【正文】 169。 2022 PTC 1 CAD/CAM 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造 講授：戚江波 天津工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院機(jī)制教研室 169。 2022 PTC 2 本課程授課方法 ?課堂講授 ?上機(jī) ?平時(shí)成績 +結(jié)課考試 169。 2022 PTC 3 參考教材 1. Pro/ENGINEER 中文野火版 詹友剛 機(jī)械工業(yè)出版社 2. CAD/CAM技術(shù) (第 2版 ) 寧汝新 機(jī)械工業(yè)出版社 169。 2022 PTC 4 第一部分 緒論 本課程總體可分為兩部分： CAD/CAM理論基礎(chǔ)及其應(yīng)用 Pro/E軟件為例來講述實(shí)體建模的方法 169。 2022 PTC 5 本課程的主要目的和任務(wù) 1) 了解 CAD/CAM的基本概念，系統(tǒng)基本構(gòu)成。 2) 掌握計(jì)算機(jī)繪圖的基本方法和理論 。 3) 建立工程數(shù)據(jù)庫基本概念 ， 掌握 CAD/CAM建?；痉椒?了解各建模方法的區(qū)別 。 4) 掌握數(shù)控自動(dòng)編程方法 ， 了解各種常用自動(dòng)變成軟件。 學(xué)會(huì)手工編制數(shù)控加工程序 。 5) 了解工程分析所用理論和方法 ， 了解有限元和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的使用和常用軟件 。 6)了解 CAPP的基本方法和內(nèi)容 ， 掌握各種 CAPP系統(tǒng)的基本理論和使用 。 了解計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的基本步驟 、方法 、 內(nèi)容 。 169。 2022 PTC 6 本課程的主要目的和任務(wù) 7) 了解現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向和目前水平 。 8） 了解 Pro/E軟件的功能特點(diǎn) 。 9） 能夠熟練應(yīng)用 Pro/E軟件進(jìn)行產(chǎn)品建模 、 組裝 、 分析及編程 。 10） 能夠?qū)?Pro/E模型圖轉(zhuǎn)化為工程圖 。 169。 2022 PTC 7 第一章 CAD/CAM技術(shù)概述及其系統(tǒng)的支撐環(huán)境 CAD/CAM技術(shù)的重要性： CAD/CAM技術(shù)是隨著信息技術(shù)的發(fā)展而形成的一門新技術(shù)，它的應(yīng)用和發(fā)展引起了社會(huì)和生產(chǎn)的巨大變革，因此 CAD/CAM技術(shù)被視為 20世紀(jì)最杰出的工程成就之一。目前 CAD/CAM技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空、航天、汽車、船舶、紡織、輕工及建筑等各個(gè)領(lǐng)域，它的應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國家技術(shù)發(fā)展水平及工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。 1989年被美國工程科學(xué)院評(píng)為 1964年以來當(dāng)代最杰出貢獻(xiàn)的十項(xiàng)工程技術(shù)之一。 169。 2022 PTC 8 第一節(jié) CAD/CAM技術(shù)的基本概念 、基本概念（ CAD、 CAM、 CAPP、 CAE） ?CAD：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ Computer aided design） ?CAM：計(jì)算機(jī)輔助制造（ Computer Aided Manufacturing） ?CAPP：計(jì)算機(jī)輔助工藝過程 （ Computer Aided Process Planning） ?CAE：計(jì)算機(jī)輔助分析（ Computer aided engineering） 169。 2022 PTC 9 CAD的基本概念及 CAD系統(tǒng)基本功能 (CAD) ?概念：工程技術(shù)人員在人和計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)中以計(jì)算機(jī)為工具，輔助人類完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析（有限元分析、仿真模擬）、繪圖等工作，并達(dá)到提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本的目的。 169。 2022 PTC 10 CAD的基本概念及 CAD系統(tǒng)基本功能 ?CAD系統(tǒng)的主要功能 ? 概念設(shè)計(jì) (草圖設(shè)計(jì) ) ? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (零件設(shè)計(jì) ) ? 裝配設(shè)計(jì) ? 復(fù)雜曲面設(shè)計(jì) ? 真實(shí)感及渲染 ? 繪制工程圖樣 ? 工程分析 ? 數(shù)據(jù)交換接口等 169。 2022 PTC 11 CAD的基本概念及 CAD系統(tǒng)基本功能 ? CAD系統(tǒng)的組成 圖形系統(tǒng)： 幾何造型、自動(dòng)繪圖（二維工程圖、三維實(shí)體圖）、動(dòng)態(tài)仿真。 科學(xué)計(jì)算： 有限元分析、可靠性分析、動(dòng)態(tài)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、常規(guī)計(jì)算。 工程數(shù)據(jù)庫： 對(duì)數(shù)據(jù)、圖形、文檔等進(jìn)行信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。 169。 2022 PTC 12 CAD的基本概念及 CAD系統(tǒng)基本功能 零件造型 169。 2022 PTC 13 CAD的基本概念及 CAD系統(tǒng)基本功能 裝配設(shè)計(jì) 工程分析 169。 2022 PTC 14 CAD的基本概念及 CAD系統(tǒng)基本功能 ?CAD系統(tǒng)功能模型 CAD 新產(chǎn)品開發(fā)計(jì)劃 產(chǎn)品要求 性能規(guī)格 零件圖、裝配圖 產(chǎn)品設(shè)計(jì)文件 零件信息文件 設(shè)計(jì)知識(shí) 數(shù)據(jù)庫 CAD軟件 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 169。 2022 PTC 15 CAPP的基本概念及 CAPP的基本功能 計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì) (CAPP) ? 定義： 指人與計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)中，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段給出的信息，人機(jī)交互地或自動(dòng)地確定產(chǎn)品加工方法和工藝過程。 ? 傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)方法局限性 ① 手工編制強(qiáng)度大、效率低； ② 設(shè)計(jì)周期長； ③ 設(shè)計(jì)質(zhì)量依賴于工藝人員的水平； ④ 難以最優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化。 169。 2022 PTC 16 CAPP的基本概念及 CAPP的基本功能 ?CAPP的功能 1）毛坯設(shè)計(jì) 2）加工方法選擇 3）工藝路線制定 4）工序設(shè)計(jì) 5）刀夾具設(shè)計(jì) 其中工序設(shè)計(jì)又包含機(jī)床和刀具選擇、切削用量選擇及加工余量分配以及工時(shí)定額計(jì)算。 169。 2022 PTC 17 CAPP的基本概念及 CAPP的基本功能 ?CAPP的功能模型 CAPP 工 藝 知 識(shí) 數(shù) 據(jù) 庫 圖 形 系 統(tǒng) 零件幾何信息 工時(shí)定額文件 工藝路線文件 零件毛坯圖、工序圖 零件工藝信息 工藝內(nèi)容文件 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 169。 2022 PTC 18 CAPP的基本概念及 CAPP的基本功能 ?CAPP的優(yōu)勢(shì) ① 將工藝設(shè)計(jì)人員從繁瑣和重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來，轉(zhuǎn)而從事新產(chǎn)品及新工藝開發(fā)等創(chuàng)造性的工作； ② 大大地縮短工藝設(shè)計(jì)周期； ③ 有助于對(duì)工藝設(shè)計(jì)人員的寶貴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和繼承； ④ 有利于工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化； ⑤ 為實(shí)現(xiàn) CIMS創(chuàng)造條件。 169。 2022 PTC 19 計(jì)算機(jī)輔助制造 計(jì)算機(jī)輔助制造 CAM ?狹義 CAM: 通常是指計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控加工程序的編制，包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真、 NC代碼生成以及與數(shù)控機(jī)床數(shù)控裝置的軟件接口等 。 ?廣義 CAM: 一般是指利用計(jì)算機(jī)輔助完成從生產(chǎn)準(zhǔn)備到產(chǎn)品制造整個(gè)過程的活動(dòng)，包括工藝過程設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、 NC自動(dòng)編程、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制等。 169。 2022 PTC 20 計(jì)算機(jī)輔助制造 刀具軌跡仿真 169。 2022 PTC 21 計(jì)算機(jī)輔助制造 ?狹義 CAM系統(tǒng)功能模型 CAM 工藝路線文件 工藝內(nèi)容文件 零件信息 NC加工程序 NC監(jiān)測(cè)程序 加工設(shè)備 數(shù)據(jù)庫 CAM軟件 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 169。 2022 PTC 22 CAD/CAM系統(tǒng)的工作過程 選擇設(shè)計(jì)方案 輸入設(shè)計(jì)要求 三維幾何造型及產(chǎn)品模型 滿足產(chǎn)品要求 ? 輸出圖樣及文件 CAPP NC自動(dòng)編程 加工模擬 滿足設(shè)計(jì)要求 ? 加工制造 最優(yōu)化 設(shè)計(jì) 應(yīng)力應(yīng)變等 工程分析 裝配仿真 運(yùn)動(dòng)仿真 物性 分析 圖形庫 設(shè)計(jì)參數(shù) 數(shù)據(jù)庫 NC 代碼庫 工藝庫 修改 設(shè)計(jì) Y Y N N CAD CAM 程序庫 刀具切削 用量庫 i a c M 169。 2022 PTC 23 CAD/CAM數(shù)據(jù)的傳輸過程 ，繪制產(chǎn)品圖樣，為 CAPP、 CAM過程準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。 ，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成中性文件，如初始圖形交換文件（ IGES）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)文件（ STEP）。 ，并將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需格式后生產(chǎn)零件工藝過程。 、 CAPP系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)控編程所需數(shù)據(jù)并按一定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的中性文件 數(shù)據(jù)控制程序，這樣所生成的集成系統(tǒng)表達(dá)式為CAD/CAPP/CAM，簡(jiǎn)寫為 CAD/CAM。 169。 2022 PTC 24 CIMS技術(shù) 產(chǎn)生前提： 為了使計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 CIMS — Computer