1、CAD/CAM技術(shù)課程論文學(xué)生姓名： 我國機(jī)械CADCAM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 摘要：CAD/CAM技術(shù)作為一門多學(xué)科綜合性技術(shù)，近幾十年來發(fā)展迅速，對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。本文較全面地介紹了CAD/CAM技術(shù)在我國的應(yīng)用狀況,針對(duì)現(xiàn)階段我國機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)狀，系統(tǒng)地分析了我國CAD/CAM發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)國內(nèi)各種CAD/CAM軟件的特點(diǎn)及其應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行了分析，指出了CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用的選型原則及開發(fā)原則，闡述了CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用對(duì)我國機(jī)械制造業(yè)的意義所在。關(guān)鍵詞：CAD/CAM 機(jī)械 發(fā)展趨勢(shì)Our country mechanical CAD/CAM technology ap

2、plication situation and development trend Abstract: the CAD/CAM technology as a multidisciplinary comprehensive technology, in recent decades, the rapid development of manufacturing industry has had a profound influence. This paper comprehensively introduces CAD/CAM technology application in our cou

3、ntry situation, in view of the present situation in our country at present stage machinery manufacturing, systematically analyzes the development trend of CAD/CAM in China, all kinds of CAD/CAM software features and application environment are analyzed, and points out that the application of CAD/CAM

4、 system selection principles and development principle, the paper CAD/CAM technology development and application on the meaning of machinery manufacturing in China.Keywords: CAD/CAM machinery development trend0 前言CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代后期發(fā)達(dá)國家的航空和軍事工業(yè)中。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)在全球迅速普及開來。對(duì)制造業(yè)

5、來說，CAD/CAM是提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)品質(zhì)和制造品質(zhì)、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本的強(qiáng)有力手段，已成為企業(yè)贏得市場(chǎng)的制勝法寶。因此，研究我國機(jī)械行業(yè)CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，探討其發(fā)展前景，對(duì)加快我國機(jī)械行業(yè)CAD/CAM技術(shù)推廣應(yīng)用步伐，提高我國機(jī)械制造業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力具有深遠(yuǎn)意義。1 CAD/CAM概述CAD/CAM是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成部分。其中，CAD 是Computer Aided Design的英文縮寫，指計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。狹義的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是指采用計(jì)算機(jī)開展機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)，主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助繪圖（Computer Aided Drafting），廣義的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)指

6、借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、繪圖等工作，包括幾何建模、裝配及干涉分析DFA、制造性分析DM、產(chǎn)品模型的計(jì)算機(jī)輔助分析CAE等等。CAM即Computer Aided Manufacturing，指計(jì)算機(jī)輔助制造，狹義上指計(jì)算機(jī)輔助編程，即一個(gè)從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程，主要任務(wù)是計(jì)算加工走刀中的刀位點(diǎn)(Cutter Location Point)，包括三個(gè)主要階段：首先是工藝處理，即分析零件圖，確定加工方案，設(shè)計(jì)走刀路徑等：其次是數(shù)學(xué)處理，即處理計(jì)算刀具路徑上全部坐標(biāo)數(shù)據(jù)；最后是自動(dòng)編制出加工程序，即按數(shù)控機(jī)床配置的數(shù)控系統(tǒng)的指令格式編制出全部程序。 CAD/CAM將設(shè)計(jì)和工藝通過計(jì)算

7、機(jī)有機(jī)結(jié)合起來，直接面向制造，減少中間環(huán)節(jié)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，CAD/CAM的應(yīng)用迅速普及，從軍事工業(yè)向民用工業(yè)迅速擴(kuò)展，由大型企業(yè)向中小企業(yè)推廣，由高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用向日用家電、輕工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中普及。如今世界各大航空、航天及汽車等制造業(yè)巨頭不但廣泛采用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而且還投入大量的人力物力及資金進(jìn)行CAD/CAM軟件的開發(fā)，以保持技術(shù)上的領(lǐng)先地位和國際市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)。20世紀(jì)90年代以來，我國制造業(yè)在CIMS和CAD/CAM應(yīng)用工程的推動(dòng)下，發(fā)展相當(dāng)迅速，越來越多的設(shè)計(jì)單位和企業(yè)采用CAD/CAM技術(shù)來提高設(shè)計(jì)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和改善勞動(dòng)條件。我國從國外引進(jìn)的CAD軟件有好幾十

8、種，國內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)、高校和軟件公司也都立足國內(nèi),開發(fā)出了自己的CAD/CAM技術(shù)軟件并投放市場(chǎng),呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的景象。2 我國開發(fā)的CAD/CAM軟件CAD/CAM技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，先后走過大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、微機(jī)時(shí)代，每個(gè)時(shí)代都有當(dāng)時(shí)流行的CAD/CAM軟件。現(xiàn)在，工作站和微機(jī)平臺(tái)CADICAM軟件已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件。（1） HCAD：PICAD系統(tǒng)及系列軟件是中科院凱思軟件集團(tuán)及北京凱思博宏應(yīng)用工程公司開發(fā)的具有自主版權(quán)的CAD軟件。該軟件具有智能化、參數(shù)化和較強(qiáng)的開放性，對(duì)特征點(diǎn)和特征坐標(biāo)可自動(dòng)捕捉及動(dòng)態(tài)導(dǎo)航；系統(tǒng)提供局部圖形參

9、數(shù)化、參數(shù)化圖素拼裝及可擴(kuò)充的參數(shù)圖符庫；提供交互環(huán)境下開放的二次開發(fā)工具，用戶可以任意增加功能或開發(fā)專業(yè)應(yīng)用軟件。（2） 高華CAD系列：高華CAD是由北京高華計(jì)算機(jī)有限公司推出的CAD產(chǎn)品。高華CAD系列產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)輔助繪圖支撐系統(tǒng)GHDrafting、機(jī)械設(shè)計(jì)及繪圖系統(tǒng)GHMDS、工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)GHCAPP、三維幾何造型系統(tǒng)GHGEMS、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)GHPDMS及自動(dòng)數(shù)控編程系統(tǒng)GHCAM。高華CAD也是基于參數(shù)化設(shè)計(jì)CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)，是全國CAD應(yīng)用工程的主推產(chǎn)品之一，具有全程導(dǎo)航、圖形繪制、明細(xì)表的處理、全約束參數(shù)化設(shè)計(jì)、參數(shù)化圖素拼裝、尺寸標(biāo)注、標(biāo)準(zhǔn)件庫、圖像編輯

10、等功能模塊。（3） 開目CAD：開目CAD是華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院開發(fā)的具有自主版權(quán)的、基于微機(jī)平臺(tái)的CAD軟件。該軟件面向工程實(shí)際，模擬人的設(shè)計(jì)繪圖思路，提供可直接操作的后置處理器，支持多種幾何約束及多視圖同時(shí)驅(qū)動(dòng)，具有局部參數(shù)化的功能，能提供從設(shè)計(jì)到加工代碼生成、加工仿真、代碼校驗(yàn)等一體化的功能，同時(shí)提供設(shè)計(jì)中的過約束和欠約束的解決方案,實(shí)現(xiàn)了CAD/CAPP/CAM的集成，適合我國設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣，是我國CAD應(yīng)用工程主推產(chǎn)品之一。開目CAD主要用于汽車、電子、兵器、航空航天等領(lǐng)域及各行各業(yè)的復(fù)雜模具、精密零件的設(shè)計(jì)加工等。 (4) CAXA系列：CAXA是北京北航海爾軟件有限公司面向我國工

11、業(yè)界推出的包括數(shù)控加工、工程繪圖、注塑模具設(shè)計(jì)、注塑工藝分析及數(shù)控機(jī)床通訊等一系列CAD/CAM/CAE軟件。該軟件采用了參數(shù)化和無約束兩種方式，用戶可任選一種或兩種方法自動(dòng)結(jié)合的方式，在設(shè)計(jì)的任何一個(gè)階段，可不受約束地對(duì)以前的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，同時(shí)可以保留參數(shù)化約束關(guān)系。它還提供了豐富的數(shù)據(jù)接口，可與幾乎所有流行的CAD/CAM 軟件交換數(shù)據(jù)。它能支持網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的協(xié)同設(shè)計(jì)， 可以與CAXA協(xié)同管理或者其它主流CPC/PLM軟件集成工作。 (5) 金銀花系統(tǒng)：金銀花(Lonicera)系統(tǒng)是由廣州紅地技術(shù)有限公司開發(fā)的基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的CAD/CAM 系統(tǒng)。該軟件主要應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造，可實(shí)

12、現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化和自動(dòng)化。該軟件采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，使用先進(jìn)的實(shí)體建模、參數(shù)化特征造型、二維和三維一體化、SDAI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存取接口的技術(shù)；具備機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)和數(shù)控加工程序自動(dòng)生成等功能，同時(shí)具有多種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，如STEP、DXF等，還支持產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM )。目前金銀花系統(tǒng)的系列產(chǎn)品包括：機(jī)械設(shè)計(jì)平臺(tái)MDA、數(shù)控編程系統(tǒng)NCP、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDS、工藝設(shè)計(jì)工具M(jìn)PP。 (6) 專業(yè)性應(yīng)用軟件：我國在CAD/CAM專業(yè)性應(yīng)用軟件的開發(fā)上也取得較好的成果，國內(nèi)許多高校、軟件公司和企業(yè)在現(xiàn)有支撐軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)出了先進(jìn)的、有特色的、符合中國用戶習(xí)慣的CAD/CAM軟件或模塊，其中有

13、一些成果已經(jīng)得到了推廣和使用，例如華中科技大學(xué)l997年推出的注射模CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)HSC20，該系統(tǒng)以AutocAD軟件包為圖形支撐平臺(tái)，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)計(jì)算校核、塑料流動(dòng)冷卻等子系統(tǒng)；合肥工業(yè)大學(xué)也開發(fā)了基于AutoCAD與MDT的三維參數(shù)化注射模系統(tǒng)IPMCADV4.0。許多科研單位和企業(yè)針對(duì)其具體應(yīng)用方向與對(duì)象，開發(fā)了種種插件和模塊，如武漢汽車工業(yè)大學(xué)開發(fā)的基于SolidWorks的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫3DPARTLIB等。3 我國CAD/CAM技術(shù)的主要不足及趨勢(shì)計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異，硬件更新速度很快。在這短短的十幾年里，計(jì)算機(jī)分別經(jīng)歷了大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、微

14、機(jī)時(shí)代，每個(gè)新時(shí)代都出現(xiàn)了新的流行的CAD/CAM軟件。在工作站時(shí)代，UG，Pro/Engifleer是工作站平臺(tái)三維CAD/CAM軟件的佼佼者，而在當(dāng)今微機(jī)時(shí)代，SolidWorks在WindowsNT平臺(tái)的三維CAD/CAM軟件中處于領(lǐng)先地位。由于國外在Unix工作站平臺(tái)上開發(fā)CAD/CAM軟件已有一定的時(shí)間和投人，我國軟件在這方面比美國等發(fā)達(dá)國家落后許多。但是在微機(jī)平臺(tái)上開發(fā)CAD/CAM軟件是一個(gè)全新的領(lǐng)域，我國與國外起點(diǎn)差不多，都是使用VisuaIC+、OpenGL等丁具進(jìn)行軟件開發(fā)，在這基礎(chǔ)上開發(fā)出先進(jìn)的，符合本國用戶習(xí)慣的CAD/CAM軟件還是有可能的。針對(duì)21世紀(jì)機(jī)械制造行業(yè)的

15、基本特征，CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特征：標(biāo)準(zhǔn)化、集成化技術(shù)、智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用、多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)等。當(dāng)然，我們也要看到我們的優(yōu)勢(shì)，那就足了解本國市場(chǎng)，便于提供技術(shù)支持，相對(duì)價(jià)格便宜等。國際和國內(nèi)的理論和實(shí)踐給我們提供了很好的方法和理念，拓展了我們更多的發(fā)展空間。在這些前提下，我國CAD/CAM產(chǎn)業(yè)只要緊跟時(shí)代潮流，跟蹤國際最新動(dòng)態(tài)，遵守國際規(guī)范，形成自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，并且立足國內(nèi)、結(jié)合國情、面向國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，一定能夠開發(fā)出有特色的符合中國人習(xí)慣的CAD/CAM軟件，為我國制造業(yè)的發(fā)展插上騰飛的翅膀。4 結(jié)束語中國的制造業(yè)必須積極地承接世界制造業(yè)的轉(zhuǎn)移，

16、力爭(zhēng)更快地跨進(jìn)制造強(qiáng)國的行列;為了承接世界制造業(yè)的轉(zhuǎn)移，在保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的同時(shí)努力加強(qiáng)研發(fā)力量，努力提高創(chuàng)新能力，使中國制造業(yè)從中低端產(chǎn)品加工廠轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜缰圃鞓I(yè)中心之一。那么依托強(qiáng)有力的CAD/CAM技術(shù)的支持,以工程項(xiàng)目帶動(dòng)科技進(jìn)步，培養(yǎng)從設(shè)計(jì)、制造工藝到操作、管理的各類各級(jí)優(yōu)秀人才，一定能使中國的制造業(yè)在2l世紀(jì)之初，即實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的過程中，再上一個(gè)新臺(tái)階，真正的成為世界制造業(yè)強(qiáng)國!參考文獻(xiàn)1 孫爽，力國琴主編，機(jī)械CAD/CAM，北航出版社，2010.1 SunShuang, force countries music editor, mechanical CAD/CAM, beihang

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