CADCAM培训教材
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《机械CAD—CAM》课件第8章
N0045 G2X-72.087 Y8.67 I.183 J9.34 N0050 G1X-72.087 Y8.67 Z-2. N0055 X-6. （本程序段省略了续效字“G1， Y8.67， Z-2”， 但它们的功能仍然有效）
8.2 数控机床的坐标系与数控编程的方法
1. １） （1） 机床坐标系的确定。 ① 机床相对运动的规定。在机床上， 始终认为工件是相 对静止， 而刀具是相对运动的。 这样， 编程人员在不考虑机 床上工件与刀具具体运动的情况下， 就可以依据零件图样， 确定机床的加工过程。
2. 1） 手工编程也称人工编程， 是指编制零件数控加工程序的 各个步骤、 整个过程与环节均由人工来完成。 一般几何形状 不太复杂的零件， 所需的加工程序不长， 计算比较简单， 用 手工编程比较合适。
手工编程的特点在于， 耗费时间较长， 容易出现错误， 无法胜任复杂形状零件的编程。很多工厂在生产时， 一般规 定， 如果产品的加工轨迹仅仅是几条线段， 则由数控操作工 人手工编制程序， 其余零件的加工程序一律由专业的数控程 序编程员在电脑上编制完成。
对于机床操作人员来说， 则应在装夹工件、 调试程序时， 将编程原点转换为加工原点， 并确定加工原点的位置， 在数 控系统中给予设定（即给出原点设定值）。 设定加工坐标系 后就可根据刀具当前位置， 确定刀具起始点的坐标值。 在加 工时， 工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而言的， 这 样数控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始加工。
(3) ① 尽量缩短进给路线， 减少空走刀行程， 提高生产效率； ② 合理选取起刀点、 切入点和切入方式， 保证切入过程 平稳； ③ 保证加工零件的尺寸精度和表面粗糙度质量要求； ④ 保证加工过程的安全性， 避免刀具与非加工面的干涉； ⑤ 有利于简化数值计算， 减少程序段数目和编制程序的时 间， 降低对电脑硬件的要求。
2024年《CADCAM软件技术应用CAA》教学讲义教案
2024年《CADCAM软件技术应用CAA》教学讲义教案一、教学内容本讲义基于2024年《CADCAM软件技术应用》CAA课程，主要涉及教材第四章“CADCAM软件的曲面设计与加工”内容。
详细内容包括曲面设计基本原理、曲面建模方法、曲面加工策略以及CADCAM软件在实际工程中的应用案例。
二、教学目标1. 理解曲面设计的基本原理，掌握曲面建模方法。
2. 学会运用CADCAM软件进行曲面加工编程，提高加工精度和效率。
3. 培养学生的实际操作能力，使其能够将CADCAM技术应用于工程实践。
三、教学难点与重点1. 教学难点：曲面建模方法的选择与应用、曲面加工策略的制定。
2. 教学重点：CADCAM软件在曲面设计与加工中的实际应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备、投影仪、黑板、粉笔。
2. 学具：计算机、CADCAM软件、教材、笔记本、文具。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用多媒体展示实际工程中的曲面设计案例，引导学生思考曲面设计在实际工程中的应用。
2. 理论讲解（15分钟）讲解曲面设计基本原理、曲面建模方法、曲面加工策略等理论知识。
3. 例题讲解（20分钟）结合教材例题，详细讲解曲面建模和加工的操作步骤，强调注意事项。
4. 随堂练习（20分钟）布置随堂练习，让学生运用CADCAM软件进行曲面建模和加工操作，巩固所学知识。
5. 互动讨论（10分钟）六、板书设计1. 曲面设计基本原理2. 曲面建模方法参数化曲面非参数化曲面3. 曲面加工策略粗加工精加工4. CADCAM软件应用案例七、作业设计1. 作业题目：利用CADCAM软件完成一个简单的曲面设计与加工任务。
2. 答案：曲面建模和加工操作步骤，具体可根据学生实际完成情况进行评分。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：鼓励学生课后深入了解曲面设计与加工技术在其他领域的应用，提高学生的创新能力。
重点和难点解析1. 教学难点与重点的确定2. 例题讲解的详细程度3. 随堂练习的设计与实施4. 作业设计的内容与答案5. 课后反思及拓展延伸的深度一、教学难点与重点的确定参数化曲面与非参数化曲面的区别和适用场景。
CADCAM 培训教材
沉铜
目的 去掉铜面钻孔时形成的 占胶 使化学镀铜层与底铜结 合良好 在基材上沉积一层 Pa,作为沉铜的活化层 孔壁沉上 0.05mil0.1mil 铜
方法 不同的 TG 材料采用不同的方法
利用弱蚀刻剂从铜面上蚀刻掉 2-5um. Pa2++Sn2+-(PaSn)2+ (PaSn)2+Pa+ Sn2+ Sn4+ Cu 2+ 2CH2O+OH--Cu + 2CHO2-+H2O+H2 (以 Pa 作为催化剂)
仅作为导通用（不
作插件或焊接），如测 试点和一般导通孔。
用于插件或焊接， 也可导通内外层。
2. NPTH：
(Non-plated through hole) 非电镀孔
N P T H
作用：
一般是作为装配零件的定位孔或工具孔。
3. SMT/SMD
Surface Mounting Technology: 表面贴覆技术 SMT
L1
HOZ
2116X1
L2
47mil 1/1OZ
L3
2116X1
L4
HOZ
压板厚度：压完板后，从铜箔到铜箔上测量的厚度。 压板厚度+电镀铜厚+绿油/保护层厚=完成板厚
第四节 ：钻孔 一.工序介绍： 1.冲定位孔：
Target
目的：利用X-Ray读出内层Target， 然后在板边冲出三个孔， 作为钻孔定位孔。保证孔位与内层线路对位一致。
Via Hole
要求：
一般BGA区域VIA孔要求 塞孔
5. Fiducial mark :
作用：
装配时作为对位的标记 Fiducial mark
目的 去掉铜面钻孔时形成的 占胶 使化学镀铜层与底铜结 合良好 在基材上沉积一层 Pa,作为沉铜的活化层 孔壁沉上 0.05mil0.1mil 铜
方法 不同的 TG 材料采用不同的方法
利用弱蚀刻剂从铜面上蚀刻掉 2-5um. Pa2++Sn2+-(PaSn)2+ (PaSn)2+Pa+ Sn2+ Sn4+ Cu 2+ 2CH2O+OH--Cu + 2CHO2-+H2O+H2 (以 Pa 作为催化剂)
仅作为导通用（不
作插件或焊接），如测 试点和一般导通孔。
用于插件或焊接， 也可导通内外层。
2. NPTH：
(Non-plated through hole) 非电镀孔
N P T H
作用：
一般是作为装配零件的定位孔或工具孔。
3. SMT/SMD
Surface Mounting Technology: 表面贴覆技术 SMT
L1
HOZ
2116X1
L2
47mil 1/1OZ
L3
2116X1
L4
HOZ
压板厚度：压完板后，从铜箔到铜箔上测量的厚度。 压板厚度+电镀铜厚+绿油/保护层厚=完成板厚
第四节 ：钻孔 一.工序介绍： 1.冲定位孔：
Target
目的：利用X-Ray读出内层Target， 然后在板边冲出三个孔， 作为钻孔定位孔。保证孔位与内层线路对位一致。
Via Hole
要求：
一般BGA区域VIA孔要求 塞孔
5. Fiducial mark :
作用：
装配时作为对位的标记 Fiducial mark
《cadcam作图与加工》课件-2024鲜版
机械设计
CAD/CAM技术可用于机械产品的设计、分析和制造，如汽车、飞机、船舶等。通过CAD/CAM技术，可以 实现复杂形状的设计、优化和制造，提高产品质量和生产效率。
模具设计
CAD/CAM技术在模具设计中也有广泛应用。通过CAD/CAM技术，可以实现模具的快速设计和制造，缩短 产品开发周期，降低生产成本。
通过建立数学模型和算法，模拟实际加工过程中的物理现象和工艺参 数，对设计方案进行预测和评估。
预测产品性能
通过仿真模拟可以预测产品的结构强度、刚度、热稳定性等性能指标， 为设计提供依据。
优化设计方案
通过对比不同设计方案的仿真结果，可以选择最优的设计方案，提高 设计质量和效率。
减少试验成本
通过仿真模拟可以减少实际试验的次数和成本，缩短产品开发周期。
01
02
03
线框建模基本概念
介绍线框建模的定义、特 点及应用领域。
2024/3/27
线框建模基本命令
详细讲解线框建模中常用 的基本命令，如直线、圆 弧、圆等。
线框建模实例分析
通过具体实例，演示线框 建模的方法和技巧，包括 如何创建复杂的线框结构。
12
曲面建模方法及实例分析
2024/3/27
曲面建模基本概念
数控加工
CAD/CAM技术可用于数控加工编程和仿真。通过CAD/CAM系统生成的数控程序，可以控制数控机床进行 自动加工，提高加工精度和效率。同时，加工仿真功能可以预测加工过程中可能出现的问题，减少试切次数 和成本。
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02
图形绘制与编辑技术
2024/3/27
7
基本图形元素绘制方法
直线与圆弧的绘制
阐述数控编程的定义、作用及其在制造业中的地位。
《机械CAD CAM技术》课件第2章
2.1.4 CAD/CAM系统的工作方式 目前，计算机硬件的水平正以莫尔定律的规律飞速发展，
CAD/CAM系统的软件功能也日益强大。但是，要发挥出 CAD/CAM系统的作用，关键在人。没有掌握CAD/CAM技 术的人才，CAD/CAM系统的价值将无法体现。CAD/CAM 对人的要求包括：
1. 基础知识 必须包括以下三方面的基础知识： (1) 计算机基础，主要包括系统软件和硬件的基本原理 和应用基础。 (2) 专业基础，如机械制图、机械设计与制造、电路设 计等。 (3) 外语基础。
第2章 CAD/CAM系统
2.1 CAD/CAM系统基础 2.2 CAD/CAM系统的硬件与软件 2.3 国内外典型CAD/CAM软件简介 2.4 工程数据库与计算机网络技术
在CAD/CAM系统中的应用
2.1 CAD/CAM系统基础
2.1.1 CAD/CAM系统的组成 所谓系统，是指为某个共同目标而组织在一起的相互关
人才才能把CAD/CAM系统的先进性能充分发挥出来，为企 业创造效益。图2.1.1为CAD/CAM系统组成简图。
图2.1.1 CAD/CAM系统的组成
2.1.2 CAD/CAM系统的功能 一般来说，CAD/CAM系统应具有以下主要功能： (1) 交互图形输入及输出功能。可用于基本的产品结构
设计等任务。 (2) 几何建模功能，包括实体建模、线框建模及自由曲
计算机辅助设计可以分为以下几个方面： (1) 计算机辅助绘图(Computer Aided Drafting)。它是用 计算机代替传统的手工绘图。CAD发展初期即计算机辅助 绘图，在企业中很多人所理解的CAD也是指计算机辅助绘 图。虽然用计算机代替手工绘图可以减少图纸上的错误、提 高工作效率、减轻劳动强度，但计算机辅助绘图并不是真正 意义上的CAD。 (2) 计算机辅助设计(Computer Aided Design)。计算机辅 助设计是真正意义上的CAD，它包括以下几个方面：
CAD CAM 技术 第2版 教学课件 第八章
二、人工设计装配工艺的主要工作
(1)审查资料、了解产品结构 (2)分析技术要求
了解产品装配的技术要求和检查验收方法，并分析装配中有哪些关键技术 问题，制定相应的技术措施。 (3)确定装配顺序
对于较为复杂的产品，工艺人员总是把整个产品分为若干部件，然后把各 个部件再进一步分为若干组件。 (4)编制装配工艺文件
第三节 装配工艺的自动生成
一、装配顺序决策 (一)装配顺序决策的方法
装配顺序的确定是装配工艺设计中最重要而 又最困难的问题，它的影响因素很多，同时又 缺乏相应的理论支持，目前在很大程度上取决 于人的经验。装配顺序生成是一个综合性的问 题，其中不仅涉及到几何的、技术的、机械的 问题，还存在一些模糊经验知识的应用。
2. CAAPP系统的实现方法
图8-5 检索式装配工艺设计的结构组成
第二节 装配信息描述方法及工艺知识库
一、装配信息描述方法
(一)装配信息描述的总体要求
装配信息描述与输入是设计装配工艺的前 提，也是一个困难的问题。事实上，它所面 临的问题，比一般零件加工CAPP面临的信 息输入问题难度更大。一个合理的描述方法 将对装配工艺设计系统的性能产生重要影响。
(二)装配信息描述的方法
图8-8 箱孔直径对装配顺序影响示意
图8-9 轴的最大直径对装配 顺序的影响
图8-10 轴的表面特征对装配 顺序的影响
二、装配工艺知识库技术
1.装配工艺知识库中的知识的组织及分类
为了建立装配工艺知识库，首先要搜集 整理装配工艺设计知识，并进行抽象化和提 取工作，确定将其中一定适应性和扩充性的 部分作为装配工艺设计知识，由这些知识所 构成的装配工艺设计知识库具有兼容性与扩 充性。
图8-19 基于网络的可视化装配的功能框图
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格式错误。特别是钻带Leading和Trailing搞错。 Surface错误。包括直接读错，或在清除Surface时系统出现错误 Arc错误。包括Arc反转，Arc漏读。
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INPUT DATA 注意事项
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o
o
o
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o o o o
客户Gerber是Rs274D时，一定要检查定义的wheel是否正确，每个类型D-code中至少抽 查一个。如发现Template不符必须重新定义。Wheel常见的错误定义有 处理Rs274D格式时要注意特殊Aperture（即工作站无法识别的symbol），必须要在工作 站中建一个Symbol代替之。 Gerber-Rs274D输入后一定要检查Report有没有Un-assigned Dcodes。如果有漏Dcodes现 象，必须重新输入和检查客户所提供Aperture是否完全。 对于日本客户的Rs274D格式Gerber，优先采用Pentax格式读入。
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1．３ 打印文件清单及所有与客户资料及做板有关的文本文件、图纸、Aperture文件等。 若有不能处理或不方便打印，则应清楚说明理由。打印时要注意防止某些行尾未 打印完某些图形字符等未打印完全。 １．４ 按F3调用制定的Readjob专用的Script，正确将Gerber Date和Drill Date读入工作 站中。 注意客户文件与光绘文件名对应。 １．５ 检查所有菲林是否有不正常，所有层是否已经对齐，钻孔与菲林是否相符，钻孔 是否与客户所提供的资料相符。如孔径、孔数等。特别要注意检查常见的四大错误。 １．６ 检查无误后要排出菲林。此时要注意有没有太小而光绘不清的细线。特别是如有 0 mil的线，要在Aperture中说明，以引起ＭＩ组同事注意。 １．７ 打印分孔报告和打印输入工作站时所用到的D-CODE报告(当Gerber中有Rs274D 格式时)并核对无误。将所有资料装订成册并做一次复核。排好菲林以后， 注意查一下是否有出错。 １．８ 将所有做好之Gerber、Drill、某些图纸，需要让MI组查看的文件等传到网上。
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包含每一小片的位置、尺寸、折断边、工具孔相关规格、特殊 符号以及特定制作流程和容差。
D.压板结构图 包含各导体层，绝缘层厚度，阻抗厚度等。
3.菲林资料
(Artwork Data
A.线路层 B.防焊层 C.文字层
4. Aperture 定义：各种pad的形状，一些特别的如thermal pads并须特别
第十八页，共65页。
尺寸安定性
耐用性 操作/储存/运送
使用于一般的曝 光 绘图机 价格
Artwork
传统工作底片
玻璃底片
最易受温度和相对湿度 几乎不受相对湿度影响，
影响
且温度效应为传统底片的
一半。
基材易起趋纹且封位孔 易破碎，但不易起趋纹 易受磨损
较轻且具柔软性容易运 较重，需小心防碎，要注
送及储存
第十四页，共65页。
Aperture 镜头(jìngtóu) 孔径
Gerber资料 X002Y002D02* D11* D03* D10* X002Y0084D01*
代表意义 移至(0.2,0.2)快门开关 选择Aperture2 闪现所选择Aperture 选择Aperture1 移至(0.2,0.84)快门开关
第七页，共65页。
Cust客om户e资r 料Data
项目
内容
1.资料P/N 包含此P/N的版别、更改历史、日期以及发行资讯。
2.工程图
A.P/N工程图：
包括一些特殊要求，如原物料需求，特性阻抗控制、防焊油墨 、文字种类、颜色、尺寸公差、层次等。
B.钻孔图 此图通常标示孔位,孔径及孔符
C.成品外围图
第十页，共65页。
CAD/CAM 文件格式
Artwork Film Drill
D.压板结构图 包含各导体层，绝缘层厚度，阻抗厚度等。
3.菲林资料
(Artwork Data
A.线路层 B.防焊层 C.文字层
4. Aperture 定义：各种pad的形状，一些特别的如thermal pads并须特别
第十八页，共65页。
尺寸安定性
耐用性 操作/储存/运送
使用于一般的曝 光 绘图机 价格
Artwork
传统工作底片
玻璃底片
最易受温度和相对湿度 几乎不受相对湿度影响，
影响
且温度效应为传统底片的
一半。
基材易起趋纹且封位孔 易破碎，但不易起趋纹 易受磨损
较轻且具柔软性容易运 较重，需小心防碎，要注
送及储存
第十四页，共65页。
Aperture 镜头(jìngtóu) 孔径
Gerber资料 X002Y002D02* D11* D03* D10* X002Y0084D01*
代表意义 移至(0.2,0.2)快门开关 选择Aperture2 闪现所选择Aperture 选择Aperture1 移至(0.2,0.84)快门开关
第七页，共65页。
Cust客om户e资r 料Data
项目
内容
1.资料P/N 包含此P/N的版别、更改历史、日期以及发行资讯。
2.工程图
A.P/N工程图：
包括一些特殊要求，如原物料需求，特性阻抗控制、防焊油墨 、文字种类、颜色、尺寸公差、层次等。
B.钻孔图 此图通常标示孔位,孔径及孔符
C.成品外围图
第十页，共65页。
CAD/CAM 文件格式
Artwork Film Drill
《CADCAM》讲义
4
2、意义：
机械产品设计的优劣直接影响其质量、成 本、研制周期及市场竞争能力。设计对产品 性能的影响通常占80%。（机械设计工作是 机械产品实现的必要前提，是产品开发过程 中至关重要的环节。例如：四川彩虹桥蹋垮 事件）
2020/3/4
5
3、传统机械设计过程(图1-1）
传统机械设计过程一般经历以下几个阶段： 概念设计：通过调查研究、收集资料， 仔细分析用户需求，在此基础上确定产品 功能，方案设计，最后获得一组可行的原 理性方案。 初步设计：优化方案、绘制总布置草图 、确定各部件基本结构形状，建立相应数 学模型，进行主要设计参数的分析计算与 优化。 详细设计：细部结构设计，最终完成总
系统的基本功能 CAD系统的构成与分类 CAD系统的硬件 CAD系统的软件 CAD系统的设计与选择
2020/3/4
33
§２.０系统的基本功能
CAD系统的功能，是由硬件和软件的合理组 织及功能的匹配来体现的。
一、ＣＡＤ系统中硬件应具有的功能
1)计算功能：要求CAD系统中计算机有较强的 计算能力,来实现要求的高速数值计算和图形处 理能力。
图形处理技术：如二维交互图形技术，三维几何造 型及其它图形输入输出技术；
工程分析技术：如有限元分析，优化、物理特性计 算（面积、体积、惯性矩等），模拟仿真以及各行 各业中的工程分析等；
数据管理与数据交换技术：如数据库管理、不同 CAD系统间的数据交换与数据接口技术等；
文档处理技术：如文档制作、编辑及文字处理等；
、新算法大量涌现。AutoCAD于 1982年出现
，并出现了许多实体造型系统，如GMsolid（
通用汽车公司）、Solidesign（Computer
CAD CAM 技术 第2版 教学课件 第四章
特征建模是实现CAD/CAM集成化和智能化的关键技术。
2024/12/17
31
特征的分类
1）形状特征 具有一定工程语义的几何形体。
STEP标准分类： • 体特征：构造主体形状的特征，如凸台、孔、圆柱体、矩形体等； • 过渡特征：如倒角、圆角、键槽、中心孔、退刀槽、螺纹等； • 分布特征：如圆周均布孔、齿轮的齿形轮廓等。
第三节 特征建模技术
一、特征建模的概念
特征建模的概念
实体模型不足：仅含实体几何信息，缺少功能、工艺、管理等信息。 特征：从工程对象概括和抽象出来的具有工程语义的功能要素。 特征建模：通过特征及其集合来定义、描述零件模型的过程。
特征建模对设计对象具有更高的定义层次，易于理解和使用，能为设 计和制造过程各环节提供充分的工程和工艺信息。
B-rep翼边存储结构
2024/12/17
18
3、扫描表示法 (Sweeping)
形体沿某一方向平移或绕某轴线旋转进行实体定义的方法
平面轮廓扫描法构造实体
复杂实体扫描构造
2024/12/17
扫描构造实例
19
B-rep、CSG、Sweeping 三种表示方法的应用：
– CSG、Sweeping常用于输入； – B-rep 常作为三维实体计算机内部信息的描述； – 三者之间关系如下：
– 扫描表示法（Sweeping Representation） – 边界表示法（B-Rep，Boundary Representation） – 单元表示法
2024/12/17
14
1、构造体素几何表示法（CSG）
通过基本体素交、并、差正则集合运算构造各种复杂实体。 基本体素： 矩形块、圆柱、圆锥、球、锲、环等。
2024/12/17
31
特征的分类
1）形状特征 具有一定工程语义的几何形体。
STEP标准分类： • 体特征：构造主体形状的特征，如凸台、孔、圆柱体、矩形体等； • 过渡特征：如倒角、圆角、键槽、中心孔、退刀槽、螺纹等； • 分布特征：如圆周均布孔、齿轮的齿形轮廓等。
第三节 特征建模技术
一、特征建模的概念
特征建模的概念
实体模型不足：仅含实体几何信息，缺少功能、工艺、管理等信息。 特征：从工程对象概括和抽象出来的具有工程语义的功能要素。 特征建模：通过特征及其集合来定义、描述零件模型的过程。
特征建模对设计对象具有更高的定义层次，易于理解和使用，能为设 计和制造过程各环节提供充分的工程和工艺信息。
B-rep翼边存储结构
2024/12/17
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3、扫描表示法 (Sweeping)
形体沿某一方向平移或绕某轴线旋转进行实体定义的方法
平面轮廓扫描法构造实体
复杂实体扫描构造
2024/12/17
扫描构造实例
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B-rep、CSG、Sweeping 三种表示方法的应用：
– CSG、Sweeping常用于输入； – B-rep 常作为三维实体计算机内部信息的描述； – 三者之间关系如下：
– 扫描表示法（Sweeping Representation） – 边界表示法（B-Rep，Boundary Representation） – 单元表示法
2024/12/17
14
1、构造体素几何表示法（CSG）
通过基本体素交、并、差正则集合运算构造各种复杂实体。 基本体素： 矩形块、圆柱、圆锥、球、锲、环等。
《机械CAD—CAM》课件第1章
第1章 概 述
1.1 CAD/CAM 1.2 CAD/CAM系统的功能和工作过程 1.3 CAD/CAM系统的硬件与软件 1.4 CAD/CAM 技术的应用与发展
1.1 CAD/CAM
1. CAD/CAM 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、计算机几何学、 机械设计与制 造、 人机工程学、 控制理论、 电子技术、 信息技术等学科知 识， 并以工程应用为对象， 在机械制造业实现包括二维绘图 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、 信息存储与管理等相关功能的实用技 术。
③ CAD/CAM集成系统。 这类系统规模较大、 功能齐全、 集成度较高， 同时具备CAD、CAM系统的功能， 以及系统间 共享信息和资源的能力， 硬件配置较全， 软件规模和功能强 大。 该类系统是面向CAD/CAM一体化而建立的， 是目前 CAD/CAM发展的主流。
（2） 根据CAD/CAM系统使用的计算机硬件及其信息处 理方式的不同， 也可分为三种类型：
传统设计制造方法的一般流程如图1-1所示。 在市场需求 的驱动下， 企业的技术人员经过概念设计， 构思出具有一定 形状和结构， 并具备一定功能的产品。 这种产品需要经过分 析计算才能投入到实际的加工与装配之中， 构成面向市场、 满足客户要求的产品。
图1-1 传统设计制造的一般流程
以CAD/CAM为核心的设计制造过程如图1-2所示。 技术 人员作为系统的操作与控制者， 通过计算机网络平台， 几乎 可同时介入到产品设计制造的各个环节， 即后续的技术人员 可以参与产品的设计， 产品的整个设计制造过程链已经大大 缩短。
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（刀具路径的规划、 刀 位文件的生成、 刀具轨迹的仿真及NC代码的生成等）。
1.1 CAD/CAM 1.2 CAD/CAM系统的功能和工作过程 1.3 CAD/CAM系统的硬件与软件 1.4 CAD/CAM 技术的应用与发展
1.1 CAD/CAM
1. CAD/CAM 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、计算机几何学、 机械设计与制 造、 人机工程学、 控制理论、 电子技术、 信息技术等学科知 识， 并以工程应用为对象， 在机械制造业实现包括二维绘图 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、 信息存储与管理等相关功能的实用技 术。
③ CAD/CAM集成系统。 这类系统规模较大、 功能齐全、 集成度较高， 同时具备CAD、CAM系统的功能， 以及系统间 共享信息和资源的能力， 硬件配置较全， 软件规模和功能强 大。 该类系统是面向CAD/CAM一体化而建立的， 是目前 CAD/CAM发展的主流。
（2） 根据CAD/CAM系统使用的计算机硬件及其信息处 理方式的不同， 也可分为三种类型：
传统设计制造方法的一般流程如图1-1所示。 在市场需求 的驱动下， 企业的技术人员经过概念设计， 构思出具有一定 形状和结构， 并具备一定功能的产品。 这种产品需要经过分 析计算才能投入到实际的加工与装配之中， 构成面向市场、 满足客户要求的产品。
图1-1 传统设计制造的一般流程
以CAD/CAM为核心的设计制造过程如图1-2所示。 技术 人员作为系统的操作与控制者， 通过计算机网络平台， 几乎 可同时介入到产品设计制造的各个环节， 即后续的技术人员 可以参与产品的设计， 产品的整个设计制造过程链已经大大 缩短。
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（刀具路径的规划、 刀 位文件的生成、 刀具轨迹的仿真及NC代码的生成等）。
《机械CADCAM》课件第1章
理想的CAD/CAM集成化系统的模式如图1.2所示。所有 的CAD/CAM功能都应该与一个公共数据库相连，应用程序 使用存储在公共数据库里的信息，实现产品设计、工艺规程 编制、生产过程控制、质量控制、生产管理等产品生产全过 程的信息集成。
CAD/CAM集成技术作为工业技术界公认的重要课题之 一，得到了广泛的研究并取得了很大的进展，有些技术已达 到了实用的水平。
4．快速成型制造 在传统的产品设计制造中，产品只有在接近完成时才能 成为看得见摸得着的产品，而快速成型制造(也称快速原型制 造)应用数字化制造原理提供了一种廉价和快速产生接近于真 实的产品的方法。在快速成型制造中，人们利用快速成型设 备，以非切削加工的方法，直接根据计算机设计的产品数据， 快速而廉价地生成和实际设计的产品形状、尺寸一致的产品 模型，供人们分析和评价，借此发现设计问题和进行多个设 计方案比较。
第1章 绪 论
1.1 CAD/CAM技术的基本概念 1.2 现代产品的CAD/CAM过程与CAD/CAM的功能 1.3 CAD/CAM技术的发展和应用 1.4 CAD/CAM技术的发展趋势 习题与思考题
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.1 CAD/CAM技术的基本概念
1.1.1 CAD/CAM技术的定义
产品的生产从市场需求分析开始，需经过产品设计和制造 等过程，才能将产品从抽象的概念变成具体的最终产品。这一 过程具体包括产品设计、工艺设计、数控编程、加工、装配、 检测等阶段。
图1.1 CAD/CAM的定义范畴
由图可知，CAD的概念涉及设计构思、初步设计和详细 设计；CAPP的概念涉及生产计划和工艺设计；CAM的概念涉 及数控编程、加工过程、装配和检测等。
CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)是指工程 技术人员以计算机为工具，用各自的专业知识，对产品进行 的总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。 一般认为，CAD的功能包括草图设计、零件设计、装配设计、 工程分析、自动绘图、真实感显示及渲染等。
CAD CAM 技术 第2版 教学课件 第二章
Computer Vision，Intergraph，CATIA，SDRC-IDEAS， Unigraphics，Euclid，Applicon，Pro／Engineer，DUCT， Medusa，CDC/ICEM，CADAM，Mastercam，Calma， Auto-trol，Gerber
北航CAXA、华中开目CAD等
为达到系统的集成，使位于不同地点和不同生产阶段的各部门能够进行信 息交换及协同工作，需要计算机网络将其联接起来，形成网络化CAD/CAM系 统。
二、主机
(一)主机构成
图2-1 计算机硬件系统基本配置
(二)计算机类型
按照主机功能等级不同，计算机可分为 大中型机、小型机和工程工作站及微型 机等档次。随着计算机性能价格比的不 断提高，由大中型计算机构成CAD/CAM 系统的逐渐减少。
功能
为用户使用计算机提供一个清晰，简洁，易于使用的友好界 面； 尽可能使计算系统中的各种资源得到充分而合理的应用。
特点
通用性，不同领域的用户都可以和需要使用它，即多机通用 和多用户通用； 基础性，系统软件是支撑软件和应用软件的基础。
操作系统，编译系统，图形接口及接口标准。其中，操作系 系统组成 统是系统软件的核心，主要功能是处理机管理，存贮管理，
三、内存储器
•内存储器用于存储CPU工作程序、指令和数据。 根据存储信息的功能，内存储器分为读写存储器 (RAM)、只读存储器(ROM)及高速缓冲存储器 (Cache)。
•RAM是CPU用于存取信息的随机存储器，可以随 意、不按顺序地存取信息。但如果断电，在RAM 中所存储的信息就会丢失。
四、外存储器
(三)常用数据库系统简介
•1. Oracle •Oracle是美国Oracle公司的数据库产品，它以结 构化查询语言为基础，分布式数据库为核心，具 有较好的性能、可靠性和安全性，是目前流行的 大型关系数据库之一。
北航CAXA、华中开目CAD等
为达到系统的集成，使位于不同地点和不同生产阶段的各部门能够进行信 息交换及协同工作，需要计算机网络将其联接起来，形成网络化CAD/CAM系 统。
二、主机
(一)主机构成
图2-1 计算机硬件系统基本配置
(二)计算机类型
按照主机功能等级不同，计算机可分为 大中型机、小型机和工程工作站及微型 机等档次。随着计算机性能价格比的不 断提高，由大中型计算机构成CAD/CAM 系统的逐渐减少。
功能
为用户使用计算机提供一个清晰，简洁，易于使用的友好界 面； 尽可能使计算系统中的各种资源得到充分而合理的应用。
特点
通用性，不同领域的用户都可以和需要使用它，即多机通用 和多用户通用； 基础性，系统软件是支撑软件和应用软件的基础。
操作系统，编译系统，图形接口及接口标准。其中，操作系 系统组成 统是系统软件的核心，主要功能是处理机管理，存贮管理，
三、内存储器
•内存储器用于存储CPU工作程序、指令和数据。 根据存储信息的功能，内存储器分为读写存储器 (RAM)、只读存储器(ROM)及高速缓冲存储器 (Cache)。
•RAM是CPU用于存取信息的随机存储器，可以随 意、不按顺序地存取信息。但如果断电，在RAM 中所存储的信息就会丢失。
四、外存储器
(三)常用数据库系统简介
•1. Oracle •Oracle是美国Oracle公司的数据库产品，它以结 构化查询语言为基础，分布式数据库为核心，具 有较好的性能、可靠性和安全性，是目前流行的 大型关系数据库之一。
《机械CADCAM》讲义演示课件
03
CAD/CAM的应用领域
汽车工业
汽车设计
CAD/CAM技术用于汽车外观设计、内部结 构设计和零部件设计，提高设计效率和精度 。
汽车制造
通过CAM编程和数控加工，实现汽车零部件的高效 、高精度加工，提高生产效率。
汽车试验
利用CAD/CAM技术建立汽车模型，进行虚 拟试验，减少物理试验次数，降低研发成本 。
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THANKS
CAD/CAM技术用于模具结构设计、成型面设计和加 工工艺规划，提高设计效率和精度。
模具制造
通过CAM编程和数控加工，实现模具的高效、高精 度加工，缩短制造周期。
模具检测
利用CAD/CAM技术进行模具的虚拟装配和检测，确 保模具质量和生产稳定性。
电子工业
电子元件设计
CAD/CAM技术用于电子元件、电路板和封装 设计，提高设计效率和精度。
详细描述
建模技术是计算机辅助设计（CAD）的核心，它使用数学模型表示产品形状和结构。通过使用三维几何模型，可 以精确地表示物体的形状和尺寸。在CAD中，建模技术可以分为线框建模、表面建模和实体建模三种类型。
CAD/CAM的基本原理 建模技术
总结词
参数化设计可以提高设计的灵活性和可修改性。
详细描述
参数化设计是一种设计方法，它通过定义参数和参数之间的关系来描述几何形状。这种方法可以提高 设计的灵活性和可修改性，因为设计可以通过修改参数来快速地进行修改。参数化设计在机械设计和 制造中特别有用，因为它可以快速地生成和修改零件的几何形状。
3
智能化制造
增材制造技术可以与智能化技术相结合，实现智 能化制造，提高制造的自动化和智能化水平。
06
CAD/CAM实践案例
《机械CAD CAM技术》课件第1章
计算机辅助设计(CAD)主要是指：使用计算机来辅助一 项设计的建立、修改、分析和优化，即整个设计工作先由设 计人员构思，再利用计算机对有关产品的大量资料进行检索， 根据性能要求及有关数据、公式进行计算、分析和优化设计 之后，将产品设计图形显示出来。设计人员可以对设计方案 或图形作必要的修改，直到获得满意的设计结果。
(1) 有较完备的数据库。凡解决该类问题所需的各种数 据、标准、经验曲线、表格等，都按照数据结构关系存入计 算机存储器中，以便于检索调用或增删修改。
(2) 有较完备的程序库，即将解决该类问题所必需的各 种计算、设计、分析方法，包括通用方法和专用方法，都编 制出相应的计算机程序，并汇集备用。
(3) 具备人机会话功能的交互式图形系统，即能利用实 时输入/输出装置，如键盘、鼠标、图形显示器、自动绘图 仪器，实时输入设计人员的有关指令和数据，实时输出设计 图样及数据。
性和可靠性等方面较为合理完善的方案。根据这个初步设计 绘制设计图纸并编制有关文件资料(穿插着必要的设计修改、 验算等)。这种设计方式不可避免地存在着以下一些不足之 处：
(1) 人工完成的产品设计难以做到最佳(优化)设计，仅 凭个人经验设计，故只能停留在靠类比和估算来代替设计计 算的阶段上。
(2) 设计人员花费大量的时间和精力，用于繁琐、重复 的手工计算、绘图和编制表格，耗工费时，拖长了设计周期。
(2) 二维与三维图形的相互转换。设计过程是一个反复 修改、逐步逼近的过程。产品的总体设计需要三维图形，而 结构设计主要用二维图形，二维与三维图形可进行相互转换， 为设计绘图提供了极其有力的工具。
(3) 参数化设计。具有参数化设计功能的CAD系统，能 使产品三维(包括二维)模型参数化，设计人员在任何阶段修 改尺寸时，系统会自动完成相应实体形状的改变。参数化设 计能真正将初次设计从生产过程中分离出来，通过标准化减 少零件的种类和数量，增加设计成果的储备，以最快的速度 适应市场变化，满足用户的需求。
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包括一些特殊要求，如原物料需求，特性阻抗控制、防焊油墨 、文字种类、颜色、尺寸公差、层次等。
B.钻孔图 此图通常标示孔位,孔径及孔符
C.成品外围图
包含每一小片的位置、尺寸、折断边、工具孔相关规格、特殊 符号以及特定制作流程和容差。
D.压板结构图 包含各导体层，绝缘层厚度，阻抗厚度等。
3.菲林资料
(Artwork Data
Trudril AutoCAD DXF Mentor Netlist
PADS 2000
SM 1000
ATI
SM 3000
Hitachi
CAD/CAM名词的定义与解说
相关CAD/CAM名词的定义与解说
A Gerber file
这是一个从PCB CAD软件输出的资料文件做为 光绘图语言。1960年代一家名叫Gerber Scientific （现在叫Gerber System）专业做绘图机的美国公 司所发展出的格式，尔后40年，行销于世界多个 国家。几乎所有CAD系统的发展，也都依此格 式作其Output Data，直接输入绘图机就可绘出 Drawing或Film，因此Gerber Format成了电子业 界的公认标准。
C. RS-274X
是RS-274D的延伸版本，除RS-274D之Code 以外，包括 RS-274X Parameters，或称整个extended Gerber format 它以两个字母为组合，定义了Aperture及 XY Coordinate .
ODB ++
D. ODB++
ODB++ 是 Orbotech/Frontline 发展出来的一套 CAD CAM format,可以很容易由PCB CAD/CAM产生,然后依此系 统,PCB SHOP 再产生Artwork Film﹐NC Drill Program,Netlist,并可直接输入Laser Plotter绘制底片.
Part II: CAD/CAM Process (20 minutes)
Tooling Fabrication Flowchart Input PCB & Panel Editing Drill Editing OL & IL Editing
Part I: PCB CAD/CAM Introduction
Table of Contents
Part I: PCB CAD/CAM Introduction (40 minutes)
Customer Data CAD文件格式 CAD/CAM 名词的定义与解说 Laser Plotter & Developer & Artwork DFM Netlist DRC
HPGL及Post Script
Gerber (RS-274)
Text file文字档
客户资料
项目 5.钻孔资料
定义： A.孔位置 B.孔径及孔符 C.孔类型(PTH&NPH) D.埋孔及盲孔层
内容
6.钻孔工具 档
list 资 料
定义： A.孔径 B.电镀状态 C.盲埋孔 D.档名
定义线路的运通
CAD/CAM 文件格式
Artwork Film Drill
Gerber RS274D Excellon I
Drawing
HPGL 1
Netlist
IPC-D-356
CAM Format
ODB ++
Gerber RS274X Excellon II
HPGL 2
IPC-D-356A
Image
Barco DPF
Edition: CKH/2002_1023
课堂守则
• 请将手机、BP机等通讯工具调到震动状态。 • 请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。 • 请勿交头接耳、大声喧哗。 • 如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下，
方可离场。
以上守则，各位学员共同遵做为制前工具，现 在己被计算机、工作软件及激光绘图机所取代。 过去，以手工排版，或者还需要Micro-Modifier来修正 尺寸等费时耗工的作业，今天只要在CAM(Computer Aided Manufacturing)工作人员取得客户的设计资料， 可能几小时内，就可以依设计规则或DFM(Design For Manufacturing)自动排版并变化不同的生产条件。同 时可以output 如钻孔、成型、测试夹具等资料。这就 是CAD/CAM的过程。首先来了解一下本公司PE部对 客户资料是如何处理的。
RS-274D & RS-274X
B. RS-274D
Gerber Format的正式名称，正确称呼是EIA STANDARD RS-274D(Electronic Industries Association)主要两大组成： 1.Function Code：如G codes, D codes, M codes 等。 2.Coordinate data：定义图像（imaging）
8.制作规范
1.指明依据之国际规格，如IPC，MIL 2.客户自己PCB进料规范 3.特殊产品必须meet的规范如PCMCIA
格式 Excellon Format
Text file文字档
IPC-356 or其它从CAD输出之 各种格式 Text file文字档
Customer Data
上表资料是必备项目，有时客户会提供一片样品, 一 份零件图，一份保证书（保证制程中使用之原物料、 耗料等不含某些有毒物质）等。这些额外资料，厂商 须自行判断其重要性，以免误了商机。
A.线路层 B.防焊层 C.文字层
4. Aperture 定义：各种pad的形状，一些特别的如thermal pads并须特别
List
定义construction
格式 和Drawing一起或另 有一Text档。 HPGL及Post Script
HPGL及Post Script
HPGL及Post Script
客户资料
客户必须提供的资料：
电子厂或装配工厂，委托PCB SHOP生产空板 （Bare Board）时，必须提供下列资料以供制 作。见表料号资料表-供制前设计使用.
Cus客to户me资r 料Data
项目
内容
1.资料P/N 包含此P/N的版别、更改历史、日期以及发行资讯。
2.工程图
A.P/N工程图：
B.钻孔图 此图通常标示孔位,孔径及孔符
C.成品外围图
包含每一小片的位置、尺寸、折断边、工具孔相关规格、特殊 符号以及特定制作流程和容差。
D.压板结构图 包含各导体层，绝缘层厚度，阻抗厚度等。
3.菲林资料
(Artwork Data
Trudril AutoCAD DXF Mentor Netlist
PADS 2000
SM 1000
ATI
SM 3000
Hitachi
CAD/CAM名词的定义与解说
相关CAD/CAM名词的定义与解说
A Gerber file
这是一个从PCB CAD软件输出的资料文件做为 光绘图语言。1960年代一家名叫Gerber Scientific （现在叫Gerber System）专业做绘图机的美国公 司所发展出的格式，尔后40年，行销于世界多个 国家。几乎所有CAD系统的发展，也都依此格 式作其Output Data，直接输入绘图机就可绘出 Drawing或Film，因此Gerber Format成了电子业 界的公认标准。
C. RS-274X
是RS-274D的延伸版本，除RS-274D之Code 以外，包括 RS-274X Parameters，或称整个extended Gerber format 它以两个字母为组合，定义了Aperture及 XY Coordinate .
ODB ++
D. ODB++
ODB++ 是 Orbotech/Frontline 发展出来的一套 CAD CAM format,可以很容易由PCB CAD/CAM产生,然后依此系 统,PCB SHOP 再产生Artwork Film﹐NC Drill Program,Netlist,并可直接输入Laser Plotter绘制底片.
Part II: CAD/CAM Process (20 minutes)
Tooling Fabrication Flowchart Input PCB & Panel Editing Drill Editing OL & IL Editing
Part I: PCB CAD/CAM Introduction
Table of Contents
Part I: PCB CAD/CAM Introduction (40 minutes)
Customer Data CAD文件格式 CAD/CAM 名词的定义与解说 Laser Plotter & Developer & Artwork DFM Netlist DRC
HPGL及Post Script
Gerber (RS-274)
Text file文字档
客户资料
项目 5.钻孔资料
定义： A.孔位置 B.孔径及孔符 C.孔类型(PTH&NPH) D.埋孔及盲孔层
内容
6.钻孔工具 档
list 资 料
定义： A.孔径 B.电镀状态 C.盲埋孔 D.档名
定义线路的运通
CAD/CAM 文件格式
Artwork Film Drill
Gerber RS274D Excellon I
Drawing
HPGL 1
Netlist
IPC-D-356
CAM Format
ODB ++
Gerber RS274X Excellon II
HPGL 2
IPC-D-356A
Image
Barco DPF
Edition: CKH/2002_1023
课堂守则
• 请将手机、BP机等通讯工具调到震动状态。 • 请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。 • 请勿交头接耳、大声喧哗。 • 如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下，
方可离场。
以上守则，各位学员共同遵做为制前工具，现 在己被计算机、工作软件及激光绘图机所取代。 过去，以手工排版，或者还需要Micro-Modifier来修正 尺寸等费时耗工的作业，今天只要在CAM(Computer Aided Manufacturing)工作人员取得客户的设计资料， 可能几小时内，就可以依设计规则或DFM(Design For Manufacturing)自动排版并变化不同的生产条件。同 时可以output 如钻孔、成型、测试夹具等资料。这就 是CAD/CAM的过程。首先来了解一下本公司PE部对 客户资料是如何处理的。
RS-274D & RS-274X
B. RS-274D
Gerber Format的正式名称，正确称呼是EIA STANDARD RS-274D(Electronic Industries Association)主要两大组成： 1.Function Code：如G codes, D codes, M codes 等。 2.Coordinate data：定义图像（imaging）
8.制作规范
1.指明依据之国际规格，如IPC，MIL 2.客户自己PCB进料规范 3.特殊产品必须meet的规范如PCMCIA
格式 Excellon Format
Text file文字档
IPC-356 or其它从CAD输出之 各种格式 Text file文字档
Customer Data
上表资料是必备项目，有时客户会提供一片样品, 一 份零件图，一份保证书（保证制程中使用之原物料、 耗料等不含某些有毒物质）等。这些额外资料，厂商 须自行判断其重要性，以免误了商机。
A.线路层 B.防焊层 C.文字层
4. Aperture 定义：各种pad的形状，一些特别的如thermal pads并须特别
List
定义construction
格式 和Drawing一起或另 有一Text档。 HPGL及Post Script
HPGL及Post Script
HPGL及Post Script
客户资料
客户必须提供的资料：
电子厂或装配工厂，委托PCB SHOP生产空板 （Bare Board）时，必须提供下列资料以供制 作。见表料号资料表-供制前设计使用.
Cus客to户me资r 料Data
项目
内容
1.资料P/N 包含此P/N的版别、更改历史、日期以及发行资讯。
2.工程图
A.P/N工程图：