CADCAM发展历程及基本概念

1、CAD-CAM开展历程及根本概念CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing ),即计算机辅助设计与计算机辅助制造,是一门基于计算机技术而开展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透相互结合的 、多学科综合性的技术.第一节 CAD/CAM开展历程及根本概念一、CAD/CAM开展历程1. CAD、CAM技术的开展历程CAD技术从出现至今大致经历了五个阶段：(1)孕育形成阶段(20世纪50年代).(2)快速开展阶段(20世纪60年代).(3)成熟推广阶段(20世纪70年代.(4)广泛应用阶段(20世纪80年代).(5)标准化、智

2、能化、集成化阶段(20世纪80年代后期)2. CAE技术的开展历程CAE技术的开展大致经历了三个阶段：(1)技术探索阶段(20世纪6070年代)o(2)蓬勃开展时期(20世纪7080年代).(3)成熟推广时期(20世纪90年代).二、CAD/CAM根本概念一般认为,CAD是指工程技术人员在人和计算机组成的系统中,以计 算机为辅助工具,通过计算机和CAD软件对设计产品进行分析、计算、 仿真、优化与绘图,在这一过程中,把设计人员的创造思维、综合判断 水平与计算机强大的记忆、数值计算、信息检索等水平相结合,各尽所 长,完成产品的设计、分析、绘图等工作,最终到达提升产品设计质量、 缩短产品开发周期、降

3、低产品生产本钱的目的.CAD的功能可以大致归纳为四类,即几何建模、工程分析、动态模拟 和自动绘图.为了实现这些功能,一个完整的 CAD系统应由科学计算、图形系统和 工程数据库等组成.科学计算包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和 优化设计等；图形系统那么包括几何造型、自动绘图、动态仿真等；工程数据库对设计过程中需要使用和产生的数据、图形、文档等进行存 储和治理.CAM是指应用电子计算机来进行产品制造的统称,有狭义 CAM和广 义 CAM.狭义CAM指数控加工,它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容, 输出信息是加工时的刀位文件和数控程序. 广义CAM是利用计算机进行零件的工艺规

4、划、数控程序编制、加工过 程仿真等.把计算机辅助设计和计算机辅助制造集成在一起,称为CAD/CAM系统、把计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程集成在一起,称为 CAD/CAE/CAM 系统.CAD/CAM技术是一种在不断开展着的技术,随着相关技术及应用领域 的开展和扩大,CAD/CAM技术的内涵也在不断扩展.三、CAD/CAM系统组成CAD/CAM系统由硬件系统和软件系统组成.硬件系统包括计算机和外部设备,软件系统那么由系统软件、应用软件和专业软件组成.第二节 CAD/CAM技术在模具行业中的应用模具工业是国民经济的重要根底工业之一 ,模具是工业生产中的根底工艺装备,是一种高附加值的

5、高技术密集型产品,也是高新技术产业化的重要领域,其技术水平的上下已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志 O一、模具成形的特点根据成形的特点,模具分为冲压模具、塑料模具、压铸模具、锻造模具、 铸造模具、粉末冶金模具、玻璃模具、橡胶模具、陶瓷模具和简易模具 等十大类.模具成形技术具有如下特点:(1)生产率高(2)制件质量好(3 )材料利用率高(4)本钱低二、CAD/CAM技术在现代模具技术中的应用1. CAD/CAM 技术在冷冲模中的应用上世纪50年代末期,国外一些科研院所便开始研究开发冷冲模CAD/CAM 系统.1971年,美国DieComp公司成功地开发了级进模计算机辅助设计系统 PDDCo应

6、用该系统可以完成冷冲模设计的全部过程,其中包括输入产 品图形和技术条件；确定操作顺序、步距、空位、总工位数；绘制排样 图；输出模具装配图、零件图和压力机床参数；生成数控线切割程序等.1977年捷克金属加工工业研究院研制成功 AKT系统,它可以用于简 单、复合和连续冲裁模的设计和制造；20世纪70年代末期,日本机械工程实验室和日本旭光学工业公司分别 开发的连续模设计系统 MEL和冲孔弯曲模系统PENTAX ;1982年日立公司研制了冲裁模 CAD系统.使用这些系统进行模具设计 制造,大大缩短了模具开发周期,降低了生产本钱,提升了生产效率.CAD/CAM在冷冲模具设计与制造中的应用,主要可归纳为以

7、下几个方 面：1)利用几何造型技术完成复杂模具几何设计.2完成工艺分析计算,辅助成形工艺的设计.3建立标准模具零件和结构的图形库,提升模具结构和模具零件设计 效率.4辅助完成绘图工作,输出模具零件图和装配图.5利用计算机完成有限元分析和优化设计等数值计算工作.6辅助完成模具加工工艺设计和 NC编程.2. CAD/CAM技术在塑料模中的应用注射模CAD/CAM技术主要从两个方面对技术人员提供强有力的帮助一是应用CAE技术对模具进行有限元结构力学分析、流动分析模拟和冷却分析模拟等；二是完成注射模结构 CAD ,包括塑料产品的建模、模具总体结构方案 设计和零部件设计,数控仿真和数控程序生成,模具模拟

8、装配、零件图 和装配图的生成与绘制等.20世纪60年代中期,英国、美国、加拿大等国学者完成注射过程一维 流动与冷却分析；70年代完成二维分析程序；80年代开始对三维流动与冷却分析进行研究；进入90年代,对流动、保压、冷却、应力分析注射成型全过程进行集成化研究,这些研究为开发实用的注射模 CAE软件奠定了坚实的根底1 塑料模具CAD/CAM系统的特点1 模具成型局部的几何造型需要功能强大的三维图形系统支持.2模具自由曲面一般采用数控加工.3 计算分析比较复杂.4 模拟分析软件.2注射模CAD/CAE/CAM主要工作内容1塑料制品的几何造型.2模腔外表形状的生成.3模具结构方案设计4标准模架的选择

9、.5部装图和总装图的生成.6模具零件图的生成.7注射工艺条件及注射模材料的优选.8注射流动及保压过程模拟.9冷却过程分析.10力学分析.11数控加工.三、模具CAD/CAM技术的优越性CAD/CAM技术的优越性都是传统的模具设计制造方法所无法比较的.1） CAD/CAM可以提升模具设计和制造水平,从而提升模具质量.2） CAD/CAM 可以节省时间,提升效率.4) CAD/CAM技术将技术人员从繁杂的计算、绘图和 NC编程中解放 出来,使其可以从事更多的创造性劳动.5)随着材料成形过程计算机模拟技术的开展、完善和模具 CAD/CAE/CAM 技术的应用,可大大提升模具的可靠性,缩短甚至不 需要试模修模过程,提升模具设计制造的一次性成功率.第三节 CAD/CAM技术开展趋势一、集成化CAD/CAM系统集成主要包含三层意思：软件集成,扩充和完善一个 CAD系统的功能,使一个产品设计过程的各阶段都能在单一的 CAD系统中完成；CAD功能和CAM功能的集成；建立企业的CIMS系统,实现企业的物理集成、信息集成和功能集成.CAD/CAM系统集成主要有以下几方面的工作：产品造型技术：实现参数化特征造型和变量化特征造型,以便建立包含几何、工艺、制造、治理等完整信息的产品数据模型；数据交换技术：积极向国际标准靠拢,实现异构环境下的信息集成；计算机图形处理技术；数据库治理技术等.二、