CAD/CAM一体化设计制造技术的应用研究

周浩

摘 要：在进行机械制造的过程中，为了能够有效实现设计、工艺、制造一体化工作，我们可以采用CAD/CAM一体化设计制造技术进行应用，从而能够实现相关产品的无图加工工作，有效压缩了产品的开发周期，对产品制造效率有所提高，具有非常重要的作用。本文首先针对CAD/CAM一体化内容进行阐述，然后对CAD/CAM一体化制造技术进行分析，主要包括产品虚拟设计、虚拟制造技术、并行工程技术以及DNC加工技术。旨在能够通过该技术的研究实现新产品设计、生产效率的提升，促进企业发展。

关键词：CAD/CAM一体化;制造技术;生产效率

在进行产品的生产过程中，首先应该对产品的内容进行设计，并且对生产工艺进行检查，检查合格后进行产品的生产，通过质量检测合格后才能够进行大批量生产。在产品从设计到生产的过程中需要多个步骤，对工期具有一定的影响，而使用CAD/CAM一体化制造技术可以有效实现设计制造一体化，从而提高生产效率，那么该技术在实践工作中具有怎样的应用呢，下面让我们共同来进行分析和探究。

1 CAD/CAM一体化概述

CAD/CAM一体化指的是将两种技术进行有机结合，从而完成一体化制造，提高产品的设计制造效率。其中的CAD指的是计算机辅助设计，而CAM的中文含义是计算机辅助制造，将二者的相关技术进行集成，这样就能够实现设计和制造功能的集成，從而形成一个新的系统，具有二者所有的功能，有利于完成机械设计制造工作，提高工作的高效性。通过CAD/CAM一体化设计制造技术能够对系统内部的NC零件完成编程工作，还能够对零件的形状、刀具的走向进行一定程度的控制，实现一体化控制。在进行CAD/CAM一体化技术应用时，首先应该进行模型的设计，并且对模型进行加工，需要根据加工环境来进行刀具、夹具的设定，并且需要进入到加工工序的设置阶段，自动生成刀具的轨迹程序，通过NC后处理时限NC程序的生产，并且送入到机床进行加工，进而完成了CAD/CAM一体化设计制造工作[1]。

2 CAD/CAM一体化制造技术应用分析

2.1产品虚拟设计

产品虚拟设计主要是需要进行相关设计参数的引入，从而进行实体建模工作，帮助建立仿真系统。产品设计指的是从开始对产品的设计构思到后来的材料选择、参数确定、外形构造、几何尺寸等方面的内容分析，从而进行设计。而几何建模能够实现产品的虚拟设计，能够在三维模型中展现出产品的虚拟设计过程和最后的模型图样，有利于设计者对其模型进行分析。通过建模操作还能够为虚拟产品进行相关信息的提供，从而形成一定的数据库，这种数据库内不仅仅含有相关产品的几何信息，同时还包括其它形式的信息，为后期的产品精细设计打下基础。通过计算机设备能够对模型进行观看和操作，从而对产品的制造、工艺等各种方面的信息进行分析，使得所有产品零件符合生产要求，从而提高设计速率。

通过POT-DOWN技术能够有效实现产品的开发设计，在设计中还会考虑各个组件和个体零件之间的关系，同时也会对零件和零件之间的定位，这样能够进行精细化设计，从而能够有效降低不必要的重复设计，有效降低设计成本，提高设计工作的效率。与此同时，还能够在产品的设计中对产品的 结构和关键的零件硬度方面进行校准核对，这样能够让设计出来的产品更加真实可靠。通过POT-DOWN技术可以实现产品从上乡下的结构设计，这样能够对产品的整体结构设计意图和产品规划具有一个比较完整的认知，有利于或私信啊信息的共享，从而可以进行信息的传递，实现对内部零件的设计。而在进行产品的设计时可以根据相关的结构和不同的功能进行不同模块的细致划分，需要对每个模块进行输入输出接口的定义，这样就能够进行相关参数的传递工作，实现信息数据的共享。为了更好地实现所设计产品的相应功能，可以提前进行整体规划，设计产品的草图，从而提出对各个部分结构的具体要求，从而通过专业软件进行设计。产品主要是由各种装配和元件共同组成，因此在进行产品结构设计时，需要对不含有任何零件的装配结构进行设计，这样能够有效实现对该成本的计算。零件的设计内容比较零碎化，需要进行相关参数的设计，并且通过外部参考关系来实现参数控制[2]。

2.2虚拟制造技术

虚拟制造技术主要是对象产品进行研究，将产品中的设计、制造、标准、技术信息等方面进行综合，从而形成虚拟的制造环境。虚拟制造技术需要具有一些设计子功能，比如绘图技术、原型生成技术等，能够利用模型来进行产品功能的模拟，从而实现对产品的设计、工艺、制造、性能、质量等方面的分析和管理。虚拟制造技术具有高度集成的特点，能够在计算机中进行模型的设计和测试，还能够对虚拟的产品进行网络虚拟加工和装配工作，还可以进行产品的实时修改。与此同时，还能够进行敏捷制造，通过市场的调研而明确客户的需求后，需要对产品的设计进行不断改良，并且快速投入到产品的生长之中，这样能够有效直线产品设计开发时间的缩短。还可以对于不同地点和部门的人员进行信息共享，从而能够减少工作中出现的误差，有效提高工作效率。虚拟制造技术又可以根据中心点不同而进行分类，可以分为以设计为中心的虚拟制造、以控制为中心的虚拟制造和以生产为中心的虚拟制造。在进行虚拟制造时，先进行三维模型的分析，还后对其中的参数进行确定，其中参数主要包括加工刀具、毛坯、进给率、开始点等，然后进行工艺的设定，生成加工轨迹，完成加工程序。

2.3并行工程技术

并行工程技术主要是对协同工作环境进行建立，从而能够将产品开发和制造工具进行集成，在同一个系统环境中进行工作，实现对产品设计制造的管理与控制。并行工程技术能够实现产品信息的集成，能够对不同信息之间进行交换，从而进行信息的准确控制。产品信息中既包含着结构化信息同时也包含非结构化信息，从而能够通过信息进行模型的描述。为了更好地实现产品信息的交流，需要进行模板文件的建立，需要对面基准、视图基准、质量特性等方面进行确立，还需要进行目录结构的制定，从而有利于明确分工。在进行产品开发过程建模时，能够利用可视化的产品进行关键因素的表达，还能够用定量的方式进行产品分析，从而实现对过程协同设计环境的监控和通信[3]。

2.4 DNC加工技术

DNC加工技术主要是将产品制造设备进行集中控制和管理，同时能够实现各种设备与计算机之间的交流，实现信息共享。DNC加工技术主要是对车间生产进行控制，能够利用计算机数控设备实现控制，从而实现危机控制数控机床加工。

结束语：综上所述，CAD/CAM一体化制造技术在产品的设计制造过程中具有十分有效的应用，能够将CAD与CAM两种技术实现集成，从而提高工作效率。随着时代的发展，会实现并行工程环境下的CAD/CAPP/CAM的相关信息集成，从而开发出具有相关功能的软件，可以直接进行使用，有利于提高工作效率。与此同时，还可以建立基于STEP特征的信息模型，对相关制造零件进行重点分析，实现更好的产品设计和生产。

参考文献：

[1]路少磊，毕大森，于建忠.汽车门铰链冲压模具CAD/CAM绿色制造技术应用[J].锻压技术，2014（8）.

[2]祝伟骏.汽车钢制车轮数字化设计制造技术的研究应用[J].四川兵工学报，2014（7）.

[3]张玉华，马琰，苏君.基于CAD/CAE/CAM一体化技术的注塑成型工艺研究[J].精密制造与自动化，2015（3）.

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