机械CAD/CAM技术一、CAD：Computer Aided Design（计算机辅助设计）的简称。

计算机辅助设计是将人和计算机的最佳特性结合起来，辅助进行产品的设计与分析的一种技术，是综合了计算机与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。

CAM：Computer Aided Manufacturing（计算机辅助制造）通常指数控程序的编制，包括刀具路线的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC代码的生成。

二、CAD/CAM系统硬件及软件：1、典型的CAD/CAM系统的硬件计算机主机、信息存储设备（主要指外存、如硬盘、软盘、光盘等）、图形输入设备（键盘、鼠标、扫描仪等）、图形输出设备（显示器、绘图仪、打印机等）及网络设备、多媒体设备、数控机床、检测设备、物流设备等组成。

2、CAD/CAM系统的软件有系统软件，支撑软件，应用软件。

（1）系统软件指操作系统和系统实用程序等，它用于计算机的管理、控制和维护。

1）操作系统。

如Windows 2000/xp/NT UNIX（工作站，微机）等。

2）计算机语言及编译系统。

如Basic、Fortran、Pascal、C/C++等，这些高级语言均有相应的编译系统。

3）系统实用程序。

（2）支撑软件1）图形处理软件。

负责CAD的绘图，如AutoCAD。

2）几何建模软件。

Pro/E等。

3）数据库管理系统。

如FoxBASE，FoxPRO，工程数据库等。

计算方法库：如解线性方程组优化方法软件。

4）工程分析及计算软件。

有限元分析软件：如ANSYS等机构分析及机构综合的软件系统动态分析软件。

5）文档制作软件。

如WPS，WORD等。

（3）应用软件应用软件是用户为解决各类实际问题，在系统软件的支持下而设计、开发的程序，或利用支撑软件进行二次开发形成的程序，如模具设计软件、电器设计软件等。

应用软件的功能和质量直接影响CAD/CAM 系统的功能和质量。

三、CAD/CAM中主要应用在设计、图形、制造和装配四个方面。

(1)设计能随时显示零件形状，并能利用剖切来检查诸如壁的厚薄，孔是否相交等问题。

能进行物体的物理特性计算；如计算体积、面积、重心、惯性矩等。

能检查装配中的干涉。

能作运动机构的模拟等等。

(2)图形产生二维工程图，包括零件图，装配图等。

(3)制造能利用生成的三维几何模型进行数控自动编程及刀具轨迹的仿真。

此外还能进行工艺规程设计等。

(4)装配在机器人及柔性制造中利用三维几何模型进行装配规划、机器人视觉识别、机器人运动学及动力学的分析等。

四、数据库在CAD/CAM系统中具有重要地位，是有效地存储、管理、使用数据的一种软件，支持各子系统中数据的传递与共享。

五、三维建模的方法及其构造方式：（1）线框建模：运用基本线素（直线、圆弧、椭圆弧及自由曲线等）来构造三维立体模型。

（2）表面建模：通过基本面素（包括平面及各种曲面）拼接构造三维立体模型。

（3）实体建模：用基本体素的组合，并通过集合运算和基本变形操作来构造三维立体模型。

六、UG1、UG是EDS公司开发的三维设计软件；2、UG是集CAD/CAE/CAM于一体的三维参数化软件，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械电子等工程领域；3、UG文件的扩展名是*.PRT；4、UG操作时要随时留意“提示栏”的相关信息，以确保下一步操作的顺利和正确；5、基准轴的作用是作为建立回转特征的旋转轴线，作为建立拉伸特征的拉伸方向等。

6、按照我国的制图标准，应选择第一象限角投影方式和毫米公制。

7、在实体建模过程中，将已经存在的两个或多个实体进行合并、求差或求交的一种操作称为布尔运算。

8、建模模块主要用于产品部件的三维实体建模，是UG的核心模块。

不但能生成和编辑各种实体特征，还具有丰富的曲面建模工具。

具有操作简单、编辑修改灵活、参数化设计等特点。

9、草图是UG系统建立参数化模型的一个重要工具，通常三维建模应该从草图开始。

先通过草图曲线功能初步绘出轮廓形状，然后进行草图约束（包括尺寸约束和几何约束），得到准确形状。

再对二维轮廓进行拉伸、旋转、扫掠等操作便可形成三维实体。

10、体素特征可作为模型的第一个特征出现。

使用基本体素特征工具可以直接生成实体，基本体素特征包括长方体、圆柱体、圆锥体和球体。

11、设计特征是以现有模型为基础而创建的实体特征。

利用设计特征工具可以方便地创建出更为细致的实体特征，例如在实体上创建孔、凸台、腔体和沟槽等。

12、细节特征是在特征建模的基础上增加一些细节的表现，是在毛坏的基础上进行详细设计的操作手段，包括倒圆角、倒斜角、拔模、抽壳、修剪、拆分等操作。

13、在UG软件的建模过程中，很多外形复杂的产品都需要采用曲面造型来完成复杂形状的构建。

掌握UG自由曲面的创建对造型工程师来说极其重要，这也是体现CAD建模能力的重要标志。

14、UG草绘过程中，如果不小心旋转了草图视角，可以通过对话框中的转到草图的视图方向使草图恢复到正视状态。

15、在草图中的可以直接画直线和圆弧的命令是轮廓线。

16、在对圆的直径进行标注时应该首先选择尺寸标注工具，再做选择圆，再单击鼠标左键操作。

17、对草绘对象标注尺寸时有时会发生约束冲突，这时可以尝试将其中一个尺寸转换成参照尺寸来解决问题。

18、绘图练习：（1）（2）（3）19、UG NX8.0 数控加工（1）平面铣：（MILL_PLANAR）主要用于在平面层上去除材料。

①指定部件：部件几何体是指在仿真操作中用于表示已经完成的工件。

②指定毛坯：毛坯几何体是指在仿真操作中用于被切削的原材料。

③指定切削区域：切削区域是指在铣削操作中要切削的面。

④切削模式：用于指定要加工的区域的刀轨模式。

跟随部件：在整个指定的部件切削区域中，生成相邻两个刀路之间距离相等的切削轨迹。

跟随周边：在整个指定的切削区域中，刀具沿切削区域运动，形成一系列同心的切削轨迹。

轮廓加工：沿着切削区域的轮廓，对切削区域中的壁面进行切削，形成一条或指定数量的切削轨迹。

单向：在切削区域形成一系列线性的、相互平行且单一方向的切削轨迹。

往复：在切削区域形成一系列线性的、相互平行但相邻两个刀路之间的切削方向是相反的切削轨迹。

⑤步距形式选择：步距是指相邻两个刀路之间的距离。

恒定：相邻两个刀路之间的距离为固定值。

刀具平直百分比：刀具平面直径的百分比值。

设置步距值为刀具直径的百分比值。

⑥切削参数：指在切削操作中，部件材料切削的相关参数。

余量包括余量和公差。

⑦非切削移动：在整个切削操作中指定和控制刀具的非切削运动，即在切削运动之前、之间和之后的刀具运动。

进刀：指定刀具在切入工件时的运动方式。

退刀：指定刀具在离开工件时的运动方式。

⑧进给率和速度：用于刀具的快进、快退、进刀、退刀和切削等运动的移动速度。

（2）面铣削：（FACE_MILLING）主要作用于切除平面层中的材料，该种加工方式常常用于多个平面底面的粗加工和精加工，也用于侧壁的精加工。

（3）平面轮廓铣（PLANAR_PROFILE）：ug 平面铣（PLANAR_MILL ）与平面轮廓铣（PLANAR_PROFILE）都是依据线的轮廓进行加工，ug平面铣（PLANAR_MILL ）有切削模式，可以走出开粗挖框，光外形，光底面等等刀路，平面轮廓铣（PLANAR_PROFILE）中是没有切削模式的，其实就是相当于PLANAR_MILL 中切削模式设为轮廓加工的一种特殊模式，只能走出外形的刀路。

（4）点位加工的刀具种类及操作子类型一）点位加工的刀具种类及使用场合刀具类型：Drill（孔加工刀具）（共9种）⑴SPOTFACING_TOOL（键槽铣刀）点-面刀具（键槽铣刀）：用于在斜面或曲面上孔口的加工⑵SPOTDRILLING_TOOL（中心钻）中心钻：对于孔位置精度要求高的孔加工，用于钻预钻孔。

⑶DRILLING_TOOL（麻花钻）麻花钻：孔精度要求不高的孔加工，或粗加工孔。

⑷BORING_BAR（镗刀）镗刀：对于直径较大的孔，通常用镗刀对孔进行精加工。

⑸REAMER（铰刀）铰刀：对于直径较小的孔，通常用铰刀对孔进行精加工。

⑹COUNTERBORING_TOOL（沉头孔刀具）沉头孔刀具：用于加工沉头孔（圆柱内六角螺钉安装孔）⑺COUNTERSINKING_TOOL（锪孔钻）锪孔钻：用于孔口锪孔（平肩埋头孔）⑻TAP（攻丝用丝锥）丝锥：用于攻丝（加工内螺纹）⑼THREAD_MILL（螺纹铣刀）螺纹铣刀：用于高速铣螺纹。

二）点位操作子类型⑴SPOT_FACING：（铣孔口平面）。

锪平面，使用键槽铣刀。

⑵SPOT_DRILLING：中心钻，使用中心钻头钻导向位置。

⑶DRILLING：钻孔。

使用麻花钻钻孔。

⑷PECK_DRILLING：（啄孔）深孔钻削。

刀具回退到最小安全平面。

⑸BREAKCHIP_DRILLING：断削钻。

刀具回退较小的距离。

⑹BORING：镗孔。

使用镗刀镗孔。

⑺REAMING：铰孔。

使用铰刀铰孔。

⑻COUNTERBORING：钻沉头孔。

圆柱（内六角）沉头螺孔。

⑼COUNTERSINKING：锪孔。

平肩沉头孔⑽TAPPING：攻丝。

使用丝攻加工螺纹孔。

⑾THREAD_MILLING：铣螺纹孔。

期末考试复习练习答案一、选择题：1、广义的CAD包括设计和（）两个方面。

DA、制造B、造型C、仿真D、分析2、零件信息包括零件的（）和工艺信息两部分内容。

DA、拓扑信息B、形状信息C、尺寸信息D、几何信息3、测试是测量、检测、（）等的总称。

CA、检验B、实测C、试验D、数据处理4、CAD/CAM系统中，输入输出的非数值信息可能是（）、文本、字符等。

CA、阿拉伯数字B、个人的姓名C、图形数据D、数据库中的英文数据5、通常所属说的数控编程是以代码形式表示的，它所形成的程序是（）。

AA、零件源程序B、系统源程序C、零件目的程序代码D、系统目的程序代码6、下述CAD／CAM过程的概念中，属于CAM范畴的为（）。

CA、优化设计B、CAEC、数控加工D、几何造型二、判断题：1、狭义的CAD包括有限元分析。

×2、通常把参数法描述的图形叫参数图形，也叫矢量图形。

√3、CAD/CAM系统内部的计算机网络一般采用局域网。

√4、CAD/CAM是计算机辅助设计和计算机自动编程的英文缩写。

×5、机床标准坐标采用左手笛卡尔直角坐标系。

×6、在机械设计过程中，经常需要处理计算公式、数表、线图等。

√三、填空题：1、在CAD/CAM系统集成化发展过程中，技术是更高层次的集成系统，在CAD/CAM系统智能化发展过程中，是将人工智能技术首先引入产品设计领域的。

（CIMS、专家系统）2、数控机床的坐标系统分为两种：和。

（增量坐标系统和绝对坐标系统）3、20世纪90年代开始CAD/CAM技术主要朝着、、和的方向发展。