【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 助設(shè)計(jì)技術(shù)。 60 年代 初期出現(xiàn)了 cad 的曲面片技術(shù)，中期推出商品化的計(jì)算機(jī)繪圖設(shè)備。 70 年代，完整的 cad 系統(tǒng)開(kāi)始形成，后期出現(xiàn)了能產(chǎn)生逼真圖形的光柵掃描顯示器 ， 推出了手動(dòng)游標(biāo)、圖形輸入板等多種形式的圖形輸入設(shè)備，促進(jìn)了 cad 技術(shù)的發(fā)展。 80 年代，隨著強(qiáng)有力的超大規(guī)模集成電路制成的微處理器和存儲(chǔ)器件的出現(xiàn)，工程工作站問(wèn)世 ， CAD 技術(shù)在中小型企業(yè)逐步普及。 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 3 頁(yè) 80 年代中期以來(lái)， CAD 技術(shù)向標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化方向發(fā)展。一些標(biāo)準(zhǔn)的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為 CAD 技術(shù)的推廣、軟件的移植和數(shù)據(jù)共享起了重要的促 進(jìn)作用；系統(tǒng)構(gòu)造由過(guò)去的單一功能變成綜合功能，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造聯(lián)成一體的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)；固化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多處理機(jī)和并行處理技術(shù)在 CAD 中的應(yīng)用，極大地提高了 CAD 系統(tǒng)的性能；人工智能和專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)引入 CAD，出現(xiàn)了智能 CAD 技術(shù)，使 CAD 系統(tǒng)的問(wèn)題求解能力大為增強(qiáng)，設(shè)計(jì)過(guò)程更趨自動(dòng)化。現(xiàn)在， CAD 已在電子和電氣、科學(xué)研究、機(jī)械設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)、機(jī)器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠自動(dòng)化、土木建筑、地質(zhì)、計(jì)算機(jī)藝術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 1952 年美國(guó)麻省理工學(xué)院首先研制成數(shù)控銑床。數(shù)控的特征是 由編碼在穿孔紙帶上的程序指令來(lái)控制機(jī)床。此后發(fā)展了一系列的數(shù)控機(jī)床，包括稱(chēng)為“加工中心”的多功能機(jī)床，能從刀庫(kù)中自動(dòng)換刀和自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作位置，能連續(xù)完成銳、鉆、餃、攻絲等多道工序，這些都是通過(guò)程序指令控制運(yùn)作的，只要改變程序指令就可改變加工過(guò)程，數(shù)控的這種加工靈活性稱(chēng)之為“柔性”。 加工程序的編制不但需要相當(dāng)多的人工，而且容易出錯(cuò)，最早的 CAM 便是計(jì)算機(jī)輔助加工零件編程工作。麻省理工學(xué)院于 1950 年研究開(kāi)發(fā)數(shù)控機(jī)床的加工零件編程語(yǔ)言APT，它是類(lèi)似 FORTRAN 的高級(jí)語(yǔ)言。增強(qiáng)了幾何定義、刀具運(yùn)動(dòng)等語(yǔ)句，應(yīng)用 APT 使編寫(xiě)程序變得簡(jiǎn)單。 縱觀 CAD 與 CAM 的歷史發(fā)展來(lái)看，說(shuō)明 CAD/CAM 發(fā)展迅速，現(xiàn)代需求更是很大，應(yīng)用極為廣泛。 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 4 頁(yè) 第二章． CAD/CAM 的應(yīng)用 情況 以汽車(chē)工業(yè)為例，說(shuō)明國(guó)內(nèi)外機(jī)械 CAD/CAM 技術(shù)的應(yīng)用情況。 CAD/CAM 在汽車(chē)工業(yè)中的技術(shù)應(yīng)用狀況 汽車(chē)工業(yè)代表著一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的水平，一直是 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用的先鋒和大戶。下面就以汽車(chē)工業(yè)為例，說(shuō)明國(guó)內(nèi)外機(jī)械 CAD/CAM 技術(shù)的應(yīng)用狀況。 國(guó)際上，美國(guó)福特汽車(chē)公司在 CAD/CAM 技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。早在 80 年代初 ，福特公司就著手 CAD/CAM 系統(tǒng)的規(guī)劃，建成了以工作站為主體的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)； 1985年已經(jīng)有一半以上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作使用圖形終端實(shí)現(xiàn)； 1986年新開(kāi)發(fā)的 TAURUS和 SABLE轎車(chē)，大約 70%的外板件采用 CAD/CAM。90 年代初全面實(shí)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的 CAD/CAM,應(yīng)用率可達(dá) 100%。福特公司 1990 年工作站已達(dá) 2020 臺(tái)，以 FGS 工作站（約占 70%）和 CV 工作臺(tái)（約占 18%）為主，其應(yīng)用軟件主要為自行開(kāi)發(fā)的 PDGS 和 CAD/CAM。 1993 年以后，福特汽車(chē)公司提出了 C3P(CAD/CAE/CAM/PDM)概 念，并決定今后將采用 IDEAS 軟件作為 其主流核心軟件。 日本三菱汽車(chē)公司 1960 年從沖模的 NC 數(shù)控加工著手，以 CAD/CAE/CAM 為動(dòng)力，對(duì)從設(shè)計(jì)到制作的各項(xiàng)工程踏踏實(shí)實(shí)地進(jìn)行了改革，至今，已形成了從車(chē)型款式設(shè)計(jì)到車(chē)身組裝的新車(chē)型開(kāi)發(fā)的完整的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)。 法國(guó)雷諾汽車(chē)公司應(yīng)用 Euclid 軟件作為 CAD/CAM 的主導(dǎo)軟件，目前已有 95%的設(shè)計(jì)工作量用該軟件完成，并開(kāi)發(fā)出很多適合汽車(chē)工業(yè)需求的模塊，如用于干涉檢查的Megavision,用于鈑金成形分析的 OPTRIS 等。 德國(guó)各大汽車(chē)公司普遍采用 CATIA 作為其 CAD/CAM 系統(tǒng)的主導(dǎo)軟件。 1994 年，德國(guó)大眾集團(tuán)決定用 CATIA 和 Pro/Engineer 作為其將來(lái)開(kāi)發(fā)新車(chē)型的主導(dǎo) CAD 系統(tǒng)。 我國(guó)的 CAD/CAM 工作始于 70 年代，發(fā)展迅速，已取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。少數(shù)大型企業(yè)，如一汽、二汽等，已建立起比較完整的 CAD/CAM 系統(tǒng)，其應(yīng)用水平也接近國(guó)際先進(jìn)水平。許多中小企業(yè)應(yīng)用 CAD/CAM 技術(shù)在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)率等方面也取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但是總的說(shuō)來(lái)，國(guó)內(nèi)在 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用的深度和 廣度方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比還有很大差距。隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)有企業(yè)需要對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn) 設(shè)備和管理模式進(jìn)行改造，以提高企業(yè)的活力和適應(yīng)市場(chǎng)的應(yīng)變能力，而采用 CAD/CAM 技術(shù)被認(rèn)為是唯一的出路。 我國(guó)開(kāi)展 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用工作并不算晚；通過(guò)引進(jìn)，不少企業(yè)的軟、硬件條件與四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 5 頁(yè) 國(guó)外相比也相差不大。但是，國(guó)內(nèi)的 CAD/CAM 應(yīng)用與國(guó)外先進(jìn)水平相比存在較大的差距。原因是： 原有經(jīng)濟(jì)體制的弊端。采用 CAD/CAM 技術(shù)投資大，有較大風(fēng)險(xiǎn)，效益回報(bào)有一定的滯后期，導(dǎo) 產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)建立統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù) 據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn) CAD/CAM 技術(shù)集成化的必要條件。復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)需要不同企業(yè)、部門(mén)的分工協(xié)作完成。由于產(chǎn)品信息是在不同的地點(diǎn)、不同的計(jì)算機(jī)和不同的 CAD/CAM 系統(tǒng)中產(chǎn)生，造成同一轉(zhuǎn)機(jī)械啟停機(jī)及正常運(yùn)行時(shí)的特性，可分為轉(zhuǎn)速上升、轉(zhuǎn)速下降、轉(zhuǎn)速不變、轉(zhuǎn)速變化等。負(fù)荷狀態(tài)可分為滿載、空載、部分載荷、載荷驟增和驟減等。 管理上的缺陷。由于條塊分割，重復(fù)引進(jìn)，企業(yè)相互之間缺乏必要的交流和協(xié)作，影響了 CAD/CAM 技術(shù)效益的發(fā)揮。 人才培養(yǎng)的不足。福特等企業(yè)之所以 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用得好，是因?yàn)榈靡嬗趲资陙?lái)一直大力開(kāi)展 CAD/CAM應(yīng)用而積淀下來(lái)的寶貴經(jīng)驗(yàn)以及培養(yǎng)出了一支高水平的技術(shù)隊(duì)伍?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)既懂計(jì)算機(jī)軟、硬件，又有豐富專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人才奇缺，而這恰是企業(yè)最為寶貴的財(cái)富。 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 6 頁(yè) 第三章 CAD/CAM 目前社會(huì)狀態(tài) 在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中 ,模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)工業(yè) ,許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn) ,在很大程度上依賴(lài)于模具制造技術(shù) ,特別是在汽車(chē)、輕工、電子和航天等行業(yè)中尤顯重要。 模具制造能力的強(qiáng)弱和模具制造水平的高低 ,已經(jīng)成為 衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一 ,直接影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)中許多部門(mén)的發(fā)展。 模具 CAD/CAM 是在模具 CAD 和模具 CAM 分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 ,它是計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個(gè)新的飛躍。 CAD/CAM 技術(shù)的迅猛發(fā)展 ,軟件、硬件水平的進(jìn)一步完善 ,為模具工業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持 ,為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來(lái)了質(zhì)的飛躍 ,已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇。 首先國(guó)外的軟件介紹： Unigraphics(UG)： UG 起源于美國(guó)麥道 (MD)公司的產(chǎn)品 ,1991 年 11 月并入美國(guó)通用汽車(chē)公司 EDS 分部。 UG 由其獨(dú)立子公司 UnigraphicsSolutions 開(kāi)發(fā) ,是一個(gè)集CAD/CAM/CAE 于一體的機(jī)械工程輔助系統(tǒng) ,適用于航空、航天、汽車(chē)、通用機(jī)械以及模具等的設(shè)計(jì)、分析及制造工程。 UG 是將優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)體、線框和表面功能結(jié)合在一起 ,還提供了二次開(kāi)發(fā)工具 GRIP、 UFUNG、 ITK,允許用戶擴(kuò)展 UG 的功能。 AutoCADAuto ： CAD 是美國(guó) Autodesk 公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)具有交互式和強(qiáng)大二維功能的繪圖軟件 ,如二維繪圖、編輯、剖面 線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及二次開(kāi)發(fā)等功能 ,同時(shí)有部分三維功能。 AutoCAD 軟件是目前世界上應(yīng)用最廣 的 CAD 軟件 ,占整個(gè)CAD/CAE/CAM 軟件市場(chǎng)的 37%左右 ,在中國(guó)二維繪圖 CAD 軟件市場(chǎng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。 MDT(MechanicalDesktop)： MDT 是 Autodesk 公司在基于參數(shù)化特征實(shí)體造型和曲面造型的 CAD/CAM