主流的CADCAM的特点

CAD/CAM技术经过几十年的发展，先后走过大型机、小型机、工作站、微机时代，每个时代都有当时流行的CAD/CAM软件。现在，工作站和微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀、比较流行的商品化软件。1、高档CAD/CAM软件高档CAM软件的代表有Unigraphics、I-DEAS/Pro/Engineer、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UG的功能。是航空、汽车、造船行业的首选CAD/CAM软件。一、Unigraphics软件介绍UG是美国UGS(UnigraphicsSolutions)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CAID/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。UG的特点CAD/CAM/CAE三大系统紧密集成。用户在使用UG强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配及创建工程图等功能时，可以使用CAE模块进行有限元分析、运动学分析和仿真模拟，以提高设计的可靠性；根据建立起的三维模型，还可由CAE模块直接生成数控代码，用于产品加工。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。参数驱动，形象直观，修改方便。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。良好的二次开发环境，用户可用多种方式进行二次开发。知识驱动自动化（KDA），便于获取和重新使用知识。优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起UG的功能模块UGNX功能非常强大，涉及到工业设计与制造的各个层面，是业界最好的工业设计软件包之一。UGNX整个系统由大量的模块所构成，可以分为以下4大模块。一、GATEWAY模块GATEWAY模块即基础模块，它仅提供一些最基本的操作，如新建文件、打开文件，输入/输出不同格式的文件、层的控制和视图定义等，是其他模块的基础。这部分其实和其它所有软件的基础都一样，都是互通的。二、CAD模块UG的CAD模块拥有很强的3D建模能力，这已被许多知名汽车厂家及航天工业界各高科技企业所肯定。似乎现在所有的人都觉得UG这个软件生来就应该是为汽车生产商等大型企业服务的，这是一个绝大的误区。只要是牵涉到生产型的企业都用得上。CAD模块又由许多独立功能的子模块构成，常用的有：1、MODELING（建模）模块。该模块提供了SKETCH（草图）、CURVE（曲线）、FORMFEATURE（实体）、FREEFORMFEATURE（自由曲面）等工具。本视频重点放在了UG软件的基础入门部分，也就是草图部分和一些基础的构建三维模型的工具，从最基本的建模方法开始，举一反三地学会用基本的功能来完成复杂任务的方法。草图工具适合于全参数化设计，这一点大家在整套视频中能够深刻体会到这一点；曲线工具虽然参数化功能不如草图工具，但用来构建线框图更为方便，曲线工具可以建立出更为复杂和自由的三维模型；实体工具完全整合基于约束的特征建模和显示几何建模的特性，因此可以自由使用各种特征实体、线框架构等功能；自由曲面工具是架构在融合了实体建模及曲面建模技术基础之上的超强设计工具，能设计出如工业造型设计产品的复杂曲面外形，这个工具也是UG软件中应用范围最广的。2、DRAFTING（制图）模块。该模块使设计人员方便地获得与三维实体完全相关的二维工程图。3D模型的任何改变会同步更新工程图，从而使二维工程图与3D模型完全一致，同时也减少了因3D模型改变而更新二维工程图的时间，制图模块在最后一个视频中有简单的介绍，大家可以通过练习来了解和掌握。3、ASSEMBLIES（装配）模块。该模块提供了并行的自上而下或自下而上的产品开发方法，在装配过程中可以进行零部件的设计、编辑、配对和定位，同时还可对硬干涉进行检查。4、WAVE（产品系列工程）模块。UGWAVE产品设计技术把参数化建模技术应用到系统级的设计中，使参数化技术不仅仅局限于单个部件内，而且能在部件和产品间建立联系，从而便于整个产品的设计控制。5、MOLDWIZARDS（模具设计）模块。本模块提供一个与UG的3D建模环境完全整合的模具设计工具，引导使用者进行模具设计工作。3D模型的每一改变均会自动地关联到型腔和型芯。6、SHAPESTUDIO（工业设计）模块。本模块可以协助工业设计师快速而准确地评估不同设计方案，提高创造能力。三、CAM加工模块根据建立起的3D模型生成数控代码，用于产品的加工，其后处理程序支持多种类型的数控机床。CAM模块提供了众多的加工模块，如车削、可变轴铣削、固定轴铣削、切削仿真、线切割等。UGNX系统提供了多种加工复杂零件的工艺过程，用户可以根据零件结构、加工表面形状和加工精度来选择合适的加工类型。在每种加工类型中包含了多个加工模板，应用各加工模板可快速建立加工操作模型。在交互操作过程中，用户可在图形方式下交互编辑刀具路径，观察刀具的运动过程，生成刀具位置源文件。同时应用其可视化功能，可以在屏幕上显示刀具轨迹，模拟刀具的真实切削过程，并通过过节检查和残留材料检查，检测相关参数设置的正确性。UGNX提供了强大的默认加工环境，也允许用户自定义加工环境，选择合适的加工环境。用户在创建加工操作的过程中，可继承加工环境中已定义的参数，不必在每次创建新操作时重新定义，从而提高工作效率，避免重复劳动。UGNX强大的加工功能是由多个加工模块所组成的。常用的模块有：CAM基础、后置处理、车加工、型芯和型腔铣削、固定轴铣削、清根切削、可变轴铣削、顺序铣切削、制造资源管理系统、切削仿真、线切割、图形刀轨编辑器、机床仿真、NURBS（B样条）轨迹生成器等子模块。其中，型芯和型腔铣削模块，提供了粗加工单个或多个型腔的功能，可沿任意形状走刀，产生复杂的刀具路径。当检测到异常的切削区域时，它可修改刀具路径，或者在规定的公差范围内加工出型腔或型芯。固定轴铣削与可变轴铣削模块用于对表面轮廓的精加工。它们提供了多种驱动方法和走刀方式，可根据零件表面轮廓来选择切削路径和切削方法。在可变轴铣削中，可对刀轴与投射矢量进行灵活控制，从而达到复杂零件表面轮廓的加工要求，生成3轴至5轴数控机床的加工程序。此外，它们还可控制顺铣和逆铣切削方式，按用户指定的方向进行铣削加工，对于零件中的陡峭、弯折区域和前道工序没有切除的区域，系统能自动识别并清理这些区域。顺序铣切削模块可连续加工一系列相接表面，用于在切削过程中需要精确控制每段刀具路径的地方，可以保证各相接表面光顺过渡。其循环功能可在一个操作中连续完成零件底面与侧面的加工，可用于叶片等复杂零件的加工。在加工基础模块中包含了以下加工类型：1、点位加工：可产生点钻、扩、镗、铰和攻螺纹等操作的刀具路径。2、平面铣：用于平面轮廓或平面区域的粗精加工，刀具平行于工件底面进行多层铣削。3、型腔铣：用于粗加工型轮廓或区域。它根据型腔的形状，将要切除的部位在深度方向上分成多个切削层进行层切削，每个切削层可指定不同的切削深度。切削时刀轴与切削层平面垂直。4、固定轴曲面轮廓铣削：它将空间的驱动几何投射到零件表面上，驱动刀具以固定轴形式加工曲面轮廓。主要用于曲面的半精加工与精加工。5、可变轴曲面轮廓铣；与固定轴铣相似，只是在加工过程中可变轴铣的刀轴可以摆动，可满足一些特殊部位的加工需要。6、顺序铣：用于连续加工一系列相接表面，并对面与面之间的交线进行清根加工。7、车削加工；车削加工模块提供了加工回转类零件所需的全部功能，包括粗车、精车、切槽、车螺纹和打中心孔。8、线切割加工：线切割加工模块支持线框模型程序编制，提供了多种走刀方式，可进行2—4轴线切割加工。后置处理模块包括图形后置处理器和UG通用后置处理器，可格式化刀具路径文件，生成指定机床可以识别的NC程序，支持2—5轴铣削加工、2—4轴车削加工和2—4轴线切割加工。基中UG后置处理器可以直接提取内部刀具路径进行后置处理，并支持用户定义的后置处理命令。UNIGRAPHICS将智能模型（MASTERMODEL）的概念在UG/CAM的环境中发挥得淋漓尽致，不仅包含了3DCAD模型与NC路径的完整关联性，且更易于缩减文件大小以及刀具路径的管理。另外，以高速切削为发展基础的参数设定环境，更能确保刀具路径的稳定可靠与良好的加工品质。四、CAE模块工程分析模块，又包含以下3个常用子模块：1、STRUCTURES（结构分析）模块。该模块能将几何模型转换为有限元模型，可以进行线性静力分析、标准模态与稳态热传递分析和线性屈曲分析，同时还支持对装配部件（包括间隙单元）的分析，分析结果可用于评估、优化各种设计方案，提高产品质量。2、MOTION（运动分析）模块。该模块可对任何三维或二维机构进行运动学分析、动力学分析以及设计仿真，可以完成大量的装配分析。如干涉检查、轨迹包络等。交互的运动学模式允许用户同时控制5个运动副，可以分析反作用力，并用图表示各构件间位移、速度、加速度的相互关系，同时反作用力可输出到有限元分析模块中。3、MOLDFLOWADVISER（注塑流动分析）模块。使用该模块可以帮助模具设计人员确定注塑模的设计是否合理，可以检查出不合适的注塑模几何体并予以修正。2.I-DEASI-DEAS软件简介EDSI-DEAS是美国eds子公司SDRC公司开发的CAD/CAM软件。该公司是国际上著名的机械CAD/CAE/CAM公司，在全球范围享有盛誉，国外许多著名公司，如波音、索尼、三星、现代、福特等公司均是SDRC公司的大客户和合作伙伴。该件是高度集成化的CAD/CAE/CAM软件系统。它帮助工程师以极高的效率，在单一数字模型中完成从产品设计、仿真分析、测试直至数控加工的产品研发全过程。I-DEAS是全世界制造业用户广泛应用的大型CAD/CAE/CAM软件。I-DEAS在CAD/CAE一体化技术方面一直雄居世界榜首，软件内含诸如结构分析、热力分析、优化设计、耐久性分析等真正提高产品性能的高级分析功能。SDRC也是全球最大的专业CAM软件生产厂商。I-DEASCAMAND是CAM行业的顶级产品。I-DEASCAMAND可以方便地仿真刀具及机床的运动，可以从简单的2轴、2.5轴加工到以7轴5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。E.I-deas提供一套基于因特网的协同产品开发解决方案，包含全部的数字化产品开发流程。I-deas是可升级的、集成的、协同电子机械设计自动化（E-MDA）解决方案。I-deas使用数字化主模型技术，这种卓越能力将帮助您在设计早期阶段就能从可制造性的角度更加全面地理解产品。纵向及横向的产品信息都包含在数字化主模型中，这样，在产品开发流程中的每一个部门都将容易地进行有关全部产品信息的交流，这些部门包括：制造与生产，市场，管理及供应商等。1.DigitalSimulation（数字化仿真）:I-deasCAE工具通过在产品开发早期阶段仿真全部产品性能来引导设计，提高产品质量，验证并优化细节设计，最大程度地减少重复制作物理样机的次数，同时降低后续加工的反复次数，识别造成现有产品质量问题的原因，制定交易计划，在产品价格和性能之间取得最佳平衡。2.I-deas机构设计（I-deasMechanismDesign）:I-deas机构设计可集成地分析带有复杂运动副的机构运动。利用I-deas装配产生的装配体、运动约束副和接触区域，根据初始运动条件，解算出运动结果。使用了内嵌的ADAMS动态解算器，它帮助您从最初的概念设计阶段就了解机构的运动情况，包括机构的位置、速度和加速度。让您