等工作。 CAD的功能包括：概念设计、结构设计、装配设计、曲面设计、工程图样绘制、工程分析、真实感和渲染、产品数据接口。
2. CAPP（Computer Aided Process Planning）
3．CAM( Computer Aided Manufacturing System) 通过计算机与生产设备直接的或间接的联系，完成从生产准备到成品制造整个过程的活动。 狭义的CAM指NC数控程序编制，包括：刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成。
二．CAD/CAPP/CAM集成概念的提出 CAD产生的图纸直接被CAPP，CAM以及以后的CIMS所利用，这就是CAD/CAM集成。 为实现CAD,CAPP,CAM的集成,必须解决它们之间的数据的自动传递和转换.其基本工作步骤如下: 1、CAD设计产品结构、绘制产品图样 2、经数据转换接口将产品数据转换为中性文件，如IGES、STEP等。 3、CAPP读入中性文件，将其转换为系统所需要的格式后生成零件工艺过程。
4、CAD、CAPP系统生成数控编程所需数据，按一定标准转换为相应的中性文件。 5、CAM系统读入中性文件，将其转换为本系统所需要的格式后生成数控程序。 实现CIMS的核心技术是CAD/CAM技术。
第二节 CAD/CAM的结构 一．产品的生产过程和CAD/CAM过程链 如图为产品生产过程与CAD/CAM的过程链
二、CAD/CAM 系统的组成 1．CAD/CAM系统的基本功能 快速数字计算及图形处理功能 输入输出信息和图形的能力 大量数据、知识的存储及快速检索、操作能力 人机交互通讯功能
2、CAD/CAM 系统由硬件和软件两部分组成
CAD/CAM系统的总体结构
三、CAD/CAM系统的集成方案 CAD/CAM系统集成包括三个方面：过程集成、信息集成、功能集成。
通过专用数据接口实现集成 系统A 模型 A 系统B B 专用接口程序 专用数据接口
2、利用标准格式接口文件实现集成 系统A 系统B 前置处理器 后置处理器 标准数据交换格式文件 标准格式数据接口
3、基于统一产品模型和数据库的集成 基于统一产品模型和数据库集成框架图
4、基于产品数据管理（PDM）的系统集成
第三节 CAD/CAM的发展趋势 一、CAD/CAM技术在工业中的应用 1.在国外的应用 商品化的CAD/CAM软件: 美国I-DEAS,CADDSS,UG11,PRO/Engineer,法国的Euclid等. 美国大型汽车业的100%,电子行业的60%,建筑行业的40%采用CDA/CAM技术.
2.在国内的应用 我国CAD/CAM技术发展较晚，发展速度较快。在“七五”期间国家提供了大量资金开展了CAD/CAM的研究，另外通过实施863计划中的CIMS主题,促进了CAD/CAM的发展,随后许多高校和研究所在消化的基础上，开始开发自主版权的软件。 典型有华中科技大学的开目CAD、凯图CAD， 北京航空航天大学的CAXA软件、PANDA软件，清华大学的高华CAD软件.天河公司CAPP软件.
在数控方面南京航空航天大学的超人CAD/CAM和华中理工大学的GHNC均实现了复杂曲面的造型和数控代码的自动生成。 工程数据库方面有华中科技大学的GHEDBMS和浙江大学的OSCAR。 3.与国外的差距: 1）CAD/CAM的应用集成化程度低. 2）CAD/CAM系统的软硬件主要依靠进口,自主版权软件少。 3）缺少设备和技术力量。二次开发能力弱。
二、CAD/CAM技术的发展趋势： 1．CAD/CAM系统的集成化方向发展（CIM） 2．并行工程 3．智能化CAD/CAM系统 4、虚拟产品开发 5．网络化CAD/CAM