西北工业大学824计算机辅助制造课件第1章

西北工业大学机电学院计算机辅助制造(CAM)联系电话：88495232（任军学）88460426（单晨伟）现代设计与集成制造技术教育部重点实验室2所用教材卜昆等编著，《计算机辅助制造》（第二版）[M].科学出版社，2006现代设计与集成制造技术教育部重点实验室3主要参考书1.刘雄伟,张定华,王增强,等.数控加工理论与编程技术(第二版)[M].北京:机械工业出版社,20002.周济,周艳红.数控加工技术[M].北京:国防工业出版社,20023.王润孝,秦现生编著.机床数控原理与系统[M].西安：西北工业大学出版社，19974.王爱玲主编.现代数控编程技术与应用[M].北京:国防工业出版社.20055.孙德茂著.数控机床铣削加工直接编程技术[M].北京:机械工业出版社,2004现代设计与集成制造技术教育部重点实验室4次要参考书6.孙文焕主编.计算机辅助设计和制造技术[M].西安：西北工业大学出版社，19947.唐承统,阎艳主编.计算机辅助设计与制造[M].北京:北京理工大学出版社，20088.殷国富，杨随先编著.计算机辅助设计与制造技术[M].武汉:华中科技大学出版社，20089.崔洪滨,郭彦书译著.计算机辅助设计与制造[M].北京:清华大学出版社.200610.仲梁维,张国全主编.计算机辅助设计与制造[M].北京:北京大学出版社，中国林业大学出版社.200611.UG,PRO/E,CATIA，Mastercam等软件数控铣相关参考资料或书籍现代设计与集成制造技术教育部重点实验室5教学计划：共八章32学时第一章CAD/CAM概述2学时第二章数控机床的基本概念4学时参观数控技术实验室(数控设备结构、功能）2学时第三章数控加工程序的手工编程10学时实验针对三种数控系统，手工编制简单2D轮廓TTTTTNC加工程序，并进行实际加工。2学时第四章APT语言自动编程2学时第五章图像编程4学时第六章后置处理1学时第七章数控测量1学时第八章快速原型制造技术2学时复习2学时学期成绩：作业、实验及考勤:30%考试成绩:70%现代设计与集成制造技术教育部重点实验室6我们为什么要学习这门课程?如何制造以满足设计要求?常规的工艺方法能完成吗?现代设计与集成制造技术教育部重点实验室7飞行器制造工程专业需求：航空飞机机身结构件现代设计与集成制造技术教育部重点实验室8飞行器制造工程专业需求：航空现代设计与集成制造技术教育部重点实验室9飞行器制造工程专业需求：航空压气机叶盘风扇叶盘航天航海兵器等现代设计与集成制造技术教育部重点实验室10东芝事件“九余度推进器电脑工作母机”，即用于大型船用螺旋桨推进器的九轴五联动数控机床控制系统巴黎统筹委员会宋级与基洛潜艇推进器乔治布什号航母推进器奥西波夫熊谷独第一章CAD/CAM概述现代设计与集成制造技术教育部重点实验室121.1、CAD/CAM概念现代设计与集成制造技术教育部重点实验室13一、CAD/CAM概念计算机辅助设计CAD(ComputerAidedDesign)现代设计与集成制造技术教育部重点实验室14一、CAD/CAM概念计算机辅助设计CAD(ComputerAidedDesign)计算机辅助制造CAM(ComputerAidedManufacturing)现代设计与集成制造技术教育部重点实验室15一、CAD/CAM概念计算机辅助设计CAD(ComputerAidedDesign)计算机辅助制造CAM(ComputerAidedManufacturing)CAD/CAM：是指以计算机为主要技术手段来生成和运用各种数字信息和图形信息，以进行产品的设计和制造。现代设计与集成制造技术教育部重点实验室161、CAD/CAM的发展历程第一台计算机20世纪40年代第一台数控机床20世纪50年代计算机图形学理论自由曲线曲面定义方法20世纪60年代造型技术数据库技术洛克西德CADAM系统通用DAC-120世纪70年代CIMS技术专家系统CAD/CAM技术成熟微机的出现20世纪80年代CAD\CAM经历了形成、发展、提高和集成各个阶段物质基础理论基础初期使用广泛实用现代设计与集成制造技术教育部重点实验室172、CAD/CAM的广泛性涉及计算机科学、计算数学、数据结构、数控技术、仿真技术、人工智能等领域.具有高智力、知识密集、更新速度快、综合性强、效益高、初始投入大等特点服务于机械、电子、航空宇航、建筑、轻纺产品的总体及结构设计、运动机构的模拟、有限元分析的前后置处理、工艺过程设计、数控加工、检验测量等环节现代设计与集成制造技术教育部重点实验室183、CAD/CAM技术发展动力:三个环境变化企业竞争、产品市场寿命短开发新产品的成功率要高而设计周期短市场环境设计环境制造环境多品种、小批量、高质量现代设计与集成制造技术教育部重点实验室191.2、CAD/CAM系统简介现代设计与集成制造技术教育部重点实验室201、基本概念CAD－－从方程求解计算和绘图入手，发展到现在的诸项内容：建立数学模型、工程分析、产品设计（包括方案设计、总体设计、零部件设计）、动态模拟仿真等.CAD/CAM系统是围绕着产品的设计与制造两大部分独立发展起来的，但现在两者是紧密结合在一起的。CAM－－从手工编程、自动编程,到现在还包括：工艺装备设计、数字化（图形化）控制、工艺过程规划CAPP（ComputerAidedProgressPlanning）、机器人、柔性制造系统FMS（FlexibleManufacturingSystem）、有限元技术、成组技术、工厂管理、CIMS等.现代设计与集成制造技术教育部重点实验室21CAD与CAM是如何紧密结合在一起的？CAD与CAM相结合图形显示器推推CAD推推推推推CAM数控机床推推复杂零件普通机床设计数据推推推推推NC程序现代设计与集成制造技术教育部重点实验室22CAM有广义和狭义的两个概念CAM的狭义概念CAM的广义概念CAPP生产计划的制定NC编程资源需求计划的制定物流过程监视、控制和管理NC编程现在CAM等同工时定额的计算现代设计与集成制造技术教育部重点实验室232、CAD/CAM系统的类型CAD/CAM系统通用性系统单功能系统CADAMUGCATIAPRO｜EI｜DEAS金银花软件CAXA软件MasterCAMPowermillCIMATRON常见软件CADAMCATIAI-DEASUGPRO-ECIMATRON研发单位美国洛克西德飞机公司法国Dassault飞机公司美国NASA-SDRC美国麦道公司PTC公司以色列CIMATRON公司研发时间1965-19721975-19781979198419881982主要功能及特点工程制图、修改图纸、几何分析、构造模型、NC编程实体建模、钣金件设计、自由曲面体设计、仿真优化、应力分析、数据转换，二次开发、NC编程复杂曲面建立功能、产品修改工具功能，机床仿真功能、有限元模型构造功能：划分网格工程制图、自由曲面造型、特征建模、工程分析、二次开发、NC编程参数化设计和特征的功能；具有单一的数据库模具设计、电极、冲模制造、制鞋、逆向工程、数控编程应用对象飞机制造航空航天航空航天汽车电子工业设备汽车船舶航空航天机械制造工模具设计与制造现代设计与集成制造技术教育部重点实验室25CAD几何造型内核简介Parasolid是由UnigraphicsSolutionsInc在Cambridge,England开发的，用于它的Unigraphics和SolidEdge产品中。是一个严格的边界表示的实体建模模块，它支持实体建模，通用的单元建模和集成的自由形状曲面/片体建模ACIS美国Spatial公司开发的一个面向对象的三维造型核心技术开发平台。ACIS这个名称，A、C和I分别代表三个人名：AlanGrayer、ClarlesLang和IanBraidACIS通过一个统一的数据结构来同时描述线框、曲面和实体模型，这个数据结构用分层的C++类实现。ACIS利用C++的特点构造了标准的、可维护的接口。API函数在不同ACIS版本之间保持一致性，而类及其接口函数则可能改变现代设计与集成制造技术教育部重点实验室263、CAD/CAM系统应具备的功能一个比较完善的CAD/CAM系统，其系统程序应由三部分构成：存储和管理设计制造信息的工程数据库。图形信息交换和处理的交互式图形显示的程序包；产品设计制造的数值计算和处理的程序包；CAD/CAM系统应具备的功能如下：现代设计与集成制造技术教育部重点实验室273、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能现代设计与集成制造技术教育部重点实验室293、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能2.实体造型(So1idModeling)功能现代设计与集成制造技术教育部重点实验室313、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能2.实体造型(So1idModeling)功能3.物体质量特性计算功能现代设计与集成制造技术教育部重点实验室333、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能2.实体造型(So1idModeling)功能3.物体质量特性计算功能4.三维运动机构的分析和仿真功能现代设计与集成制造技术教育部重点实验室353、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能2.实体造型(So1idModeling)功能3.物体质量特性计算功能4.三维运动机构的分析和仿真功能5.二、三维图形的转换功能现代设计与集成制造技术教育部重点实验室373、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能2.实体造型(So1idModeling)功能3.物体质量特性计算功能4.三维运动机构的分析和仿真功能5.二、三维图形的转换功能6.三维几何模型的显示处理功能现代设计与集成制造技术教育部重点实验室393、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能2.实体造型(So1idModeling)功能3.物体质量特性计算功能4.三维运动机构的分析和仿真功能5.二、三维图形的转换功能6.三维几何模型的显示处理功能7.有限元法FEM(FiniteElementMethod)网格自动生成的功能现代设计与集成制造技术教育部重点实验室413、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能2.实体造型(So1idModeling)功能3.物体质量特性计算功能4.三维运动机构的分析和仿真功能5.二、三维图形的转换功能6.三维几何模型的显示处理功能7.有限元法FEM(FiniteElementMethod)网格自动生成的功能8.优化设计功能现代设计与集成制造技术教育部重点实验室433、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能2.实体造型(So1idModeling)功能3.物体质量特性计算功能4.三维运动机构的分析和仿真功能5.二、三维图形的转换功能6.三维几何模型的显示处理功能7.有限元法FEM(FiniteElementMethod)网格自动生成的功能8.优化设计功能9.数控加工(数控车、线切割、电火花和二～五轴铣削加工)功能刀具选择与路径仿真加工指令后置处理现代设计与集成制造技术教育部重点实验室453、CAD/CAM系统应具备的功能1.雕塑曲面造型(SurfaceModeling)功能2.实体造型(So1idModeling)功能3.物体质量特性计算功能4.三维运动机构的分析和仿真功能5.二、三维图形的转换功能6.三维几何模型的显示处理功能7.有限元法FEM(FiniteElementMethod)网格自动生成的功能8.优化设计功能9.数控加工(数控车、线切割、电火花和