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1、第第10章章 CAD/CAM技术基础技术基础10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点10.2 CAD/CAM技术现状及常用软件技术现状及常用软件10.3 Pro/Engineer的应用简介的应用简介10.4 数控加工技术概述数控加工技术概述10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点10.1.1CAD的概念及特点的概念及特点 1.CAD的概念的概念 计算机辅助设计计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)是是20世纪世纪60年代发展起来的一门新兴的综合性计算机应用技术。计算年代发展起来的一门新兴的综合性计算机应用技术。计算机辅助设计是计算机科学与工
2、程科学之间的跨学科的综合性科机辅助设计是计算机科学与工程科学之间的跨学科的综合性科学。学。下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 计算机辅助设计是以设计者为主体计算机辅助设计是以设计者为主体.由设计者利用计算机辅助由设计者利用计算机辅助设计系统的资源设计系统的资源.对产品设计进行规划、分析、综合、模拟、对产品设计进行规划、分析、综合、模拟、评价、修改、决策并形成工程文档的创造性活动。设计者的评价、修改、决策并形成工程文档的创造性活动。设计者的创新能力、想象力、经验与直觉和计算机的高速运算能力、创新能力、想象力、经验与直觉和计算机的高速运算能力、图形图像显不处理能力、信息
3、检索处理能力相互结合图形图像显不处理能力、信息检索处理能力相互结合.综合运综合运用多学科的相关技术完成问题求解、产品设计及产品描述用多学科的相关技术完成问题求解、产品设计及产品描述.极极大地提高了设计工作的效率大地提高了设计工作的效率.为无图纸化生产提供了前提和基为无图纸化生产提供了前提和基础计算机辅助设计系统为设计者提供了成功且能有效地完成础计算机辅助设计系统为设计者提供了成功且能有效地完成设计工作所需的各种资源设计工作所需的各种资源.包括建立设计对象的模型、实体设包括建立设计对象的模型、实体设计与图形设计及图像显不、工程计算及优化、功能模拟及运计与图形设计及图像显不、工程计算及优化、功能模
4、拟及运动模拟、产品设计所需的标准、规范及原材料的性能、工艺动模拟、产品设计所需的标准、规范及原材料的性能、工艺参数等工程数据参数等工程数据.数据交换标准、方法及工具数据交换标准、方法及工具.设计者与系统设计者与系统交互作业的用户接口。交互作业的用户接口。上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 计算机辅助设计的工作过程大致是计算机辅助设计的工作过程大致是:进行功能设计进行功能设计.选择合选择合适的科学原理或构造原理适的科学原理或构造原理;进行产品结构的初步设计进行产品结构的初步设计.产品产品的造型和外观的初步设计的造型和外观的初步设计;从总图派生出零件图从总图派生
5、出零件图.对零件的对零件的造型、尺寸、色彩等进行详细设计造型、尺寸、色彩等进行详细设计.对零件进行有限兀分析对零件进行有限兀分析.使其结构及尺寸与应力相适应使其结构及尺寸与应力相适应;对零件进行加工模拟对零件进行加工模拟.如对如对注塑注塑(对塑料制品对塑料制品)、压铸、压铸(对金属件对金属件)、锻压或机械加工等过、锻压或机械加工等过程进行模拟程进行模拟.从模拟过程中发现制造中可能出现的问题从模拟过程中发现制造中可能出现的问题.进而进而提出对零件设计的修改方案提出对零件设计的修改方案;对产品实施运动模拟或功能模对产品实施运动模拟或功能模拟拟.对其性能做出评价、分析和优化对其性能做出评价、分析和优
6、化.最终完成零件的结构设最终完成零件的结构设计。可见计。可见.计算机辅助设计系统包括了图形功能计算机辅助设计系统包括了图形功能(几何造型和几何造型和图形处理图形处理).科学计算功能科学计算功能.信息交换、传输与共享功能信息交换、传输与共享功能.工程工程分析与仿真功能分析与仿真功能.产品的表不及管理功能。产品的表不及管理功能。上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 2.CAD的特点的特点 计算机辅助设计有如下主要特点。计算机辅助设计有如下主要特点。(1)提高设计效率。提高设计效率。(2)提高设计质量。提高设计质量。(3)利于成组设计。利于成组设计。(4)修改设计方
7、便。修改设计方便。(5)设计与分析统一。设计与分析统一。(6)易于实现产品数据的标准化。易于实现产品数据的标准化。(7)易于实现网络的协同设计。易于实现网络的协同设计。(8)提供提供CAM或或CIMS基础数据基础数据.实现无图纸化生产。实现无图纸化生产。上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点10.1.2 CAM的概念及特点的概念及特点 1.CAM的概念的概念 计算机辅助制造计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM)是一项利用计算机协助人们完成产品制造的技术。是一项利用计算机协助人们完成产品制造的技术。CAM目前没有统一的定
8、义一般是指利用计算机在产品制造方目前没有统一的定义一般是指利用计算机在产品制造方面的总称面的总称.有狭义和广义之分有狭义和广义之分.上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 广义的广义的CAM指利用计算机辅助完成从原材料到产品的全部制指利用计算机辅助完成从原材料到产品的全部制造过程造过程.其中包括直接制造过程和间接制造过程。内容涉及计其中包括直接制造过程和间接制造过程。内容涉及计算机辅助制造的环境、辅助设计和辅助制造的衔接算机辅助制造的环境、辅助设计和辅助制造的衔接.计算机辅计算机辅助零件信息分类和编码的成组技术助零件信息分类和编码的成组技术(GT).计算机辅助工
9、艺设计计算机辅助工艺设计和工艺规划和工艺规划(CAPP).计算机数控技术计算机数控技术(CNC).计算机辅助工装设计算机辅助工装设计计.计算机辅助质量管理和质量控制计算机辅助质量管理和质量控制.计算机辅助数控编程计算机辅助数控编程.计计算机加工过程仿真算机加工过程仿真.数控加工工艺数控加工工艺.计算机辅助加工过程监控计算机辅助加工过程监控等。等。从狭义上讲从狭义上讲.CAM就是计算机辅助机械加工就是计算机辅助机械加工(Computer Aided Machining).更明确地讲更明确地讲.CAM就是自动编译数控加工的程序就是自动编译数控加工的程序.它的输入信息是零件的图形、工艺路线和工序的内
10、容它的输入信息是零件的图形、工艺路线和工序的内容.输出信输出信息是刀具加工时的运动轨迹和数控程序其核心是数控编程和息是刀具加工时的运动轨迹和数控程序其核心是数控编程和数控加工工艺的设计数控加工工艺的设计.上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 计算机辅助制造是先进制造技术的重要组成部分和基础内容计算机辅助制造是先进制造技术的重要组成部分和基础内容.而数控编程和数控加工则是计算机辅助制造的核心内容。而数控编程和数控加工则是计算机辅助制造的核心内容。CAM作为整个制造集成系统的重要一级作为整个制造集成系统的重要一级.向上与向上与CAD,CAPP实现无缝集成实现无缝集
11、成.向下要方便、快捷、智能、高效地为数控生产向下要方便、快捷、智能、高效地为数控生产服务服务.这就决定了这就决定了CAM系统有如下特点。系统有如下特点。(1)CAM是一个多学科的综合应用技术。它涉及众多的学科、是一个多学科的综合应用技术。它涉及众多的学科、专业。与其他计算机应用软件相比专业。与其他计算机应用软件相比.CAM应用软件的规模更大应用软件的规模更大.复杂程度更高。复杂程度更高。(2)CAM不仅要求操作人员有深厚的工艺知识背景不仅要求操作人员有深厚的工艺知识背景.还需要还需要有很高的有很高的CAI)应用技巧。应用技巧。CAM作为应用性、直接面向数控作为应用性、直接面向数控生产实际的技术
12、生产实际的技术.是具有极强的工程性和实践性的专业技术。是具有极强的工程性和实践性的专业技术。上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 (3)CAM技术的发展是一个不断吸收和利用技术的发展是一个不断吸收和利用CAD及周边相及周边相关技术的应用成果不断发展的过程关技术的应用成果不断发展的过程;是自动化、智能化水平不是自动化、智能化水平不断提高的过程断提高的过程;是是CAM系统结构及基本处理方式不断向适应系统结构及基本处理方式不断向适应工程化概念的方向发展的过程。工程化概念的方向发展的过程。(4)CAM软件具有高度的集成化软件具有高度的集成化.多数多数CAM软件已经实现
13、了软件已经实现了与与CAD软件和软件和CAE软件软件(计算机辅助分析计算机辅助分析)的一体化。的一体化。(5)生产实际的需求是所有技术发展与创新的原动力。制造生产实际的需求是所有技术发展与创新的原动力。制造业不断涌现的新技术、新工艺业不断涌现的新技术、新工艺.如高速加工技术、绿色加工技如高速加工技术、绿色加工技术等将对术等将对CAM技术的发展提出更高的要求。因而技术的发展提出更高的要求。因而.CAM技术将技术将随着现代加工技术的发展而不断发展随着现代加工技术的发展而不断发展.具有良好的发展前景和具有良好的发展前景和广泛的市场需求。总之广泛的市场需求。总之.随着现代加工技术和计算机技术的发随着现
14、代加工技术和计算机技术的发展展.CAM将更加体现面向整体模型、面向工艺特征和更具工程将更加体现面向整体模型、面向工艺特征和更具工程化概念的处理方式等特点化概念的处理方式等特点.上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 2.CAM技术的产生和发展技术的产生和发展 制造技术可谓历史悠久制造技术可谓历史悠久.可以说它是伴随着人类的诞生而出现可以说它是伴随着人类的诞生而出现的的.伴随着人类的进步而发展的。人类社会能够取得今天辉煌伴随着人类的进步而发展的。人类社会能够取得今天辉煌的经济成就、能够登上月球的经济成就、能够登上月球.探索太空探索太空.从根本上讲是制造技从根本上讲
15、是制造技术获得重大发展的结果。术获得重大发展的结果。CAM技术是伴随着数控机床的产生技术是伴随着数控机床的产生而产生而产生.伴随着数控技术和计算机技术的发展而不断发展的。伴随着数控技术和计算机技术的发展而不断发展的。这门技术从产生到现在这门技术从产生到现在.已经历了半个世纪已经历了半个世纪.从形成、发展、从形成、发展、提高到目前的高度集成提高到目前的高度集成.已形成了比较完整的科学技术体系已形成了比较完整的科学技术体系.并在当今的高新技术领域中占有很重要的位置并在当今的高新技术领域中占有很重要的位置.上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 1952年年MIT试制
16、成功世界上第一台数控铣床试制成功世界上第一台数控铣床.解决了形状复解决了形状复杂零件杂零件.尤其是由自由曲面组成的复杂零件的自动加工尤其是由自由曲面组成的复杂零件的自动加工.促进促进了数控编程技术的发展。同期了数控编程技术的发展。同期.MIT研制开发了研制开发了APT自动编程自动编程系统系统.解决了如何方便地将被加工零件的形状输入到计算机中解决了如何方便地将被加工零件的形状输入到计算机中进行刀具轨迹的计算和数控程序的自动生成。这就是第一代进行刀具轨迹的计算和数控程序的自动生成。这就是第一代CAM软件。软件。20世纪世纪60年代在专业数控系统上开发了编程机及部分编程年代在专业数控系统上开发了编程
17、机及部分编程软件软件.系统结构为专机形式。基本处理方式是人工或辅助式直系统结构为专机形式。基本处理方式是人工或辅助式直接计算数控刀路接计算数控刀路.编程目标与对象也都是直接面向数控刀路。编程目标与对象也都是直接面向数控刀路。其特点是功能差其特点是功能差.操作困难操作困难.专机专用专机专用.仍属第一代仍属第一代CAM系统系统的范畴。的范畴。上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 20世纪世纪70年代末以后年代末以后.32位工作站和微型计算机的出现对位工作站和微型计算机的出现对CAM技术的发展提供了硬件基础并产生了极大的推动作用。技术的发展提供了硬件基础并产生了极大
18、的推动作用。32位工作站属于单用户计算机系统位工作站属于单用户计算机系统.具有较高的响应速度具有较高的响应速度;工工作站之间可以联网作站之间可以联网.来共享系统内的资源和发挥各台计算机的来共享系统内的资源和发挥各台计算机的特点特点.逐步扩大逐步扩大CAM系统的功能和规模系统的功能和规模.在软件方面在软件方面.针对针对APT语言的缺点语言的缺点.1978年年.法国达索飞机公法国达索飞机公司开始开发三维设计、分析、司开始开发三维设计、分析、NC加工一体化的系统加工一体化的系统CATIA。随后很快出现了。随后很快出现了EUCLID,UGNX,INTERGRAPH,Pro/Engineer,Maste
19、r CAM及及NPU/UNCP等系统等系统.这些系统都有效地解决了几何造型、零这些系统都有效地解决了几何造型、零件几何形状的显不件几何形状的显不.交互设计、修改及刀具轨迹生成交互设计、修改及刀具轨迹生成.走刀过走刀过程的仿真显不、验证等问题程的仿真显不、验证等问题.推动了推动了CAM技术的发展并使技术的发展并使CAD和和CAM向一体化方向发展可称为第二代向一体化方向发展可称为第二代CAM软件软件.上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 20世纪世纪80年代是年代是CAM技术迅速发展的时期技术迅速发展的时期.超大规模集成超大规模集成电路的出现电路的出现.使计算机硬
20、件成本大幅度地降低使计算机硬件成本大幅度地降低.计算机的外设计算机的外设也迅猛发展并成为系列产品也迅猛发展并成为系列产品.这为推动这为推动CAM技术向高水平发技术向高水平发展提供了硬件保证。同时展提供了硬件保证。同时.软件、数据库、有限兀分析、优化、软件、数据库、有限兀分析、优化、计算机图形学等相关技术的飞速发展计算机图形学等相关技术的飞速发展.也促进了也促进了CAM技术的技术的推广和应用。与此同时推广和应用。与此同时.还出现了与计算机辅助制造技术相关还出现了与计算机辅助制造技术相关的其他技术的其他技术.如计算机辅助零件分类和编码技术、计算机辅助如计算机辅助零件分类和编码技术、计算机辅助工艺规
21、程设计工艺规程设计(CAPP)、计算机辅助工装设计、计算机辅助质、计算机辅助工装设计、计算机辅助质量控制与检测量控制与检测(CAQ)等。从等。从20世纪世纪80年代起年代起.人们在发展上人们在发展上述各单项技术的同时述各单项技术的同时.又开始致力于计算机集成制造系统又开始致力于计算机集成制造系统(CIMS)的研究的研究.这是一种高效益、高柔性的智能化制造系统。这是一种高效益、高柔性的智能化制造系统。上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 从从20世纪世纪90年代起年代起.CAM技术已不再停留在过去单一模式、技术已不再停留在过去单一模式、单一功能、单一领域的水平单
22、一功能、单一领域的水平.而向标准化、集成化、智能化的而向标准化、集成化、智能化的方向发展。为了实现系统的集成方向发展。为了实现系统的集成.实现资源的共享和产品生产实现资源的共享和产品生产与组织管理的高度自动化与组织管理的高度自动化.提高产品的竞争力提高产品的竞争力.就需要在企业就需要在企业和企业集团内的和企业集团内的CAM系统之间和各个子系统之间进行统一的系统之间和各个子系统之间进行统一的数据交换。在这种情况下一些发达国家和国际标准化组织都数据交换。在这种情况下一些发达国家和国际标准化组织都进行了数据交换接口方面的开发工作进行了数据交换接口方面的开发工作.并制定了相应的标准。并制定了相应的标准
23、。在这个阶段也出现了面向对象的技术在这个阶段也出现了面向对象的技术.并行工程的思想并行工程的思想.人工人工智能技术及产品数据管理智能技术及产品数据管理(PDM)等新技术。这些技术都对等新技术。这些技术都对CAM技术的发展和功能延伸起到了推动作用。技术的发展和功能延伸起到了推动作用。上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 从目前从目前CAM技术的应用和发展看技术的应用和发展看.这一技术在这一技术在20世纪的工业世纪的工业发展中占有很重要的地位。发展中占有很重要的地位。1989年美国评出近年美国评出近25年间当代年间当代十项最杰出的工程技术成就十项最杰出的工程技术成
24、就.其中第其中第1项是项是CAD/CAM.1991年年3月月20日日.海湾战争结束后的第三个星期美国政府发海湾战争结束后的第三个星期美国政府发表了跨世纪的国家关键技术发展战略表了跨世纪的国家关键技术发展战略.列举了列举了6大技术领域中大技术领域中的的22项关键项目项关键项目.认为这些项目对于美国的长期国家安全和认为这些项目对于美国的长期国家安全和经济繁荣至关重要。而经济繁荣至关重要。而CAD/CAM技术与其中的两大领域、技术与其中的两大领域、11个项目紧密相关个项目紧密相关.这就是制造与信息通信这就是制造与信息通信.上一页 下一页返回10.1 CAD/CAM基本概念及特点基本概念及特点 制造技
25、术为工业界生产一系列创新的、成本上有竞争能力和制造技术为工业界生产一系列创新的、成本上有竞争能力和高质量的产品投人市场打下基础。而信息和通信技术则以惊高质量的产品投人市场打下基础。而信息和通信技术则以惊人的速度不断发展人的速度不断发展.改变着社会的通信、教育和制造方法。制改变着社会的通信、教育和制造方法。制造技术的关键项目有柔性计算机集成制造、智能加工设备、造技术的关键项目有柔性计算机集成制造、智能加工设备、微米级和毫米级制造、系统管理技术微米级和毫米级制造、系统管理技术;信息和通信技术包括软信息和通信技术包括软件、微电子学和光电子学、高性能计算机和联网、高清晰度件、微电子学和光电子学、高性能
26、计算机和联网、高清晰度成像显示、传感器和信号处理、数据存储器和外围设备、计成像显示、传感器和信号处理、数据存储器和外围设备、计算机仿真和建模。算机仿真和建模。CAM技术经过技术经过50年的发展历程年的发展历程.现已成为现已成为一种应用广泛的高新技术一种应用广泛的高新技术.并产生了巨大的生产力并产生了巨大的生产力.推动工业推动工业产品向高、精、尖的方向突飞猛进目前产品向高、精、尖的方向突飞猛进目前.CAM技术正向智能化、技术正向智能化、三维化、集成化、网络化方向发展。三维化、集成化、网络化方向发展。上一页 返回10.2 CAD/CAM技术现状及常用软技术现状及常用软件件10.2.1 CAD/CA
27、M技术的现状技术的现状 1.微型计算机成为开发和应用微型计算机成为开发和应用CAD/CAM软件的平台软件的平台 (1)基于基于Windows环境。采用环境。采用Windows NT操作系统是操作系统是新一代推出的微型计算机新一代推出的微型计算机CAD/CAM软件的共同特点。现在软件的共同特点。现在个人计算机已经具备了与中低档工作站竞争的实力个人计算机已经具备了与中低档工作站竞争的实力.再加上其再加上其价格低廉价格低廉.使得普及使得普及CAD/CAM应用成为可能。应用成为可能。Windows平台上的新一代平台上的新一代CAD/CAM软件基本上都采用典型的软件基本上都采用典型的Windows界面和
28、操作规范界面和操作规范.同时由于同时由于DDE和和OLE技术的广技术的广泛应用泛应用.这些这些CAD/CAM软件可以与软件可以与Windows平台上的其平台上的其他软件进行动态数据交换他软件进行动态数据交换.也可以在不退出也可以在不退出CAD/CAM软件软件的前提下嵌人的前提下嵌人(或链接或链接)其他应用程序的对象。其他应用程序的对象。下一页返回10.2 CAD/CAM技术现状及常用软技术现状及常用软件件 (2)采用采用CUM技术。技术。CUM(Component Object Model)是国际上为提高软件稳定性和开发效率而引人的重是国际上为提高软件稳定性和开发效率而引人的重要技术。现今推出
29、的基于要技术。现今推出的基于Windows平台的平台的CAD/CAM软件软件都或多或少地应用了都或多或少地应用了CUM技术。通过使用现成的组件技术。通过使用现成的组件.软件软件开发商既可以避免在软件开发中出现许多烦琐问题开发商既可以避免在软件开发中出现许多烦琐问题.又可以越又可以越过困难的基础部分过困难的基础部分.从而可以从极高的起点出发从而可以从极高的起点出发.大大缩短大大缩短CAD软件上市周期软件上市周期.这样容易取得竞争优势。同时这样容易取得竞争优势。同时.由于采用由于采用面向对象技术面向对象技术.使得基于微型计算机的使得基于微型计算机的CAD/CAM软件的可软件的可维护性和可扩展性得以
30、增强。维护性和可扩展性得以增强。(3)吸收吸收UNIX平台软件的优点。新一代微型计算机平台平台软件的优点。新一代微型计算机平台CAD软件充分吸取软件充分吸取UNIX工作站软件的精华工作站软件的精华.如参数驱动、如参数驱动、特征造型、动态导航、二维与三维双向相关、特征造型、动态导航、二维与三维双向相关、STEP标准和标准和动态图形显不等这些比较好的特点已经被微型计算机平台上动态图形显不等这些比较好的特点已经被微型计算机平台上的软件全部吸收。的软件全部吸收。上一页 下一页返回10.2 CAD/CAM技术现状及常用软技术现状及常用软件件 2.PDM技术的实施技术的实施 随着随着CAD技术的推广技术的
31、推广.原有的技术管理系统面临着巨大的挑原有的技术管理系统面临着巨大的挑战在采用计算机辅助设计以前战在采用计算机辅助设计以前.产品的设计、工艺和经营管理产品的设计、工艺和经营管理过程中涉及的各类图样、技术文档、工艺卡片、生产单、更过程中涉及的各类图样、技术文档、工艺卡片、生产单、更改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由人工编写、审改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由人工编写、审批、归类、分发和存档批、归类、分发和存档.所有的资料均通过技术资料室进行统所有的资料均通过技术资料室进行统一管理。自从采用计算机技术之后一管理。自从采用计算机技术之后.上述与产品有关的信息都上述与产品有关的信息都变成
32、了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理变成了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理资料的方法子往往不能从根本上解决先进的设计制造手段与资料的方法子往往不能从根本上解决先进的设计制造手段与落后的资料管理之间的矛盾。要解决这个矛盾落后的资料管理之间的矛盾。要解决这个矛盾.必须采用必须采用PDM技术。技术。上一页 下一页返回10.2 CAD/CAM技术现状及常用软技术现状及常用软件件 PDM(产品数据管理产品数据管理)是从管理是从管理CAD/CAM系统的高度上诞系统的高度上诞生的先进的计算机管理系统软件。它管理的是产品整个生命生的先进的计算机管理系统软件。它管理的是产品整个生命周期
33、内的全部数据。工程技术人员根据市场需求设计的产品周期内的全部数据。工程技术人员根据市场需求设计的产品图样和编写的工艺文档仅仅是产品数据中的一部分。图样和编写的工艺文档仅仅是产品数据中的一部分。PDM系系统除了要管理上述数据外统除了要管理上述数据外.还要对相关的市场需求、分析、设还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的管理。由此可见等数据进行统一有效的管理。由此可见.PDM系统管理的产品系统管理的产品信息将涉及企业的产品设计、工艺、制造、经营和服务等部信息将涉及企业的产品设计、工艺、
34、制造、经营和服务等部门。因此门。因此.PDM系统的实施具有涉及面广、信息工作量大等特系统的实施具有涉及面广、信息工作量大等特点。实施点。实施PDM技术可以实现并行工程技术可以实现并行工程.提高产品设计效率提高产品设计效率.支支持全面质量管理持全面质量管理.实现人、过程、技术三者之间的平衡因此它实现人、过程、技术三者之间的平衡因此它可以为企业带来巨大收益可以为企业带来巨大收益.上一页 下一页返回10.2 CAD/CAM技术现状及常用软技术现状及常用软件件 3.现代集成制造系统现代集成制造系统(CIMS)的研究及应用的研究及应用 1973年美国的瑟夫哈林顿博士在年美国的瑟夫哈林顿博士在Comput
35、er Integrated Manufacturing一书中首次提出一书中首次提出CIM(Computer Integrated Manufacturing)的概念。它的概念。它的内涵是借助计算机的内涵是借助计算机.把企业中与制造有关的各种技术系统地把企业中与制造有关的各种技术系统地集成起来集成起来.进而提高企业适应市场竞争的能力。这个概念强调进而提高企业适应市场竞争的能力。这个概念强调了两个方面。了两个方面。(1)企业的各个生产环节是不可分割的企业的各个生产环节是不可分割的.需要统一安排组织。需要统一安排组织。上一页 下一页返回10.2 CAD/CAM技术现状及常用软技术现状及常用软件件 (
36、2)产品制造过程实质上是信息采集、传递、加工处理的过产品制造过程实质上是信息采集、传递、加工处理的过程。程。CIM是一个先进的思想是一个先进的思想.但是由于当时技术水平的限制但是由于当时技术水平的限制.直到直到20世纪世纪80年代初年代初.这个思想才被制造领域重视并采用。这个思想才被制造领域重视并采用。近十余年来近十余年来.在市场竞争的激励与相关技术进步的推动下在市场竞争的激励与相关技术进步的推动下.CIM在实践中被不断充实、完善与发展。从这个概念出发在实践中被不断充实、完善与发展。从这个概念出发.经历了经历了信息集成、过程集成和企业集成的研究和实践信息集成、过程集成和企业集成的研究和实践.提
37、出了现代集提出了现代集成制造系统成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing System，CIMS)的概念。的概念。我国于我国于1986年年3月提出月提出863%CIMS主题计划主题计划.从而开始从而开始了对了对CIMS的全面研究和实施。的全面研究和实施。863%CIMS主题研究和实主题研究和实施技术的核心是现代集成制造施技术的核心是现代集成制造.其中集成分为其中集成分为3个阶段个阶段:信息集信息集成、过程集成成、过程集成(如并行工程如并行工程)和企业集成和企业集成(如敏捷制造如敏捷制造)下面我下面我们分别简要介绍这三种集成。们分别简要介绍这三种集成
38、。上一页 下一页返回10.2 CAD/CAM技术现状及常用软技术现状及常用软件件10.2.2目前国内国外流行的目前国内国外流行的CAD/CAM软件软件 1.国外软件国外软件 1)Unigraphics(UG)2)SOLIDEDGE 3)AutoCAD 4)MDT 5)Solid Works 6)Cimatron 7)Pro/Engineer 2.国内软件国内软件 1)高华高华CAD 2)CAXA电子图板和电子图板和CAXA-ME制造工程师制造工程师 3)开目开目CAD上一页 返回10.3 Pro/Engineer的应用简介的应用简介10.3.1 Pro/Engineer 三维建模三维建模 现在
39、通过制作如图现在通过制作如图10一一1所示的轴类零件来说明所示的轴类零件来说明Pro/Engineer在三维建模中的应用。在三维建模中的应用。图图10一一1所示传动轴的三维建模创建过程如所示传动轴的三维建模创建过程如图图10一一2所示。所示。建模过程建模过程 1.建立新文件建立新文件 (1)启动启动Pro/Engineer.执行【文件】执行【文件】|【新建】命令【新建】命令.或或单击【新建】按钮单击【新建】按钮.打开【新建】对话框。打开【新建】对话框。(2)在【类型】选项组中选择【零件】选项在【类型】选项组中选择【零件】选项.在【子类型】选在【子类型】选项组中选择【实体】选项项组中选择【实体】
40、选项.在【名称】文本框中输入新建文件在【名称】文本框中输入新建文件名称名称“zhou”。(3)单击【确定】按钮单击【确定】按钮.进人零件设计工作环境。进人零件设计工作环境。下一页返回10.3 Pro/Engineer的应用简介的应用简介 2.使用旋转工具建立轴毛坯件使用旋转工具建立轴毛坯件 (1)单击【旋转】按钮单击【旋转】按钮.打开【旋转打开【旋转】特征面板。】特征面板。(2)接受系统默认设置接受系统默认设置.单击【草绘】按钮单击【草绘】按钮.打开【草绘】对打开【草绘】对话框。话框。(3)选择选择TOP基准面为草绘平面基准面为草绘平面.RIGHT基准面为参考面。基准面为参考面。(4)单击【草
41、绘】对话框中的【草绘】按钮单击【草绘】对话框中的【草绘】按钮.进入草绘工作环进入草绘工作环境。境。(5)绘制截面和旋转中心线绘制截面和旋转中心线.如如图图10一一3所示。所示。(6)单击草绘工具栏中的【确定】按钮单击草绘工具栏中的【确定】按钮.返回旋转】特征面板。返回旋转】特征面板。(7)单击【继续使用此工具】按钮单击【继续使用此工具】按钮.单击【确定】按钮单击【确定】按钮.完成完成旋转特征的创建旋转特征的创建.如如图图10一一4所示。所示。上一页 下一页返回10.3 Pro/Engineer的应用简介的应用简介 3.建立一基准平面建立一基准平面 (1)单击【基准平面】按钮单击【基准平面】按钮
42、.打开【基准平面】对话框。打开【基准平面】对话框。(2)选择选择TOP基准面基准面.在【基准面】对话框中输入偏移量在【基准面】对话框中输入偏移量“22.5”.如如图图10一一5所示。所示。(3)单击【确定】按钮单击【确定】按钮.完成基准平面完成基准平面DTM1的建立的建立.如如图图10一一6所示。所示。上一页 下一页返回10.3 Pro/Engineer的应用简介的应用简介 4.切减键槽切减键槽 (1)击【拉伸】按钮击【拉伸】按钮.打开【拉伸】特征面板。打开【拉伸】特征面板。(2)选择【创建实体】、【去除材料】、【盲孔】方式选择【创建实体】、【去除材料】、【盲孔】方式.拉伸拉伸深度设为深度设为
43、“6”.如如图图10一一7所示。所示。(3)单击【放置】按钮单击【放置】按钮.弹出【草绘】上滑面板弹出【草绘】上滑面板.单击其中的单击其中的【定义】按钮【定义】按钮.弹出【草绘】对话框。弹出【草绘】对话框。(4)选择选择DTM1面为草绘平面面为草绘平面.RIGHT基准面为参考面。基准面为参考面。(5)单击【草绘】按钮单击【草绘】按钮.进人草绘工作环境。进人草绘工作环境。(6)绘制如绘制如图图10一一8所示的拉伸截面所示的拉伸截面 (7)单击草绘工具栏中的【确定】按钮，返回【拉伸】特征单击草绘工具栏中的【确定】按钮，返回【拉伸】特征面板。面板。(8)材料移除方向调整为如材料移除方向调整为如图图1
44、0一一9所示的方向。所示的方向。(9)单击【确认】按钮，完成键槽的切减，如单击【确认】按钮，完成键槽的切减，如图图10一一10所示。所示。上一页 下一页返回10.3 Pro/Engineer的应用简介的应用简介 5.建立倒角特征建立倒角特征 (1)单击【倒角】按钮单击【倒角】按钮.打开【倒角】特征面板。打开【倒角】特征面板。(2)选择倒角类型为【选择倒角类型为【45XD】.输入输入“D=1.5”。(3)按下按下Ctrl键键.依次选择依次选择图图10一一11所示的所示的7条边线。条边线。(4)单击【确认】按钮单击【确认】按钮.完成倒角特征的建立完成倒角特征的建立.如如图图10一一12所所示。示。
45、6.建立圆角特征建立圆角特征 (1)单击【倒圆角】按钮，打开【倒圆角】特征面板。单击【倒圆角】按钮，打开【倒圆角】特征面板。(2)接受默认设置，设定圆角半径为接受默认设置，设定圆角半径为50 (3)选择如选择如图图10一一13所示的边线。所示的边线。(4)单击【确认】按钮，完成圆角特征的建立，如单击【确认】按钮，完成圆角特征的建立，如图图10一一14所示。所示。7.保存文件保存文件 执行【文件】执行【文件】|【保存】命令【保存】命令.或击【保存】按钮或击【保存】按钮.弹出【保存弹出【保存对象】对话框对象】对话框.击【确定】按钮击【确定】按钮.保存当前建立的零件模型保存当前建立的零件模型.完完成
46、轴的创建。成轴的创建。上一页 下一页返回10.3 Pro/Engineer的应用简介的应用简介10.3.2 PRO/E模具设计模具设计 下面通过创建如下面通过创建如图图10一一15所示茶杯模具来说明所示茶杯模具来说明Pro/Engineer在模具设计中的应用。在模具设计中的应用。1.建立新文件建立新文件 (7)启动启动Pro/Engineer.执行【文件】执行【文件】|【新建】命令【新建】命令.或单或单击【新建】按钮击【新建】按钮.打开【新建】对话框。打开【新建】对话框。(2)在【类型】选项组中选择【制造】选项在【类型】选项组中选择【制造】选项.在【子类型】选在【子类型】选项组中选择【模具型腔
47、】选项项组中选择【模具型腔】选项.在【名称】栏中输入新建文件在【名称】栏中输入新建文件名称名称“bei”。(3)单击【确定】按钮单击【确定】按钮.进人进人Pro/Engineer的模具设计工作的模具设计工作环境。环境。上一页 下一页返回10.3 Pro/Engineer的应用简介的应用简介 2.创建模具模型创建模具模型 (1)执行【模具模型】执行【模具模型】|【装配】【装配】|【参考模型】命令【参考模型】命令.选择茶杯选择茶杯零件图并打开零件图并打开.完成参考模型的创建完成参考模型的创建.如如图图10一一16所示。所示。(2)执行【创建】执行【创建】|【工件】【工件】|【拉伸】命令【拉伸】命令
48、.用拉伸工具创建工用拉伸工具创建工件。完成模具模型的创建。如件。完成模具模型的创建。如图图10一一17所示为建立的模具模所示为建立的模具模型。型。3.设置收缩率设置收缩率 执行【模具】执行【模具】|【收缩】命令【收缩】命令.并在相应的菜单中选取【按尺寸并在相应的菜单中选取【按尺寸】选项】选项.输入塑料的收缩率输入塑料的收缩率.如如图图10一一18所示。所示。4.创建砂芯分型面和主分型面创建砂芯分型面和主分型面 依次单击【模具】菜单中的【分型面】、【创建】、【增加】、依次单击【模具】菜单中的【分型面】、【创建】、【增加】、【复制】、【延伸】、【完成】创建如【复制】、【延伸】、【完成】创建如图图1
49、0一一19所示的砂芯所示的砂芯分型面。分型面。依依次单击【创建】、【增加】、【拉伸】、【完成】依依次单击【创建】、【增加】、【拉伸】、【完成】.用拉伸用拉伸的方式完成主分型面的创建的方式完成主分型面的创建.完成的主分型面如完成的主分型面如图图10一一20所示。所示。上一页 下一页返回10.3 Pro/Engineer的应用简介的应用简介 5.创建模具体积块创建模具体积块 依次单击【模具】菜单中的【模具体积块】、【分割】依次单击【模具】菜单中的【模具体积块】、【分割】.选取选取砂芯分型面砂芯分型面.将模具中的砂芯分割出来将模具中的砂芯分割出来.如图所不。再次单击【如图所不。再次单击【分割】分割】
50、.选取主分型面选取主分型面.将模具再分为左右两个体积块。将模具再分为左右两个体积块。6.创建模具元件创建模具元件 依次单击【模具】菜单中的【模具元件】、【抽取】依次单击【模具】菜单中的【模具元件】、【抽取】.选取全选取全部体积块部体积块.从而完成模具元件抽取从而完成模具元件抽取.形成模具的型芯、左模和右形成模具的型芯、左模和右模如模如图图10一一21所示。所示。7.铸模铸模 依次单击【模具】菜单中的【铸模】，输入铸模名，完成。依次单击【模具】菜单中的【铸模】，输入铸模名，完成。8.开模具演示，检验开模具演示，检验 从而完成茶杯模具的创建。从而完成茶杯模具的创建。上一页 下一页返回10.3 Pr