先进制造技术

CAD/CAM部分

1．CAD/CAM：CAD/CAM的涵义（P35）

CAD: Computer Aided Design CAM：Computer Aided Manufacturing

using computers in the design and manufacturing processes

CAD/CAM：指产品设计和制造技术人员在计算机系统的支持下，根据产品设计和制造流程进行设计与制造的一项技术。

Computer graphics(CG) 计算机图形学 Computer-aided engineering(CAE) 计算机辅助工程分析Computer-aided process planning(CAPP) 计算机辅助工艺规程设计Computer-aided design and drafting(CADD)

2．CAD的系统组成部分：科学计算、图形系统和工程数据库等组成。现代的CAD系统是以交互式计算机图形学Interactive computer graphics （ICG）作为基础.

CAM典型的CAM技术包括：计算机数控制造和编程、工艺过程设计、计算机控制的机器人制造和装配、柔性制造系统生产管理等。广义的CAM是利用计算机辅助完成从毛坯到产品整个制造过程中的直接和间接活动。

CAD/CAM

由人(the human designer )、硬件(hardware)和软件(software)组成的CAD／CAM系统将实现设计和制造各功能模块之间的信息传输和交换，并对各功能模块的运行进行统一管理和控制。

CAD/CAM基本原理

优点：Increased productivity提高的生产率Better quality 更好的质量 Better communication 更方便的通讯Common database 有与制造相关的公用数据库 Reduced prototype costs 降低原型制作费用Faster response to customers 对客户的更快速的反应CAD的四个阶段：Design Modeling 设计建模 Design Analysis 设计分析Design Review设计审核 Design Documentation设计存档设计建模三种显示形式two-dimensional or 2-D two-and-a-half-dimensional or 2.5-D three-dimensional or 3D

2维的表达Orthographic representation正交（平面）投影表达

3维造型的两种形式：线框造型(Wireframe Modelling) 实体造型(Solid Modelling)

设计分析具体要做什么？

ADAMS 、DADS主要用来分析所设计的装配体的运动学、动力学及大位移响应；NASTRAN、 ANSYS用于分析承受集中载荷和热应力机械构件的应力和温度分布情况。当构件受动载荷作用时也可进行振动分析。大型通用有限元分析软件ANSYS是美国ANASYS公司研制，该软件融合了结构、热、流体、电磁、声学于一体.

有限元法(Finite Element Method)基本思想：将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。有限元法基本思想是“一分一合”，分是为了进行单元分析，合则是为了对整体结构进行综合分析。即用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法。

设计审核常借助的功能模块：semiautomatic dimensioning尺寸驱动、layering图层分层、interference checking.干涉检查、Zoom放大CAD/CAM 的硬件：cpu 输入设备、输出设备

(CPU,中央处理单元), various output devices such as plotters（绘图仪） and printers （打印机）,a secondary storage capability (辅助存储设备) ,a graphics terminal （图形终端）, and various input devices.

CAD/CAM 的软件的五大功能1) Producing graphic images 产生图像文件Manipulation of graphic images 对图像进行操作Controlling the terminal display 控制终端显示Performing editing functions 完成编辑功能Performing input functions 输入数据3D实体建模的两种基本方法：Constructive solid geometry (CSG, 构造实体几何法) 构造实体几何法:是采用基本的体素经过集合运算(交、并、差)构造出复杂的形体。基本体素常定义为长方体、圆柱体等由平面、二次曲面构成的有界实体。 Boundary representation (B-rep, 边界表示法) 边界表示法:着重物体的外表面描述。在边界表示法中，一个物体被看作是由有界的平面或曲面子集构成的，每个面又通过它的边界边和顶点来组成，经过各种几何运算和操作，达到构成物体的目的。

数控部分

数控加工与传统加工的比较优点：

More accurate than manually operated machines Producing parts more uniformly

More faster than the manual operation More lower cost of the long-run tooling

数控机床的组成部分：主机、数控装置、驱动装置、辅助装置

数控的三种模式：direct numerical control (DNC)直接式数控 distributed numerical control（DNC）分布式数控 computer