CAD-CAM基本概念及发展趋势(
CADCAM发展历程及基本概念
CADCAM发展历程及基本概念CADCAM是计算机辅助设计与计算机辅助制造的缩写，它由计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）两个部分组成。
CAD是使用计算机进行产品设计和绘图的技术，而CAM则是利用计算机来控制和管理产品制造的技术。
CADCAM技术的发展历程可以追溯到计算机的发展以及制造业的转型。
1.1960年代至1980年代初期：这一阶段的CADCAM技术主要应用于航空航天、汽车和国防等高端制造领域。
最早的CADCAM系统是通过主机与绘图台等外围设备进行交互的，设计师通过绘图板进行草图设计。
此阶段没有专门的CAD软件，设计师主要通过自定义编程进行设计。
2. 1980年代中期至1990年代：此阶段出现了更多的CAD软件，如AutoCAD和Pro/ENGINEER等。
这些软件提供了更多的功能和用户友好的界面，使得设计师可以更方便地进行设计。
同时，随着计算机的性能提高，CADCAM系统开始支持三维模型的设计。
3.1990年代至今：随着计算机硬件和软件技术的不断发展，CADCAM技术开始广泛应用于各个行业。
设计师可以通过CAD软件进行虚拟设计和仿真，在产品制造前进行全面的测试和分析。
CAM技术也得到了快速发展，通过数字化控制（CNC）系统，计算机可以直接控制机床、激光切割机等制造设备进行加工。
基本概念：3.三维建模：三维建模是CAD中最基本的操作之一，通过三维建模可以创建具有三维形状的物体。
设计师可以通过建立三维模型来进行更直观的设计和仿真。
4.仿真和分析：CAD软件提供了各种仿真和分析工具，可以对产品在实际环境中的性能进行模拟和测试。
例如，可以对产品的强度、运动学特性和流体力学特性进行分析，以优化设计和提高产品质量。
5.数字化控制（CNC）：数字化控制是一种利用计算机控制机床和其他制造设备进行自动化加工的技术。
CAM系统可以生成CNC程序，将设计的模型转化为机床的运动轨迹，以实现精确的加工。
CAD／CAM的基本概念
CAD／CAM的基本概念cad/cam的基本概念一、概念cad(计算机辅助设计)和cam(计算机辅助制造)是60年代以来迅速发展起来的一门新兴的综合性计算机应用技术。
计算机辅助设计和制造，简称cad/cam，指的是以计算机作为主要技术手段，处理各种数字信息与图形信息，辅助完成产品设计和制造中的各项活动。
计算机辅助设计是一种将人与计算机结合起来，充分利用两者优势的新型设计方法。
从思维的角度来看，设计过程包括分析和综合。
人们可以进行创造性思维活动，综合和分析设计方法，并将其转化为数学模型，然后由计算机和程序处理以分析这些模型。
在程序运行过程中，人们可以对设计结果进行评估，控制设计过程；计算机可以充分发挥其分析、计算和存储信息的能力，完成信息管理、绘图、仿真、优化等数值分析任务。
人机结合可以在设计过程中充分发挥各自的优势，有利于获得最优的设计结果，缩短设计周期。
计算机辅助制造是利用计算机对制造过程进行设计、管理和控制。
一般说来．计算机辅助制造包括工艺设计、数控编程和机器人编程等内容。
工艺设计主要是确定零件的加工方法、加工顺序和所用设备。
近年来，计算机辅助工艺设计(capp)已逐渐形成了一门独立的技术分支。
当采用nc(numericalcontrol数控)机床加工零件时，需要编制nc机床的控制程序。
计算机辅助编制nc程序，不但效率高，而且错误率很低。
在自动化的生产线上，采用机器人完成装配相传送等项任务。
利用计算机也可以实现机器人编程。
在这里的cam部分，主要阐述nc加工原理与程序编制，而不涉及机器人编程问题。
计算机辅助设计和计算机辅助制造密切相关。
起初，计算机辅助几何设计和数控加工自动编程是两个独立的分支。
然而，随着它们的普及和应用，它们之间的相互依赖性越来越明显。
只有与数控加工相配合，设计系统才能充分发挥其巨大的优势。
另一方面，数控技术只有依靠设计系统生成的模型才能发挥其效率。
因此，在实际应用中，二者自然紧密结合，形成了计算机辅助设计与制造集成系统。
CAD与CAM的发展史
C h o n g Q i n g U n i v e r s i t y 《仪器制造工艺》小论文：CAD 与CAM 的发展史一、CAD/CAM 的基本概念及基本原理CAD/CAM 技术是以计算机、外围设备及系统软件为基础，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。
CAD/CAM 技术经过近半个世纪的发展，在理论、技术和应用等方面都有了很大的进展，已经趋于成熟。
一般认为，广义的CAD/CAM 技术是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程以及与之直接和间接相关的活动，包括产品设计（几何造型、分析计算、设计、工程绘图等），工艺准备（计算机辅助工艺设计、计算机辅助工装设计与制造、NC 自动编程、工时定额和村料定额编制等），物料作业计划和生产作业计划的运行与控制（加工、装配、检测、输送、存储等），生产质量控制，工程数据管理等。
狭义的CAD/CAM 技术是指利用CAD/CAM 系统进行产品造型、计算分析和数控程序的编制（包括刀具路径的规划、定位文件的生成、刀具轨迹的仿真及NC 代码的生成等）。
二、CAD/CAM 的的系统构成 (1)硬件组成 CAD/CAM 的核心是计算机，这个计算机可以是专用计算机，也可以是通用计算机。
目前广泛应用的输入设备有键盘、数字化仪、语音输入笔、光笔等。
主要的输出设备有复印机、绘图仪、打印机等。
显示器可以作输出设备，与光笔配合又具有输入功能。
另外CAD/CAM 还有一些其他的附属设备。
(2)软件组成1)自动绘图系统。
自动绘图系统是根据工业制图的原理，利用计算机辅助进行图形的绘制。
2)各种二维CAD 系统。
适用于各个领域的CAD 系统，这些CAD 系统预先存有领域内使用的符号、工程标准等，如服装设计CAD 电路设计CAD 建筑用CAD 。
CADCAM技术研究现状及发展趋势
CADCAM技术研究现状及发展趋势CADCAM技术是计算机辅助设计和制造技术的缩写，主要用来设计和制造各种产品。
随着计算机技术的不断发展，CADCAM技术在制造业中发挥着越来越重要的作用。
目前，CADCAM技术已经广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域，为生产过程带来了效率的提升和成本的降低。
1.算法研究：CADCAM技术的核心是设计和制造的算法，目前研究人员不断完善和优化这些算法，以提高设计和制造的效率和精度。
2. 软件开发：CADCAM技术需要专门的设计软件来支持，目前市场上已经有了许多成熟的CADCAM软件，如SolidWorks、AutoCAD等，研究人员也在不断开发新的软件来满足不同行业的需求。
3.应用研究：CADCAM技术已经在许多领域得到了广泛应用，研究人员正在探索更多新的应用领域，如医疗器械、建筑设计等。
4.教育培训：随着CADCAM技术的发展，越来越多的人需要掌握这项技术，研究人员也在研究如何更好地教育和培训人才。
1.智能化：未来CADCAM技术将更加智能化，可以通过人工智能、机器学习等技术来自动完成设计和制造过程，减少人力投入，提高效率。
2.虚拟现实：随着虚拟现实技术的发展，CADCAM技术也将与虚拟现实技术结合，实现更直观、更实时的设计和制造过程。
3.云计算：云计算技术可以提供更大的计算和存储资源，未来CADCAM技术也将更多地借助云计算来实现大规模的设计和制造。
4.定制化：随着人们对个性化产品的需求不断增加，CADCAM技术将更加注重定制化设计和制造，为消费者提供更符合个人需求的产品。
总的来说，CADCAM技术在未来将继续发展，从智能化、虚拟现实、云计算到定制化等方面都将有更多的创新和突破。
随着技术的不断进步，CADCAM技术将在更多的领域发挥作用，为制造业带来更大的变革和提升。
模具CAD、CAM
1-1模具CAD/CAM的基本概念模具CAD/CAM现阶段应该指广义的计算机技术在模具设计与制造中的应用，一般包括计算机辅助设计[CAD]、计算机辅助工程分析[CAE]、计算机辅助制造[CAM]、计算机辅助工艺过程设计[CAPP]、产品数据管理系统[PDM]等内容。
计算机辅助工程分析是以现代计算力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分析技术，对未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，从而及早发现设计缺陷，是实现模具优化的主要支持模块。
计算机辅助工艺过程设计是指根据产品设计阶段给出的信息，人机交互或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。
产品数据管理系统是以软件、计算机网络、数据库、分布式计算等技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源的一体化集成管理的技术。
1-2模具CAD/CAM系统的组成一个完善的CAD/CAM系统应具有的7大功能：快速数字计算及图形处理功能、几何建模功能、处理数控加工信息功能、大量数据和知识的存储及快速检索与操作功能、人机交互通信功能、输入和输出信息及图形功能、工程分析功能等。
模具CAD/CAM系统的运行环境由硬件、软件和人三大部分组成。
硬件主要包括计算机及其外围设备，广义上讲硬件还包括用于数控加工的机械设备和机床等。
硬件是CAD/CAM系统运行的基础。
软件是CAD/CAM系统的核心，包括系统软件、支撑软件和应用软件等。
模具CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机、外存储器、输入设备、输出设备、网络设备和自动化生产装备等组成。
由专门的输入及输出设备来处理图形的交互输入与输出问题，是CAD/CAM系统与一般计算机系统的明显区别。
根据CAD/CAM系统的运行环境，所用计算机的类型、规模和性能等级，可归纳为主机系统、小型成套系统、分布式工程工作站系统和微型机系统四种配置形式。
主机是CAD/CAM系统的硬件核心，主要由中央处理器[CPU]和内存储器[简称内存]组成。
计算机辅助设计与制造
计算机辅助设计与制造计算机辅助设计与制造技术（Computer-Aided Design and Manufacturing，简称CAD/CAM）是指利用计算机软硬件及相关技术，辅助实现产品设计与制造过程中的各个环节。
它是现代工业领域的重要组成部分，广泛应用于制造、建筑、航空航天等领域，极大地提高了工作效率和产品质量。
本文将深入探讨计算机辅助设计与制造的重要性、应用领域以及未来发展趋势。
一、计算机辅助设计与制造的重要性计算机辅助设计与制造技术的出现和发展，改变了传统手工设计和制造的方式。
传统设计和制造需要大量的人力、物力和时间，而CAD/CAM技术的应用可以使设计与制造过程更加高效、精确、可靠。
它不仅可以快速绘制和修改设计图纸，还可以进行虚拟仿真和优化设计，大大节省了开发成本和时间。
同时，CAD/CAM技术可以实现数字化生产，促进了信息化与自动化生产的融合，提高了制造业整体竞争力。
二、计算机辅助设计与制造的应用领域1. 制造业在制造业中，CAD/CAM技术的应用广泛，涵盖了从产品设计到制造加工的各个环节。
通过CAD软件进行产品设计，可以快速生成三维模型，并在此基础上进行虚拟仿真、性能优化和工艺规划。
随后，CAM软件可以将设计数据转化为机床可识别的指令，实现自动化控制和加工。
CAD/CAM技术的应用不仅提高了产品质量和加工精度，还减少了人为失误的可能性，提高了生产效率。
2. 建筑业在建筑设计中，CAD技术可以用于平面布局、立面设计和结构分析等方面。
通过CAD软件，建筑师可以在计算机上快速绘制出平面图、立面图，并进行各种参数的调整和变化，从而实现设计方案的快速优化。
此外，CAD软件还可以进行结构分析和风险评估，提高建筑的稳定性和安全性。
3. 航空航天在航空航天领域，CAD/CAM技术的应用尤为重要。
在飞机设计中，CAD软件可以生成复杂的三维模型，并进行空气动力学分析、结构强度计算和机载系统设计等工作。
CADCAM的发展历程
Abstract
CAD / CAM technology is a manufacturing engineering technology and computer technology, interwoven and developed a comprehensive application technology. Since the 20th century, since the 50's, CAD / CAM technology has completed half a century, the development process, with broad categories of design knowledge, integrated performance, processingspeed, the
3、提供更方便的工艺管理手段 CAM的工艺管理是数控生产中至关重要的一环，未来CAM系统的工艺管理树结构，为工艺管理及即时修改提供了条件。较领先的CAM系统已经具有CAPP开发环境或可编辑式工艺模板，可由有经验的工艺人员对产品进行工艺设计，CAM系统可按工艺规程全自动批次处理。据报道，未来的CAM系统将能自动生成图文并茂的工艺指导文件，并能以超文本格式进行网络浏览。
CAD（计算机辅助设计，Computer Aided Design）是指工程技术人员在计算机及其各种软件工具的帮助下，应用自身的知识和经验，对产品进行包括方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档管理等一切设计活动的总称。CAD技术是一个在计算机环境及其相关软件的支撑下完成对产品的创造、分析和修改、以期达到预期目标的过程。
一、CAD/CAM技术的基本概念
CAD/CAM（Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing）技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计。是制造工程技术与计算机技术的相互结合、相互渗透而发展起来的一项综合性技术。其特点是将人的创造能力和计算机的高速运算能力、巨大存储能力和逻辑判断能力有机地结合起来。CAD /CAM技术随着Internet/Intranet网络和并行高性能计算及事务处理的普及，使异地、协同、虚拟设计及实时仿真技术在CAD/CAE/CAM中得到了广泛应用。
机械制造中的CADCAM技术
机械制造中的CADCAM技术CADCAM技术，即计算机辅助设计与计算机辅助制造技术，是一种将计算机科学与机械制造工艺相结合的技术。
它在机械制造领域起到了重要的作用，极大地提高了机械制造的效率与精度。
本文将从CADCAM技术的基本原理、应用案例以及发展前景等方面进行论述。
一、CADCAM技术的基本原理CADCAM技术的基本原理是通过计算机软件和硬件的协同作用，将产品设计和制造加工过程进行数字化的集成。
具体而言，CADCAM 技术包括了计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）两个方面。
CAD是指利用计算机软件辅助进行产品设计的过程。
通过CAD技术，设计人员可以通过三维建模、可视化和虚拟仿真等功能，快速、准确地完成产品设计。
CAD技术不仅可以提高设计效率，还可以进行产品优化，节省材料和成本。
CAM是指利用计算机控制机床进行加工制造的过程。
通过CAM技术，设计好的产品模型可以直接转换为机床的加工程序，并通过数控设备实现自动加工。
CAM技术的应用可以减少人为因素的干扰，提高加工精度，降低制造成本。
二、CADCAM技术在机械制造中的应用案例1. 零部件设计与制造：CADCAM技术可以帮助设计人员快速完成产品零部件的设计。
例如，在汽车制造中，工程师可以使用CAD软件设计发动机、轮胎等零部件，然后通过CAM技术将设计好的模型转化为数控机床的加工代码，实现自动化生产。
2. 刀具路径优化：在数控机床的加工过程中，CADCAM技术可以通过优化刀具路径，实现更高效、更精准的加工。
它可以考虑到机床的运动特性、材料的物理特性等因素，从而最大限度地提高加工效率和质量。
3. 工艺规划与模拟：CADCAM技术可以对整个制造过程进行数字化模拟和可视化展示。
通过模拟，制造商可以在实际加工前预先规划工艺流程，并进行工艺参数的调整和优化，以降低生产中的风险和成本。
三、CADCAM技术的发展前景随着信息技术的飞速发展，CADCAM技术也在不断演进和创新。
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CAD-CAM发展历程及基本概念
CAD/CAM（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing），即计算机辅助设计与计算机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透相互结合的、多学科综合性的技术。
第一节CAD/CAM发展历程及基本概念
一、CAD/CAM发展历程
1. CAD、CAM技术的发展历程
CAD技术从出现至今大致经历了五个阶段：
（1）孕育形成阶段（20世纪50年代）。
（2）快速发展阶段（20世纪60年代）。
（3）成熟推广阶段（20世纪70年代。
（4）广泛应用阶段（20世纪80年代）。
（5）标准化、智能化、集成化阶段（20世纪80年代后期）
2. CAE技术的发展历程
CAE技术的发展大致经历了三个阶段：
（1）技术探索阶段（20世纪60~70年代）。
（2）蓬勃发展时期（20世纪70~80年代）。
（3）成熟推广时期（20世纪90年代）。
二、CAD/CAM基本概念
一般认为，CAD是指工程技术人员在人和计算机组成的系统中，以计算机为辅助工具，通过计算机和CAD软件对设计产品进行分析、计算、仿真、优化与绘图，在这一过程中，把设计人员的创造思维、综合判断能力与计算机强大的记忆、数值计算、信息检索等能力相结合，各尽所长，完成产品的设计、分析、绘图等工作，最终达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品生产成本的目的。
CAD的功能可以大致归纳为四类，即几何建模、工程分析、动态模拟和自动绘图。
为了实现这些功能，一个完整的CAD系统应由科学计算、图形系统和工程数据库等组成。
科学计算包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化设计等；
图形系统则包括几何造型、自动绘图、动态仿真等；
工程数据库对设计过程中需要使用和产生的数据、图形、文档等进行存储和管理。
CAM是指应用电子计算机来进行产品制造的统称，有狭义CAM和广义CAM。
狭义CAM指数控加工，它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是加工时的刀位文件和数控程序。
广义CAM是利用计算机进行零件的工艺规划、数控程序编制、加工过
程仿真等。
把计算机辅助设计和计算机辅助制造集成在一起，称为CAD/CAM系统、
把计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程集成在一起，称为CAD/CAE/CAM系统。
CAD/CAM技术是一种在不断发展着的技术，随着相关技术及应用领域的发展和扩大，CAD/CAM技术的内涵也在不断扩展。
三、CAD/CAM系统组成
CAD/CAM系统由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统包括计算机和外部设备，软件系统则由系统软件、应用软件和专业软件组成。
第二节CAD/CAM技术在模具行业中的应用
模具工业是国民经济的重要基础工业之一，模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。
一、模具成形的特点
按照成形的特点，模具分为冲压模具、塑料模具、压铸模具、锻造模具、铸造模具、粉末冶金模具、玻璃模具、橡胶模具、陶瓷模具和简易模具等十大类。
模具成形技术具有如下特点：
（１）生产率高
（２）制件质量好
（３）材料利用率高
（４）成本低
二、CAD/CAM技术在现代模具技术中的应用
1. CAD/CAM技术在冷冲模中的应用
上世纪50年代末期，国外一些科研院所便开始研究开发冷冲模
CAD/CAM系统。
1971年，美国DieComp公司成功地开发了级进模计算机辅助设计系统PDDC。
应用该系统可以完成冷冲模设计的全部过程，其中包括输入产品图形和技术条件；确定操作顺序、步距、空位、总工位数；绘制排样图；输出模具装配图、零件图和压力机床参数；生成数控线切割程序等。
1977年捷克金属加工工业研究院研制成功AKT系统，它可以用于简单、复合和连续冲裁模的设计和制造；
20世纪70年代末期，日本机械工程实验室和日本旭光学工业公司分别开发的连续模设计系统MEL和冲孔弯曲模系统PENTAX；
1982年日立公司研制了冲裁模CAD系统。
使用这些系统进行模具设计制造，大大缩短了模具开发周期，降低了生产成本，提高了生产效率。
CAD/CAM在冷冲模具设计与制造中的应用，主要可归纳为以下几个方面：
1) 利用几何造型技术完成复杂模具几何设计。
2) 完成工艺分析计算，辅助成形工艺的设计。
3) 建立标准模具零件和结构的图形库，提高模具结构和模具零件设计效率。
4) 辅助完成绘图工作，输出模具零件图和装配图。
5) 利用计算机完成有限元分析和优化设计等数值计算工作。
6) 辅助完成模具加工工艺设计和NC编程。
2. CAD/CAM技术在塑料模中的应用
注射模CAD/CAM技术主要从两个方面对技术人员提供强有力的帮助：一是应用CAE技术对模具进行有限元结构力学分析、流动分析模拟和冷却分析模拟等；
二是完成注射模结构CAD，包括塑料产品的建模、模具总体结构方案设计和零部件设计，数控仿真和数控程序生成，模具模拟装配、零件图和装配图的生成与绘制等。
20世纪60年代中期，英国、美国、加拿大等国学者完成注射过程一维流动与冷却分析；
70年代完成二维分析程序；
80年代开始对三维流动与冷却分析进行研究；
进入90年代，对流动、保压、冷却、应力分析注射成型全过程进行集成化研究，这些研究为开发实用的注射模CAE软件奠定了坚实的基础。
（１）塑料模具CAD/CAM系统的特点
１）模具成型部分的几何造型需要功能强大的三维图形系统支持。
２）模具自由曲面一般采用数控加工。
３）计算分析比较复杂。
４）模拟分析软件。
（2）注射模CAD/CAE/CAM主要工作内容
1) 塑料制品的几何造型。
2) 模腔表面形状的生成。
3) 模具结构方案设计
4) 标准模架的选择。
5) 部装图和总装图的生成。
6) 模具零件图的生成。
7) 注射工艺条件及注射模材料的优选。
8) 注射流动及保压过程模拟。
9) 冷却过程分析。
10) 力学分析。
11) 数控加工。
三、模具CAD/CAM技术的优越性
CAD/CAM技术的优越性都是传统的模具设计制造方法所无法比拟的。
1) CAD/CAM可以提高模具设计和制造水平，从而提高模具质量。
2) CAD/CAM可以节省时间，提高效率。
3) CAD/CAM可以较大幅度降低成本。
4) CAD/CAM技术将技术人员从繁杂的计算、绘图和NC编程中解放
出来，使其可以从事更多的创造性劳动。
5) 随着材料成形过程计算机模拟技术的发展、完善和模具
CAD/CAE/CAM技术的应用，可大大提高模具的可靠性，缩短甚至不需要试模修模过程，提高模具设计制造的一次性成功率。
第三节CAD/CAM技术发展趋势
一、集成化
CAD/CAM系统集成主要包含三层意思：
软件集成，扩充和完善一个CAD系统的功能，使一个产品设计过程的各阶段都能在单一的CAD系统中完成；
②CAD功能和CAM功能的集成；
③建立企业的CIMS系统，实现企业的物理集成、信息集成和功能集成。
CAD/CAM系统集成主要有以下几方面的工作：
①产品造型技术：实现参数化特征造型和变量化特征造型，以便建立包含几何、工艺、制造、管理等完整信息的产品数据模型；
②数据交换技术：积极向国际标准靠拢，实现异构环境下的信息集成；
③计算机图形处理技术；
④数据库管理技术等。
二、智能化
将人工智能技术、知识工程和专家系统技术引入到CAD/CAM领域中，形成智能的CAD/CAM系统。
三、标准化
随着CAD/CAM技术的快速发展和广泛应用，技术标准化问题愈显重要。
CAD/CAM标准体系是开发应用CAD/CAM软件的基础，也是促进CAD/CAM技术普及应用的约束手段。
四、网络化
五、最优化。