CADCAM技术促进企业科技进步

第一篇：CADCAM技术促进企业科技进步

CAD/CAM技术促进企业科技进步 2002-8-29 14:46:26【作者】畅享网

CAD/CAM技术促进企业科技进步

一、前言

CAD技术在60年代兴起于工业发达国家，随着计算机硬件技术及制造业本身的飞速发展，CAD软件业也迅速成长起来。80年代初，国内开始CAD技术的应用，于80年代末形成规模。90年代初，我厂就开始CAD技术的应用，1997年开始进入集CAD/CAM/CAE，CAPP技术等多项高新技术于一身的逆向工程技术领域。现在CAD/CAM已成为企业设计、制造最基本的工具和方式。

二、CAD/CAM系统的建立

我厂是高低压电器元件和成套装置生产厂家。每年生产几千台套各种开关及开关设备。产品的特点是:品种更新快、交货时间短，其中钣金、冲压件占产品全部零件的80%以上。随着应用技术的发展和生产规模的不断扩大,工厂在“八五”、“九五”期间引进了日本的数控冲床、瑞士的激光切割机、焊接机械手、美国的加工中心、三座标测量仪等许多先进的加工设备进行了大规模的技术改造。在产品的设计实践中我们认识到,产品设计是决定产品性能、质量、水平和经济效益的重要环节,产品是否有竞争能力,在很大程度上取决于产品的设计。当今先进开关及开关设备的一切优良性能是集世界先进设计技术、先进造型技术、先进分析技术、先进加工工艺技术、先进制造技术并融新材料、新方法等于一身，是通过许多高科技的手段来实现的。开关设计由于要求体积小、机构操作既要可靠又轻便简单，因此在结构设计上、制造工艺技术上就有一定的特殊性，而加工工艺的制定又取决于前期的选型设计和结构设计。面对众多同行厂家的激烈竞争，为了加快自身科技进步的脚步，加速产品的升级换代，提高产品的高技术含量，早在1989年底，就开始关注CAD技术引进了模具CAD软件，对冷冲模进行了辅助设计，1992年又从西交大引进“JDS计算机自动布线”软件，使开关柜的二次接线布线图实现了计算机设计，为今后CAD技术的普及应用打下了良好的基础。1996年底，我厂经过调研，试运行，系统测试，于1997年初从华中理工大学引入了开目CAD软件。第一期的软硬件设备配置投资不到20万元系统已初具规模，而经过几个月的应用就取得了良好的效果，随着应用的不断深入，应用范围也越来越广。最初仅在设计科室应用，而今，从设计，工艺到生产加工已全面铺开。到目前为止我厂已经先后四次引入开目CAD软件共50多套，运行在60多台微机上，可以说已具有一定的规模。1998年初又从美国EDS公司引进UGII软件，开始由二维设计逐步转入三维设计，从而使我厂的设计水平前进了一大步。目前我厂仅技术口就配有：联想586计算机60台，SGI工作站一台，HPVectraXU两台，HP650，HP700绘图机各一台，EPSON喷墨打印机六台，累计投资二百多万元。所有的微机用NT网联接，SGI工作站也与微机采用网络联接，在微机上安装了FTP软件，采用双工方式实时以及后处理NC数控代码数据。在数控冲床工作区，采用数控NC系统提拱的通讯协议，NC机床的RS232C串行通讯口与PC486连接，数据传送采用半双工模式，允许NC与PC之间通过该线路进行双向轮流传输。我们还开展了CAD/CAM一体化的尝试，在UG上制作出零件的外形，进入UG的CAM模块生成.CLSF文件，再利用UG软件的通用后置处理生成.ptp文件，利用SGI工作站网络、PC网络、PC与NC机床间的通信，完成从CAD到CAM的一体化设计。

三、CAD/CAM/CAE的应用

1．三维设计与二维设计的集成我厂从1996年底开始全面推广二维计算机设计的应用，取得了较显著的成效。首先，应用二维CAD提高了绘图速度、图形方便、出图美观。从我厂应用开目CAD设计伊始，我们就非常重视CAD数据库的建立工作，在设计过程中，无论是结构设计，工艺设计还是模具设计，有许多工作是相同或相近的，对于这部分工作，我们称其为“标准件”，利用软件提供的强大功能，结合我国国家标准及本单位的具体情况，把它们全部做成“标准件数据库”，大大减少重复劳动使设计人员从繁锁的劳动中解放出来，有更多的精力到从事创造性的优化产品结构的设计。在引进开目CAD软件的同时，我厂还针对应用最多的钣金加工进行了二次开发，成功实现了钣金加工的计算机设计，制造一体化。自行设计开发出电流互感器二次绕组计算书，KYN4（A）10F对面桥自动生成模块。被评为华中理工大学的“最佳用户”、“典型用户”、省CAD示范企业。目前我厂产品开发全部应用CAD设计，出图率达98%以上，普及率100%，二维图纸已有上万张。然而，这一步仅完成甩图板的工程，在平面上生成图样，而无法实现三维造型布局和动态分析。我们认为要提高设计水平可通过应用现有的二维设计图建立三维数学模型进行三维的变形的设计，生成系列件图库，零件的模具图。

将已有资源通过优化组合而成为一种新的资源，这本身就是一个创造性劳动。二维与三维的集成就是这样一种综合性的技术运用工程。开目CAD与UG系统中的每一个部件对象都支持OLE/COM接口标准，开目设计软件都可生成一个DXF格式文件，而UG三维软件也可直接读取DXF文件格式，这使得二维与三维的集成成为可能。

2.应用三维技术进行新产品设计

1998年初我厂选用真空接触器作为使用UG进行产品开发的“样板设计”。进行方案设计时,首先，是进行满足技术指标要求的功能设计。利用UG的三维建模功能,进行外观设计,确定总体布局,做出简单的几何外形,制定出产品完成其功能应具备哪些功能部件,以及各功能部件之间的相对位置。根据不同的使用要求,设计出几种不同的方案,然后综合用户及各方意见,进行不断修改,直到满意为止。将方案模型做成彩色tif图片,在计算机上进行多媒体演示,以获得最佳效果。第二,总体结构设计。在这个阶段开始具体的工程设计。根据方案确定的结构,确定各部件的外形结构尺寸和配合尺寸,以及各部件之间的约束关系。第三,零、部件的结构设计。根据组成部件的各零件间的相关性和可修改性,进行“自上而下”,和“自下而上”的设计。在部件中,各零件的相互配合尺寸及空间位置、各种必要的数据被最终确定下来。部件设计完成后,根据部件中所确定的各零件的结构,再设计出形状各异的零件。设计人员综合使用三维UG软件的各种技巧，先后完成零件设计。第四，设计验证。利用UGInfoAnalysisinterference检查装配件之间是否有干涉,相互位置是否正确,将大量的设计误差消灭在出图之前。利用MSC/Nastran软件对结构体进行有限元分析计算,利用UG/GFEMPlus模块来做有限元的前后处理,得出在高速运动及强力作用下结构体的动态特性及动态响应,为设计零件的结构形式及所选材料提供依据,从而确保设计出的零件结构合理,材料选用恰当。根据检查、分析、计算结果,反过来对设计进行反复修改,使零、部件得到最优化设计,设计出完美的产品。最后,我们将所有的零件进行细化,并作出二维工程图纸。

3．利用UG的CAE功能进行产品的机构分析

利用UG中的cationMechanism进行运动件的运动分析。在运动过程中检查运动件间的约束关系是否正确,运动过程中是否有干涉。这在利用图板设计中是无法实现的。这不仅提高了设计质量而切能准确地预测产品的性能。如我们应用UG所完成中置柜的机构分析。首先，利用UG的高级建模功能完成中置柜主要部件的三维造型，包括接地开关传动闭锁装置，活门联琐装置，并用UG的装配功能将这些零件装配在一起。完成装配后，标记出相对运动的各零件间的连接点和方向，据此，用UG的机构分析模块分别定义出活门联锁机构的组成元素。根据机构的组成原理,先生成组成活门联锁机构的运动构件，UG中称之为连杆(link)，可以用三维零件实体作为连杆，根据实际机构中各构件的运动关系在连杆间建立运运动副(joint)。并且按实际运动定义两个主动运动副：上、下活门，并且规定转向运动的极限值，最后形成一个完全约束(自由度为零)的活门运动机构。

利用UG/Mechanism中的Artification功能求解，仿真给定机构的运动，求活门运动轨迹，利用后处理功能中的Trace功能将活门定义为被跟踪轨迹的物体。通过运动分析和后处理，可以很方便地求得活门运动的最大极限值等，检查运动时各零件的干涉情况。利用UG/Mechanism功能,我们在很短时间内解决了活门的运动规律问题。UG中构成机构的构件(link)是真实的三维零件实体,因此整个机构直观、形象而且十分准确。后处理功能中可以利用测量、跟踪轨迹和干涉检查等手段求得所需运动部件的各种参数。所以说要精确描述现实空间的运动，必须以三维实体为基础，以此形成运动构件，合理选取运动副和运动条件，实现机构的正确约束，在定义运动副时，其运动、原点、方向、限制点对机构建立的正确与否有重要作用。

四、CAD/CAM应用过程中的几点体会

第一循序渐进的目标，分期恰当的投资，正确可行的实施方案很重要

任何事物都有其发展规律，CAD/CAM这一先进的制造技术也经历了漫长的发展道路。同样，要实施掌握这一技术必然会有一个过程，即使在发达国家成功率也非100%，部分在某阶段停滞不前，部分则失败，关键也许就在于目标，投资，实施三者应切合实际并取得平衡，目标应具体且易于实现并能为实现下一个更大目标打下基础，投资应以刚够用为宜，防止产品更新换代或闲置造成浪费。实施方案应具体，可操作性强并与强有力的行政措施相结合加快实施进度。

第二领导的决策和目标至关重要

我厂的CAD/CAM的应用之所以能够迅速推广，是因为厂领导直接提出实施目标，制定实施措施。1996年底厂领导决定先引进开目CAD对工程技术人员进行普及推广实现甩图板工程，当这一目标实现后，1997年底，又不失时机地组织CAD应用的专题研讨会，对如何进一步提高设计效率，缩短设计周期，减少设计差错，特别是怎样在更高层次上应用三维软件进行实体模拟，以减少样机试验的工作量方面进行了充分的探讨，最后经过认真调研从美国EDS公司引进UGII软件，并制定了详细的实施规划。

第三具有一支素质良好的技术队伍并培养骨干分子是实现目标的重要保证。

在我们技术口，想起实现丢掉图板的过程，大家都很感慨，尤其是年纪稍大，英语基础差的老技术人员，承受了很大的竞争压力，既要改变几十年技能与习惯，又要学习新技术，应用新技术从

事设计工作，这确是非常艰苦的过程，在这过程中青年骨干发挥了传帮带的作用，达到了“以点带面”的目的，正所谓“榜样的力量是无穷的”很大程度上加快了新技术的推广普及进程。它体现出我厂这支技术队伍的良好素质和务实精神。目前，技术口年轻人的比例大大增加，更增添了这支队伍的活力。

第四培训在实施过程中，自始至终是重要手段。

CAD/CAM技术主要是在实践中学习的，在CAD/CAM各个实施阶段，各有其特定的目标和特定的技术难点，我们实施“火炬式”的接力培训，采用边实践边培训边应用的方法，使得CAD/CAM技术迅速推广。

第五依靠高校或高技术产业，走出一条到达目标的又快又好的捷径。

我们单位毕竟是一个生产单位，搞开发的精力和能力是有限的。在CAD/CAM实施，推广应用过程中，我们先后与好几所高校进行了多项课题的合作，得到UG、开目CAD等公司很大的技术支持，是他们加快了我们CAD/CAM的实施进程。

第二篇：CADCAM技术

1.CAD/CAM技术

是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何、机械设计、机械加工工艺、人机工程、控制理论电子科技学科等知识，以工程应用为对象，实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存储与管理等相关功能。

2.广义、狭义CAD/CAM技术 【广义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及与之直接或者间接的活动【狭义CAD/CAM技术】是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制。.CAD/CAM系统

主要有有关的硬件系统和相应的软件系统构成，硬件系统主要有计算机及其外围设备组成，包括主机，存储器，输入输出设备，网络通信设备以及生产加工设备登；软件系统包括系统软件，支撑和应用软件。4.CAD/CAM系统分类

①根据使用的支撑软件的规模大小【CAD系统,CAM系统，CAD/CAM集成系统】②根据CAD/CAM系统使用的计算机硬件及其信息处理方式【主机系统，工程工作站系统，微机系统】③根据CAD/CAM系统是否使用计算机网络【单机系统，网络化系统】 5．【输入设备】键盘，鼠标，光笔，数字化仪，图形输入板，触摸屏，扫描输入设备【输出设备】显示器，打印机，绘图机，生产系统设备【网络设备】服务器，工作站，网卡，通信电缆，集线器，中继器，网桥，路由器，网关【应用软件】在系统软件的基础上，针对某一专用领域的需要而研制的软件 6．计算机图形学

计算机图形学是利用计算机系统产生，操作，处理图形对象的学科，图形对象可能是矢量图形也可能是点阵图形 图形生成技术与算法

【线段】DDA法、Brcsenham法，逐点比较法【圆弧】DDA法、逐点比较法、正负法【区域填充】简单递归填充算法、扫描区域填充法【自由曲线和曲面插值】曲线或曲面的拟合、曲线或曲面的插值 7．几何建模

几何建模就是以计算机能够理解的方式，对几何实体进行确切的定义，赋予一定的数学描述，再以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，从而在计算机内部构造一个实体的模型。

8.三位形体的几何信息、三维形体的拓扑信息

【三位形体的几何信息】一般是指一个物体在三维欧式空间中的形状位置和大小【三维形体的拓扑信息】指一个物体的拓补元素的个数，类型以及他们之间的关系，根据这些信息可以确定物体表面邻接关系。9.三维几何建模系统 线框建模，曲面建模 实体建模 【线框建模原理】是由一系列的点、直线、圆弧及某些二次曲线组成，藐描述产品的轮廓外形。特点：所构成的实体模型只有离散的边，而没有边与边的关系，既没有构成面的信息，由于信息表达不完整，在许多情况下，会对物体形状的判断产生多义性。【曲面建模原理】通过对实体的各个表面或曲面进行描述而构造实体模型的一种建模方法。特点:增加了面的信息，提高了三维实体信息的完整性、严密性，能够完整的定义三维立体的表面 方法：贝赛尔曲线、B样条曲线、NURBS曲线【实体建模原理】通过定义基本体素，利用体素的集合运算或基本变形操作构造所需要的实体。特点：覆盖三维立体表面与实体同时生成 10.常用曲面的构造方法与构造特点

①线性拉伸面：将一条剖面线沿某一方向滑动扫成曲面②直纹面：给定两条相似曲线，具有相同次数和相同的节点矢量，将两条曲线上对应点用直线相连③旋转面：将平面内定义的曲线绕某一轴旋转360度得旋转面④扫描面：一条剖面线沿另一条线滑动两者产生扫描平面

11.实体建模中实体建模方法：【体素法、扫描法】体素法通过基本体素集合运算构造几何实体建模方法。包括【基本体素定义、体素之间的集合运算】扫描法【平面轮廓扫描、整体扫描】计算机内部表示：边界表示法，构造立体几何法，混合表示法，空间单元表示法 12.比较边界表示法与构造立体几何法在描述同一物体时的区别和方法：

①边界表示法：强调实体外表的细节，详细记录了构成物体的所有几何元素的几何信息和相互之间连接关系的拓扑信息，将面、边界、顶点的信息分层记录，建立层与层之间的联系。在数据管理上易于实现，也便于系统直接存取参数。②构造立体几何法：形体结构清楚，表达方式直观，便于用户接受，且数据记录简练。缺点是数据记录过于简单，在对实

体进行显示和分析操作时，需要实时进行大量的求交计算，降低了系统的工作效率，不变表达具有自由曲面边界实体。13.计算机辅助工程CAE

是以现代计算力学为基础、计算机仿真为手段的的工程分析技术，试试先产品优化设计的重要技术。主要包括有限元法FEM，边界元法BEM，运动机构分析、气动或流场分析、电路分析或磁场分析等。关键是在三维实体建模的基础上，从产品的方案设计阶段开始，按照实际使用的条件进行仿真和结构分析，按照性能要求进行设计和综合评价，以便从多个设计方案中选出最佳方案 14.有限元分析的基本原理 把要分析的连续假想体分割成有限个单元所组成的组合体，简称离散化。这些单元仅在顶点处相互连接，称这些连接点为节点，而且他们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷、并根据平衡条件进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，再综合求解。结构及组成【前置处理程序、主分析程序、后置处理、用户界面、数据管理系统、共享的基础算法】

15.前置、后置处理程序 【前置处理程序】基本任务是根据输入对象的几何信息进行有限元几何造型，按照用户拟定的计算机模型自动生成网络，以及进行不同密度的网格见的转换和修补等，它具有实体建模与参数化建模、构建的布尔运算、单元自动划分、节点自动编号与节电参数自动生成、在合计材料参数直接输入与公式参数化导入、节点载荷自动生成、有限元模型自动生

成等功能【后置处理程序】功能主要包括绘制应力、应变、位移、速度和加速度等空间变化的曲线图。同时还要求能在主分析程序的结果进行加工，如坐标变换、差值、曲线光顺、修定输出结果，以及有限元分析结果的数据平滑各种物理量的加工显示，针对工程或产品设计要求的数据检验与工程规范校核，设计优化与模型修改。16.优化设计

优化设计提供了一种逻辑方法，它能在所有可行的设计方案中进行最优的选择，在规定条件下得到最优设计结果。极大提高了科研、生产的设计质量，缩短了设计周期，节约了人力物力，具有显著的经济效益。【目标函数、设计变量、约束条件】

17.CAPP系统分类 【派生式CAPP】利用结构的相似性，通过对系统中已有零件工艺规程的检索得到相似零件的工艺规程，并对此进行编辑修改【创成式CAPP】是利用人工智能的方法，在知识库的基础上，通过相应的决策逻辑推理，创造性解决工艺设置问题。18.CAPP系统基本组成和功能 ①零件信息的输入【将零件的图形输入到CAPP系统中】②系统的管理【用户权限与账号的管理、系统参数的设置、系统数据的备份、对各种制造资源数据和工艺知识进行维护和管理】③零件工艺设计【生成零件的工艺文件】④工艺文件输出【采用纸质文档形式，按标准的格式进行预览并打印输出；采用电子文档形式，直接作为机床的加工参数，输出到CAM系统中】⑤系统界面【一般有系统的各种下拉菜单或其他形式的菜单，各种功能的实现均在菜单和对话框中进行】 19.CAPP系统在制造信息化起的作用

①建立产品和制造零件的工艺过程文件②替代工艺设计人员的手工操作③规范产品制造工艺④使各种优化决策方法的实现成为可能

20.CAPP系统零件信息的描述 ①数字编码描述法②语言文字描述法③特征信息描述法 21.派生式CAPP系统

主要特征是检索预置零件的工艺规程，实现零件工艺设计的借鉴与编辑。分为【基于GT技术的CAPP系统、基于特征的CAPP系统】

22.逆向工程、顺向工程 【逆向工程】又称反求技术和逆向设计，是将已有的产品模型转化为工程设计模型和概念模型，并在此基础上解剖、深化和再创造的一些列分析方法和应用技术的组合，可有效的改善技术水平，提高生产率，增强产品竞争力，是消化吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段。【顺向工程】是从预期功能和规格目标开始，构思产品结构，然后进行各个部件的设计、制造以及检验，再经过组装、整机检验、性能测试等程序完成整个开发过程。

23.逆向工程的四个核心步骤 ①零件原型的数字化②从测量数据中提取零件原型的几何特征③零件原型CAD模型的构建④CAD模型的检验与修正【关键步骤：零件的数字化、计算机辅助反向建模】 24.快速原型制造

又称为快速出样件技术或者快速成型法，与传统材料的加工方法不同，它是采用材料累加的方法逐层制作。

第三篇：《CADCAM技术》复习题

复习题 第一章概述

1．常用缩写名词的中文和英文全称 缩写

中文全称

英文全称

CAD

计算机辅助设计

Computer Aided Design

CAPP

计算机辅助工艺过程设计

Computer Aided Process Planning

CAM

计算机辅助制造

Computer Aided Manufacturing

CAE

计算机辅助工程

Computer Aided Engineering

FEM

有限元方法 Finite Element Method

PDM

产品数据管理

Product Data Management

STEP

STEP标准

Standard for Exchange of Product Model

IGES

IGES标准

Initial Graphics Exchange Specification

B-Rep

边界表示法

Boundary Representation

CSG

构造立体几何法

Constructive Solid Geometry

2．CAD/CAM技术的概念 1）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，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、工程绘图、结构分析、优化设计等），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、工时定额和材料定额编制等），生产作业计划，物料作业计划的运行控制（加工、装配、检测、输送、存贮等），生产控制，质量控制，工程数据管理等。2）狭义的CAD/CAM技术

是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制（包括刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹的仿真及NC代码的生成等）。3．在CAD/CAM系统中，CAPP是连接CAD、CAM的纽带。

4．CAD/CAM技术从产生到现在，经历了形成、发展、提高和集成等阶段。CAM先于CAD出现。1952年，数控（Numerical control，NC）机床首次研究成功，通过改变数控程序即可完成不同零件的加工，奠定了CAM的硬件基础；1955年，研制成功在通用计算机上运行的自动编程工具（APT）语言，实现了NC编程自动化。在计算机图形终端上直接描述零件，标志着CAD的开始。上世纪90年代以后，随着硬件性能的提高，出现了一批微机CAD/CAM系统。

5．当今社会机械制造生产的主要方式将是多品种小批量生产。

6．随着CAD技术的普及应用越来越广泛和越来越深入，CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。第二章

CAD/CAM系统 1．CAD/CAM系统组成

所谓系统,是指为完成特定任务而由相关部件或要素组成的有机的整体。一个完整的CAD/CAM系统必须具备硬件系统, 软件系统。

硬件系统主要由计算机及其外围设备组成，包括主机、存储器、输入输出设备、网络通信设备以及生产加工设备等，它是可以触摸的物理设备；

软件系统包括系统软件、支撑软件和应用软件，通常是指程序及其相关的文档。2．CAD/CAM硬件系统：主机、存储器、输入输出设备、网络通信设备以及生 产加工设备

3．CAD/CAM软件系统：根据系统中执行的任务及服务对象的不同，可将软件 系统分为三个层次:——系统软件、支撑软件、应用软件 第三章计算机图形学基础

计算机图形学的基本概念——计算机图形学是利用计算机系统产生、操作、处理图形对象的学科，图形对象可能是矢量图形也可能是点阵图形。视区与窗口关系：

视图区大小不变，窗口区缩小或放大时，所显示的图形会相反地放大或缩小； 窗口区大小不变，视图区缩小或放大时，所显示的图形会相应地缩小或放大； 窗口区与视图区大小相同时，所显示的图形大小比例不变；

视图区纵横比不等于窗口区纵横比时，显示的图形会有X、Y方向的伸缩变化。2．二维图形的几何变换

二维图形的基本几何变换包括比例变换、对称变换、错切变换、旋转变换和平移变换。各个变换的变换矩阵。复合变换矩阵的推导，变换后坐标的计算。3．各种算法

线段(圆弧)的生成DDA算法区域填充算法(简单递归、扫描线)线段编码裁剪算法 z缓冲器算法射线交点法

第四章三维几何建模技术

几种建模方法的原理、特点及其在计算机内的表示。几何建模就是以计算机能够理解的方式，对几何实体进行确切的定义，赋予一定的数学描述，再以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，从而在计算机内部构造一个实体的模型。三维形体的几何信息和拓扑信息 形体的定义和正则集合运算

CAD数据建模技术上的四次大革命：曲面造型技术、实体造型技术、参数化技术、变量化技术

线框建模、曲面建模、实体建模的原理、特点和数据结构 常用曲面构造方法：线性拉伸面、直纹面、旋转面、扫描面

三维实体建模中的计算机内部表示：边界表示法、构造立体几何法、混合模式 特征建模及其实现方法 第五章计算机辅助工程 计算机辅助工程的概念。

计算机辅助工程分析的主要内容：工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学／运动学仿真。有限元分析的概念：先把一个原来是连续的物体剖分成有限个单元，且它们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷，并根据平衡条件来进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，再综合求解。由于单元的个数有限，节点的数目也有限，所以这种方法称为有限元法。有限元分析的基本步骤： 1）前处理——连续体离散化 2）计算单元刚度矩阵 3）组集结构的总刚度矩阵 4）形成节点载荷向量 5）处理几何边界条件

6）解线性代数方程组，求出位移 7）求单元和节点的应力 4．优化设计概念

优化设计是在计算机广泛应用的基础上发展起来的一项设计技术，以求在给定技术条件下获得最优设计方案，保证产品具有优良性能。

5．优化设计三要素：设计变量、目标函数、约束条件

6．优化设计的数学模型的建立（建立工程问题的优化设计数学模型）7．仿真

模仿真实的系统，意指通过对模拟系统的实验去研究一个存在或设计中的系统。仿真（Simulation）的关键是建立从实际系统抽象出来的仿真模型。8．仿真类型：物理仿真、数学仿真 9．计算机仿真的一般过程 建立数学模型 建立仿真模型 编制仿真程序 进行仿真实验 结果统计分析 仿真工作总结

第六章计算机辅助工艺设计

计算机辅助工艺规程设计，即 Computer Aided Process Planning，简称CAPP，是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程。CAPP的分类：派生式CAPP和创成式CAPP CAPP的组成：零件信息的输入、系统的管理、零件工艺设计、工艺文件输出、系统界面 零件信息的描述方法：数字编码描述法、语言文字描述法和几何特征图形描述法等。

CAPP系统零件信息的输入：一种是采用人机交互方式输入零件的各种信息，一种是通过与CAD系统的集成，从CAD系统中直接提取零件的几何信息和技术信息。派生式CAPP系统工作原理和特点 创成式CAPP系统工作原理和特点 第七章计算机辅助数控加工编程

1、数控编程的内容与步骤。

2、数控程序编制的方法。

3、CAM系统一般具有的基本功能。

4、分析比较常用的四种数控程序检验方法（试切、刀具轨迹仿真、三维动态切削仿真、虚拟加工仿真），说明其原理和特点。

5、刀具轨迹仿真的三种验证方法：刀具轨迹显示验证、截面法验证和数值验证。第八章逆向工程技术

1．逆向工程技术的基本概念：逆向工程(Reverse Engineering)是在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的模型（称为零件原形），利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原形CAD模型的过程。逆向工程的核心包括了以下四个步骤：（1）零件原型的数字化

（2）从测量数据中提取零件原型的几何特征（3）零件原型CAD模型的构建（4）CAD模型的检验与修正

零件的数字化和CARM（Computer Aided Reverse Modeling，计算机辅助反向建模）是逆向工程的两项关键技术

逆向工程多用三维测量，具体有：接触式测量与非接触式测量。接触式测量主要是利用三坐标测量机；非接触式测量主要包括光学测量、超声波测量、电磁测量等方法。

快速原型技术：快速成形技术是采用软件离散-材料堆积的原理，综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术，实现零件模型到三维实体原型制造的一体化加工技术，其基本构思是：任何三维零件都可以看作是许多等厚度的二维平面轮廓沿某一坐标方向叠加而成，因此，可将CAD系统内的三维模型切分成一系列平面几何信息，即对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓，按照这些轮廓，数控装置精确控制激光束或其它工具运动，在当前工作层（三维）上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状，然后再铺上一层新的成形材料，进行下一次的加工，形成的各截面轮廓逐步叠加成三维产品。快速原型的主要工艺方法：光固化成形（SLA）、薄料叠层（LOM）、选择性激光烧结成形（SLS）、熔丝沉积成形（FDM）

快速成型所需的接口文件是STL格式文件。第九章

CAD/CAM系统集成 CAD／CAM系统集成，是指设计与制造过程中CAD、CAPP和NCP三个主要环节的软件集成，有时也叫CAD／CAPP／CAM集成。

CAD／CAM集成是指信息和物理设备两方面的集成。

CAD/CAM集成的关键技术：参数化技术、特征技术、产品数据管理技术 产品数据交换技术：IGES、STEP CAD／CAM系统的集成方案主要有以下几种：通过专用数据接口实现集成、利用数据交换标准格式接口文件实现集成、基于统一产品模型和数据库的集成、基于特征面向并行工程的设计与制造集成方法

Mastercam软件应用部分

1、二维线框的构建

点线圆弧聚合线矩形椭圆多边形文字倒圆角倒角尺寸标注

2、图形的编辑 Modify（修整），Xform（转换）和Delete（删除）

3、二维刀具路径

外形铣削钻削挖槽（内腔）铣削

4、三维曲面加工

平行加工放射加工等高外形加工投影加工挖槽加工

5、MasterCAM进行铣削加工的主要步骤有：（1）选择机床类型；（2）串连选取加工轮廓；（3）设置毛坯尺寸；（4）选择刀具；

（5）设置外形铣削加工参数；

第四篇：CADCAM技术复习题0910

基本概念

CAD/CAM系统的基本功能、任务、组成信息集成方案

CAD/CAM技术发展趋势

CAD/CAM系统设计的原则

CAD/CAM系统中的软件主要分几类？各起什么作用？

参数化设计的实现方法

举例说明参数化设计的意义和过程 计算机图形变换技术：基本变换矩阵、三视图各视图的变换矩阵、组合变换矩阵

计算机建模技术：实体建模的基本原理、给出实体建模过程写出其布尔运

算式

实体模型的边界表示法（给出模型用边界法表示其数据结构）

用四叉树表示模型结构

计算机辅助工程分析的应用

有限元法的基本思想、优化设计的模型和要素

有限元软件与CAD软件如何集成和联接

计算机辅助数控加工的原理

图形交互式自动编程的特点

图形交互式自动编程的基本步骤

举例说明你所知道的CAD/CAM集成软件如何实现集成工作的仿真技术在CAD/CAM系统中的应用

计算机辅助工艺过程设计系统的工作原理

CAD/CAPP/CAM的集成方法

第五篇：CADCAM技术试验报告

CAD/CAM技术综合实验报告

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CAD/CAM技术试验综合报告

一、试验目的二、试验设备及所用软件

三、试验原理（说明CAD/CAPP/CAM各自的作用及怎样利用其相关的理

论进行集成制造的）

四、试验内容

（一）CAD造型

1．CAD软件（CAXA）学习及草图绘制（自选图形进行练习，简要说明绘制草图的过程）

2实体及曲面的三维造型（用曲面裁剪法完成鼠标的三维造型，并简要说明其过程）

3自由曲面的绘制（用曲面法绘制五角星的三维图形或可口可乐瓶底的曲面造型，并简要说明造型过程）

（二）CAM与数控加工

1.CAXA制造工程师加工模块中毛坯的定义方法有哪些

2.数控加工切削方式

3自由曲面的数控编程及加工

（利用加工中心模拟软件对利用CAD设计的五角星造型进行数控指令生成和可视化加工模拟。简要说明其操作步骤）。

五、说明CAD/CAM技术在数控加工中的具体应用过程

六、实验收获