迈向CAD/CAM的机械制造

文/程 东，三明市三明学院机电工程学院

迈向CAD/CAM的机械制造

文/程 东，三明市三明学院机电工程学院

随着当今科技的日益发展，机械制造可以说也是发展极为的迅速，目前中国现已成为世界制造业大国制造业，而这个成就就离不开机械制造业的快速发展，可以说机械制造对对中国的意义不仅仅是国家经济高速增长的发动机，也是推动国民经济和社会信息化的基础产业，更是科技创新的重要载体和劳动就业的主要组成，甚至可以说是中国的国家安全的基本保证。

我们可以清楚的知道当今的机械制造业已不是传统意义上的机械加工，而是一项极为复杂的行业，可以说是集机械、电子、光学、信息、材料、生物、能源、管理等学科最新成就为一体的新技术综合体，新形势下，我国机械制造业面临着巨大的挑战和机遇。机械制造中综合应用的CAD/CAM技术，曾为机械制造业提供了强有力的技术支持，它的应用现状及发展趋势必将对我国的机械制造业产生深远的影响。这更是说明我们有必要去深入的了解CAD/CAM的机械制造。

先聊一聊CAD，简要的说就是计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)这项技术是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员来进行设计工作。我们知道 在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案，可以说要研究的数据量特别的大，然而通过这项技术，我们可以其中的各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；这样设计人员就可以用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。可以说CAD系统是具有几何建模，工程分析，模拟仿真 工程绘图于一体的系统，而在目前的机械制造与自动化中我们要更多的运用到这些先进的技术，来进行效率的提高，目前的CAD技术正在继续朝集成化，网络化，智能化和虚拟化的方向发展，并且CAD/CAM技术经过五十年的发展，已经成为一种高新的技术，并且应用特别的广泛，有力的推动了制造业技术的进步和机械制造产业的发展。

接下来探讨一下CAM(computer Aided Manufacturing)这项技术，利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，而它输出信息是刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。CAM 的核心是计算机数值控制(简称数控)，是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。可以说实现了机械制造的现代化和信息化。而数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来控制机床。此后发展了一系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能连续完成锐、钻、饺、攻丝等多道工序，这些都是通过程序指令控制运作的，只要改变程序指令就可改变加工过程，数控的这种加工灵活性称之为“柔性”。加工程序的编制不但需要相当多的人工，而且容易出错，最早的CAM便是计算机辅助加工零件编程工作。现在的开发数控机床的加工零件编程语言主要是APT，它是类似FORTRAN的高级语言。增强了几何定义、刀具运动等语句，应用APT使编写程序变得简单。这种计算机辅助编程是批处理的。就可以实现程序化的控制机床的加工，将机械制造的效率大大的提高了，所以我们可以说CAM/CAD是机械制造的大势即是主要的潮流方向，所以对于这两项技术的研究是很具有现实的意义的。将改变传统的机械制造的模式让，老旧的手工业向信息化的方向迈进。

我国是一个制造业的大国，所以基于我国的基本国情去研究我国的机械制造是很有现实意义的。这个时候我们就需要去认真的思考为机械制造提供强有力的支撑的CAD/CAM应该遵循一个怎样的规则，才能够促进制造业的发展，够有利于提高机械制造的效率。而想要制定一个好的规则，我们必须要了解现阶段的机械制造的方向。目前国内的机械制造业，总得来说制造业的发展趋势为：柔性化、灵捷化、智能化、信息化。再者，机械制造技术也向着超精密加工、微型机械制造、超高速切削等方向发展。超精密加工技术、微型机械加工、微细电火花加工EDM、等离子加工、激光加工、离子束加工、电子束加工、超高速加工等技术的实现，为生产效率的快速提高奠定了良好的基础。同时，制造技术也在不断地对高科技进行综合利用，需将工程数学、激光学、微电子技术、计算机技术、控制论、生物学、材料科学、管理科学、信息科学、以及人文科学等知识综合利用。这些学科改变着机械制造业的面貌，而机械制造技术的发展反过来为这些学科提供了新的工具，有力地促进着这些学科的进一步发展。可以说机械制造不在是单一的一个学科的知识，需要我们更多的学习，去综合的运用各个学科的知识，从而促进制造业的发展，让机械制造能有一个更好的发展。

经过近几十年的发展，我国的现状是CAD/CAM技术发展十分的迅速，已被广泛用于我国企业;我国CAD/CAM软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。但是从大方面来讲，不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度来讲，目前我国CAD/CAM软件还是与发达国家尚有不小差距。可以说现在依旧有不少企业对CAD的认识还仅停留在绘图阶段，这样的结果就是使CAD产生的效益尚未充分发挥，其次CAD/CAM软件应用人员参差不齐，促使CAD软件不能得到高效率应用;同时缺少既适合教学又满足企业需求的软件及教学平台。现阶段来讲我国的CAD/CAM技术水平依旧处于向高技术集成和向产业化商品化过渡的阶段，所以我们还有很长的路要走。不可否认，我们也有我们的优势，所以才有机械制造行业的快速发展，通过对本国市场的了解，有利于提供技术支持，相对价格便宜也是一大优势。在过去几十年的发展中，我们已经能够有自己的一个理念，所以只要我们认真的在机械制造与自动化的方面认真研究，努力学习CAD/CAM技术，就一定能在迈向CAD/CAM的机械制造方向有所斩获。