工程师资格考试 模具CAD、CAM技术及应用 复习重点

第一章概述（CAD/CAM技术的定义、CAD/CAM的基本内容、CAD/CAM系统总体结构、CAD/CAM系统应具备的功能、模具CAD/CAM系统、CAD/CAM技术的展望）第二章CAD/CAM的硬件系统（CAD/CAM硬件系统的组成与特点、计算机、图形显示、图形输入设备、外存储器、图形输出设备、打印机、计算机网络、CAD/CAM硬件系统正确选择的基本原则）第三章CAD/CAM的软件系统（CAD/CAM软件系统分类、系统软件、支撑软件、应用软件、典型的CAD/CAM软件、选择CAD/CAM软件系统的要点第四章计算机数据处理与分析（设计资料数据处理的主要方法、工程数据库、计算分析的主要内容与方法、有限元分析及其前后处理、材料加工过程计算机模拟技术）第五章计算机图形处理基础（基本绘图方式及坐标系、图形处理的有关概念、图形变换、计算机图形的数据结构及标准）第六章几何造型和特征建模（几何造型概述、几何造型基础、几何造型、实体造型、特征建模）第七章数控加工与自动编程（数控加工的基本概念、数控加工的工艺处理、数控编程与CAD的连接、CAD/CAM一体化自动编程、反校核及真实感仿真、DNC加工技术）第八章冲模CAD/CAM系统（概述、冲模CAD/CAM系统的功能与流程、冲模CAD/CAM系统中的图形输入、冲裁工艺设计、冲裁模具结构设计、冲裁模零部件的设计、模具图的绘制、冲裁模的CAM）第九章注射模CAD/CAM系统（注射模CAD/CAM、注射模流道系统的交互设计、注射流动模拟、注射成型的冷却模拟）第一章概述CAD/CAM的定义：计算机辅助设计COMPUTER AIDED DESIGN 与计算机辅助制造COMPUTER AIDED MANUFACTURING：是指以计算机作为主要技术手段，帮助人们处理各种信息，进行产品的设计与制造。

它能够将传统的设计与制造彼此相对独立的工作作为一个整体来考虑，实现信息处理的高度一体化。

CAD/CAM的基本内容：1产品的设计要求一经确定，依据经验、实验数据及有关产品的标准规范等创建设计模型。

2对模型进行分析计算优化，不断地改进模型，直到满足设计目标为止。

3进行结构设计，绘出产品图样，有时因结构方面的原因需要对设计模型进行修改。

4编制技术文档。

5进行产品的试制、样机试验和性能考核。

在上述设计和生产过程中，下面几方面显得特别繁琐与复杂：1工程数据处理2图形绘制3数值计算而计算机可较好胜任上述工作：可大量地存储数据，快速地检索和处理数据，具有很强的构造模型和图形处理能力，高速运算和逻辑分析能力，可完成复杂的工程分析计算。

工程应用系统包括：计算机辅助几何设计CAGD，计算机辅助工程分析CAE，计算机辅助制造CAM，计算机辅助计划管理CAPMCAD/CAM系统应具备的功能：1造型功能（包括实体造型和曲面造型。

应具有定义和生成体素的能力及用CSG法或BREP 法构造实体模型的能力。

）2、2D与3D图形的相互转换。

3参数化设计4三维几何模型的显示处理功能5三维运动机构的分析和仿真功能6物体质量特征计算功能7有限元分析8优化功能9极强的图形处理功能10先进的二次开发工具11数控加工的功能12数据处理与数据交换功能模具CAD/CAM系统的组成：狭义地说，它可以是计算机辅助某种类型模具的设计、计算、分析和绘图，以及数控加工自动编程等的有机集成。

广义地说，它可包括成组技术GT，计算机辅助设计CAD，计算机辅助工程CAE，计算机辅助工艺过程设计CAPP，计算机辅助检测CAT，数控技术NC、CNC、DNC，柔性制造技术FMS，物料资源规划MRP，管理信息系统MIS，企业管理MKT，办公室自动化OA，自动化工厂FA等多种计算机技术在模具生产过程中的综合。

模具CAD/CAM系统的作用：根据以往作法，一个新产品的开发总是分为设计与制造二个部分，模具生产也一样，模具属单件生产，设计和制造往往是一一对应的，所以模具设计的工作特别繁重。

传统的模具设计采用手工设计方法，工作繁琐，模具设计所占工时约为模具总工时的20%左右，模具设计工作量大，周期长，任务急。

采用CAD/CAM技术后，图样的作用大大减弱，大部分设计和制造信息由系统直接传送，图样不再是设计与制造环节的分界线，也不再是制造、生产过程中的唯一依据，它将被逐步简化，基至消失。

CAD/CAM技术具有高智力、知识密集、更新速度快、综合性强、效益高、初始投入大等特点。

CAD/CAM技术的展望：1CAD/CAM技术将成为计算机集成制造系统CIMS系统的重要组成部分，2无图样设计/制造技术（：是指依靠数字化设计，进行数字化预装配，开展并行工程，实现详细设计、系统安排、分析计算、工艺计划、工装设计和跟踪服务的并行发展）3快速成型技术RPM与快速模具制造技术（目前发展较成熟的快速成型方法有以下几种：31主体平版印刷法SLA，2分层实体制造LOM，3选择性激光烧结法SLS，4熔融沉积制造法FDM。

）CIMS是计算机集成制造系统的缩写，它指的是企业为对象，借助于计算机和信息技术，使经营决策、产品设计与制造、生产经营管理有机地结合为一个整体，从而缩短产品开发、制造周期、提高产品质量及生产率，充分利用企业的各种资源，获得更高的经济效益。

主要特征是除了信息交流实现高度的集成外，在物料流、刀具流等方面也进行集成。

快速成型技术是用CAD技术技术出零件的三维曲面或实体模型，按一定的百度对其进行分层，生成二维信息，再将分层后的数据进行一定的处理，输入加工参数，生成加工代码；利用数控装置精确控制激光束的运动，对铺在工作台上薄层成形材料扫出每层截面形状；在其上面再铺新一层的成型材料，重复上一层操作，逐层迭加，直到形成整个零件。

基于RPM的快速模具制造技术：1用SLS法制造金属模具，2用熔模铸造法制造金属模具，3用石蜡铸造制造金属模具，4用RPM技术制造石墨电极。

第二章CAD/CAM硬件系统的组成与特点CAD/CAM硬件系统组成：1主机2图形终端和字符终端3外存储器：如磁带、软盘、硬盘和光盘。

4输入装置：如键盘、数字化仪、图形输入板和扫描仪等。

5输出装置：如打印机，绘图机，6生产装备，如数控机床、机器人、搬运机械和自动测试装置。

7网络硬件系统的配置：1主机系统（价格昂贵，仅适用国家大型企业和科研单位）2小型机成套系统（优点是软件不需要变更，要其系列产品中通用。

但扩展能力差，数据存储分散，因此现倾向于使用工作站或微机。

）3工程工作站系统（应用较广泛）4微机系统（PC机系统）计算机由中央处理器CPU、内存和输入/输出I/O接口组成。

CPU可直接访问的存储器，用于存储常驻控制程序、用户程序指令和准备接受处理的数据。

CPU一般由二部分组成，即控制单元和算术逻辑单元。

判断图形工作站性能的是图形处理速度和图形显示质量。

目前采用的图形显示器主要是阴极射线管CRT，它的工作原理与电视机的显像管类似，采用光棚扫描的方法。

图形输入设备有三项主要功能：1用来把图像送入计算机，如地图、工程设计图以及诸如遥测数据和宣传画那样的连续色调图形。

2用于交互绘图功能的选择，如画线、画圆、标注字符、删除、修改等。

3在交互绘图过程中，输入绘图功能后，需指明图形生成的位置或进行图形编辑的实体。

光学图形扫描仪有圆筒式和平板式二种形式。

用光学图形扫描仪得到的图形信息是点陈图像文件，占用的存储空间较大，且无法用笔式绘图机输出，需要进行矢量化处理。

外存储器有：硬磁盘、软磁盘、磁带、光盘和光磁盘等几种形式。

图形输出设备主要用于在输出媒介上生成图像，这些输出媒介包括纸、聚酯薄膜、感光胶片等。

绘图仪有笔绘式（分平板式与滚动式二种）、喷墨式和光电式几类打印机常用来输出文本，数据，图形和图像。

它分点陈式和激光打印机，点陈式打印机又分为针打点陈找印机、静电点陈打印机、喷墨点陈打印机。

计算机网络有：广域网和局域网计算机网络是用通信线路和通信设备将分散在不同地点并具有独立功能的计算机互相联接，按照网络协议进行数据通信，实现资源共享。

计算机网络功能：1计算机之间实现数据传送2网络各站点上的数据库实现共享3网内各站点上的软件，包括各种语言处理程序、服务程序和应用程序等实现共享4网内的计算机和外部设备等硬件资源实现共享5网内各站点可互为后备，以提高系统的可靠性。

6网内各站点实现负荷合理分配等。

局域网二种形式：采用点到点通道，采用广播信道CAD/CAM一体化系统的局域网通常采用总线和环形二种拓扑结构。

CAD/CAM硬件系统正确选择的基本原则：1应用软件所需的系统环境2开放式系统3性能指标4图形处理5网络环境6扩充功能7CAD/CAM工作站配置的台数，8技术支持与售后服务第三章CAD/CAM的软件系统计算机软件：是指控制计算机运行，并使计算机发挥功能的各种程序、数据及文档。

硬件是CAD/CAM系统的物质基础，而软件则是CAD/CAM系统的核心。

CAD/CAM系统可分为系统软件、支撑软件、应用软件系统软件的特点：公用性、基础性系统软件包括：操作系统、高级语言编译系统等。

系统软件主要用于计算机的管理、维护、控制及运行，计算机程序的翻译、装入和运行。

支撑软件是CAD/CAM软件系统中的核心。

支撑软件分类：1计算机分析软件（主要是解决工程设计中各种数值计算问题：11常用数学方法程序库、12有限元法结构分析软件。

----SAP、ADINA、NASTRAN、ANSYS等。

13优化设计软件）2图形处理软件（它可分为图形处理语言及交互式绘图软件二种类型）3，数据库管理系统（主要有三种：层次模型、网状模型和关系型模型）4网络管理软件应用软件是在系统软件、支撑软件基础上，针对某一专门应用领域而研制的软件，这类软件通常由用户结合特定的设计工作需要而自行研究开发的，此项工作又称为二次开发。

典型的CAD/CAM软件：1，I-DEAS软件，2，UG-II件，3，CATIA软件，4CADDS软件，5C-MOLD软件，6MOLDFLOW 软件，7MKLDMAKER软件，8DUCT软件，9MARC软件，10塑性成型数值仿真系统S-FORM，11华正CAXA系列软件选购CAD/CAM软件系统的要点：1选购之前，要做好系统分析工作。

2目标应订得越具体越好，最好落实到产品，甚至可落实到产品的关键零部件。

3在选购过程中，应先选软件，后选硬件，4选择图形支撑软件的基本要求5支撑软件的大自标选定后，软件模块选择更显得重要。

6根据产品的特点和投资的可能性来确定外接软件的要求。

第四章计算机数据处理与分析设计资料数据处理的主要方法：1数表的程序化2数表的公式化（处理方法：21函数插值----211线性插值212拉格朗日插值公式213分段插值214二元插值。

22数据拟合）3，线图的程序化工程数据库EDBMS：建立一个包括设计对象的几何、拓扑、工艺和物理等方面的信息，及它们之间相互联系的CAD/CAM 数据库。