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《cadcam作图与加工》课件
CAM定义
计算机辅助制造（ComputerAided Manufacturing，CAM） 是指利用计算机辅助完成从生产 准备到产品制造整个过程的活动 。
发展历程
从20世纪50年代开始， CAD/CAM技术经历了从简单绘 图到三维建模、从单一功能到集 成化、从单机应用到网络化协同 设计的发展历程。
CAD/CAM系统组成与功能
《cadcam作图与加工》课件
contents
目录
• CAD/CAM概述与基本原理 • 图形绘制与编辑技术 • 三维建模方法与技巧 • 数控编程与加工技术 • 仿真模拟与优化设计 • 现代制造技术发展趋势
01
CAD/CAM概述与基本原理
CAD/CAM定义及发展历程
CAD定义
计算机辅助设计（ComputerAided Design，CAD）是指利用 计算机及其图形设备帮助设计人 员进行设计工作。
04
数控编程与加工技术
数控编程基础知识介绍
数控编程的基本Leabharlann 念阐述数控编程的定义、作用及其在制造业中的地位。
数控编程的坐标系
详细解释数控编程中的坐标系概念，包括机床坐标系、工件坐标 系和局部坐标系等。
数控编程的工艺基础
介绍数控加工工艺的特点、工艺分析方法和工艺路线的制定等。
手工编程方法讲解
手工编程的基本步骤
系统组成
CAD/CAM系统通常由硬件、软件和数据三部分组成。其中，硬件包括计算机主机、图 形显示设备、输入设备和输出设备等；软件包括系统软件、支撑软件和应用软件等；数
据是CAD/CAM系统处理的对象，包括图形数据、工艺数据和加工数据等。
功能
CAD/CAM系统具有多种功能，如二维绘图、三维建模、装配设计、工程分析、工艺规 划、数控编程和加工仿真等。这些功能可以帮助设计人员快速准确地完成产品设计，提
《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：
《CADCAM》讲义.ppt
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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二、智能化
1、数值型工作：计算、分析、绘图 2、符号推理型工作：方案构思和拟定、最佳
方案选择、结构设计、评价、决策及参数选 择等）
因此，将人工智能技术，特别是专家系 统的技术，与传统CAD技术结合起来，形成 智能化CAD系统是机械CAD发展的必然趋势。
2019年12月7日
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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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）
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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பைடு நூலகம்
3、传统机械设计过程(图1-1）
1964年，美通用汽车公司研制出 DAC-1系统， 1965年， 洛克希德飞机公司推出了CADAM系统，贝 尔电话公司的GRAPHIC-1系统。
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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3、70年代：
此时各种论文、文献、教程及学术会议大量 涌现,整个70年代是计算机图形学及计算机绘图 获得广泛应用的时代。但它们大多数还是16位机 上的三维线框系统及二维绘图系统，还只能解决 一些简单的产品设计问题。出现了以小型机为主 的CAD工作站。
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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２．ＣＡＤ定义：
1973年国际信息处理联合会对CAD下了一个广 义定义：CAD是将人和机器混编在解题专业中的一 种技术,从而使人和机器的最好特性结合起来发挥 最佳能力。
如：计算机在信息处理（存储与检索）、分析 和计算、图形作图与文字处理以及代替人做大 量重复枯燥的工作等方面有优势；但在设计策 略、逻辑控制、信息组织及发挥经验和创造性 方面，人将起主导作用。
计算机辅助制图--第一章CADCAM概述 ppt课件
ppt课件 PPT课件 PPT课件 19
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。
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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
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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
3
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。
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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。
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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
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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。
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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
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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
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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。
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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
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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
CADCAM简介(公选课)PPT课件
狭义CAM则是指制造过程中某个环节上应用计算机。如在制造全过 程的数控编程环节上应用了计算机。
广义CAM是制造的全过程的各项活动应用计算机作为辅助手段。不仅 仅是数控编程，还有许多技术和方法归类于CAM的范畴，如计算机辅助 工艺规划（CAPP）、计算机辅助生产管理（CAPM）、生产活动控制 （PAC）等。
• 6.系统接口 系统的接口通常是标准化接口或者是定义成通用接口，目的是减 少系统对设备的依赖，避免工作重复，提高CAD/CAM集成系统 的工作效率。标准接口为系统的信息集成提供了重要的基础。
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2. 机构组成
硬件系统
CAD/CAM系统 软件系统
计算 机
外围 设备
联网 设备
系统 软件
支撑 软件
应用 软件
• 2.工程分析 工程分析包括对产品的性能、特征进行理论分析和计算。它包括 的内容很多，不同类型的产品，工程分析的内容也不尽相同，但至 少应进行结构分析、应力计算、载荷计算、有限元分析、优化设计。 除此之外，还应根据产品的特殊性，增加动力计算、振动分析、重 心分析等内容。
• 3.工艺过程规划 工艺过程规划是将产品设计阶段的几何特性和制造工艺特性等数 据信息转换为各种加工和制造管理信息。零件加工过程的计算机辅 助设计包括完成工艺路线与工序设计、产生工序图和工艺文件、向 CAM提供数控编程所需的工艺信息。CAPP一般采用样件法和创成 法原理。特征造型技术完整地描述了零件的几何与工艺特征信息。 CAPP首先要建立一个工艺路线设计、工序设计规划、工艺决策方 法等知识建立知识库。工艺数据库包括机床、刀具、夹具和切削参 数等。
第一章 CAD/CAM概论 • 1.1 CAD/CAM的基本概念 • 1.2 CAD/CAM系统 • 1.3CAD/CAM技术的产生与发展
广义CAM是制造的全过程的各项活动应用计算机作为辅助手段。不仅 仅是数控编程，还有许多技术和方法归类于CAM的范畴，如计算机辅助 工艺规划（CAPP）、计算机辅助生产管理（CAPM）、生产活动控制 （PAC）等。
• 6.系统接口 系统的接口通常是标准化接口或者是定义成通用接口，目的是减 少系统对设备的依赖，避免工作重复，提高CAD/CAM集成系统 的工作效率。标准接口为系统的信息集成提供了重要的基础。
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2. 机构组成
硬件系统
CAD/CAM系统 软件系统
计算 机
外围 设备
联网 设备
系统 软件
支撑 软件
应用 软件
• 2.工程分析 工程分析包括对产品的性能、特征进行理论分析和计算。它包括 的内容很多，不同类型的产品，工程分析的内容也不尽相同，但至 少应进行结构分析、应力计算、载荷计算、有限元分析、优化设计。 除此之外，还应根据产品的特殊性，增加动力计算、振动分析、重 心分析等内容。
• 3.工艺过程规划 工艺过程规划是将产品设计阶段的几何特性和制造工艺特性等数 据信息转换为各种加工和制造管理信息。零件加工过程的计算机辅 助设计包括完成工艺路线与工序设计、产生工序图和工艺文件、向 CAM提供数控编程所需的工艺信息。CAPP一般采用样件法和创成 法原理。特征造型技术完整地描述了零件的几何与工艺特征信息。 CAPP首先要建立一个工艺路线设计、工序设计规划、工艺决策方 法等知识建立知识库。工艺数据库包括机床、刀具、夹具和切削参 数等。
第一章 CAD/CAM概论 • 1.1 CAD/CAM的基本概念 • 1.2 CAD/CAM系统 • 1.3CAD/CAM技术的产生与发展
《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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图形编辑和查询功能（续）
2000版要求的软件环境：
Windows 95、98、2000或WinNT。
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CAD/CAM
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三、用户界面
标题栏
下拉菜单 工具栏
绘图 区
命令窗口（命令提示区） 状态栏
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CAD/CAM
屏幕 菜单
区
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CAD/CAM
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用户界面(续）
1. 用鼠标和多种菜单与AutoCAD对话 屏幕菜单、下拉菜单、弹出式菜单(即快捷菜 单)、图标菜单等 ；
系统进行图形信息交换。 5. 软件易学易用，可适用于各种层次的用户。
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CAD/CAM
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二、AutoCAD运行环境 Nhomakorabea2000版要求的硬件环境：
主机：CPU主频为133以上的奔腾机，内存为32MB 以上；
硬盘：至少有100MB的剩余空间； 显示器：VSG、SVGA彩显； 软驱：1.44MB； 键盘：101键； 输入输出设备：鼠标、绘图仪、打印机等。
返 回 第
变更，至目前AutoCAD R12、R13、R14 和2000、2002版，其功能越来越强。它实
八 际上已经成为一种微机CAD系统的标准、
章 工程设计人员之间交流思想的公共语言。
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CAD/CAM
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一、显著特点
1. 能够在绝大多数微机和工作站上运行，功能强 大。
2. 具有使用方便的用户界面（图形窗口界面）。 3. 具有开放的体系结构，便于用户二次开发。 4. 可通过标准的或专用的数据格式与其它CAD
返回
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CAD/CAM
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6、取消操作命令
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CAD/CAM
返回
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常用功能键
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CAD/CAM
返回
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六、图形生成功能
生成简单实体
POINT（点）、LINE（直线）、CIRCLE （圆）、ARC（弧）、TRACE（轨迹线）和 SOLID（区域填充）、文本等；
生成三维实体 SOLBOX长方体、SOLCYL圆柱体和 SOLCONE圆锥体等；
BLOCK命令定义块，INSERT命令插入块；用 形文件定义形，用SHAPE命令调用形.
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CAD/CAM
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七、图形编辑和查询功能
1. 通过DBLIST、LIST、AREA、DIST、ID等 命令了解实体数据、或光标的位置；
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CAD/CAM
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图层
返回
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坐标系
返回
世界坐标系（ W C S）：AutoCAD采用笛卡尔 右手坐标系。世界坐标系 W C S 的重要之处在 于，它总是存在于每一个设计的图形之中，并且 不可更改。
用户坐标系（ U C S ）：相对于世界坐标系 W C S ，可以创建无限多的坐标系，这些坐标系通 常称为用户坐标系（ U C S ），并且可以通过 调用 U C S 命令去创建用户坐标系。
作图范围:是通过左下、右上两个角点的坐标所确定 的矩形区域。用LIMITS命令可以设置作图范围或设 置绘图界限的开关。
坐标系
图层
模型空间和图纸空间
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五、基本操作
1. 命令输入方式 2. 点输入方式 3. 点的四种坐标表示法 4. 增强的鼠标右键 5. 图形显示操作 6. 取消操作命令 7. 常用功能键
2. 用键盘和AutoCAD对话；
3. 用鼠标和对话框与AutoCAD对话。
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四、基本概念
实体（entity）：即点、直线、圆、圆弧、文本等图 形元素。
图形单位：图形未输出时，图形的长度单位可看成抽 象的（如可看成mm、cm、inch等），输出时要设 置单位和比例。用UNITS命令可以设置长度或角度 的单位制和精度。
生成复杂的实体
PLINE（多义线）、ELLIPSE（椭圆）、 POLYGON（正多边形）、DONUT（圆环）、 TEXT（文本）和MTEXT（多行文本）等；
绘制剖面符号、标注尺寸等。
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图形生成功能（续）
生成三维表面 3DPOLY三维多义线、3DMESH三维多边形 网格、TABSURF柱面、RULESURF直纹曲面、 REVSURF回转面等；
2. 通过ERASE、MOVE、COPY、SCALE、 ROTATE、MIRROR、ARRAY、CHANGE、 BREAK、TRIM、EXTEND、STRETCH、 FIILET、CHAMFER、OFFSET、EXPLODE、 PEDIT等命令对实体进行编辑；
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《CAD/CAM》讲义
第八章 二维几何建模方法
机械工程学院 汪永明
第八章 二维几何建模方法
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8
交互几何建模 参数化几何建模 形状特征法拼合法几何建模 Autolisp语言简介 字符生成技术 界面设计技术 图形系统与外部程序交换信息 扩充图形系统的现有功能
坐标系图标：显示在屏幕左下角，便于了解当前 坐标系的种类或状态。
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模型空间和图纸空间
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返回
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1、四种命令输入方式
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CAD/CAM
返回
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2、点的输入方式
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CAD/CAM
返回
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3、点的四种坐标表示法
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CAD/CAM
返回
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4、增强的鼠标右键
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4、增强的鼠标右键
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CAD/CAM
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4、增强的鼠标右键
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CAD/CAM
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4、增强的鼠标右键
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CAD/CAM
返回
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5、图形显示操作
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8.1 交互几何建模
8.1.1 AutoCAD简介
AutoCAD是美国AutoDesk公司与 1982年12月开始推出的一种通用的微机辅 助设计和设计软件包，是目前应用最普遍的
交互式图形软件。从AutoCAD V1.0起，经
AutoCAD V2.0、R9、R10等经典版本的