CAD╱CAM在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

1、CAD/CAM在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用摘要：分析CAD/CAM技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用的迫切性及應(yīng)用后明顯的優(yōu)越性.關(guān)鍵詞：CAD/CAM;設(shè)計(jì);制造;應(yīng)用 Keywords:CAD/CAM;design;make;application引言CAD 系統(tǒng)是將人的創(chuàng)造性思維、專業(yè)知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算功能、大量信息儲(chǔ)存及邏輯判斷能力有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交流及交互工作的系統(tǒng)。CAD 是Computer AidedDesign 的縮寫， 起源于上世紀(jì)50年代， 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，CAD 技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)企業(yè)采用計(jì)算機(jī)繪圖已徹底替代了復(fù)雜、繁瑣、費(fèi)時(shí)的傳統(tǒng)繪圖，甩掉了傳統(tǒng)的圖

2、板。0 機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)的可能性,必要性和迫切性機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展直接影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的發(fā)展，也影響到國(guó)計(jì)民生和國(guó)防力量的加強(qiáng)，因此，各國(guó)都把機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展放在首要位置。隨著機(jī)械產(chǎn)品國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，各大公司都把高新技術(shù)注入機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)中，作為競(jìng)爭(zhēng)取勝的重要手段。 國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的任何行業(yè)的發(fā)展，必須依靠機(jī)械制造業(yè)的支持并提供裝備；在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用占60%以上。美國(guó)認(rèn)為社會(huì)財(cái)富的來(lái)源機(jī)械制造業(yè)占68%；當(dāng)今制造科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)等四大支柱科學(xué)相互依存，但后三種科學(xué)必須依靠制造科學(xué)才能形成產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造社會(huì)物質(zhì)財(cái)富

3、。而制造科學(xué)的發(fā)展也必須依靠信息、材料和生物科學(xué)的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)是任何其他高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)價(jià)值的最佳集合點(diǎn)。例如，快速原型成型機(jī)、虛擬軸機(jī)床、智能結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)等，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了純機(jī)械的范疇，而是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、材料等眾多技術(shù)于一體的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備，并且體現(xiàn)了人文科學(xué)和個(gè)性化發(fā)展的內(nèi)涵。 CAD/CAM，是指以計(jì)算機(jī)作為主要技術(shù)手段，幫助人們處理各種信息，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造。模具CAD/CAM技術(shù)是以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為用戶提供一種有效的輔助工具，使工種技術(shù)人員能借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效

4、益的系統(tǒng)工種。企業(yè)要把握住時(shí)代潮流和行業(yè)新動(dòng)態(tài)，抓機(jī)遇、結(jié)國(guó)情，積極開展CAD/CAM技術(shù)的研究和推廣工作，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，加強(qiáng)企業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。 當(dāng)前CAD/CAM主要運(yùn)行在工作站或微機(jī)平臺(tái)上。工作站雖然性能優(yōu)越，圖形處理速度快，但價(jià)格昂貴、操作使用復(fù)雜、培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人員周期長(zhǎng)，這在一定程度上限制了CAD/CAN技術(shù)的推廣。而由于微機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)比工作站低，性能也不比中低檔工作站遜色多少，并且其操作系統(tǒng)的安全性與掌握技術(shù)的簡(jiǎn)單性和靈活性，使得CAD/CAM技術(shù)得以廣泛地應(yīng)用和推廣。以下我們對(duì)一批比較優(yōu)秀、流行的商品化軟件作一些簡(jiǎn)要的介紹和分析： 1Unigraphics（UG）是Unigrap

5、hicsSolutions公司的拳頭產(chǎn)品。該公司首次突破傳統(tǒng)CAD/CAM模式，為用戶提供一個(gè)全面的產(chǎn)品建模系統(tǒng)。在UG中，優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)體、線框和表面功能結(jié)合在一起，這一結(jié)合被實(shí)踐證明是強(qiáng)有力的，并被大多數(shù)CAD/CAM軟件廠商所采用。UG最早應(yīng)用于美國(guó)麥道飛機(jī)公司。它是從二維繪圖、數(shù)控加工編程、曲面造型等功能發(fā)展起來(lái)的軟件。90年代初，美國(guó)通用汽車公司選中UG作為全公司的CAD/CAE/CAM/CIM主導(dǎo)系統(tǒng)。 2SOLIDEDGE是真正Windows軟件。它不是將工作站軟件生硬地搬到Windos平臺(tái)上，而是充分利用Windos基于組件對(duì)象模型（COM）的先進(jìn)技術(shù)重寫代

6、碼。SOLIDEDGE與Microsoftoffice兼容，與Windos的OLE技術(shù)兼容，這使得設(shè)計(jì)師們?cè)谑褂肅AD系統(tǒng)時(shí)，能夠進(jìn)行Windows下字處理、電子報(bào)表、數(shù)據(jù)庫(kù)操作等。 SOLIDEDGE具有友好的用戶界面，它采用一種稱為SmartRibbon的界面技術(shù)，用戶只要按下一個(gè)命令按鈕，既可以在SmartRibbon上看到該命令的具體的內(nèi)容和詳細(xì)的步驟，同時(shí)在狀態(tài)條上提示用戶下一步該做什么。SOLIDEDGE是基于參數(shù)和特征實(shí)體造型的新一代機(jī)械設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)，它是為設(shè)計(jì)人員專門開發(fā)的，易于理解和操作的實(shí)體造型系統(tǒng)。3AutoCAD是Autodesk公司的主導(dǎo)產(chǎn)品。Autodesk公司是

7、世界第四大PC軟件公司。目前在CAD/CAE/CAM工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，該公司是擁有全球用戶量最多的軟件供應(yīng)商，規(guī)模最大的基于PC平臺(tái)的CAD和動(dòng)畫及可視化軟件企業(yè)。Autodesk公司的軟件產(chǎn)品已被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)等一些重大工程領(lǐng)域。AutoCAD是當(dāng)今最流行的二維繪圖軟件，它在二維繪圖領(lǐng)域擁有廣泛的用戶群。AutoCAD有強(qiáng)大的二維功能，如繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及二次開發(fā)等功能，同時(shí)有部分三維功能。AutoCAD提供ALISP、ADS、ARX作為二次開發(fā)的工具。 4MDT是Autodesk公司在PC平臺(tái)上開發(fā)的三維機(jī)械CAD系統(tǒng)。它以三維設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，集設(shè)計(jì)、分析、制

8、造以及文檔管理等多種功能為一體；為用戶提供了從設(shè)計(jì)到制造一體化的解決方案。 5SolidWorks是生信國(guó)際有限公司推出的基于Windows的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。生信公司是一家專業(yè)化的信息高速技術(shù)服務(wù)公司，在信息和技術(shù)方面一直保持與國(guó)際CAD/CAE/CAN/PDM市場(chǎng)同步。該公司提倡的基于Windos的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng)是以Windos為平臺(tái)，以SolidWorks為核心的各種應(yīng)用的集成，包括結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、工程數(shù)據(jù)管理和數(shù)控加工等，為中國(guó)企業(yè)提供了夢(mèng)寐以求的解決方案。 Solidworks是微機(jī)版參數(shù)化特征造型軟件的新秀，該軟件旨在以工作站出版的相應(yīng)軟件價(jià)格的1/4l

9、/5向廣大機(jī)械設(shè)計(jì)人員提供用戶界面更友好，運(yùn)行環(huán)境更大眾化的實(shí)體造型實(shí)用功能。是基于Windos平臺(tái)的全參數(shù)化特征造型軟件，它可以十分方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實(shí)體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖。圖形界面友好，用戶上手快。該軟件可以應(yīng)用于以規(guī)則幾何形體為主的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作中。 6Pro/Engineer系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ParametricTechnologyCorporatlon，簡(jiǎn)稱PTC）的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用該概念開

10、發(fā)出來(lái)的第三代機(jī)械CAD/CAE/CAM產(chǎn)品Pro/Engineer軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。 7高華CAD是由北京高華計(jì)算機(jī)有限公司推出的CAD產(chǎn)品。包括計(jì)算機(jī)輔助繪圖支撐系統(tǒng)GHDrafting、機(jī)械設(shè)計(jì)及繪圖系統(tǒng)GHMDS、工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)GHCAPP、三維幾何造型系統(tǒng)GHGEMS、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)GHPDMS及自動(dòng)數(shù)控編程系統(tǒng)GHCAM。其中GHMDS是基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)，它具有全程導(dǎo)航、圖形繪制、明細(xì)表的處理、全約束參數(shù)化設(shè)計(jì)、參數(shù)化圖索拼裝、尺寸標(biāo)注、標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、圖像編輯等功能模塊

11、。 8CAXA電子圖板和CAXAME制造工程師軟件是由北京北航海爾軟件有限公司（原北京航空航天大學(xué)華正軟件研究所）開發(fā)與銷售。 CAXA電子圖板是一套高效、方便、智能化的通用中文設(shè)計(jì)繪圖軟件，可幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行零件圖、裝配圖、工藝圖表、平面包裝的設(shè)計(jì)，適合所有需要二維繪圖的場(chǎng)合，使設(shè)計(jì)人員可以把精力集中在設(shè)計(jì)構(gòu)思上，徹底甩掉圖板，滿足現(xiàn)代企業(yè)快速設(shè)計(jì)、繪圖、信息電子化的要求。CAXA-ME是面向機(jī)械制造業(yè)的自主開發(fā)的、中文界面、三維復(fù)雜形面CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師1.0版于1996年推出，CAXAME2.0版于1998年3月發(fā)布，CAXAWE2000版業(yè)已發(fā)布 9金銀花（Loni

12、cera）系統(tǒng)是由廣州紅地技術(shù)有限公司開發(fā)的基于STEP標(biāo)準(zhǔn)CAD/CAM系統(tǒng)。該系統(tǒng)是國(guó)家科委863/CIMS主題在九五期間科技攻關(guān)的最新研究成果。該軟件主要應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中，它可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造一體化和自動(dòng)化。該軟件起點(diǎn)高，以制造業(yè)最高國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO-10303（STEP）為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。該軟件采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，使用先進(jìn)的實(shí)體建模、參數(shù)化特征造型、二維和三維一體化、SDAI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存取接口的技術(shù)；具備機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)和數(shù)控加工程序自動(dòng)生成等功能；同時(shí)還具有多種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，如STEP、DXF等；支持產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）。目前金銀花系統(tǒng)的系列產(chǎn)品包括：機(jī)械設(shè)計(jì)平臺(tái)M

13、DA、數(shù)控編程系統(tǒng)NCP、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDS、工藝設(shè)計(jì)工具M(jìn)PP。 機(jī)械設(shè)計(jì)平臺(tái)MDA（MechanicalDesignAssistant）是金銀花系列軟件之一，是二維和三維一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。目前，MDA1.7版已投放市場(chǎng)，MDA99版也已發(fā)布。 從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度看,設(shè)計(jì)與制造的過程是一個(gè)關(guān)于產(chǎn)品信息的產(chǎn)生,處理,交換和管理的過程.人們利用計(jì)算機(jī)作為主要技術(shù)手段,對(duì)產(chǎn)品從構(gòu)思到投放市場(chǎng)的整個(gè)過程中的信息講行分析和處理,生成和運(yùn)用各種數(shù)字信息和圖形信息,進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造.CAD/CAM技術(shù)不是傳統(tǒng)設(shè)計(jì),制造流通和方法的簡(jiǎn)單映像,也不是局限在個(gè)別步驟或環(huán)節(jié)中部分地使用計(jì)算機(jī)作為工具,而是將計(jì)算

14、機(jī)科學(xué)與工程領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)以及人的智慧和經(jīng)驗(yàn)以現(xiàn)代的科學(xué)方法為指導(dǎo)結(jié)合起來(lái),在設(shè)計(jì),制造的全過程中各盡所長(zhǎng),盡可能地利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成那些重復(fù)性高,勞動(dòng)量大,計(jì)算復(fù)雜以及單純靠人工難以完成的工作,輔助而非代替工程技術(shù)人員完成整個(gè)過程,以獲得最佳效果. 在機(jī)械制造業(yè)中產(chǎn)品的設(shè)計(jì),制造是從市場(chǎng)需求分析開始的,根據(jù)需求確定產(chǎn)品的性能,建立產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行綜合分析論證;在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)具體結(jié)構(gòu),包括結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化,評(píng)估,幾何參數(shù),力學(xué)特性的分析計(jì)算;最后得出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)果.完成設(shè)計(jì)工作之后,需對(duì)產(chǎn)品的幾何形狀和制造要求做進(jìn)一步分析,設(shè)計(jì)產(chǎn)品的加工工藝規(guī)程,進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備,隨后,加工制造;裝配,

15、檢測(cè).由此可以得出兩點(diǎn)結(jié)論:第一,設(shè)計(jì),制造過程的各個(gè)階段事實(shí)上是客觀存在的.正因?yàn)檫@個(gè)規(guī)律的存在,為程式化工作的計(jì)算機(jī)引人設(shè)計(jì),制造領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)CAD/CAM提供了客觀可能性.第二,人為地研究,分析,總結(jié)這個(gè)規(guī)律是為了更好地把握,運(yùn)用這個(gè)規(guī)律,科學(xué)地,有計(jì)劃地,按步驟地實(shí)施設(shè)計(jì)與制造,為實(shí)現(xiàn)CAD/CAM創(chuàng)造條件.針對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,各設(shè)計(jì)任務(wù)所占的比重將設(shè)計(jì)劃分為如下設(shè)計(jì)類型: 1新設(shè)計(jì)這是一種從無(wú)到有的開發(fā)性設(shè)計(jì).或者從概念設(shè)計(jì),功能設(shè)計(jì)開始,或者重新排列組合現(xiàn)有的,或新的零部件來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)目的.新設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)造性的思維. 2適應(yīng)性設(shè)計(jì)其特點(diǎn)是保持總體布局不變,修改個(gè)別零部件的功能或形狀以適應(yīng)

16、質(zhì)和量的附加要求. 3參數(shù)化設(shè)計(jì)其特點(diǎn)是功能,布局,零件的幾何拓?fù)潢P(guān)系均保持不變,僅改變零件的尺寸參數(shù),產(chǎn)生系列化的設(shè)計(jì)結(jié)果. 據(jù)統(tǒng)計(jì),機(jī)械制造領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工作有56%屬于適應(yīng)性設(shè)計(jì),20%屬于參數(shù)化設(shè)計(jì),只有24%屬于新設(shè)計(jì).某些標(biāo)準(zhǔn)化程度高的領(lǐng)域,參數(shù)化設(shè)計(jì)達(dá)到50%左右.上述數(shù)據(jù)說(shuō)明,工程技術(shù)人員的大部分時(shí)間和精力是消耗在重復(fù)性工作或局部小修小改之中了,不可能有充沛的精力去從事創(chuàng)造性勞動(dòng).也不會(huì)有足夠的時(shí)間去學(xué)習(xí)掌握新知識(shí)和新技能,久而久之,人的創(chuàng)造性思維能力也會(huì)隨著日復(fù)一日,年復(fù)一年的重復(fù),煩瑣的勞動(dòng)而萎縮.尤其在市場(chǎng)竟?fàn)巹×业臈l件下,很難適應(yīng)發(fā)展的需要.因此,在機(jī)械制造領(lǐng)域?yàn)槭乖O(shè)計(jì)方法

17、及設(shè)計(jì)手段科學(xué)化,系統(tǒng)化,現(xiàn)代化,實(shí)現(xiàn)CAD是非常必要的.工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械制造生產(chǎn)過程技術(shù)準(zhǔn)備工作的一個(gè)重要內(nèi)容,是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與車間的實(shí)際生產(chǎn)的My,工藝規(guī)程是進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)制造和決定零件加方法與加1路線的I要依據(jù),它對(duì)組織生產(chǎn),保id產(chǎn)品質(zhì)最,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低成本,縮短生產(chǎn)周期及改善勞動(dòng)條件等有著1氣接的影響,是經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)LI隨環(huán)境變化而多變的決策過程.過去一直是工藝人員手工完成,不僅效率低,而且依附于人的技能和經(jīng)驗(yàn),很難獲得最住方案,遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的要求.同時(shí),與產(chǎn)品設(shè)日一樣,也存莊著繁瑣Btu亞復(fù)的密集型勞動(dòng)束縛工藝人員,難以從事創(chuàng)造性開拓工作.因此,用CAPP技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)

18、的工藝設(shè)計(jì)對(duì)于機(jī)械制造業(yè)具有重要意義. 再考察制造階段的生產(chǎn)狀況.從機(jī)械制造行業(yè)來(lái)看,由于新工藝新技術(shù)的飛速發(fā)展,社會(huì)需求趨向多樣化,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,迫使產(chǎn)品更新周期日益縮短.多品種小批量生產(chǎn)的企業(yè)大最增加,50件以的小批量生產(chǎn)約占75%.據(jù)統(tǒng)計(jì),一個(gè)零件在車間的平均停留時(shí)問中,只有5%的時(shí)間是在機(jī)床上,而在這個(gè)5%的時(shí)間中,又只有30%的時(shí)間用于切削加工.由此可見,零件在機(jī)床上的切削時(shí)間只占零件在車間停留時(shí)間的1.5%.要提高零件的加工效率,改善經(jīng)濟(jì)性,就要減少零件在車間的流通時(shí)問和裝卸,調(diào)整,測(cè)量,等待切削的時(shí)間.而做到這一點(diǎn)必須綜合考慮生產(chǎn)的管理,調(diào)度,零件的傳遞和裝卸方法等多方而因素.這

19、需要通過計(jì)算機(jī)輔助人們做全面安排,控制加工過程. 上述設(shè)計(jì),制造過程分析充分說(shuō)明了機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)的可能性,必要性和迫切性.2機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用CAD/CAM后明顯的優(yōu)越性 開發(fā)CAD/CAM軟件的目的是應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)，從60年代初第一個(gè)CAD/CAM系統(tǒng)問世以來(lái)，經(jīng)過四十多年的發(fā)展，CAD/CAM系統(tǒng)在技術(shù)上、應(yīng)用上已日趨成熟。在七五期間，國(guó)家支持對(duì)24個(gè)重點(diǎn)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行了CAD的開發(fā)研制工作，為我國(guó)CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。另外，通過國(guó)家科委實(shí)施的863計(jì)劃中的CIMS主題，也促進(jìn)了CAD/CAM技術(shù)的研究和發(fā)展。尤其是機(jī)械行業(yè)自1995年以來(lái)，相繼開展

20、了CAD應(yīng)用1215工程和CAD應(yīng)用1550工程，前者是樹立12家甩圖板的CAD應(yīng)用典型企業(yè)，后者是培育50100家CAD/CAM應(yīng)用的示范企業(yè)，扶持500家，繼而帶動(dòng)5000家企業(yè)的計(jì)劃。貴州省經(jīng)過實(shí)施CAD應(yīng)用工程，企業(yè)CAD推廣應(yīng)用面明顯擴(kuò)大，應(yīng)用水平顯著提高，企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力大大增強(qiáng)。貴州省的24家示范企業(yè)在CAD應(yīng)用工程啟動(dòng)之后，在已有CAD系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，新投資了3554萬(wàn)元用于CAD軟硬件設(shè)備的購(gòu)置。這24家示范企業(yè)經(jīng)過實(shí)施CAD應(yīng)用工程后，企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力顯著提高：產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率顯著提高（平均提高92），產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造周期明顯縮短（設(shè)計(jì)周期平均縮短65.33），顯著提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量

21、（20家顯著提高，4家較顯著提高），平均的CAD覆蓋率達(dá)到95.18（比CAD應(yīng)用工程實(shí)施前增加34.01），平均CAD普及率達(dá)到96.15（比CAD應(yīng)用工程實(shí)施前增加37），企業(yè)應(yīng)用CAD共新增產(chǎn)值壹拾億肆仟柒佰陸拾貳萬(wàn)元整（l，047，620，000元），新增利稅壹億肆仟壹佰萬(wàn)元整（141，000，000元），降低成本壹億壹仟伍佰貳拾叁萬(wàn)元整（115，230，000元），投入產(chǎn)出比為1：2948，貴州省所取得的CAD應(yīng)用效益處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，取得了十分顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)過四十多年的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步?，F(xiàn)在CAD/CAM主要運(yùn)行在工作站或微機(jī)平臺(tái)上。工作站雖然性能優(yōu)越，圖

22、形處理速度快，但價(jià)格卻十分昂貴，這在一定程度上限制了CAD/CAM技術(shù)的推廣。隨著Pentium芯片和WindowsNT操作系統(tǒng)的出現(xiàn)并流行，以前只能運(yùn)行在工作站上的CAD/CAM軟件現(xiàn)在也可以運(yùn)行在微機(jī)上。由于微機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)比工作站低，性能也不比中低檔工作站遜色多少，并且windowsNT操作系統(tǒng)的安全性與DOS、Windows3.x、Windows95/98等操作系統(tǒng)相比有了很大提高。所以，微機(jī)平臺(tái)為普及CAD應(yīng)用創(chuàng)造了絕好的條件。在此基礎(chǔ)上，CAD/CAM軟件廠商展開了新一輪的競(jìng)爭(zhēng)。一方面工作站上著名的CAD/CAM的軟件（如UG、CATIA）全功能地移植到微機(jī)平臺(tái)，使微機(jī)完全對(duì)等地實(shí)現(xiàn)

23、了工作站環(huán)境的處理能力；另一方面CAD/CAM軟件打破了原有Unix環(huán)境的桎梏，在Windows平臺(tái)上全面拓展。Pentium以上處理器和NT環(huán)境已經(jīng)或者正在成為CAD/CAM軟件運(yùn)行和應(yīng)用的主流平臺(tái)。目前,機(jī)械制造業(yè)中CAD/CAM技術(shù)己經(jīng)得到了一定范圍的應(yīng)用,并且?guī)?lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益.據(jù)初步統(tǒng)計(jì),有67%的機(jī)械制造單位現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣的95%實(shí)現(xiàn)了CAD,每項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期平均縮短為原設(shè)討周期的30%,大大減少了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到投產(chǎn)的時(shí)間,降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本約15%一300/n.有7%的機(jī)械制造單位將CAD/CAM技術(shù)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì),制造的各環(huán)節(jié),不僅降低了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成本,由于較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了產(chǎn)品的合

24、格率而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量,其預(yù)測(cè)量級(jí)提高1.5-3倍;增加投人設(shè)備的生產(chǎn)率卜2倍;增加產(chǎn)品作業(yè)生產(chǎn)率40%一60%;減少加工過程20%一40%;降低人力成本10%一25%. 模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個(gè)新的飛躍。采用單獨(dú)的CAD和CAM技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)模具，就其整個(gè)生產(chǎn)過程來(lái)看，與傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程沒有什么本質(zhì)變化，仍然分成兩個(gè)環(huán)節(jié)-設(shè)計(jì)與制造，且二者之間有著明顯的分界，圖紙是它們之間傳遞信息的最重要的手段。模具CAD/CAM則是把CAD和CAM緊密地聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化，其實(shí)質(zhì)是設(shè)計(jì)與制造的綜合計(jì)算機(jī)化。

25、在CAD/CAM系統(tǒng)中，產(chǎn)品的幾何模型是關(guān)于產(chǎn)品的最基本核心數(shù)據(jù)，并作為整個(gè)設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析過程中最原始的數(shù)據(jù)。其結(jié)果可運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將其存儲(chǔ)和直接傳送到生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的各有關(guān)方面，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造的一體化。這時(shí)，圖紙不再是設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)的分界線，也不再是制造過程的唯一依據(jù)，在系統(tǒng)中傳遞的是整個(gè)設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析后所獲得的大量信息。模具CAD/CAM技術(shù)所以能很快地得到發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，主要是它具有如下的一些特點(diǎn)： （1）知識(shí)、技術(shù)密集,綜合性強(qiáng)。模具CAD/CAM技術(shù)是由多種先進(jìn)制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合，其知識(shí)、技術(shù)高度密集，涉及學(xué)科領(lǐng)域多，知識(shí)面廣，技術(shù)性更強(qiáng)，這就要求從業(yè)人員不僅要有

26、較高的專業(yè)技術(shù)和技能，而且要有多學(xué)科的綜合知識(shí)和技術(shù)。 （2）生產(chǎn)率高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。模具CAD/CAM技術(shù)可以極大地提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)分析，用傳統(tǒng)的方法制造模具，從設(shè)計(jì)到制成產(chǎn)品交貨，大約需要幾個(gè)月的時(shí)間。而采用模具CAD/CAM技術(shù)則可縮短為十幾天甚至幾天的時(shí)間，這就為企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得了時(shí)間，以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。 （3）有利于提高模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度，極大地發(fā)揮人的創(chuàng)造性。標(biāo)準(zhǔn)化工作可有效地促進(jìn)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，而模具CAD/CAM則要求模具設(shè)計(jì)過程的標(biāo)準(zhǔn)化、模具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、模具制造過程的標(biāo)準(zhǔn)化和工藝條件的標(biāo)準(zhǔn)化。 （4）更新速度快，初始投資大。模具

27、CAD/CAM技術(shù)的更新速度快，能適應(yīng)市場(chǎng)形勢(shì)的變化，為企業(yè)帶來(lái)很高的效益，但它的初始投資卻是巨大的，這也是制約模具CAD/CAM推廣應(yīng)用的一個(gè)重要因素。 （5）適應(yīng)性廣，這是模具CAD/CAM技術(shù)的又一特點(diǎn)。它不僅能適應(yīng)于大型企業(yè)，而且也適用于中、小型企業(yè)。模具CAD/CAM技術(shù)仍然是在不斷發(fā)展中的技術(shù)，其發(fā)展的最高階段是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS），其目標(biāo)是模具制造的全盤自動(dòng)化，這就要求有較長(zhǎng)時(shí)間的研究開發(fā)和巨額的資金投入。人們相信，隨著CAD/CAM技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，必將在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮巨大的作用，為社會(huì)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)效益，而面對(duì)全球，信息、技術(shù)飛速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)尤其是裝備

28、制造業(yè)的現(xiàn)代化水平高速提升，中國(guó)(這里只講大陸的情況，不包括臺(tái)灣和港澳地區(qū))鑄造業(yè)當(dāng)清醒認(rèn)識(shí)自己的歷史重任和與發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)實(shí)差距，大膽利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及管理的最新成果，認(rèn)清“只有實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)化才能跟上時(shí)代步伐”的道理，把握現(xiàn)代鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，采用先進(jìn)適用技術(shù)，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，立足現(xiàn)實(shí)又高瞻遠(yuǎn)矚，以振興和發(fā)展中國(guó)鑄造業(yè)的累累碩果來(lái)奠定中國(guó)現(xiàn)代工業(yè)文明進(jìn)程的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。3 CAD/CAM在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的典型應(yīng)用3.1CAD/ CAM/ CAPP系統(tǒng)在數(shù)控加工中的應(yīng)用 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。數(shù)控加工過程中加工程序的編制也越來(lái)越得到重視，數(shù)控加工程序編制

29、實(shí)質(zhì)是一個(gè)迭代過程，設(shè)計(jì)的更改，工藝方案的更改，刀具的更換等，都會(huì)導(dǎo)致數(shù)控程序的重新編制。編制人員對(duì)工藝方案可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的理解，編程的操作過程也容易發(fā)生錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤必須用系統(tǒng)重新編程來(lái)進(jìn)行修改。因此，一個(gè)高效、可靠的CAM系統(tǒng)必須能夠方便、有效地解決編程過程中出現(xiàn)的問題。目前國(guó)際上數(shù)控編程技術(shù)的發(fā)展使得CAM 系統(tǒng)處理復(fù)雜幾何形狀的能力非常強(qiáng)，但在使用的方便程度上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，用戶要對(duì)系統(tǒng)熟練掌握也非常難。對(duì)于像飛機(jī)構(gòu)件這樣的復(fù)雜對(duì)象，加工過程常常需要幾十個(gè)工步，上百個(gè)數(shù)控程序才能完成。采用傳統(tǒng)的CAM系統(tǒng)，無(wú)論是編程還是程序修改，工作量都是非常驚人的，一般需要12 個(gè)月才能完成。目前現(xiàn)有的C

30、AM 系統(tǒng)主要存在以下問題：1.除零件的基本形狀外，往往需要增加定義一些輔助幾何元素，比如原來(lái)幾何元素的限定和延長(zhǎng)等，以滿足加工的需要。這樣就產(chǎn)生了新的幾何模型，即經(jīng)過改造的用于CAM 的幾何模型，因而破壞了數(shù)據(jù)一致性原則。2 . 零件加工部位的指定不是用工藝“語(yǔ)言”特征來(lái)描述，而是用多個(gè)幾何元素來(lái)描述，而且操作繁瑣，容易出錯(cuò)。3.沒有CAPP 接口，工藝信息要靠編程人員消化工藝方案后，再交互地輸入計(jì)算機(jī)中，這容易發(fā)生錯(cuò)誤。此外，由于每個(gè)人的理解都不一樣，程序的一致性也不好。4.無(wú)論是對(duì)設(shè)計(jì)還是加工方案，如果有修改，則會(huì)對(duì)零件的程序帶來(lái)大量的改動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致工作量加大，版本管理容易發(fā)生混亂，有時(shí)

31、不得不重新進(jìn)行程序編制。5.對(duì)系統(tǒng)的掌握比較難，編程負(fù)擔(dān)比較重，對(duì)使用人員要求高。在CAD/CAM/CAPP 集成系統(tǒng)中，由于采用了面向特征的編程方式，CAM的編程基本單元由幾何元素上升為特征。用戶不需要一次次地從幾何元素中指定被加工部位，只要拾取一個(gè)特征，那么這個(gè)特征所包含的所有幾何信息便可由CAM系統(tǒng)在內(nèi)部直接提取出來(lái)并組織好。通過接口程序，可用CAPP 生成的加工指令文件來(lái)驅(qū)動(dòng)CAM 系統(tǒng)進(jìn)行刀位計(jì)算，加工要求、加工部位、工藝參數(shù)等數(shù)據(jù)直接由程序傳送到程序，避免了人為的理解和操作錯(cuò)誤。刀具軌跡計(jì)算采用自動(dòng)方式，可在2 0 分鐘內(nèi)完成一個(gè)復(fù)雜零件的刀位計(jì)算。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看， 一個(gè)同C

32、APP 集成的CAM系統(tǒng)與傳統(tǒng)的CAM相比，主要是在傳統(tǒng)的CAM 中增加了一個(gè)CAPP 接口和特征幾何預(yù)處理模塊。該預(yù)處理模塊的作用是把要加工的特征所并聯(lián)的幾何元素提取出來(lái)，進(jìn)行必要的組合、分段、參數(shù)設(shè)置等，為刀位計(jì)算作準(zhǔn)備。數(shù)控加工的工藝性也是CAM 系統(tǒng)應(yīng)該考慮的重要問題。CAM系統(tǒng)必須滿足CAPP提出的工藝要求。例如，以下這些考慮對(duì)提高數(shù)控加工的質(zhì)量，減少人工干預(yù)是十分有意義的， 即：1.采用合理的下刀方式。例如，切入材料時(shí)采用“之”字形下刀或者采用螺旋式下刀。2.進(jìn)退刀采取直線加圓弧引入，使進(jìn)退刀所形成的刀痕達(dá)到最小。3 . 處理對(duì)稱特征時(shí)，為保證加工質(zhì)量，將加工方向全部調(diào)整為順銑。4

33、.采用轉(zhuǎn)角減速處理，在加工凹轉(zhuǎn)角處，由于前面的粗加工或精加工工序采用的刀具半徑較大，該處殘留的材料相對(duì)較多，在加工該位置時(shí)必須相應(yīng)地降低速度，以保證切削的質(zhì)量。以上這些考慮，在CAD/CAM/CAPP 系統(tǒng)中都得到充分體現(xiàn)，特別是將其應(yīng)用于飛機(jī)整體框這樣的復(fù)雜零件加工中更顯出其優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)可使工藝規(guī)程編制和數(shù)控編程周期縮短1/22/3，提高了編程質(zhì)量。從用戶的角度來(lái)看， 面向特征的CAD/CAM/CAPP 集成系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：a.自動(dòng)化程度高。除了在特征定義階段用戶需要用交互方式根據(jù)加工的需要來(lái)定義制造特征外，工藝決策和刀位計(jì)算階段都是全自動(dòng)化的，在這兩個(gè)階段又都為用戶提供了依據(jù)自己特定的需

34、要進(jìn)行干預(yù)的功能。b.對(duì)使用者要求低。CAPP 的專家系統(tǒng)吸取了企業(yè)多年來(lái)在數(shù)控加工方面積累的經(jīng)驗(yàn)，使得初學(xué)者也可以利用集成系統(tǒng)來(lái)完成復(fù)雜的工作，減少了工藝設(shè)計(jì)和編程的任意性，有利于數(shù)控編程的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。c.知識(shí)庫(kù)具有開放性。由于使用了開放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，很容易對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行擴(kuò)充和修改，用戶自己可以利用工藝知識(shí)庫(kù)管不相同，有時(shí)甚至相差很大，很難使每一個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的工況都在泵的性能曲線的效率高效區(qū)內(nèi)，故我認(rèn)為選用這樣的泵時(shí)，除了按本文的第二部分所講方法外，還應(yīng)做經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，比較一下泵不在高效區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)額外附加的費(fèi)用和重新增加一臺(tái)泵進(jìn)行生產(chǎn)的費(fèi)用，選擇一個(gè)費(fèi)用低的方案基于特征的CAD/CAM/CA

35、PP集成系統(tǒng)，由于其自動(dòng)化程度高，充分考慮了加工對(duì)象的特點(diǎn)，其工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控加工的效率和質(zhì)量都能得到保證，在未來(lái)的制造領(lǐng)域中將發(fā)揮重要的作用。3.2陶瓷模具CAD/CAM 制造技術(shù)陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程是比較復(fù)雜的，不僅以訂貨需求為依據(jù)，還要對(duì)相應(yīng)產(chǎn)品進(jìn)行仿制或是改制。而陶瓷產(chǎn)品大多數(shù)是復(fù)雜的形面物體，在一定程度上給其設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)了一定負(fù)擔(dān)。在這種情況下，就應(yīng)對(duì)其設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)進(jìn)行分析并以此為依據(jù)，研究新型技術(shù)，以便更好滿足實(shí)際需求。陶瓷產(chǎn)品造型反求工程子系統(tǒng)的出現(xiàn)，在一定程度上促進(jìn)了其發(fā)展。這種造型反求工程子系統(tǒng)是由復(fù)雜曲面數(shù)字化、曲面重構(gòu)、曲面擬合及重構(gòu)曲面評(píng)價(jià)等構(gòu)成的。其中曲面數(shù)字化方

36、法分為接觸式和非接觸式兩種。一般情況下，陶瓷產(chǎn)品曲面為寬公差復(fù)雜曲面，在反求工程中其精度是比較弱的，產(chǎn)品的美學(xué)品質(zhì)則要求的比較高，需要不斷的強(qiáng)化。在這種情況下，可以采用數(shù)字化設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)化并通過反求工程處理系統(tǒng)將相應(yīng)曲面處理成實(shí)物三維模型。在此基礎(chǔ)上再將相應(yīng)造型交給CAD統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)和附件設(shè)計(jì)。隨著CAD/CAM技術(shù)不斷的發(fā)展，其已經(jīng)在陶瓷快速模具制造上應(yīng)用。CAD/CAM技術(shù)的出現(xiàn)為陶瓷快速模具帶來(lái)了新動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了陶瓷設(shè)計(jì)和制造一體化。因車間加工使用的陶瓷模具以成型法為例可以分為石膏模具和等靜壓模具。在使用這兩種模具進(jìn)行相應(yīng)制造的時(shí)候，可以對(duì)其進(jìn)行注漿或是滾壓類模具制造。畢竟這兩種

37、方法可以以三維造型為基礎(chǔ)并結(jié)合相應(yīng)設(shè)計(jì)知識(shí)建立陶瓷母模三維模型，再通過CAM 系統(tǒng)選擇適合的毛坯、刀具和加工及路徑并確定相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)檢查個(gè)仿真制作。如果感覺陶瓷母模三維模型合適，就可以將其放置在數(shù)控機(jī)床上將其加工成脂膜，最后將制作完的脂膜制成工作模型用于實(shí)際生產(chǎn)中。同時(shí)將母模三維模型輸入到快速還原系統(tǒng)中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成樹脂或塑膠類母模，可以將這種膜直接用于工業(yè)生產(chǎn)中。此外還有靜壓模具制造，這種制造方法與上一中制造方法類似，是CAM系統(tǒng)通過對(duì)CAD系統(tǒng)中輸出的靜壓模具進(jìn)行相應(yīng)分析處理后，再經(jīng)過數(shù)控機(jī)床進(jìn)行相應(yīng)加工制造。3.3CAD/CAM技術(shù)在數(shù)控激光切割機(jī)中的應(yīng)用當(dāng)今，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

38、已經(jīng)輻射到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）以及計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）技術(shù)通過不斷的發(fā)展和完善，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于加工生產(chǎn)中。工作人員在PC機(jī)中繪制出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖并生成NC 指令，再通過相關(guān)接口（DNC）或使用網(wǎng)絡(luò)線輸入到制造母機(jī)中，制造母機(jī)將根據(jù)工作人員的設(shè)計(jì)完成生產(chǎn)作業(yè)。特別是TOPS100 系統(tǒng)的應(yīng)用，有效的簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)、編程和制造的過程。3.3.1 產(chǎn)品圖形的構(gòu)造TOPS100 系統(tǒng)為用戶提供了兩種繪制設(shè)計(jì)圖的方法，首先用戶可以使用TOPS100 系統(tǒng)提供了DRAWING 模塊完成繪制；另外，TOPS100 系統(tǒng)還提供與其他CAD 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的功能，并支持多種格式的數(shù)據(jù)。3

39、.3.1.1 基本圖形的繪制工件的輪廓切割主要使用平面圖形，所以首先需要繪制鈑金工件平面設(shè)計(jì)圖。TOPS100 在DRAWING 模塊中為用戶提供了這方面的功能，用戶可以通過選擇CREATE 功能菜單提供的點(diǎn)、線等基本繪制工具繪制產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖，在CREATE2 菜單下為用戶提供了更多高級(jí)繪圖工具選項(xiàng)，在MODIFY 菜單下，為用戶提供了復(fù)制、鏡像、旋轉(zhuǎn)等圖形編輯工具，是工作人員在繪制圖形時(shí)有更多的方法，并且避免重復(fù)勞動(dòng)，提高工作效率。3.3.1.2 導(dǎo)入外部CAD 圖樣TOPS100 系統(tǒng)支持DXF、MI、GRAH 和IGES 等文件格式，工作人員可以根據(jù)自己的工作習(xí)慣和具體條件，使用其他CAD

40、 軟件繪制產(chǎn)品的二維設(shè)計(jì)圖，然后導(dǎo)出為TOPS100 所支持的文件格式，然后導(dǎo)入到TOPS100 系統(tǒng)中進(jìn)行處理。這樣使工作人員有更多的選擇，提高了工作人員的工作能力，同時(shí)也提高了工作效率。3.3.2 切割工藝和NC 程序的生成3.3.2.1 切割工藝TOPS100 系統(tǒng)還為工作人員提供了強(qiáng)大的CAM 功能模塊，TOPS100 系統(tǒng)的核心功能設(shè)計(jì)使其非常適合應(yīng)用在激光切割的工作中。激光切割的工作程序非常復(fù)雜，如果通過傳統(tǒng)的方法進(jìn)行手工輸入將耗費(fèi)工作人員大量的時(shí)間和精力。因此TOPS100 系統(tǒng)提供了相關(guān)的功能模塊，并提供了大量的輔助工具，使工作人員可以更加方便、合理的定義相關(guān)參數(shù)。工作人員可以

41、使用TOPS100 系統(tǒng)提供的相關(guān)功能繪制或?qū)牍ぜO(shè)計(jì)圖，并且保存為.GEO 文件；如果進(jìn)行套料制定后，保存類.TAF 文件，然后根據(jù)需求在TOPS100 系統(tǒng)中定義加工過程和相關(guān)參數(shù)，最后通過后處理模塊自動(dòng)生成NC 程序，工作人員可以根據(jù)需要對(duì)加工過程進(jìn)行模擬操作。3.3.2.2 NC 程序的生成工作人員首先繪制工件的設(shè)計(jì)圖，然后對(duì)制定相應(yīng)的加工程序和參數(shù)，然后選擇菜單中的NC PROGRAM 功能選項(xiàng)，TOPS100系統(tǒng)將根據(jù)工作人員的設(shè)置，按照DIN4o01 為原則自動(dòng)生成NC文件，并生成格式為.LST 的文件，工作人員將.LST 文件輸入到制造母機(jī)中，并根據(jù)工作人員的設(shè)置和相關(guān)參數(shù)完

42、成工件加工工作。NC 程序有三個(gè)部分組成：NC 程序的第一部分主要作用是用來(lái)規(guī)定單位信息，即定義加工工作的單位是制式；第二部分的主要作用是用來(lái)記錄制定工作表指針的相關(guān)信息。工作人員對(duì)加工工序的相關(guān)參數(shù)設(shè)定都保存在相應(yīng)的工作表中，比如板材信息等。機(jī)器在執(zhí)行加工程序時(shí)，會(huì)閱讀工作表中所保存的相關(guān)設(shè)置信息，并完成工作。第三部分的主要作用是用來(lái)記錄輪廓切割信息，主要包括工作人員制定的加工程序所對(duì)應(yīng)的指令代碼。NC 代碼由主程序代碼和子程序代碼組成，所有代碼與工作人員設(shè)計(jì)加工程序一一對(duì)應(yīng)，并根據(jù)工作人員設(shè)定的順序依次執(zhí)行。3.3.3 結(jié)論數(shù)控激光切割機(jī)使用CAD/CAM 軟件后，在執(zhí)行輪廓切割加工作業(yè)時(shí)

43、，可以明顯提高工作質(zhì)量和工作效率，工作人員可以通過可視化界面設(shè)計(jì)工件輪廓，并且根據(jù)具體需求設(shè)置相關(guān)參數(shù)，并且準(zhǔn)確的對(duì)工作過程進(jìn)行模擬，工作人員根據(jù)模擬功能對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行預(yù)覽，然后根據(jù)需求對(duì)相關(guān)參數(shù)和指令進(jìn)行更改。有效的提高了工件的加工效率和加工質(zhì)量。而且，很多CAD/CAM 軟件還為工作人員提供了自動(dòng)套料功能和混合套料功能，可以更加有效的利用材料，減少造成板材浪費(fèi)。目前我國(guó)應(yīng)用CAD/CAM 軟件進(jìn)行激光工藝加工還是以二維加工為主，還無(wú)法使用CAD/CAM 軟件完成對(duì)工件的立體加工。引起在加工工件時(shí)雖然提供了前期工作的加工效率和加工質(zhì)量，但是對(duì)于復(fù)雜工件的加工和生產(chǎn)還沒有有效的辦法，從生產(chǎn)單位

44、的總體生產(chǎn)進(jìn)度的角度來(lái)衡量，收效并不明顯。當(dāng)今，一些國(guó)外的一些技術(shù)領(lǐng)先的鈑金生產(chǎn)加工企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)中投入大型計(jì)算機(jī)和功能更加強(qiáng)大的軟件，在一個(gè)平臺(tái)完成加工設(shè)計(jì)、生產(chǎn)成本核算、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、制定生產(chǎn)計(jì)劃等多方面的工作，不但縮短了工作周期，還降低了生產(chǎn)成本，提高資源利用率和加工的精確度，因此發(fā)展大規(guī)模集成式數(shù)控加工系統(tǒng)，必將成為以后制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。 隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、上市時(shí)間提出了越來(lái)越高的要求。CAD/CAN技術(shù)是加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的最有效手段，同時(shí)也是實(shí)施先進(jìn)制造和CIMS的關(guān)鍵和核心技術(shù)。企業(yè)應(yīng)看清應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)帶來(lái)的進(jìn)步性，并以自身為

45、基礎(chǔ)，借鑒同行各企業(yè)應(yīng)用推廣的經(jīng)驗(yàn)，靈活應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)，加快企業(yè)的設(shè)計(jì)制造一體化發(fā)展。3.4基于UG、Qform的鍛造模CAD/CAM研發(fā)與應(yīng)用圖11）根據(jù)產(chǎn)品圖紙建零件模型，如圖1所示。2）根據(jù)鍛造比自動(dòng)放量、生成模具工程圖。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是從概念設(shè)計(jì)開始，確定預(yù)期目標(biāo)，根據(jù)二維圖紙或設(shè)計(jì)規(guī)范，借助CAD軟件建立產(chǎn)品的三維模型，然后編制加工程序，生產(chǎn)出最終的產(chǎn)品。然而在很多情況下，技術(shù)人員面對(duì)的只有實(shí)物樣件，沒有圖紙或CAD模型數(shù)據(jù)。為了適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，需要通過一定的途徑，將這些實(shí)物轉(zhuǎn)化為CAD模型，使之能利用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行處理?，F(xiàn)在我們根據(jù)UG放量功能直接繪制產(chǎn)品圖

46、，然后統(tǒng)一放量直接生成作者簡(jiǎn)介：柳輝（1983），男，助理工程師，主要從事機(jī)械產(chǎn)品加工工藝的研發(fā)與設(shè)計(jì) 。熱鍛件圖，再生成模具圖，最后根據(jù)三維圖高效率的生成二維工程圖，無(wú)需根據(jù)產(chǎn)品圖繪制熱鍛件及模具圖，再根據(jù)模具圖形繪制模具三維模形。這樣將大大減小了工裝技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間，無(wú)論是人力物力都將大大節(jié)省。3）建鍛造模具根據(jù)放量后的熱鍛件，建立模具模形，如圖2、圖3所示為上下鍛模。 圖2 圖34）編制程序加工模膛隨著CAD/CAM系統(tǒng)軟件功能的不斷強(qiáng)大、數(shù)控機(jī)床性能的不斷提高，CAM技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。同時(shí)，新材料、新刀具的應(yīng)用、數(shù)控加工和切削理論的不斷發(fā)展，以及對(duì)產(chǎn)品高質(zhì)量、低成本、縮短制造周期日益增強(qiáng)的追求，也給CAM技術(shù)提出了更高的要求.UG CAM為UG所有的加工模塊提供了相同的、界面友好的圖形化窗口環(huán)境。用戶可以再圖形方式下觀察刀具沿軌運(yùn)動(dòng)的情況，并可以對(duì)其進(jìn)行圖形化修改。用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行靈活的界面定制，并且可以定義標(biāo)準(zhǔn)化刀具庫(kù)、加工工藝參數(shù)樣板庫(kù)等多種自定義庫(kù)，UG編程模板文件以UG的加工編程操作和UG的編程管理為主線，有五大部分：編程歸類、刀具制做、加工對(duì)象選擇、加工方式和加工編程操作。如圖4，圖5 為加工當(dāng)中其中一層的加工刀軌。 圖4 圖5 圖65）