浅谈CADCAM软件的学习和应用

1浅谈CAD/CAM软件的学习和应用【内容摘要】本文通过对多个CAD/CAM软件的功能及适用范围的对比，为学生释疑，指出适当的学习方法，引导学生学习好CAD/CAM软件。【关键词】CAD/CAM软件PRO/EUGMasterCAM学习方法目前，学生在学习CAD/CAM等数控软件的时候，存在不少困惑。为什么要学习CAD/CAM软件呢？它们有什么功用呢？它们之间有什么区别呢？如何才能学好这些软件呢？一大堆的疑问日益堆积在同学们的脑海中，严重阻碍了对数控软件的学习和提高，大大打击了同学们的学习兴趣。笔者通过对多个数控软件的简述和对比，并就如何学好CAD/CAM软件提出个人的一些见解，对学生软件的学习起到一定的引导作用。随着对产品质量要求的不断提高，要高效地制造高精度的产品，以前手工设计绘图已经逐渐淘汰。CAD软件设计不仅仅体现在辅助制图（图形实现）方面,它更主要地起到了设计助手的作用，帮助广大工程技术人员从繁杂的查手册、计算中解脱出来。极大地提高了设计效率和准确性，从而缩短产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本，增强行业竞争能力。几乎每一个现代制造企业都离不开大量的数控设备。CAM技术不可或缺,甚至比CAD应用得更为广泛。CAD/CAM技术经过几十年的发展，涌现一批比较优秀、比较流行的商品化软件。一、目前比较流行的CAD/CAM软件的分类1、高端CAD/CAM软件高端CAD/CAM软件的代表有UG、I-DEAS、Pro/E、CATIA等。这类软件的特点是优越的参数化设计、变量化设计及特征造型技术与传统的实体和曲面造型2功能结合在一起，加工方式完备，计算准确，实用性强，可以从简单的2轴加工到以5轴联动方式来加工极为复杂的工件表面，并可以对数控加工过程进行自动控制和优化，同时提供了二次开发工具允许用户扩展的功能。2、中档CAD/CAM软件Cimatron和SolidWorks这类软件实用性强，提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。3、相对独立的CAM软件相对独立的CAM系统有Mastercam、Surfcam等。这类软件主要通过中性文件从其它CAD系统获取产品几何模型。系统主要有交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块。主要应用在中小企业的模具行业。4、国内CAD/CAM软件国内CAD/CAM软件的代表有CAXA-ME、金银花系统等。这类软件是面向机械制造业自主开发的中文界面、三维复杂形面CAD/CAM软件，具备机械产品设计、工艺规划设计和数控加工程序自动生成等功能。这些软件价格便宜，主要面向中小企业，符合我国国情和标准，所以受到了广泛的欢迎，赢得了越来越大的市场份额。5、二维工程绘图为主的CAD软件Autocad以二维工程绘图为主，具有较强的绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及方便用户的二次开发功能，它是目前世界上应用最广的CAD软件。二、各CAD/CAM软件的应用和特点31、UG是美国UGS公司的主导产品，是集CAD/CAE/CAM于一体的三维参数化软件，是面向制造行业的CAD/CAE/CAM高端软件,是当今最先进,最流行的工业设计软件之一.它集合了概念设计.工程设计,分析与加工制造的功能,实现了优化设计与产品生产过程的组合。被广泛应用于机械、汽车、航空航天、家电以及化工等各个行业。灵活性的建模方式。采用复合建模技术，将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模及参数化建模融为一体。曲面设计以非均匀有理B样条曲线为基础，可用多种方法生成复杂曲面，功能强大。2、PRO/E是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。具体功能和UG相似，但对非参模型的修改PRO/E就完全比不上UG。3、CATIA应该说是最高档的CAD/CAM软件，由法国达索公司开发，后被美国的IBM公司收购。与UG、PRO/E等相比，该软件在曲面造型方面具有独特的优势，应该说是任何一个CAD三维软件所不能比的，在飞机、汽车、轮船等设计领域享有很高声誉。4、MasterCAM是应用广泛的中低档CAD/CAM软件，它三维造型功能稍差，但操作方便，容易学习。具有很强的加工功能，是应用较广的CAM软件。5、CAXA是国内研制的CAD/CAM软件，软件价格便宜，主要面向中小企业，符合我国国情和标准,是国内机构组织的数控比赛指定软件。三、怎样才能学好CAD/CAM软件41、二维软件AUTOCAD以平面绘图为主，工厂中多从事工程图纸的制作。就要求学生要熟悉机械制图，有较强空间思维能力。学习时要紧记快捷命令和常用绘图命令和编辑命令及相关指令的基本技巧与方法。多用键盘输入才能提高操作速度。平时练习以机械零件图为主。2、三维立体模型一般的立体模型绘制用PRO/E、UG、CATIA都可以，它们的功效都差不多。学习时也不要贪多，学懂练精其中一个软件，你在社会上就不愁找不到工作。最怕就是你样样都是半桶水，周身刀，没有一张是锋利的。三维构造时，首先要分析该零件的结构，它的难点在哪里，第一步从哪入手。如图1筒体零件所示这是一个使用旋转命令生成的筒体，仅需一个命令即可。但却有不少的同学却用拉伸的命令来绘制，结果用了五、六个步骤才完成。不用说，两者的效率也就差远了。绘图时要尽可能使用一些简单快捷的方法来完成，少走弯路。零件的参数和尺寸要准确，不用频频修改，影响速度。要熟悉各基础特征和工程特征的应用，熟练掌握各高级特征和曲面特征的综合运用。3、CAM加工软件在大多数的数控工厂中，都是以MasterCAM和UG两个软件进行自动编程。图1筒体5MasterCAM中，二维平面加工编程要比UG方便一些。曲面加工编程较清晰简单，而UG平面加工设置时要麻烦不少。不过曲面加工功能十分强大UG-CAM最具特点的是其功能强大的刀具轨迹生成方法。如图2所示所应用到的铣削主要有以下：（1）PanarMill：平面铣削。包括单向行切，双向行切，环切以及轮廓加工等；（2）CavityMill：多级深度型腔加工。特别适用于凸模和凹模的粗加工；（3）FixedContour：固定轴投影加工。用投影方法控制刀具在单张曲面上或多张曲面上的移动，控制刀具移动的可以是已生成的刀具轨迹，一系列点或一组曲线；（4）SequentialSurface：曲面交加工。按照零件面、导动面和检查面的思路对刀具的移动提供最大程度的控制。曲面加工时通常一次精加工还不能达到想要的精度效果，还要进行多次曲面精加工或圆角加工处理。图2曲面支座加工64、各软件间的综合应用PRO/E和UG各有各的特点，PRO/E在精确建模和草绘方面比UG要强，而UG在倒圆角方面和无参数变型曲面比PRO/E强大。如图3所示：使用PROE绘制这个骰子需要用到很多步骤，而应用UG只是用个立方体的倒圆功能，八个点倒R40，体边倒R10。即可得到完美效果。CAD/CAM软件具有功能强大、操作灵活、易学易用的特点深得广大编程人员和模具设计人员的喜爱。在模具设计和加工过程中，产品形状越复杂，曲面要求也越高，越离不开数控加工。CAD/CAM加工越来越重要，高级数控技工人才缺口越来越大，迫切需要我们学生学好CAD/CAM软件，更好地适应社会的需求。参考文献：1.赵正文《数控铣床/加工中心加工工艺与编程》中国劳动社会保障出版社2.黄诚驹《CAD/CAM实用技术》华中科技大学出版社3.仲梁维《计算机辅助设计与制造》北京大学出版社图3骰子零件图