机械CADCAM第1章
江苏开放大学机械cadcam形成性作业1.
江苏开放大学形成性考核作业学号姓名课程代码110046课程名称机械CAD/CAM 评阅教师第 1 次任务共 4 次任务江苏开放大学第1章机械CAD/CAM概述※1. 什么是CAD，什么是CAE，什么是CAPP，什么是CAM，什么是CAD/CAM集成？答：CAD（Computer Aided Design 缩写）：是指设计人员以计算机为工具，运用自身的知识和经验，对产品或工程进行包括方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等设计活动的总称，是一门多学科综合应用的技术。
CAE(Computer Aided Engineering)是指工程设计中的分析计算、分析仿真和结构优化。
用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。
CAPP（Computer Aided Process Planning 缩写）是指工艺人员根据产品设计结果进行产品的加工方法设计和制造过程设计。
将企业产品设计数据转换为产品制造数据的技术，通过这种计算机技术辅助工艺设计人员完成从毛坯到成品的设计。
CAPP系统的应用将为企业数据信息的集成打下坚实的基础。
CAM（Computer Aided Manufacturing缩写）是指计算机在制造领域有关应用的统称。
有广义和狭义之分。
广义CAM，一般是指利用计算机辅助完成从生产准备工作到产品制造过程中的直接和间接的各种活动。
包括工艺准备、生产作业计划、物流过程的运行控制、生产控制、质量控制等主要方面。
狭义CAM，通常指数控程序的编制。
包括刀具路线的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及后置处理和NC代码生成等。
CAD/CAM集成制造就是用CAD软件设计出零件模型，然后直接用CAM进行编程输出代码程序到机床中加工成为成品。
CAD/CAM 集成系统借助于工程数据库技术、网络通信技术、以及标准格式的产品数据接口技术，把分散于机型各异的各个CAD/CAM 模块高效、快捷地集成起来，实现软、硬件资源共享，保证整个系统内的信息流动畅通无阻。
第一节 机械CADC-AM基本概念及发展史
8
CAE——Computer Aided Engineering
计算机辅助工程分析是一个面向工程技术人员 的在计算机应用领域有限元数值分析学科。另 外,还有计算机辅助生产计划与控制（PPS）、 计算机辅助质量管理（CAQ）、计算机辅助测 试（CAT）等。
9
CAD/CAM集成
将CAD、CAM、CAE、CAPP、PPC（生产计 划与控制）等各种功能不同的软件有机结合起 来，用统一的执行机制来组织各种信息的提取、 交换、共享和处理，以保证系统内的信息畅通。 （各模块间进行信息的自动传递和转换）目的 是为了全面提高效率。
10
END
7
CAM——Computer Aided Manufacturing
通过计算机与生产设备直接或间接的联系，进 行规划、设计、管理和控制产品的生产制造过 程。 狭义CAM：数控编程与数控加工 广义CAM：指除数控外还包括计算机辅助工艺 规程设计(CAPP)、制造过程仿真（MPS）、自 动化装配（FA）、车间生产计划、制造过程检 测、故障检测、产品装配等。
3
本课程的特点与着重要介绍的内容
本课程的特点是兼顾成熟性与先进性、理 论性与实践性。着重介绍CAD/CAM应用技术 的理论与操作基础知识，另一方面也对当前先 进的CAD/CAM应用技术进行了介绍。并通过 实践教学环节初步了解典型的常用实际应用系 统。
4
如何学习本课程
在掌握基本理论的基础上加强实践。 分清重点、主次。 乐于收集相关资料，乐于尝试，主动拓宽专业
计算机技术在设计制造中的应用已经从往日的计算绘图nc加工发展到当今的三维建模型优化设计计算机辅助工程分析和虚拟设计计算机辅助工艺设计cappcadcam一体化自动数控编程柔性制造系统fms计算机集成制造系统cims计算辅助生产管理与控制智能制造与虚拟制造等技术
工程机械CAD_CAM课后习题答案
⼯程机械CAD_CAM课后习题答案第⼀章概述1.简述产品设计制造的⼀般过程。
答：CAD/CAM系统是设计、制造过程中的信息处理系统，它主要研究对象描述、系统分析、⽅案优化、计算分析、⼯艺设计、仿真模拟、NC编程以及图形处理等理论和⼯程⽅法，输⼊的是产品设计要求，输出的是零件的制造加⼯信息。
2.简述CAD/CAM技术的概念、狭义和⼴义 CAD/CAM技术的区别与联系。
答：CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与⼯程、计算机⼏何、机械设计、机械加⼯⼯艺、⼈机⼯程、控制理论、电⼦技术等学科知识，以⼯程应⽤为对象，实现包括⼆维绘图设计、三维⼏何造型设计、⼯程计算分析与优化设计、数控加⼯编程、仿真模拟、信息存贮与管理等相关功能。
区别：⼴义的CAD/CAM技术，是指利⽤计算机辅助技术进⾏产品设计与制造的整个过程，及与之直接和间接相关的活动；狭义的CAD/CAM技术，是指利⽤CAD/CAM系统进⾏产品的造型、计算分析和数控程序的编制联系：⼴义的CAD/CAM技术包容狭义的CAD/CAM技术3.传统的设计制造过程与应⽤CAD/CAM技术进⾏设计制造的过程有何区别与联系？答：区别：传统的设计与制造⽅式是以技术⼈员为中⼼展开的，，产品及其零件在加⼯过程中所处的状态，设计、⼯艺、制造、设备等环节的延续与保持等，都是由⼈⼯进⾏检测并反馈，所有的信息均交汇到技术和管理⼈员处，由技术⼈员进⾏对象的相关处理。
以CAD/CAM^术为核⼼的先进制造技术，将以⼈员为中⼼的运作模式改变为以计算机为中⼼的运作模式，利⽤计算机存贮量⼤、运⾏速度快、可⽆限期利⽤已有信息等优势，将各个设计制造阶段及过程的信息汇集在⼀起，使整个设计制造过程在时间上缩短、在空间上拓展，与各个环节的联系与控制均由计算机直接处理，技术⼈员通过计算机这⼀媒介实现整个过程的有序化和并⾏化。
联系：制造过程的各个环节基本相同。
4.简述我国CAD/CAM技术发展的过程与特点。
机械CADCAM课程大纲
《机械CAD/CAM》教学大纲制定人: 制定时间: 2013年5月所在单位:德州科技学院一、课程基本信息三、教学内容及基本要求第1章机械CAD/CAM技术概述目的要求：了解CAD、CAPP、CAM等相关概念，CAD/CAM系统的主要功能，CAD/CAM系统硬件，CAD/CAM系统软件，CAD/CAM系统的发展和应用。
教学重点和难点：重点是CAD/CAM相关概念的理解。
教学内容：第一节 CAD/CAM技术的基本概念第二节 CAD/CAM系统的功能第三节 CAD/CAM系统的硬件和软件第四节 CAD/CAM技术的发展和应用第2章 CAD/CAM的支撑技术目的要求：掌握CAD/CAM中常用的数据结构及其特点；掌握CAD/CAM中常用的几种数据管理模式及特点；了解计算机网络的组成、拓扑结构、协议及基于网络的CAD/CAM系统模式结构。
教学重点和难点：重点是数据结构和数据管理技术的相关原理；难点是数据的物理结构及链表。
教学内容：第一节 CAD/CAM系统常用的数据结构第二节数据管理技术第三节计算机网络技术第3章设计/制造数据的处理技术目的要求：掌握数表和线图的计算机处理技术；掌握数表的公式化处理技术；了解数据库的特点和应用。
教学重点和难点：重点是数表程序化，线图的处理，函数插值；难点是线图的处理。
教学内容：第一节数表的计算机处理技术第二节线图的计算机处理技术第三节数据库在CAD/CAM作业中的应用第4章机械CAD/CAM建模技术目的要求：掌握机械CAD/CAM几何建模中的基本知识；了解线框建模、表（曲）面建模、实体建模方法及特点；掌握特征建模方法。
教学重点和难点：重点是三维建模方法，特征建模；难点是特征建模。
教学内容：第一节几何建模概述第二节三维几何建模技术第三节特征建模技术第四节装配建模技术第5章计算机辅助工艺过程设计目的要求：了解CAPP系统的结构；了解零件信息描述的要求、内容和基本方法；掌握派生法CAPP、创成法CAPP的工作原理。
CAM第1章--CAM技术概述
产 量 动 生 产 线
自 大批量生产 柔性 制造线 柔性制造系统 制造单元 单台数控机床
0 2 4 10 40 100 1000
小 批量生产 量 生 产 批
零件品种数
●(3) 集成自动化阶段---90 年代以后，主要利用计算机集成制造系 统，实现全局优化的集成生产，目标是将不同种类和功能的自动化 孤岛集成起来，实现全局优化，这一时期为集成自动化阶段。
三、机械制造系统自动化的发展
▲1、制造自动化系统的软硬件发展 ★制造自动化系统通常由各种机械设备构成。其中最重要、最基本 的加工设备是各种类型的数控机床。自 1957 年世界上第一台数控 机床诞生以来， 随着微电子技术的迅速发展， 年代中期出现了基 70 于微处理器的计算机数控（Computer Numeric Control——CNC） 机 床 ， 并 在 60 年 代 末 期 的 直 接 数 字 控 制 （ Direct Numeric Control——DNC）的基础上，进一步发展成为今天的分布式数字 控制（Distributed Numeric Control——DNC） 。 ★为进一步提高机床的利用率和自动化水平，在 CNC 机床的基础 上，又增加了刀具自动交换装置，形成了各种类型的加工中心，如 主要用于镗、铣切削的卧式和立式加工中心，主要用于车削的车削 加工中心，主要用于冲切加工的冲切加工中心等。在各类加工中心 的基础上，再增加托盘交换装置和输送托盘的物流装置，则成为柔 性制造单元和柔性制造系统。
★制造系统的自动化从生产组织方式上大体上分为刚性自动化、柔 性自动化和集成自动化三个阶段。 ●(1)刚性自动化阶段---70 年代以前， 主要利用机械设备， 实现大批 量生产， 解决代替人的体力劳动的自动化， 目标是提高劳动生产率， 这一时期为刚性自动化。 批量法则：生产的组织形式、加工方法和加工设备、工艺装备 等，均按产品批量的大小来决定它们的先进性和高效率
1第一章 机械CAD-CAM技术概述
3.图档与设计文档的生成
自动生成和修改二维图形，包括基本图元的生成、尺寸的 标注、图形的编辑、显示控制、技术条件标注等功能，生 成满足实际生产需要、符合国家标准的机械工程图。
2、机械CAD /CAM系统的功能和作业过程
4．辅助制定工艺规程（CAPP）
CAPP是连接CAD与CAM的桥梁, 能根据产品信息和制造工艺 要求，自动进行加工方法、工艺路线、工艺参数和加工设备、 刀具、卡具等规划，生成工艺规程和工艺卡片，并被CAM系统 接收后自动生成NC控制代码。
5．NC自动编程
根据CAD所建几何模型，以及CAPP所制 定的加工规程，选择所需要的刀具和工艺 参数，确定走刀方式，自动生成刀具轨迹， 经后置处理，生成具体机床的NC控制代码。 目前，CAD/CAM系统具备了3至5轴的联动加 工的数控编程能力。
2、机械CAD /CAM系统的功能和作业过程
6．加工过程仿真模拟
系统软件、支撑软件、应用型软件
人在CAD/CAM中起主导作用，设计策略，逻辑控制，创造性
4、 CAD/CAM系统的硬件和软件
数 字 化 仪
数 字 化 仪
扫描仪
４、CAD/CAM系统的硬件和软件
软件
应用软件
专用软件（可以由用户自行开发） 单一功能型支撑软件只提供CAD/CAM系统中 某些典型过程的功能。
机械设计的概念
机械设计就是根据使用要求确定产品应该具备的功能， 构想出产品的工作原理、结构形状、运动方式、力和能量的 传递、以及所用材料等事项，并转化为具体的描述，例如图 纸和设计文件等，以此作为制造的依据。设计的结果通过制 造转化成产品。 机械设计是产品从需求分析、设计、制造、销售、使用 和回收整个产品全生命周期中的一个重要环节，对产品成本 的影响占80％。
机械CADCAM技术第1、2、5、7、9章课后习题
第一章机械CAD/CAM技术概要1.单项CAD、CAPP、CAM技术各具有哪些功能？为什么要进行CAD/CAM技术的集成？集成的CAD/CAM系统会带来哪些优越性？P12.分析应用CAD/CAM系统进行产品开发设计的作业过程及其特征。
P43.简述CAD/CAM系统硬件的组成，并分析各自在系统中所起的作用。
P64.叙述CAD/CAM系统软件组成结构中的系统软件、支撑软件以及应用软件各自的功能作用以及相互间的联系与区别。
P125.概述CAD/CAM技术的发展过程及其应用领域。
P166.试分析CAD/CAM技术的发展趋势。
P18第二章CAD/CAM的支撑技术1.阐述数据结构的概念。
何为数据的逻辑结构？何为存储结构？P203.阐述栈与队列数据结构的概念及其特点。
P257.什么是工程数据库？与一般商用数据库比较，工程数据库有哪些优点？P3211.描述可视化技术的含义及其基本流程。
P40、P4313.什么是正向推理？什么是反向推理？各自有何特点？P5014.通常专家系统由哪些结构组成？各部分的功能作用如何？简要描述专家系统的工作原理。
P51第五章机械CAD/CAM建模技术1.什么是三维形体的几何信息？什么是拓扑信息？试举例进行说明。
P1122.什么是正则集和正则集合运算？为什么三维造型需要采用正则集合运算？P1143.在三维建模过程中，欧拉公式的作用是什么？P1144.在CAD/CAM系统中，有哪几种常见的建模方式？它们各有什么特点？P1155.在实体建模中，有哪几种常用的系统内表示方法？并简述各自的特点。
P1187.什么叫特征？和实体模型相比，特征建模有何优点？P125、P1268.比较几种目前的特征建模方法，分析各自的优缺点。
P1289.描述基于特征面邻接图的特征识别方法。
P13210.何谓产品自底向上的设计与自顶向下的设计，分析这两种设计方法的特点及应用。
P135第七章计算机辅助工艺过程设计1.何谓CAPP？CAPP的主要功能是什么？为什么说CAPP是CAD/CAM集成系统的桥梁和纽带？P1652.CAPP系统主要由哪几部分组成？分析各组成部分的功能。
CADCAM-第一章.概述
一、CAD/CAM的基本功能
交
图
存
输
互
形
储
入
功
显
功
输
能
示
能
出
功
功
能
能
1.交互功能
人机接口是CAD/CAM系统中用户与系统连接的
桥梁
友好的用户界面，是用户直接而有效地
完成复杂设计任务的必要条件
除软件中界面设计外，还必须有交互设 备实现人与计算机之间的不断通信
2.图形显示功能
CAD/CAM是一个人机交互的过程，从产品的造型、 构思、方案的确定，结构分析到加工过程的仿真，系 统随时保证用户能够观察、修改中间结果，实时编辑 处理。
产品设计阶段
设计人员以计算机为辅助工具完成各项工作， 即计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)。
生产准备阶段
工艺人员借助计算机根据产品设计阶段给出的 信息和产品制造的工艺要求，交互或自动地完成各 项工作，即计算机辅助工艺过程设计
(Computer Aided Process Planning，CAPP)。
空间的保障。
CAD/CAM系统运行时，数据
量很大，有很多算法往往生成
大量的中间数据，尤其是对图
形的操作、交互式的设计以及
IBM737Байду номын сангаасMagnetic core
storage unit
结构分析中的网格划分等。
4.输入输出功能
CAD/CAM系统运行中，用户需不断地将有关设计 的要求、各步骤的具体数据等输入计算机内，通过计 算机的处理，能够输出系统处理的结果。
生产人员完成从生 产准备到产品制造 出来的过程中的各 项活动，包括作业 计划、零件加工、 装配和性能检验。
机械CADCAM技术第1章
1962 年 ： 美 国 学 者 Ivan sutherland 研 究 出 Sketchpad 交互式图形系统 。
1964年：美通用汽车公司宣布了他们的DAC-1。
3
课程导引
计划： 总学时32：面授28学时，实验4学时。（4-12周）
成绩考核方式： 考试课，成绩以百分计：考勤及作业成绩30% ，实 验成绩10%，考试成绩60%。
4
课程导引
教材：
本课程选用教材为《机械CAD/CAM技术》蔡汉明等主编 机械工业出版社。
参考教材：
➢ 《计算机辅助设计与制造》 李佳 主编 天津大学出版社
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第二节、CAD/CAM技术发展历程
CAD/CAM技术随着计算机及其外围设备、图形输 入输出设备、软件技术的发展而发展。 1、准备和诞生时期（20世纪50~60年代）
电子管计算机 1950 MIT 能够显示简单图形的图形显示器 1958 Calcomp 滚筒式绘图机 20世纪50年代末 SAGE战术防空系统 1952年：第一台数控机床在麻省理工学院研制成 功。
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2．软件组成
2）支撑软件
➢ 绘图软件
例如 Auto CAD绘图软件
➢ 几何建模软件 例如 Pro-E UG 软件
➢ 有限元分析软件 例如 SAP软件
➢ 优化方法软件 例如 OPB软件
➢ 数据库系统软件 例如 ORACLE SQL Server 数
据库系统软件、FOXBASE、FOXPRO等
➢ 系统运动学/动力学仿真软件 例如 ADAMS机械 动力学自动分析软件
机械CADCAM技术——PRO应用实训1
第1章 Pro/ENGINEER 概述
1.3 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的主界面
图1-1 Pro/ENGINEER 主窗口
第1章 Pro/ENGINEER 概述
1.4 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0的系统设臵
1.4.1自定义主界面
在Pro/ENGINEER主菜单中，选择“工具”/“定制屏幕”命令，弹 出“定制”对话框，可在“工具栏”、“命令”、“导航选项卡”、“浏览 器”和“选项”中对Pro/ENGINEER系统主界面进行自定义。
第2章 Pro/ENGINEER 参数化草绘
2.2 Pro/ENGINEER的草绘工具
2.2.2 草绘工具介绍 编辑转换特性： 加强：将所选定的弱尺寸改为强尺寸。 参照：将所选定的驱动尺寸改为参照尺寸。 周长：将所选定的正多边形尺寸约束改为周长约束其形状。 样条：将所选定的多边形改为样条曲线。 锥形：将所选定的的偏移图元改为两端具有不同偏移的图元。 应当注意的是，直径尺寸可以转为半径或线性尺寸约束。
第6章 Pro/ENGINEER 参数化建模 第7章 Pro/ENGINEER 装配设计 第8章 Pro/ENGINEER 机构设计 第9章 Pro/ENGINEER 工程图设计
第1章 Pro/ENGINEER 概述
第1章 Pro/ENGINEER 概述
Pro/ENGINEER是一套涵盖了由设计至生产的机械自动化 软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特
第2章 Pro/ENGINEER 参数化草绘
2.2 Pro/ENGINEER的草绘工具
2.2.2 草绘工具介绍 文本：创建文本的工具。 边：使用、偏移和加厚图元的工具，“使用”草绘模式不显示， 在零件模式下将显示。 数据来自文件：通过“文件系统”和“调色板”输入外部图元 的工具。 尺寸：尺寸标注的工具。 约束：设臵图元约束条件（竖直、水平、垂直、相切、中点、 重合、对称、相等和平行）的工具 特征工具：3D特征建模时设臵旋转轴、切换剖面、起始点、混 合顶点的工具。 选项：设臵草绘环境的工具。 线造型：设臵和清除草绘图元线性及颜色的工具。 诊断：草绘诊断工具。
第1章 概述 机械CAD、CAM技术(第4版)
1.2 CAD/CAM系统的作业过程和主要功能
1、CAD/CAM系统专业过程
CAD/CAM系统作业过程：
• 需求分析及概念设计 该过程目前主要仍由设计人员人工来完成。 • 计算机辅助设计(CAD) 建立产品数据建模，输出产品工程图 样及设计文档。 • 计算机辅助工程分析(CAE) 分析产品性能，模拟工作状态。 • 计算机辅助工艺规划(CAPP) 提取CAD模型中几何信息及工艺信息， 进行工艺规程设计，输出工艺文档。
三坐标测量设备:包括三坐标测量仪、激光三维扫描仪等 数码相机：将光学真实图象转换为数字图象； 其他输入装置：如触摸屏、声响交互输入设备、数据手套等。
鼠标
键盘
数字化仪
三坐标测量仪
数据手套
激光三维扫描仪
输出装置：
图形显示器：最基本的输出装置，由图形卡支持；
打印机：有针式、喷墨、激光打印机等各种类型；
拟仿真，证实所设计产品的功能可用性和性能可靠性，获取
优化设计模型。 CAE系统功能模型
CAE常用设计领域 1）结构分析：应用有限元等分析工具对产品结构静/动态特性、 热变形、磁场强度等产品性能进行分析。
2）优化设计：通过改变设计参数，使产品结构、体积、质量、
强度、动态特性、热稳定性达到最优，以获取最佳设计方案。 3）仿真模拟：根据产品实际工况，对产品动、静态特性和控 制策略等进行仿真实验，以预测产品性能，提前发现设计缺陷。
1.1 CAD/CAM技术内涵
1.2 CAD/CAM系统的作业过程和主要功能
1.3 CAD/CAM系统的结构组成
1.4 CAD/CAM技术的发展
1.1 CAD/CAM技术内涵
1、CAD技术 以计算机为工具，通过人机交互，完成产 品建模，输出产品工程图样及设计文档的过程。
1第一章 CADCAM概述
仿真、工程数据管理、和技术文档整理等设计 活动。 CAD是一门多学科综合的新技术，是一种人和 计算机相结合、各尽所长的新型设计方法
计算机特点： 强有力的计算功能(速度快、精度高) 高效率的图形、文字处理能力， 能存储、处理大量的各类数据。
60年代计算机图形学和数据库技术出现 这一时期计算机硬件的性能不断提高；各种CAD
软件陆续开发；以小型和超级小型计算机为主机 的CAD系统进入市场并形成主流。 20世纪60年代末，显示技术的突破使CAD系统的 性能价格比大幅度提高，用户以每年30%的速度 增加，形成CAD产业。 当时的CAD技术还是以二维绘图和三维线框图形 系统为主
(2)产品制造过程实质上是信息采集、传递、 加工处理的过程。
CIM是一个先进的思想，但是由于当时技术水 平的限制，直到80年代初，这个思想才被制造 领域重视并采用。
近年来，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，经历了信息集成、过程 集成和企业集成（如敏捷制造）的研究和实践 。
广义的CAM是指借助计算机来完成从生产准 备到产品制造出来全过程中的各项活动，包括 工艺过程设计（CAPP)、工装设计、数控加工、 生产作业计划、制造过程控制、质量监控等。
CAE（computer aided engineering）
计算机辅助工程分析：主要指工程设计中的分 析计算、模拟仿真和结构优化等，利用计算机 对工程或产品未来的工作状态和运行行为进行 模拟，分析其功能、性能、可靠性等是否满足 设计要求。
6．计算机辅助工 艺规程设计(CAPP)
7．模拟仿真 8．工程数据管理 9．NC自动编程
CADCAM考试重点
13.广义 CAM 一般是指利用计算机辅助完成从毛坯到产品制造过程
中 直接 和 间接 的各种活动
14. CAD/CAM 软件系统分为三个层次： 系统软件 、 支撑软件 和 应用软件 。
C. 后进后出 D. 不分顺序
11. 栈和队列的共同点是（ ）。
A. 都是先进先出 B. 都是先进后出
C . 只允许在端点处插入和删除元素 D. 没有共同点
12 . 栈和队列都是（ ）
A ．顺序存储的线性结构 B. 链式存储的非线性结构
17．CAD/CAM系统的运行环境由 硬件 、 软件 和人三大部分所构成。
18. CAD/CAM的集成问题主要就是的 信息 集成问题，最终反映出、表现出的是数据的 自动传递与转换 。
简答题：
1. CAD ／ CAM 系统的配置应考虑哪些问题 ?
答：工作能力，经济性，使用方便性，工作可靠性，维修方便性，标准化程度及可扩充性，工作环境要求，响应时间及处理速度，采用的语言，磁盘容量。
10. CAD/CAM 是 计算机辅助设计 和 计算机辅助制造 的简称。
11.计算机辅助设计（ CAD ）是指技术人员以计算机为工具，对产品进行 设计 、 绘图 、 工程分析 、和 编纂技术文档 等活动。
4. 中央处理器主要包括 控制器 、 运算器 和各种寄存器。
5. 根据CAD/CAM系统中执行的任务及服务对象的不同，可将软件系统分为 系统软件 、 支撑软件 和 应用软件 三个层次。
6.计算机辅助设计与计算机辅助制造简称_CAD/CAM_________.
计算机辅助制图--第一章CADCAM概述 ppt课件
CAD/CAM技术应用
CAM技术的发展
1952年 数控（NC）机床首次研究成功奠定了CAM的硬件基础。
1955年 研制成功在通用计算机上运行的自动编程工具（APT）语言， 实现了NC编程自动化。
1958年 研制成功自动换刀镗铣加工中心（MC），一次装夹集中加工， 提高加工效率和质量。
ppt课件 PPT课件 PPT课件 18
硬 件
软 件
应 用
CAM
◆ 突飞猛进的时期（20世纪80年代）
硬件技术 大规模集成电路、外设产品系列化
彩色高分辨率图形 显示器、大型数字 化仪、自动绘图机
软件技术
高级编程语言、数据库技术、有限元分析、优 化设计、曲面建模、三维实体建模 企业：大——小 国家：发达——发展中 设计：产品——工程
ppt课件 PPT课件 PPT课件
计算机技术 CAD/CAM技术 机械制造技术
以人为主体，借助计算机硬、软课件 PPT课件 PPT课件
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计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）技术是设 计人员和组织产品制造的工艺技术人员在CAD/CAM系统的 辅助之下，根据产品的设计和制造程序进行设计和制造的 一项新技术，是人的智慧和创造力与计算机技术系统的巧 妙结合。设计人员通过人机交互操作方式进行产品设计构 思和论证，产品总体设计，技术设计，零部件设计，有关 零件的强度、刚度、热、电、磁的分析计算和零件加工信 息（工程图纸或数控加工信息等）的输出，以及技术文档 和有关技术报告的编制。而工艺设计人员则可以根据CAD 过程提供的信息和CAM系统的功能，进行零部件加工工艺 路线的控制和加工状况的预显，以及生成控制零件加工过 程的信息。
ppt课件 PPT课件 PPT课件
科大机械CADCAM习题集
科⼤机械CADCAM习题集机械CAD/CAM技术习题集青岛科技⼤学CAD中⼼复习⼤纲第⼀章概述1.掌握CAD、CAE、CAM、CAPP及CAD/CAM系统集成的含义2.了解硬件组成及分类，掌握联机系统的联⽹⽅式3.了解CAD/CAM硬件及软件的组成4.了解CAD/CAM系统的功能和任务5.熟练掌握CAD/CAM集成的⽅法6.了解CAD/CAM的发展趋势7.列举CAD／CAM系统的软件类型8.试述系统软件的作⽤。
CAD／CAM系统所⽤的系统软件有哪⼏种？9.说明CAD应⽤软件的类型及应⽤场合。
10.CAD／CAM的发展经历了哪些阶段?11.CAD／CAM系统的基本功能。
12.采⽤CAD／CAM技术的优点13.CAD／CAM⽀撑软件应包含哪些功能模块?第⼆章数据结构1. 掌握数据、数据元素、数据项和数据结构的定义2. 掌握数据结构包括的内容：逻辑结构、物理结构和运算3. 了解数据逻辑结构的分类4. 掌握线性表结构的定义5. 熟练掌握线性表结构的顺序存储⽅式和链式存储⽅式各⾃的优缺点6. 了解链式存储结构的种类，熟练掌握双向链表的数据操作原理7. 了解栈和队列的定义，掌握栈和队列的特点8. 掌握树及其相关概念，熟练掌握树和⼆叉树的相互转换及⼆叉树的遍历第三章计算机辅助图形处理1. 掌握齐次坐标的特点及在此基础上构造的变换矩阵的含义2. 掌握⼆维基本变换，熟练掌握⼆维复合变换3. 掌握三维基本变换，熟练掌握三维复合变换4. 掌握窗视变换的概念和原理5. 熟练掌握编码裁剪法的原理和步骤6. 掌握凸体隐藏⾯的法向⽮量法7. 掌握包含性测试的基本原理8. 了解图形的⽣成⽅法9．计算机绘图中如何产⽣三视图?第四章⼏何建模和特征建模1. 掌握建模的概念及过程2. 掌握⼏何建模的概念3. 掌握曲⾯⽣成的⽅法4. 掌握边界表⽰法的原理、特点及其和曲⾯建模的区别5. 熟练掌握构造⽴体⼏何法的基本原理会会绘制构造树6.了解混合模型的基本原理7.熟练掌握空间单元表⽰法的⼯作原理8.了解建模发展的趋势9.熟练掌握线框建模、曲⾯建模、实体建模的优缺点及优缺点的⽐较10.掌握特征的概念与分类11.掌握形状特征的分类12.掌握特征类之间的关系13．三维⼏何建模系统有哪⼏种建模⽅式?各⾃的特点是什么？14．试述实体建模中计算机内部表⽰⽅法，其数据结构的特点。
第1章 CAD／CAM技术概论
第1章 CAD／CAM技术概论随着CAD／CAM技术的迅猛发展，许多企业已将CAD／CAM技术运用到实际的生产当中，把产品的数字化模型、工程分析、产品设计、数控编程、模拟加工、生产加工等环节融为一体，进行整个生产周期的全方位预测和控制。
本章主要介绍CAD／CAM的基本概念、CAD／CAM 系统的组成和CAD／CAM技术的发展等内容。
1．1 CAD／CAM技术1．1．1 CAD/CAM的基本概念1．CAD(Computer Aided Design——计算机辅助设计)以计算机为辅助工具来完成产品设计过程中的各项工作，如草图绘制、零件设计、零件装配、装配干涉分析等，并达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本的目的。
2．CAE(Computer Aided Engineering——计算机辅助工程分析)以现代计算力学和有限元分析为基础、以计算机仿真为手段，对设计产品进行结构参数、强度、寿命、运动状态及优化性能等方面的工程分析，用于测量与校核产品的可靠性和优化程度。
3．CAPP(Computer Aided Process Planning——计算机辅助工艺过程设计)以计算机为辅助工具，并根据产品的设计信息、要求及产品制造工艺要求，交互地或自动地确定出产品加工方法和方案，例如，进行加工方法选择、工艺路线确定、工序设计等。
4．CAM(Computer Aided Manufacturing——计算机辅助制造)CAM有广义和狭义两种定义。
广义CAM是指借助计算机来完成从生产准备到产品制造出来的全过程中的各项活动，包括工艺过程设计(CAPP)、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、计算机辅助质量检测(CAQ)与分析、产品数据管理(PDM)等。
狭义CAM通常只是指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC 代码生成等。
1．1．2 CAD/ CAM的集成自70年代中期以来，计算机的应用日益广泛，几乎深入到生产过程的所有领域，并形成了很多计算机辅助的分散系统。
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支撑软件：
交互式二维绘图软件：主要完成二维工程图样的绘制， 如AutoCAD、PICAD、高华CAD、开目CAD、CAXA等。 三维造型软件：如 MDT、Solidworks、Solidedge等。 数控编程软件：如 MasterCAM、SurfCAM等。 工程分析软件：有限元分析软件，如 SAP、NASTRAN、ANSYS等； 动力学仿真分析软件，如Adams等。
用户界面 应用系统 CAD CAPP CAM …… 数据库、网络系统、数据交换接口 操作系统
计算机硬件
CA对象数字化 所设计产品以数据形式保存，产品开发活动是对产
品数据进行操作、处理和转换的过程。
•设计环境的网络化 通过网络将不同设计人员、部门和设计地点联系
起来，做到及时沟通和响应，避免信息延误和错误传递，避免扯皮和责 任推诿现象。
•设计过程的并行化 建立上下游产品开发活动的关联和反馈，上游活
动可对下游活动预先分析，确保整体性；若下游发现上游的缺陷，可及 时修改，使产品设计不断完善和优化。
•新型开发工具和手段 应用如快速原型技术、虚拟制造技术、动静
态分析等多种技术，保证产品开发质量、缩短产品开发周期，提高产品 开发一次成功率。
CAD/CAM系统硬件组成
输入装置 生产装备
存贮器
计算机 主机
计算机网络
输出装置
CAD/CAM系统硬件组成
计算机主机：
中小型计算机：由于大型复杂设计计算和分析； 工程工作站：具有强大的图形处理、高速计算
和网络通信能力；
微型计算机：性能价格比高，软件丰富，操作 容易，是CAD/CAM主流机型。
输入装置：
CAD/CAM目前研究热点
• 计算机辅助概念设计 需解决建模和推理两大技术难题。 • 计算机支持的协同设计 须解决：
①群体成员间实时、可靠、廉价的信息交换； ②保证异地、异构环境下协同设计系统可靠运行； ③群体成员冲突协调解决机制。
• 智能CAD/CAM技术 • CAD/CAM与虚拟现实技术的集成 • 计算机安全
企业向中小企业扩展，从发达国家向发展中国家扩展
•90年代－集成期：CAD/CAM集成，CIMS集成
•单元技术的发展和应用阶段 60~70年代
如图形软件、数控编程、CADAM、CATIA、UNITGAPHICS、IDEAS等
CAD/CAM系统；ADAN、ANSYS、NASTRAN工程分析系统。
特征：各功能模块基本形成，数据结构尚不统一，不具备集成性。
•CAD/CAM的集成阶段 20世纪80年代
实体造型成熟，特征建模、工程数据库发展；超级微机、工作站占领市场。 特征: CAD/CAE/CAM集成性好，应用向三维、集成化发展。
•面向并行协同设计环境的CAD/CAM阶段 自20世纪90年代
由面向零件集成向面向产品并行协同设计发展，要求产品设计一次成功。 特征：面向产品全生命周期建模、企业PDM、计算机网络、协同工作模式。
3、CAD/CAM系统的软件
CAD/CAM系统的软件组成
系统软件：
操作系统：计算机软件核心，有CPU管理、内存 管理、I/O管理、文件管理等功能，常用操 作系统有DOS、Windows、Unix、Linux等。 语言编译系统：如 Basic、C/C++、LISP等编译系统， 是将高级语言转换为计算机机器语言。 图形接口标准：如 GKS、PHIGS、GL/OpenGL等图 形接口标准，独立于硬件设备和各种不同的 计算机语言。
CAM含义： CAM-- Computer Aided Manufacturing 广义CAM：利用计算机完成从毛坯到产品制造过程中的直 接和间接的各种生产活动，包括工艺准备、生产作业 计划、物流控制、质量保证等。 狭义CAM：数控加工编程。
4、CAD/CAM集成技术
利用数据库技术、网络技术、数据交换和接口技术，实现 CAD/CAPP/CAM各模块之间信息自动传递、转换和共享的相关技术。 工程 图样 工艺 文档
CAD/CAM技术的发展趋势
1、集成化 • 单一功能各模块CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM的集成 • CAD/CAM与ERP集成，即技术与管理信息的集成 2、网络化 通过网络将不同地点的CAD/CAM系统连接起来，可实现设 计信息交换，共享网络资源，降低设计成本，加速了产品设计进程。 3、智能化 智能化是CAD/CAM技术发展的必然选择，通过引入专家系统 和人工智能技术，使其能够模拟人类专家的思维方式，在产品设计过程给 出智能化提示，如何解决现有设计问题，给予有效的帮助。 4、虚拟化 虚拟现实技术是利用计算机创建一种虚拟环境，使操作者具有沉浸感、 自主性和交互性特征。在人机融合为一体虚拟环境中，可大大提高设计效 率，缩短开发周期。目前，基于VR技术的CAD/CAM系统实用化还有待进一 步研究和完善。
第九章 CAD/CAM集成技术
第一章 CAD/CAM技术概述
1.1 1.2 1.3 1.4 CAD/CAM技术基本概念 CAD/CAM系统的功能和作业过程 CAD/CAM技术的硬件和软件 CAD/CAM技术的发展和应用
1.1 CAD/CAM技术基本概念
1、CAD技术 CAD含义：以计算机为工具，通过人机交互，处理产
1.4 CAD/CAM技术的发展和应用
CAD/CAM技术的发展
•50年代－萌芽期：图形显示器(50),NC机床(52),绘图仪(58) •60年代－成长期: CAD(63),FMS(67),CADAM,GRAPHI等大型 CAD/CAM系统问世 •70年代－发展期：CAD/CAM软硬件系统商品化 •80年代－普及期：PC微机和工作站系统广泛使用，从大型
CAD
CAPP
CAM
NC代码
CAD/CAPP/CAM非集成系统的信息流
图 形 处 理
工 程 分 析
几 何 造 型
概 念 设 计
工 时 定 额
工 序 设 计
工 艺 流 程
毛 坯 设 计
质 量 保 证
物 流 控 制
作 业 计 划
数 控 编 程
CAD
CAPP
CAM
CAD/CAPP/CAM集成系统的信息流
CAPP功能
毛坯 设计
工艺 路线
工序 设计
工艺 文件
机床刀 工装 具选用 设计
余量 分配
切削 用量
工时 定额
工序图 绘制
某零件机械加工 工艺流程
工艺过程卡 常用格式
CAPP组成
人机交互模块
零件 对象
零件信息 描述获取
工艺工序 决策
工艺文件 生成与管理
零件 信息库
数据库 知识库
工艺 文件库
3、CAM技术
机械CAD/CAM技术
授课教师：黄风立 联系电话：667142
目
录
第一章 CAD/CAM技术概述
第二章 CAD/CAM的支撑技术
第三章 设计数据的处理技术 第四章 计算机图形处理技术
第五章 机械CAD/CAM建模技术
第六章 机械CAD/CAM应用软件开发 第七章 计算机辅助工艺过程设计
第八章 数控加工编程
输入接口
位置跟踪 数据手套 空间球 操纵杆 话 筒
虚拟现实环境
输出接口
头 盔
双筒镜 立体眼镜
显示器
耳
虚拟现实计算机
机
测量
建模 渲染 控制
虚拟现实数据库
CAD、音频、视频
品设计过程中的图形和数据信息，辅助完成整个产品设
计过程的一门综合技术。
CAD基本功能
几何 造型
工程 分析
仿真 模拟
图形 处理
CAD基本功能
几何造型
工程分析
图形处理
仿真模拟
CAD 系统组成
CAD系统
设计数据库
应用程序库
交互图形库
硬件
软件
2 CAPP技术
CAPP含义： CAPP—Computer Aided Process Planning 是根据产品设计结果,进行产品加工工艺过程 的设计，是一项重要的生产准备工作。
鼠标
键盘
数字化仪
三坐标测量仪
数据手套
激光三维扫描仪
输出装置：
图形显示器：最基本的输出装置，由图形卡支持；
打印机：有针式、喷墨、激光打印机之分；
自动绘图仪：有笔式绘图仪、喷墨绘图仪， 有滚筒绘图仪、平板绘图仪之分。 立体显示器：头盔显示器、立体眼镜、3D立体投影仪 三维打印机：采用材料累加成型原理，由CAD数据直接控
虚拟现实软件工具：Creator、VEGA、WTK（WorldToolKit）等。
综合集成支撑软件：如 I-DEAS、UGII、PRO/E、CATIA等,具有CAD、 CAE、CAM等综合功能。
应用软件：
在系统软件和支撑软件基础上，针对某一具体应用 开发的软件，如机床设计、夹具设计、汽车车身设计等 CAD或CAE软件系统。
键盘鼠标：最典型常用的输入装置； 数字化仪：通过电磁感应原理进行图形坐标点输入； 图形扫描仪：能快速完成图形信息的输入，生成位图信息，
经矢量化处理将位图转换为矢量化图形；
三坐标测量设备:包括三坐标测量仪、激光三维扫描仪等 数码相机：将光学真实图象转换为数字图象； 其他输入装置：如触摸屏、声响交互输入、数据手套等。
制打印机x、y、z三轴运动。
成形头
光敏树脂
支撑 材料
紫外光
升降工作台
头盔显示器 光敏材料三维打印原理图
存储器：
内存储器：存储当前所需的数据和程序，半导体材 料， 访问速度快，成本高，存储量有限，存储信息掉 电丢失； 外存储器：存储CPU暂时不用的数据和程序，存储量
大，能长期保存。
外存储器有软盘、硬盘、光盘、USB之分。
1.3 CAD/CAM系统硬件和软件