计算机辅助制造(CAD CAM)技师教案

韶关第二技师学院技师培训教案
计算机辅助制造CAD-CAM
授课教师：韩伟课时：12节
第一讲：计算机辅助制造CAD-CAM基本概念及CAD-CAM的主要功能
教学目的：
了解计算机辅助制造CAD-CAM基本概念、CAD-CAM系统组成、现代产品开发TQCS理念、CAD-CAM的主要功能。

教学重点：
计算机辅助制造CAD-CAM基本概念、现代产品开发TQCS理念、CAD-CAM的主要功能
教学难点：
TQCS理念的认识、CAD-CAM的主要功能分类方式。

教学方法：
课堂讲授。

教学过程：
一、计算机辅助制造CAD／CAM基本概念
计算机辅助设计，简称CAD(Computer Aided Design)，是采用计算机开展机械产品设计的技术。

计算机辅助制造，简称CAM(Computer Aided Manufacturing)，根据其覆盖的应用领域不同，可以分为计算机辅助编程和应用计算机进行制造信息处理的全过程两类狭义的定义和广义的定义。

企业的各种经营活动都是围绕产品而展开的，产品开发是企业的核心活动之一。

随着社会的发展，产品开发的方法和技术手段发生了深刻变化，开发出的产品水平也日益提高，在机械制造业，以计算机技术为核心的信息技术的引入，导致了产品开发从传统开发模式向现代开发模式的巨大转变。

现代产品开发TQCS理念
1 、传统产品开发模式
①功能设计—详细定义产品的各种功能。

②性能设计——规定产品的性能。

效率、环保、经济性、安全性、可靠性是一些通用指标。

③操作设计。

最大限度地考虑到使用的舒适性和方便性。

(2)详细设计与分析这是整个产品开发过程中最主要的、也是最重要的活动。

主要包括：
①运动设计与实验；
②零件设计与计算；
③部件设计与分析；
④零部件的装配设计与分析；
⑤出图。

(3)加工与装配：
①工艺设计。

这一部分工作主要由工艺师参与完成
②制造与检验。

③部件装配和整机装配。

2 、手工开发中存在的问题
1)可预见性差。

2)可修改性差。

3)精确性差。

在设计计算中，采用了大量的经验计算、类比和估算。

4)协调性差。

5)绘图质量差。

大量的手工绘图。

3 、现代产品开发模式特点
1)现代产品设计系统化：改变将产品设计概念局限于单纯的技能和方法的认识，而将产品设计纳入系统思维和系统操作的过程。

将设计的概念从实物水平上升到复杂的系统水平，这与当前科学技术和社会的发展是相适应的。

2）产品制造正步入信息化时代
工业化使人的肢体得以延伸，而信息化则使人的大脑得以延伸，使人们从部分脑力劳动中解放出来。

两者的根本区别在于信息化的目的是开发人的无限的智力资源。

如果说代表工业化时代最高成就的自动化是以“机器生产机器”为主要特征的话，那么以计算机为依托的信息时代则是以“机器控制机器”为重要特征。

3）多功能化、智能化、知识化4）借助了最先进的计算机和网络技术
(1)开发环境的计算机化和网络化几乎每一项开发活动都是借助计算机来实现的；在不同的开发人员之间、不同的开发部门之间、不同的开发地点之间，通过网络实现开发活动的联系。

(2)开发对象的数据化产品在计算机中以数据的形式保存，不再像以前一样以图样的形式保存，各个开发活动都是对计算机内的产品数据进行操作、处理，并生成新的数据。

二、CAD／CAM的主要功能
CAD的功能组成
CAM的功能组成中分为狭义的和广义的两种形式：
教学小结：
通过本次课程了解CAD-CAM基本概念、CAD／CAM的主要功能；认识现代产品开发TQCS理念和CAD-CAM的主要功能。

作业：
1、名词解释：CAD、CAM 、CAE的含义。

2、问答题：
（1）手工开发产品中存在的问题有哪些？
（2）现代产品开发模式特点是什么？
（3）狭义的CAM与广义的CAM有什么区别？
第二讲：CAD／CAM系统组成、现状及发展趋势
教学目的：
了解CAD-CAM应用软件的分类、CIMS技术，CAPP和CAD/CAPP／CAM一体化技术。

CAD／CAM技术现状及发展趋势。

教学重点：
当前制造业普遍使用的CAD-CAM应用软件的种类、CIMS技术，CAPP和CAD/CAPP／CAM一体化技术。

教学难点：
计算机集成制造系统CIMS技术、对CAD/CAPP／CAM一体化技术的理解。

教学方法：
课堂讲授。

教学课时：2节。

教学过程：
三、 CAD／CAM系统组成
CAD／CAM的运行环境由软件、硬件和人三大部分组成。

硬件是基础。

软件是核心。

人是关键。

1 、 CAD／CAM对硬件的要求有：
1）高性能的计算机
2）大容量的存储器
3）灵活的人机交互能力
4）逼真的图形输出能力
5）良好的通信网络功能
2 、CAD/CAM的软件环境
CAD/CAM系统的软件可分为三个层次：系统软件、支撑软件和应用软件。

（1）系统软件-主要负责管理硬件资源以及各种软件资源，是应用和开发CAD／CAM系统的软件平台，一般包括操作系统、网络系统、窗口系统，如Windows98、Windows2000等。

2）支撑软件，是指那些直接支持用户进行CAD／CAM工作的通用性功能软件，按功能主要分为：二维绘图支撑软件，三维造型软件，分析及优化设计软件。

具体有以下几种：
(1)Pro／Engineer
(简称Pro-E) Pro-E是美国PTC( Paramatric Technology Corporation)公司开发的机械设计自动化软件，也是最早实现参数化技术商品化的软件，在全球拥有广泛影响，在我国也是使用最为广泛的CAD／CAM软件之一。

Pro-E功能齐全，包括70多个专用功能模块，如特征造型、装配建模、有限元分析、曲面造型、产品数据管理等等。

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（02）UG
UG是美国EDS(Electronic Data System)公司的产品，多年来，该软件汇集了美国航空航天，以及汽车工业丰富的设计经验，发展成为一个世界一流的集成化CAD／CAE／CAM系统，包含着强大的CAM功能，可以很方便地计算出各种刀路。

在世界和我国都占有重要的市场份额。

(3)MDT
MDT是Autodesk公司继AutoCAD之后推出的集成化微机版CAD系统，它具有特征造型、约束装配和曲面造型能力，同时，它与AutoCAD完全集成。

由于AutoCAD的世界性影响，同时由于MDT的真窗口风格、AISC造型内核以及较好的曲面功能，使得它一推出，就成为备受欢迎的软件，在我国它也广泛为企业所接受。

由于该软件尚未提供CAM功能，它目前是一个纯设计软件。

该软件对资源要求不高，软件费用也不高，易于普及。

（4）Cimatron
以色列Cimatron公司也是很早从事数控CAM系统开发的公司之一，Cimatron是业界领先的CAD／CAM系统供应商，广泛应用于模具和电子产品的设计与制造业，在国内一直有较大影响。

Cimatron制造软件包含2．5～5Axis的铣削加工，生成安全、高效、高质量的NC刀具路径，Cimatron公司也是面向制造的CAD／CAM解决方案的重要开发者之一。

四、 CAD／CAM技术现状及趋势
CAD／CAM技术的发展大致经历了三个阶段：
单元技术的发展和应用阶段
CAD／CAM集成阶段
CIMS技术推广应用阶段
1、 CAD／CAM技术发展历程
2、CAD-CAPP-CAM一体化技术
3 、关于CIMS技术
计算机技术除了在设计制造等领域获得应用，同时几乎在企业生产经营的各个领域都获得应用，由于企业的产品开发活动和企业的其它经营活动是密切相关的。

因此，，要求CAD／CAM等计算机辅助系统与计算机管理信息系统进行信息交流，在正确的时刻，把正确的信息，送到正确的地方，这是一个更高层次上的企业内的信息集成，就是所谓的计算机集成制造系统
CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)。

4 、CAD／CAM技术的发展趋势
(1)计算机集成制造(CIM)。

CIM(Computer Integrated Manufacturing)是CAD ／CAM集成技术发展的必然趋势。

(2)智能化CAD／CAM系统。

(3)网络化。

教学小结：
通过本次课程了解CAD-CAM的基本组成及软、硬件要求，认识CAD／CAM 技术发展历程和CIMS技术的应用。

作业：
1、名词解释：CIMS技术，CAPP和CAD/CAPP／CAM一体化技术。

2 、CAD／CAM对硬件的要求有哪些？
3 、简述CAD/CAM技术的发展历程。

4、当前制造业普遍使用的CAD-CAM应用软件的种类有哪些？。