CAD/CAM软件在机械制造业中的应用

衡水学院分院 徐 钊 王凌杰

一、绪论

CAD/CAM也称计算机辅助设计和计算机辅助制造集成，CAD/CAM技术在机械工程领域的应用起源20世纪60年代，最早用于航空领域，解决由于飞机速度不断提高而引起的飞机设计和制造问题。它是门新型的、多学科综合应用的新技术，代表着当今世界最先进的制造技术之一。对制造业来说，CAD/CA是提高产品设计品质和制造品质、缩短产品开发周期，降低产品开发成本的强有力手段，已成为企业赢得市场的制胜法宝。本文介绍了几种常用的CAD/CAM软件，并对CAD/CAM软件使用中的优缺点做了简单分析。

二、数控机床与CAD/CAM

1.概述

数控技术是机械加工技术、微电子技术、监控检测技术、计算机技术、自动控制技术等多种学科的集成，是一门新兴而又发展十分迅速的高新技术。CAD(ComputerAided Design)，即计算机辅助设计，在数控加工过程中是一种生产辅助工具，它将计算机高速而精确的运算功能，大容量存储和处理数据的能力，丰富而灵活的图形、文字处理功能与设计者的创造性思维能力、综合分析及逻辑判断能力结合起来，形成一个设计者思想与计算机处理能力紧密配合的系统，大大加快了设计进程。CAM(Computer Aided Manufacturing)，即计算机辅助制造。计算机辅助设计及制造与数控加工结合，是现在数控机床技术应用的主流，能够达到非常理想的加工效果。使用各种CAD/CAM软件将加工思想经过软件的一系列操作生成G代码，使用执行操作软件执行代码进而加工成品。

2.软件分类

设计软件，进行零件的绘制，如流行的绘图软件AutoCAD以及UC，PRO/E。制造软件，通常指CAM软件，最终生成加工代码。大部分的制造软件也具有建模绘图功能。制造软件生成标准的G代码，然后将设计出的思想在机床上加工成型，也就是将NC代码送入机床，机床按照指令加工出来，主要包括设置加工环境，设置加工工序，生成轨迹文件，及后置处理等。执行软件，就是根据代码指令指挥机床完成零件加工的软件。

3.CAD/CAM集成系统

随着CAD/CAM技术和计算机技术的发展，人们不再满足于这两者的独立发展，从而出现了CAM和CAD的组合，即将两者集成(一体化)，这样以适应设计与制造自动化的要求，特别是近年出现的计算机集成制造系统(CIMS)的要求。这种一体化结合可使在CAD中设计生成的零件信息自动转换成CAM所需要的输入信息，防止了信息数据的丢失。产品设计、工艺规程设计和产品加工制造集成于一个系统中，提高了生产效率。

三、CAD/CAM软件在数控加工中的运用

CAD/CAM在数控加工中的基本功用。CAD能设计制作既满足设计使用要求又适合CAM加工的零件模型。优秀的CAD系统是一个高效的设计工具，具有参数化设计功能，三维实体模型与二维工程图形能相互转换和关联。CAD与CAM密不可分，CAM甚至比CAD应用更为广泛。他能提供一种交互式编辑并产生加工轨迹的方法，它包括加工规划、刀具设定、工艺参数设置等内容。随着对产品形状、质量要求的不断提高，要求工人高效的制造出高质量以及负责的产品，CAM技术不可缺少。在实际应用中，二者自然紧密结合，形成CAD/CAM系统。

1.数控加工中国内常用的CAD/CAM软件

(1)UGⅡ(UNIGRAPHICSⅡ)

UGⅡ(UNIGRAPHICSⅡ)美国UGS公司的主导产品，是全球应用最普遍的计算机辅助设计、辅助工程、辅助制造（CAD/CAE/CAM）一体化软件系统之一。

(2)Pro/ENGINEER

Pro/ENGINEER是美国参数技术公司(PTC)推出的新一代CAD/CAE/CAM软件，他具有基于特征全相关、单一数据库和全参数化造型技术，为三维实体造型提供一个优良的平台。

(3)Cimatron

Cimatron由以色列Cimatron公司1982年开发该软件具有功能齐全、操作简便、学习简单、经济实用的特点，受到小型加工企业特别是模具企业的欢迎，在我过也有着广泛的应用。

(4)MasterCAM

MasterCAM是一种应用广泛的中低档CAD/CAM软件，由美国CNC Siftware公司开发，V5.0以上运行于Windows或Windows NT。该软件三维造型功能稍差，但是操作简单实用容易学习。

⑸CAXA

CAXA是英文Computer Aided X Alliance-Always a step Ahead的缩写，其内涵是“领先一步的计算机辅助技术和服务”。

2.CAD/CAM软件的应用特点

采用CAD/CAM技术一是减少加工前的准备工作，可以减少夹具的设计与制作、工件的定位与装夹时间；二是减少加工误差，可以在制作加工前进行加工路径模拟仿真，可以减少加工过程中得误差和干涉检查，进而节约制造成本；三是提高加工的灵活性，配合各种多轴加工机床，可以在同一机床上对复杂的零件按照各种不同的程序进行加工；四是生产时间容易控制，数控加工机床按照所设计的制造加工时间；五是加工重复性好，设计程序数据可以重复利用。

四、结束语

当前世界各国都把提高制造业的自动化程度作为发展制造技术的主要方向，在微电子技术飞速发展的今天，计算机辅助设计与制造、数控技术、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统等已成为提高劳动生产率的强大手段，成为工业现代化的标志。计算机辅助设计就是工业自动化向智能化发展中的一项关键性技术。

[1]宁汝新,徐弘山.机械制造中得CAM/CAM技术[M].北京理工大学出版社,1991.

[2]戴同,冯辛安.CAD/CAPP/CAM基础教程[M].机械工业出版社,1997.

[3]王卫兵.Cimatron E6.0数控编程实用教程[M].清华大学出版社,2005.

[4]赵汝嘉.CAD/CAM在机械工业中得应用[M].西安交通大学出版社,1993.