第一篇：計算機輔助制造(CAD CAM)技師教案

韶關(guān)第二技師學院技師培訓教案

計算機輔助制造CAD-CAM 授課教師：韓 偉 課 時：12節(jié)

第一講：計算機輔助制造CAD-CAM基本概念及CAD-CAM的主要功能 教學目的：

了解計算機輔助制造CAD-CAM基本概念、CAD-CAM系統(tǒng)組成、現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)TQCS理念、CAD-CAM的主要功能。教學重點：

計算機輔助制造CAD-CAM基本概念、現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)TQCS理念、CAD-CAM的主要功能 教學難點：

TQCS理念的認識、CAD-CAM的主要功能分類方式。教學方法：

課堂講授。

教學過程：

一、計算機輔助制造CAD／CAM基本概念

計算機輔助設(shè)計，簡稱CAD(Computer Aided Design)，是采用計算機開展機械產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)。

計算機輔助制造，簡稱CAM(Computer Aided Manufacturing)，根據(jù)其覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域不同，可以分為計算機輔助編程和應(yīng)用計算機進行制造信息處理的全過程兩類狹義的定義和廣義的定義。

企業(yè)的各種經(jīng)營活動都是圍繞產(chǎn)品而展開的，產(chǎn)品開發(fā)是企業(yè)的核心活動之一。隨著社會的發(fā)展，產(chǎn)品開發(fā)的方法和技術(shù)手段發(fā)生了深刻變化，開發(fā)

出的產(chǎn)品水平也日益提高，在機械制造業(yè)，以計算機技術(shù)為核心的信息技術(shù)的引入，導致了產(chǎn)品開發(fā)從傳統(tǒng)開發(fā)模式向現(xiàn)代開發(fā)模式的巨大轉(zhuǎn)變。

現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)TQCS理念、傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式

①功能設(shè)計—詳細定義產(chǎn)品的各種功能。

②性能設(shè)計——規(guī)定產(chǎn)品的性能。效率、環(huán)保、經(jīng)濟性、安全性、可靠性是一些通用指標。

③操作設(shè)計。最大限度地考慮到使用的舒適性和方便性。

(2)詳細設(shè)計與分析 這是整個產(chǎn)品開發(fā)過程中最主要的、也是最重要的活動。主要包括： ①運動設(shè)計與實驗； ②零件設(shè)計與計算； ③部件設(shè)計與分析； ④零部件的裝配設(shè)計與分析； ⑤出圖。

(3)加工與裝配 ：

①工藝設(shè)計。這一部分工作主要由工藝師參與完成 ②制造與檢驗。

③部件裝配和整機裝配。2、手工開發(fā)中存在的問題 1)可預(yù)見性差。2)可修改性差。

3)精確性差。在設(shè)計計算中，采用了大量的經(jīng)驗計算、類比和估算。4)協(xié)調(diào)性差。

5)繪圖質(zhì)量差。大量的手工繪圖。3、現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)模式特點

1)現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)化：改變將產(chǎn)品設(shè)計概念局限于單純的技能和方法的認識，而將產(chǎn)品設(shè)計納入系統(tǒng)思維和系統(tǒng)操作的過程。將設(shè)計的概念從實物水平上升到復雜的系統(tǒng)水平，這與當前科學技術(shù)和社會的發(fā)展是相適應(yīng)的。

2）產(chǎn)品制造正步入信息化時代

工業(yè)化使人的肢體得以延伸，而信息化則使人的大腦得以延伸，使人們從部分腦力勞動中解放出來。兩者的根本區(qū)別在于信息化的目的是開發(fā)人的無限的智力資源。如果說代表工業(yè)化時代最高成就的自動化是以“機器生產(chǎn)

機器”為主要特征的話，那么以計算機為依托的信息時代則是以“機器控制機器”為重要特征。

3）多功能化、智能化、知識化4）借助了最先進的計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(1)開發(fā)環(huán)境的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化 幾乎每一項開發(fā)活動都是借助計算機來實現(xiàn)的；在不同的開發(fā)人員之間、不同的開發(fā)部門之間、不同的開發(fā)地點之間，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)開發(fā)活動的聯(lián)系。

(2)開發(fā)對象的數(shù)據(jù)化 產(chǎn)品在計算機中以數(shù)據(jù)的形式保存，不再像以前一樣以圖樣的形式保存，各個開發(fā)活動都是對計算機內(nèi)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行操作、處理，并生成新的數(shù)據(jù)。

二、CAD／CAM的主要功能

CAD的功能組成

CAM的功能組成中分為狹義的和廣義的兩種形式：

教學小結(jié)：

通過本次課程了解CAD-CAM基本概念、CAD／CAM的主要功能；認識現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)TQCS理念和CAD-CAM的主要功能。

作業(yè)：

1、名詞解釋：CAD、CAM、CAE的含義。

2、問答題：

（1）手工開發(fā)產(chǎn)品中存在的問題有哪些？（2）現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)模式特點是什么？（3）狹義的CAM與廣義的CAM有什么區(qū)別？

第二講： CAD／CAM系統(tǒng)組成、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

教學目的：

了解CAD-CAM應(yīng)用軟件的分類、CIMS技術(shù)，CAPP和CAD/CAPP／CAM一體化技術(shù)。CAD／CAM技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

教學重點：

當前制造業(yè)普遍使用的CAD-CAM應(yīng)用軟件的種類、CIMS技術(shù)，CAPP和CAD/CAPP／CAM一體化技術(shù)。

教學難點：

計算機集成制造系統(tǒng)CIMS技術(shù)、對CAD/CAPP／CAM一體化技術(shù)的理解。

教學方法：

課堂講授。

教學課時：2節(jié)。教學過程：

三、CAD／CAM系統(tǒng)組成

CAD／CAM的運行環(huán)境由軟件、硬件和人三大部分組成。硬件是基礎(chǔ)。軟件是核心。人是關(guān)鍵。、CAD／CAM對硬件的要求有： 1）高性能的計算機 2）大容量的存儲器 3）靈活的人機交互能力

4）逼真的圖形輸出能力 5）良好的通信網(wǎng)絡(luò)功能 2、CAD/CAM的軟件環(huán)境

CAD/CAM系統(tǒng)的軟件可分為三個層次：系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。（1）系統(tǒng)軟件-主要負責管理硬件資源以及各種軟件資源，是應(yīng)用和開發(fā)CAD／CAM系統(tǒng)的軟件平臺，一般包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、窗口系統(tǒng)，如Windows98、Windows2000等。

2）支撐軟件，是指那些直接支持用戶進行CAD／CAM工作的通用性功能軟件，按功能主要分為：二維繪圖支撐軟件，三維造型軟件，分析及優(yōu)化設(shè)計軟件。具體有以下幾種：(1)Pro／Engineer(簡稱Pro-E)Pro-E是美國PTC(Paramatric Technology Corporation)公司開發(fā)的機械設(shè)計自動化軟件，也是最早實現(xiàn)參數(shù)化技術(shù)商品化的軟件，在全球擁有廣泛影響，在我國也是使用最為廣泛的CAD／CAM軟件之一。Pro-E功能齊全，包括70多個專用功能模塊，如特征造型、裝配建模、有限元分析、曲面造型、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。.（02）UG UG是美國EDS(Electronic Data System)公司的產(chǎn)品，多年來，該軟件匯集了美國航空航天，以及汽車工業(yè)豐富的設(shè)計經(jīng)驗，發(fā)展成為一個世界一流的集成化CAD／CAE／CAM系統(tǒng)，包含著強大的CAM功能，可以很方便地計算出各種刀路。在世界和我國都占有重要的市場份額。(3)MDT MDT是Autodesk公司繼AutoCAD之后推出的集成化微機版CAD系統(tǒng)，它具

有特征造型、約束裝配和曲面造型能力，同時，它與AutoCAD完全集成。由于AutoCAD的世界性影響，同時由于MDT的真窗口風格、AISC造型內(nèi)核以及較好的曲面功能，使得它一推出，就成為備受歡迎的軟件，在我國它也廣泛為企業(yè)所接受。由于該軟件尚未提供CAM功能，它目前是一個純設(shè)計軟件。該軟件對資源要求不高，軟件費用也不高，易于普及。

（4）Cimatron 以色列Cimatron公司也是很早從事數(shù)控CAM系統(tǒng)開發(fā)的公司之一，Cimatron是業(yè)界領(lǐng)先的CAD／CAM系統(tǒng)供應(yīng)商，廣泛應(yīng)用于模具和電子產(chǎn)品的設(shè)計與制造業(yè)，在國內(nèi)一直有較大影響。

Cimatron制造軟件包含2．5～5Axis的銑削加工，生成安全、高效、高質(zhì)量的NC刀具路徑，Cimatron公司也是面向制造的CAD／CAM解決方案的重要開發(fā)者之一。

四、CAD／CAM技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢

CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段： 單元技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用階段 CAD／CAM集成階段 CIMS技術(shù)推廣應(yīng)用階段

1、CAD／CAM技術(shù)發(fā)展歷程

2、CAD-CAPP-CAM一體化技術(shù)、關(guān)于CIMS技術(shù)

計算機技術(shù)除了在設(shè)計制造等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，同時幾乎在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的各個領(lǐng)域都獲得應(yīng)用，由于企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)活動和企業(yè)的其它經(jīng)營活動是密切相關(guān)的。因此，要求CAD／CAM等計算機輔助系統(tǒng)與計算機管理信息系統(tǒng)進行信息交流，在正確的時刻，把正確的信息，送到正確的地方，這是一個更高層次上的企業(yè)內(nèi)的信息集成，就是所謂的計算機集成制造系統(tǒng)CIMS(Computer Integrated

Manufacturing System)。、CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢

(1)計算機集成制造(CIM)。CIM(Computer Integrated Manufacturing)是CAD／CAM集成技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。(2)智能化CAD／CAM系統(tǒng)。(3)網(wǎng)絡(luò)化。

教學小結(jié)：

通過本次課程了解CAD-CAM的基本組成及軟、硬件要求，認識CAD／CAM技術(shù)發(fā)展歷程和CIMS技術(shù)的應(yīng)用。

作業(yè)：

1、名詞解釋：CIMS技術(shù)，CAPP和CAD/CAPP／CAM一體化技術(shù)。2、CAD／CAM對硬件的要求有哪些？ 3、簡述CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展歷程。

4、當前制造業(yè)普遍使用的CAD-CAM應(yīng)用軟件的種類有哪些？

第二篇：計算機輔助制造軟件生產(chǎn)實習

計算機輔助制造軟件應(yīng)用

實訓計劃

一、實習時間

20009年12月15日---------12月19日

二、實習班級0701計輔

三、實習內(nèi)容

1利用CAXA制造工程師軟件進行造型設(shè)計

2結(jié)合實訓車間條件，進行工藝設(shè)計，進行加工造型設(shè)計，并設(shè)置各項參數(shù)；3生產(chǎn)與銑床系統(tǒng)條件一致的G代碼，上傳機床，完成零件加工；4根據(jù)實訓內(nèi)容完成實訓報告。

四、實訓報告內(nèi)容

1視訊名稱、時間、地點、實訓人員、指導教師；

2實訓步驟

（1）造型設(shè)計：（附圖樣）

造型設(shè)計方法、思路、步驟；

（2）加工工藝設(shè)計：

加工工序安排、加工方法選擇、機床選擇、刀具夾具選擇、加工參數(shù)選擇確定

（3）刀具路徑與G代碼生成Caxa軟件加工方法，仿真檢驗、選擇依據(jù)、參數(shù)確定、后置處理器、參數(shù)調(diào)整、G代碼生成（4）G代碼傳輸方法

數(shù)據(jù)線連接方法，傳輸軟件介紹，G代碼傳輸方法……..(5)機床操作方法

機床操作步驟，工件裝夾方法，對刀，等等；

（6）G代碼

3、實訓總結(jié)

五、實訓注意事項

1、安全第一

要嚴格遵守車間實訓安排，遵守各項操作規(guī)程，嚴防人身意外事故發(fā)生；

2、遵守紀律

要按時進入實習場地，有事及時向指導教師請假，不得遲到早退，每天堅持簽到；

3、獨立完成實訓任務(wù)及實訓報告；不得抄襲；

4、實訓結(jié)束及時歸還實訓物品。

2009年12月10日

第三篇：CADCAM技術(shù)

1.CAD/CAM技術(shù)

是以計算機、外圍設(shè)備及其系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，綜合計算機科學與工程、計算機幾何、機械設(shè)計、機械加工工藝、人機工程、控制理論電子科技學科等知識，以工程應(yīng)用為對象，實現(xiàn)包括二維繪圖設(shè)計、三維幾何造型設(shè)計、工程計算分析與優(yōu)化設(shè)計、數(shù)控加工編程、仿真模擬、信息存儲與管理等相關(guān)功能。

2.廣義、狹義CAD/CAM技術(shù) 【廣義CAD/CAM技術(shù)】是指利用計算機輔助技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計與制造的整個過程及與之直接或者間接的活動【狹義CAD/CAM技術(shù)】是指利用CAD/CAM系統(tǒng)進行產(chǎn)品的造型、計算分析和數(shù)控程序的編制。.CAD/CAM系統(tǒng)

主要有有關(guān)的硬件系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)構(gòu)成，硬件系統(tǒng)主要有計算機及其外圍設(shè)備組成，包括主機，存儲器，輸入輸出設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備以及生產(chǎn)加工設(shè)備登；軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件，支撐和應(yīng)用軟件。4.CAD/CAM系統(tǒng)分類

①根據(jù)使用的支撐軟件的規(guī)模大小【CAD系統(tǒng),CAM系統(tǒng)，CAD/CAM集成系統(tǒng)】②根據(jù)CAD/CAM系統(tǒng)使用的計算機硬件及其信息處理方式【主機系統(tǒng)，工程工作站系統(tǒng)，微機系統(tǒng)】③根據(jù)CAD/CAM系統(tǒng)是否使用計算機網(wǎng)絡(luò)【單機系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)】 5．【輸入設(shè)備】鍵盤，鼠標，光筆，數(shù)字化儀，圖形輸入板，觸摸屏，掃描輸入設(shè)備【輸出設(shè)備】顯示器，打印機，繪圖機，生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備【網(wǎng)絡(luò)設(shè)備】服務(wù)器，工作站，網(wǎng)卡，通信電纜，集線器，中繼器，網(wǎng)橋，路由器，網(wǎng)關(guān)【應(yīng)用軟件】在系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上，針對某一專用領(lǐng)域的需要而研制的軟件 6．計算機圖形學

計算機圖形學是利用計算機系統(tǒng)產(chǎn)生，操作，處理圖形對象的學科，圖形對象可能是矢量圖形也可能是點陣圖形 圖形生成技術(shù)與算法

【線段】DDA法、Brcsenham法，逐點比較法【圓弧】DDA法、逐點比較法、正負法【區(qū)域填充】簡單遞歸填充算法、掃描區(qū)域填充法【自由曲線和曲面插值】曲線或曲面的擬合、曲線或曲面的插值 7．幾何建模

幾何建模就是以計算機能夠理解的方式，對幾何實體進行確切的定義，賦予一定的數(shù)學描述，再以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式對所定義的幾何實體加以描述，從而在計算機內(nèi)部構(gòu)造一個實體的模型。

8.三位形體的幾何信息、三維形體的拓撲信息

【三位形體的幾何信息】一般是指一個物體在三維歐式空間中的形狀位置和大小【三維形體的拓撲信息】指一個物體的拓補元素的個數(shù)，類型以及他們之間的關(guān)系，根據(jù)這些信息可以確定物體表面鄰接關(guān)系。9.三維幾何建模系統(tǒng) 線框建模，曲面建模 實體建模 【線框建模原理】是由一系列的點、直線、圓弧及某些二次曲線組成，藐描述產(chǎn)品的輪廓外形。特點：所構(gòu)成的實體模型只有離散的邊，而沒有邊與邊的關(guān)系，既沒有構(gòu)成面的信息，由于信息表達不完整，在許多情況下，會對物體形狀的判斷產(chǎn)生多義性?！厩娼Ｔ怼客ㄟ^對實體的各個表面或曲面進行描述而構(gòu)造實體模型的一種建模方法。特點:增加了面的信息，提高了三維實體信息的完整性、嚴密性，能夠完整的定義三維立體的表面 方法：貝賽爾曲線、B樣條曲線、NURBS曲線【實體建模原理】通過定義基本體素，利用體素的集合運算或基本變形操作構(gòu)造所需要的實體。特點：覆蓋三維立體表面與實體同時生成 10.常用曲面的構(gòu)造方法與構(gòu)造特點

①線性拉伸面：將一條剖面線沿某一方向滑動掃成曲面②直紋面：給定兩條相似曲線，具有相同次數(shù)和相同的節(jié)點矢量，將兩條曲線上對應(yīng)點用直線相連③旋轉(zhuǎn)面：將平面內(nèi)定義的曲線繞某一軸旋轉(zhuǎn)360度得旋轉(zhuǎn)面④掃描面：一條剖面線沿另一條線滑動兩者產(chǎn)生掃描平面

11.實體建模中實體建模方法：【體素法、掃描法】體素法通過基本體素集合運算構(gòu)造幾何實體建模方法。包括【基本體素定義、體素之間的集合運算】掃描法【平面輪廓掃描、整體掃描】計算機內(nèi)部表示：邊界表示法，構(gòu)造立體幾何法，混合表示法，空間單元表示法 12.比較邊界表示法與構(gòu)造立體幾何法在描述同一物體時的區(qū)別和方法：

①邊界表示法：強調(diào)實體外表的細節(jié)，詳細記錄了構(gòu)成物體的所有幾何元素的幾何信息和相互之間連接關(guān)系的拓撲信息，將面、邊界、頂點的信息分層記錄，建立層與層之間的聯(lián)系。在數(shù)據(jù)管理上易于實現(xiàn)，也便于系統(tǒng)直接存取參數(shù)。②構(gòu)造立體幾何法：形體結(jié)構(gòu)清楚，表達方式直觀，便于用戶接受，且數(shù)據(jù)記錄簡練。缺點是數(shù)據(jù)記錄過于簡單，在對實

體進行顯示和分析操作時，需要實時進行大量的求交計算，降低了系統(tǒng)的工作效率，不變表達具有自由曲面邊界實體。13.計算機輔助工程CAE

是以現(xiàn)代計算力學為基礎(chǔ)、計算機仿真為手段的的工程分析技術(shù)，試試先產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計的重要技術(shù)。主要包括有限元法FEM，邊界元法BEM，運動機構(gòu)分析、氣動或流場分析、電路分析或磁場分析等。關(guān)鍵是在三維實體建模的基礎(chǔ)上，從產(chǎn)品的方案設(shè)計階段開始，按照實際使用的條件進行仿真和結(jié)構(gòu)分析，按照性能要求進行設(shè)計和綜合評價，以便從多個設(shè)計方案中選出最佳方案 14.有限元分析的基本原理 把要分析的連續(xù)假想體分割成有限個單元所組成的組合體，簡稱離散化。這些單元僅在頂點處相互連接，稱這些連接點為節(jié)點，而且他們相互連接在有限個節(jié)點上，承受等效的節(jié)點載荷、并根據(jù)平衡條件進行分析，然后根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件把這些單元重新組合起來，成為一個組合體，再綜合求解。結(jié)構(gòu)及組成【前置處理程序、主分析程序、后置處理、用戶界面、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、共享的基礎(chǔ)算法】

15.前置、后置處理程序 【前置處理程序】基本任務(wù)是根據(jù)輸入對象的幾何信息進行有限元幾何造型，按照用戶擬定的計算機模型自動生成網(wǎng)絡(luò)，以及進行不同密度的網(wǎng)格見的轉(zhuǎn)換和修補等，它具有實體建模與參數(shù)化建模、構(gòu)建的布爾運算、單元自動劃分、節(jié)點自動編號與節(jié)電參數(shù)自動生成、在合計材料參數(shù)直接輸入與公式參數(shù)化導入、節(jié)點載荷自動生成、有限元模型自動生

成等功能【后置處理程序】功能主要包括繪制應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度和加速度等空間變化的曲線圖。同時還要求能在主分析程序的結(jié)果進行加工，如坐標變換、差值、曲線光順、修定輸出結(jié)果，以及有限元分析結(jié)果的數(shù)據(jù)平滑各種物理量的加工顯示，針對工程或產(chǎn)品設(shè)計要求的數(shù)據(jù)檢驗與工程規(guī)范校核，設(shè)計優(yōu)化與模型修改。16.優(yōu)化設(shè)計

優(yōu)化設(shè)計提供了一種邏輯方法，它能在所有可行的設(shè)計方案中進行最優(yōu)的選擇，在規(guī)定條件下得到最優(yōu)設(shè)計結(jié)果。極大提高了科研、生產(chǎn)的設(shè)計質(zhì)量，縮短了設(shè)計周期，節(jié)約了人力物力，具有顯著的經(jīng)濟效益?！灸繕撕瘮?shù)、設(shè)計變量、約束條件】

17.CAPP系統(tǒng)分類 【派生式CAPP】利用結(jié)構(gòu)的相似性，通過對系統(tǒng)中已有零件工藝規(guī)程的檢索得到相似零件的工藝規(guī)程，并對此進行編輯修改【創(chuàng)成式CAPP】是利用人工智能的方法，在知識庫的基礎(chǔ)上，通過相應(yīng)的決策邏輯推理，創(chuàng)造性解決工藝設(shè)置問題。18.CAPP系統(tǒng)基本組成和功能 ①零件信息的輸入【將零件的圖形輸入到CAPP系統(tǒng)中】②系統(tǒng)的管理【用戶權(quán)限與賬號的管理、系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份、對各種制造資源數(shù)據(jù)和工藝知識進行維護和管理】③零件工藝設(shè)計【生成零件的工藝文件】④工藝文件輸出【采用紙質(zhì)文檔形式，按標準的格式進行預(yù)覽并打印輸出；采用電子文檔形式，直接作為機床的加工參數(shù)，輸出到CAM系統(tǒng)中】⑤系統(tǒng)界面【一般有系統(tǒng)的各種下拉菜單或其他形式的菜單，各種功能的實現(xiàn)均在菜單和對話框中進行】 19.CAPP系統(tǒng)在制造信息化起的作用

①建立產(chǎn)品和制造零件的工藝過程文件②替代工藝設(shè)計人員的手工操作③規(guī)范產(chǎn)品制造工藝④使各種優(yōu)化決策方法的實現(xiàn)成為可能

20.CAPP系統(tǒng)零件信息的描述 ①數(shù)字編碼描述法②語言文字描述法③特征信息描述法 21.派生式CAPP系統(tǒng)

主要特征是檢索預(yù)置零件的工藝規(guī)程，實現(xiàn)零件工藝設(shè)計的借鑒與編輯。分為【基于GT技術(shù)的CAPP系統(tǒng)、基于特征的CAPP系統(tǒng)】

22.逆向工程、順向工程 【逆向工程】又稱反求技術(shù)和逆向設(shè)計，是將已有的產(chǎn)品模型轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計模型和概念模型，并在此基礎(chǔ)上解剖、深化和再創(chuàng)造的一些列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合，可有效的改善技術(shù)水平，提高生產(chǎn)率，增強產(chǎn)品競爭力，是消化吸收先進技術(shù)進而創(chuàng)造和開發(fā)各種新產(chǎn)品的重要手段。【順向工程】是從預(yù)期功能和規(guī)格目標開始，構(gòu)思產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，然后進行各個部件的設(shè)計、制造以及檢驗，再經(jīng)過組裝、整機檢驗、性能測試等程序完成整個開發(fā)過程。

23.逆向工程的四個核心步驟 ①零件原型的數(shù)字化②從測量數(shù)據(jù)中提取零件原型的幾何特征③零件原型CAD模型的構(gòu)建④CAD模型的檢驗與修正【關(guān)鍵步驟：零件的數(shù)字化、計算機輔助反向建?！?24.快速原型制造

又稱為快速出樣件技術(shù)或者快速成型法，與傳統(tǒng)材料的加工方法不同，它是采用材料累加的方法逐層制作。

第四篇：CADCAM課程設(shè)計總結(jié)

《CAD/CAM技術(shù)訓練》總結(jié)

CAD/CAM技術(shù)訓練課程設(shè)計是材料成型CAD/CAE、材料成型CAM在模具設(shè)計與制造方面應(yīng)用重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是學生對兩門課程的基礎(chǔ)知識、原理、分析方法的綜合運用和全面訓練。其目的是進一步提高學生應(yīng)用軟件進行模具設(shè)計的重要手段。通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學生具有模具設(shè)計、成型分析及數(shù)控加工的思想和分析能力，培養(yǎng)學生使用CAD/CAE/CAM的基本技能，如造型、分模、成型分析、格式轉(zhuǎn)換、模型預(yù)處理、自動編程等，使學生能夠結(jié)合工程實際設(shè)計一般復雜程度的模具并能對主要零件進行數(shù)控加工自動編程操作。

在本次課程實訓過程中，指導教師認真負責指導、學生努力工作，最終圓滿的完成了本次教學任務(wù)，取得了較好的效果。對本課程設(shè)計總結(jié)如下：

1.教學內(nèi)容的準備。指導教師根據(jù)本教學環(huán)節(jié)的教學目的和大綱要求，對教學內(nèi)容進行甄選并反復進行討論，選取的具有代表性的典型產(chǎn)品，做到難易適中，工作量飽滿并能全面訓練和考核學生基本知識與技能的掌握與運用。

2.教學指導的過程。準確的對學生講解教學內(nèi)容，并制定了詳細可行的指導計劃，針對整體問題進行整體答疑，統(tǒng)一輔導，安排機動時間針對學生個別問題有針對性的進行解答。

3.最終成績評定。本課程設(shè)計的成績由平時成績（30%），答辯成績（30%），與課程設(shè)計說明書與圖紙繪制情況（40%）綜合評定獲得。

通過本次設(shè)計，學生重新梳理了所學的相關(guān)課程理論知識，增強了信心，提高了自主學習能力。設(shè)計中，老師給予學生充分的自由度，使他們充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力和想象力，在復雜的思考過程中不斷地否定自己的設(shè)計，不斷改進，不斷完善。在本次設(shè)計中還是存在一定不足，主要表現(xiàn)在設(shè)計中有的學生缺乏積極主動性；個別學生表現(xiàn)出專業(yè)知識的不扎實，此外部分學生課程設(shè)計說明書格式不規(guī)范，圖紙繪制欠規(guī)范等。

材料加工工程系

2014.12.25

第五篇：《CADCAM技術(shù)》復習題

復習題 第一章概述

1．常用縮寫名詞的中文和英文全稱 縮寫

中文全稱

英文全稱

CAD

計算機輔助設(shè)計

Computer Aided Design

CAPP

計算機輔助工藝過程設(shè)計

Computer Aided Process Planning

CAM

計算機輔助制造

Computer Aided Manufacturing

CAE

計算機輔助工程

Computer Aided Engineering

FEM

有限元方法 Finite Element Method

PDM

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

Product Data Management

STEP

STEP標準

Standard for Exchange of Product Model

IGES

IGES標準

Initial Graphics Exchange Specification

B-Rep

邊界表示法

Boundary Representation

CSG

構(gòu)造立體幾何法

Constructive Solid Geometry

2．CAD/CAM技術(shù)的概念 1）廣義的CAD/CAM技術(shù)

是指利用計算機輔助技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計與制造的整個過程，及與之直接和間接相關(guān)的活動，包括產(chǎn)品設(shè)計（幾何造型、分析計算、工程繪圖、結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計等），工藝準備（計算機輔助工藝設(shè)計，計算機輔助工裝設(shè)計與制造、NC自動編程、工時定額和材料定額編制等），生產(chǎn)作業(yè)計劃，物料作業(yè)計劃的運行控制（加工、裝配、檢測、輸送、存貯等），生產(chǎn)控制，質(zhì)量控制，工程數(shù)據(jù)管理等。2）狹義的CAD/CAM技術(shù)

是指利用CAD/CAM系統(tǒng)進行產(chǎn)品的造型、計算分析和數(shù)控程序的編制（包括刀具路徑的規(guī)劃、刀位文件的生成、刀具軌跡的仿真及NC代碼的生成等）。3．在CAD/CAM系統(tǒng)中，CAPP是連接CAD、CAM的紐帶。

4．CAD/CAM技術(shù)從產(chǎn)生到現(xiàn)在，經(jīng)歷了形成、發(fā)展、提高和集成等階段。CAM先于CAD出現(xiàn)。1952年，數(shù)控（Numerical control，NC）機床首次研究成功，通過改變數(shù)控程序即可完成不同零件的加工，奠定了CAM的硬件基礎(chǔ)；1955年，研制成功在通用計算機上運行的自動編程工具（APT）語言，實現(xiàn)了NC編程自動化。在計算機圖形終端上直接描述零件，標志著CAD的開始。上世紀90年代以后，隨著硬件性能的提高，出現(xiàn)了一批微機CAD/CAM系統(tǒng)。

5．當今社會機械制造生產(chǎn)的主要方式將是多品種小批量生產(chǎn)。

6．隨著CAD技術(shù)的普及應(yīng)用越來越廣泛和越來越深入，CAD技術(shù)正向著開放、集成、智能和標準化的方向發(fā)展。第二章

CAD/CAM系統(tǒng) 1．CAD/CAM系統(tǒng)組成

所謂系統(tǒng),是指為完成特定任務(wù)而由相關(guān)部件或要素組成的有機的整體。一個完整的CAD/CAM系統(tǒng)必須具備硬件系統(tǒng), 軟件系統(tǒng)。

硬件系統(tǒng)主要由計算機及其外圍設(shè)備組成，包括主機、存儲器、輸入輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備以及生產(chǎn)加工設(shè)備等，它是可以觸摸的物理設(shè)備；

軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件，通常是指程序及其相關(guān)的文檔。2．CAD/CAM硬件系統(tǒng)：主機、存儲器、輸入輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備以及生 產(chǎn)加工設(shè)備

3．CAD/CAM軟件系統(tǒng)：根據(jù)系統(tǒng)中執(zhí)行的任務(wù)及服務(wù)對象的不同，可將軟件 系統(tǒng)分為三個層次:——系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用軟件 第三章計算機圖形學基礎(chǔ)

計算機圖形學的基本概念——計算機圖形學是利用計算機系統(tǒng)產(chǎn)生、操作、處理圖形對象的學科，圖形對象可能是矢量圖形也可能是點陣圖形。視區(qū)與窗口關(guān)系：

視圖區(qū)大小不變，窗口區(qū)縮小或放大時，所顯示的圖形會相反地放大或縮?。?窗口區(qū)大小不變，視圖區(qū)縮小或放大時，所顯示的圖形會相應(yīng)地縮小或放大； 窗口區(qū)與視圖區(qū)大小相同時，所顯示的圖形大小比例不變；

視圖區(qū)縱橫比不等于窗口區(qū)縱橫比時，顯示的圖形會有X、Y方向的伸縮變化。2．二維圖形的幾何變換

二維圖形的基本幾何變換包括比例變換、對稱變換、錯切變換、旋轉(zhuǎn)變換和平移變換。各個變換的變換矩陣。復合變換矩陣的推導，變換后坐標的計算。3．各種算法

線段(圓弧)的生成DDA算法區(qū)域填充算法(簡單遞歸、掃描線)線段編碼裁剪算法 z緩沖器算法射線交點法

第四章三維幾何建模技術(shù)

幾種建模方法的原理、特點及其在計算機內(nèi)的表示。幾何建模就是以計算機能夠理解的方式，對幾何實體進行確切的定義，賦予一定的數(shù)學描述，再以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式對所定義的幾何實體加以描述，從而在計算機內(nèi)部構(gòu)造一個實體的模型。三維形體的幾何信息和拓撲信息 形體的定義和正則集合運算

CAD數(shù)據(jù)建模技術(shù)上的四次大革命：曲面造型技術(shù)、實體造型技術(shù)、參數(shù)化技術(shù)、變量化技術(shù)

線框建模、曲面建模、實體建模的原理、特點和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 常用曲面構(gòu)造方法：線性拉伸面、直紋面、旋轉(zhuǎn)面、掃描面

三維實體建模中的計算機內(nèi)部表示：邊界表示法、構(gòu)造立體幾何法、混合模式 特征建模及其實現(xiàn)方法 第五章計算機輔助工程 計算機輔助工程的概念。

計算機輔助工程分析的主要內(nèi)容：工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、強度設(shè)計評價與壽命預(yù)估、動力學／運動學仿真。有限元分析的概念：先把一個原來是連續(xù)的物體剖分成有限個單元，且它們相互連接在有限個節(jié)點上，承受等效的節(jié)點載荷，并根據(jù)平衡條件來進行分析，然后根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件把這些單元重新組合起來，成為一個組合體，再綜合求解。由于單元的個數(shù)有限，節(jié)點的數(shù)目也有限，所以這種方法稱為有限元法。有限元分析的基本步驟： 1）前處理——連續(xù)體離散化 2）計算單元剛度矩陣 3）組集結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣 4）形成節(jié)點載荷向量 5）處理幾何邊界條件

6）解線性代數(shù)方程組，求出位移 7）求單元和節(jié)點的應(yīng)力 4．優(yōu)化設(shè)計概念

優(yōu)化設(shè)計是在計算機廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項設(shè)計技術(shù)，以求在給定技術(shù)條件下獲得最優(yōu)設(shè)計方案，保證產(chǎn)品具有優(yōu)良性能。

5．優(yōu)化設(shè)計三要素：設(shè)計變量、目標函數(shù)、約束條件

6．優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型的建立（建立工程問題的優(yōu)化設(shè)計數(shù)學模型）7．仿真

模仿真實的系統(tǒng)，意指通過對模擬系統(tǒng)的實驗去研究一個存在或設(shè)計中的系統(tǒng)。仿真（Simulation）的關(guān)鍵是建立從實際系統(tǒng)抽象出來的仿真模型。8．仿真類型：物理仿真、數(shù)學仿真 9．計算機仿真的一般過程 建立數(shù)學模型 建立仿真模型 編制仿真程序 進行仿真實驗 結(jié)果統(tǒng)計分析 仿真工作總結(jié)

第六章計算機輔助工藝設(shè)計

計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計，即 Computer Aided Process Planning，簡稱CAPP，是通過計算機技術(shù)輔助工藝設(shè)計人員，以系統(tǒng)、科學的方法確定零件從毛坯到成品的整個技術(shù)過程，即工藝規(guī)程。CAPP的分類：派生式CAPP和創(chuàng)成式CAPP CAPP的組成：零件信息的輸入、系統(tǒng)的管理、零件工藝設(shè)計、工藝文件輸出、系統(tǒng)界面 零件信息的描述方法：數(shù)字編碼描述法、語言文字描述法和幾何特征圖形描述法等。

CAPP系統(tǒng)零件信息的輸入：一種是采用人機交互方式輸入零件的各種信息，一種是通過與CAD系統(tǒng)的集成，從CAD系統(tǒng)中直接提取零件的幾何信息和技術(shù)信息。派生式CAPP系統(tǒng)工作原理和特點 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)工作原理和特點 第七章計算機輔助數(shù)控加工編程

1、數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟。

2、數(shù)控程序編制的方法。

3、CAM系統(tǒng)一般具有的基本功能。

4、分析比較常用的四種數(shù)控程序檢驗方法（試切、刀具軌跡仿真、三維動態(tài)切削仿真、虛擬加工仿真），說明其原理和特點。

5、刀具軌跡仿真的三種驗證方法：刀具軌跡顯示驗證、截面法驗證和數(shù)值驗證。第八章逆向工程技術(shù)

1．逆向工程技術(shù)的基本概念：逆向工程(Reverse Engineering)是在沒有設(shè)計圖紙或者設(shè)計圖紙不完整以及沒有CAD模型的情況下，按照現(xiàn)有零件的模型（稱為零件原形），利用各種數(shù)字化技術(shù)及CAD技術(shù)重新構(gòu)造原形CAD模型的過程。逆向工程的核心包括了以下四個步驟：（1）零件原型的數(shù)字化

（2）從測量數(shù)據(jù)中提取零件原型的幾何特征（3）零件原型CAD模型的構(gòu)建（4）CAD模型的檢驗與修正

零件的數(shù)字化和CARM（Computer Aided Reverse Modeling，計算機輔助反向建模）是逆向工程的兩項關(guān)鍵技術(shù)

逆向工程多用三維測量，具體有：接觸式測量與非接觸式測量。接觸式測量主要是利用三坐標測量機；非接觸式測量主要包括光學測量、超聲波測量、電磁測量等方法。

快速原型技術(shù)：快速成形技術(shù)是采用軟件離散-材料堆積的原理，綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光加工技術(shù)和材料技術(shù)，實現(xiàn)零件模型到三維實體原型制造的一體化加工技術(shù)，其基本構(gòu)思是：任何三維零件都可以看作是許多等厚度的二維平面輪廓沿某一坐標方向疊加而成，因此，可將CAD系統(tǒng)內(nèi)的三維模型切分成一系列平面幾何信息，即對其進行分層切片，得到各層截面的輪廓，按照這些輪廓，數(shù)控裝置精確控制激光束或其它工具運動，在當前工作層（三維）上采用輪廓掃描，加工出適當?shù)慕孛嫘螤睿缓笤黉伾弦粚有碌某尚尾牧?，進行下一次的加工，形成的各截面輪廓逐步疊加成三維產(chǎn)品?？焖僭偷闹饕に嚪椒ǎ汗夤袒尚危⊿LA）、薄料疊層（LOM）、選擇性激光燒結(jié)成形（SLS）、熔絲沉積成形（FDM）

快速成型所需的接口文件是STL格式文件。第九章

CAD/CAM系統(tǒng)集成 CAD／CAM系統(tǒng)集成，是指設(shè)計與制造過程中CAD、CAPP和NCP三個主要環(huán)節(jié)的軟件集成，有時也叫CAD／CAPP／CAM集成。

CAD／CAM集成是指信息和物理設(shè)備兩方面的集成。

CAD/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù)：參數(shù)化技術(shù)、特征技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù) 產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)：IGES、STEP CAD／CAM系統(tǒng)的集成方案主要有以下幾種：通過專用數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)集成、利用數(shù)據(jù)交換標準格式接口文件實現(xiàn)集成、基于統(tǒng)一產(chǎn)品模型和數(shù)據(jù)庫的集成、基于特征面向并行工程的設(shè)計與制造集成方法

Mastercam軟件應(yīng)用部分

1、二維線框的構(gòu)建

點線圓弧聚合線矩形橢圓多邊形文字倒圓角倒角尺寸標注

2、圖形的編輯 Modify（修整），Xform（轉(zhuǎn)換）和Delete（刪除）

3、二維刀具路徑

外形銑削鉆削挖槽（內(nèi)腔）銑削

4、三維曲面加工

平行加工放射加工等高外形加工投影加工挖槽加工

5、MasterCAM進行銑削加工的主要步驟有：（1）選擇機床類型；（2）串連選取加工輪廓；（3）設(shè)置毛坯尺寸；（4）選擇刀具；

（5）設(shè)置外形銑削加工參數(shù)；