西北工業(yè)大學(xué)824計(jì)算機(jī)輔助制造課件第1章

計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）聯(lián)系電話：88495232 （任軍學(xué)） 88460426 （單晨偉所用教材西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院-卜昆等編著，計(jì)算機(jī)輔助制造（第二版）M.科學(xué)出版社，2006計(jì)算機(jī)輔助制造（第.版）昆海#主要參考書1.劉雄偉,張定華,王增強(qiáng),等.數(shù)控加工理論與編程技術(shù)2.3.4.5.（第二版）M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000周濟(jì),周艷紅.數(shù)控加工技術(shù)M.北京:國(guó)防工業(yè)出版 社，2002 王潤(rùn)孝，秦現(xiàn)生編著.機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)M.西安: 西北工業(yè)大學(xué)出版社，1997 王愛玲主編.現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)與應(yīng)用M .北京:國(guó)防 工業(yè)出版社.2005孫德茂著.數(shù)控機(jī)床銃削加工直接編程技術(shù)M.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2004次要參考書軍6 .孫文煥主編.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)M.西安： 西北工業(yè)大學(xué)出版社，19947 .唐承統(tǒng),閻艷主編.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造M.北京： 北京理工大學(xué)出版社，20088 .殷國(guó)富，楊隨先編著.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù) M.武漢：華中科技大學(xué)出版社，20089 .崔洪濱，郭彥書譯著.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造M.北京： 清華大學(xué)出版社.200610 .仲梁維，張國(guó)全主編.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造M.北京： 北京大學(xué)出版社，中國(guó)林業(yè)大學(xué)出版社.200611 . UG,PRO/E,CATIA, Mastercam等軟件數(shù)控銃相關(guān)參 考資料或書籍#教學(xué)計(jì)劃：共八章32學(xué)時(shí)-第一章第二章參觀-第三章實(shí)驗(yàn)-第四章-第五章第六章-第七章-第八章-復(fù)習(xí)CAD/CAM概述2學(xué)時(shí)數(shù)控機(jī)床的基本概念4學(xué)時(shí)數(shù)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(數(shù)控設(shè)備結(jié)構(gòu)、功能)2學(xué)時(shí) 數(shù)控加工程序的手工編程10學(xué)時(shí)針對(duì)三種數(shù)控系統(tǒng)，手工編制簡(jiǎn)單2D輪廓NC加工程序，并進(jìn)行實(shí)際加工。2學(xué)時(shí)APT語(yǔ)言自動(dòng)編程2學(xué)時(shí)圖像編程4學(xué)時(shí)后置處理T學(xué)時(shí)數(shù)控測(cè)量1學(xué)時(shí)快速原型制造技術(shù)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)學(xué)期成績(jī)：作業(yè)、實(shí)驗(yàn)及考考試成績(jī)：70%)& 我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)這門課程?7如何制造以滿足設(shè)計(jì)要求？常規(guī)的工藝方法能完成嗎？飛行器制造工程專業(yè)需求：航空#飛行器制造工程專業(yè)需求：航空飛行器制造工程專業(yè)需求：航空 航天航海兵器等熊谷獨(dú)song “九余度推進(jìn)器電腦工作母機(jī)”，即用于大型 船用螺旋槳推進(jìn)器的九軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床控制 系統(tǒng)、人,-巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)三二乙 小箝:奧西波夫宋級(jí)與基洛潛艇推進(jìn)器喬治布什號(hào)航母推進(jìn)器10東芝事件第一章CAD/CAM 概述LI. CAD/CAM 概念一、CAD/CAM 概念- 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD(Computer Aided Design)一、CAD/CAM 概念- 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD(Computer Aided Design)- 計(jì)算機(jī)輔助制造CAM(Computer Aided Manufacturing)#CAD/CAM 概念計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD(Computer Aided Design)計(jì)算機(jī)輔助制造CAM(Computer Aided Manufacturing)CAD/CAM：是指以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段來(lái)以進(jìn)行生成和運(yùn)用各種數(shù)字信息和圖形信息, 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造。計(jì)算機(jī) 圖形學(xué) 理論20世紀(jì)60年代1、CAD/CAM的發(fā)展歷程第一臺(tái)計(jì) 算機(jī)20世紀(jì)40年代第一臺(tái)數(shù) 控機(jī)床20世紀(jì)50 年代CIMS技術(shù)專家系統(tǒng)CAD/ CAM技術(shù)成 熟微機(jī)的出現(xiàn)20世紀(jì)80 代造型技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)洛克西德 CADAM 系統(tǒng)通用 DAC-120世紀(jì)70年代曲面方 由曲義法 自線定物質(zhì)基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)初期使用廣泛實(shí)用#2、CAD/CAM的廣泛性涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)控 技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域.-具有高智力、知識(shí)密集、更新速度快、綜合性 強(qiáng)、效益高、初始投入大等特點(diǎn)服務(wù)于機(jī)械、電子、航空宇航、建筑、輕紡產(chǎn)19品的總體及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的模擬、有限 元分析的前后置處理、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、數(shù)控加 工、檢驗(yàn)測(cè)量等環(huán)節(jié)173、CAD/CAM技術(shù)發(fā)展動(dòng)力：三個(gè)環(huán)境變化制造環(huán)境企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品市場(chǎng)壽命短開發(fā)新產(chǎn)品的成功率要高而設(shè)計(jì)周期短多品種、小批量、高質(zhì)量CAD與CAM是如何緊密結(jié)合在一起的?L2. CAD/CAM余統(tǒng)簡(jiǎn) 介,工、基本概念CAD/CAM系統(tǒng)是圍繞著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造兩大部分獨(dú)立 發(fā)展起來(lái)的，但現(xiàn)在兩者是緊密結(jié)合在一起的。CAD 一從方程求解計(jì)算和繪圖入手，發(fā)展到現(xiàn)在的諸項(xiàng) 內(nèi)容：建立數(shù)學(xué)模型、工程分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)(包括方案設(shè) 計(jì)、總體設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì))、動(dòng)態(tài)模擬仿真等.CAM -從手工編程、自動(dòng)編程，到現(xiàn)在還包括：工藝裝 備設(shè)計(jì)、數(shù)字化(圖形化)控制、工藝過(guò)程規(guī)劃CAPP (Computer Aided Progress Planning)、機(jī)器人、柔 性制造系統(tǒng)FMS (Flexible Manufacturing System)、 有限元技術(shù)、成組技術(shù)、工廠管理、CIMS等.資源需百 計(jì)劃的制物流過(guò)程監(jiān) 見、控制和管設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)CAM的廣義概念圖形顯示器CADCAD與CAM相結(jié)合NC 程2、CAD/CAM系統(tǒng)的類型CAD/CAM 系統(tǒng)通用性系統(tǒng)單功能系統(tǒng)-CIMATRONPowermillCAXA軟件MasterCAM金銀花軟件常見軟件CADA MCATIAI-DEASUGPRO-ECIMATRO N研發(fā)單位美國(guó)洛克 西德飛機(jī) 公司法國(guó) Dassault 飛機(jī)公司美 國(guó)NASA- SDRC美國(guó) 麥道公司PTC公司以色列CIMATRON公司研發(fā)時(shí)間1965-19721975-19781979198419881982主要功能 及特點(diǎn)工程制圖. 修武圖紙. 幾何分析、 構(gòu)造橫型.NC蚪程實(shí)體瓏模.板金件設(shè)計(jì)、 自由曲面K 設(shè)計(jì)、仿真 優(yōu)化、A力 分析、數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換，二次 開發(fā)、NC 編程復(fù)雜曲面瓏 立功能.產(chǎn) 品修改工具 功能，機(jī)床 仿真功能、 有限元模型 構(gòu)造功能： 劃分網(wǎng)格工程制圖.自由曲面造 型、牯征速 模、工程分 折、二次開 發(fā)、NC編 程參數(shù)化設(shè) 計(jì)和忖在 的功能； 具有單一 的數(shù)據(jù)庫(kù)模具設(shè)計(jì)、電極、 沖模制造、制鞋、 逆向工程、數(shù)控編程應(yīng)用對(duì)象飛機(jī)制 造航空航 天航空航天汽 車電子工業(yè) 設(shè)備汽車船舶 航空航天機(jī)械制造工模具設(shè)計(jì) 與制造CAD幾何造型內(nèi)核簡(jiǎn)介 Parasolid 是由Unigraphics Solutions Inc 在Cambridge, England 開發(fā)的，用于它的Unigraphics和Solid Edge產(chǎn)品中。.是一個(gè)嚴(yán)格的邊界表示的實(shí)體建模模塊，它支持實(shí)體建模， 通用的單元建模和集成的自由形狀曲面/片體建模 ACIS-美國(guó)Spatial公司開發(fā)的一個(gè)面向?qū)ο蟮娜S造型核心技術(shù)開 發(fā)平臺(tái)。ACIS這個(gè)名稱，A、C和I分別代表三個(gè)人名：Alan Grayer、Claries Lang和Ian Braid-ACIS通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)同時(shí)描述線框、曲面和實(shí)體 模型，這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用分層的C+類實(shí)現(xiàn)。ACIS利用C+ + 的特點(diǎn)構(gòu)造了標(biāo)準(zhǔn)的、可維護(hù)的接口。API函數(shù)在不同ACIS 版本之間保持一致性，而類及其接口函數(shù)則可能改變3、CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備的功能圖 一個(gè)比較完善的CAD/CAM系統(tǒng)，其系統(tǒng)程序 應(yīng)由三部分構(gòu)成： 產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的數(shù)值計(jì)算和處理的程序包； 圖形信息交換和處理的交互式圖形顯示的程序包; 存儲(chǔ)和管理設(shè)計(jì)制造信息的工程數(shù)據(jù)庫(kù)。CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備的功能如下：#3、CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備的功能1.雕塑曲面造型(Surface Modelinq)功能273、CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備的功能1.雕塑曲面造型(Surface Modeling)功能2.實(shí)體造型(Solid Modeling)功能293、CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備的功能1 .雕塑曲面造型(Surface Modelina)功能2 .實(shí)體造型(Solid Modeling)功能3 .物體質(zhì)量特性計(jì)算功能31海 llnigtnphirs Vin.n - Gtrwny - Okplyrd: nrihunmout4Mt Wntk: (Read Only) rwHhtmnmoiui4Mt九 目也 勒 貨穴 FotM： locisircttnactonerecces %9比雙電 wEfwIMInformation口屈日國(guó)乂 7布XCakulotonDefinitionSet Reference SetSet Component SetAssert ValuesWorkPftWeight MaiMgeincnl Gve Error IriformdUori廠 Use SpreadsheetAccuracy: 0.99Current: Entire PartC Jirent: AlComponentsMax5e： and Clear Weight LlmtsCancelWode name: nupu-11C542551ZVork Partneihuanroojul.pre : B-30-2005 13:24Informtion Uniun Groao - HilliwctersWork part properties:Vcighc daca wan calculatedXccucacy utfed-0.990000000Donaity=0.OO7B3O641±J 1irea,Z4941Z.201133610Volume-1232869.621520000Kass-96SUS9。母 51Cencer or HassXcbar-0.000001118rebar-0.000006355-18.767703619Tirst MomentsKXC-0.010797Z461 Kyc-0.061356610Esc-181186.395637980Koments of Inercia (Uork) Ixxv-31351986.483083000Tyyv-31351907.437696000Xczv-5385224.58 23008Komencs of Inertia (Cencrolal)Ixx-Z7931533.909935000lyy-2793153q.860799000Izz-539D5274.586829000Momenta o£ Inart.iQ (Spherical) - 5i911171.6807560003、CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備的功能1 .雕塑曲面造型(Surface Modelina)功能2 .實(shí)體造型(Solid Modeling)功能3 .物體質(zhì)量特性計(jì)算功能4 .三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析和仿真功能1 .雕塑曲面造型(Surface Modelina)功能2 .實(shí)體造型(Solid Modeling)功能3 .物體質(zhì)量特性計(jì)算功能4 .三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析和仿真功能5 .二、三維圖形的轉(zhuǎn)換功能1 .雕塑曲面造型(Surface Modelinq)功能2 .實(shí)體造型(Solid Modeling)功能3 .物體質(zhì)量特性計(jì)算功能4 .三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析和仿真功能5 .二、三維圖形的轉(zhuǎn)換功能6 .三維幾何模型的顯示處理功能373、CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)具備的功能1 .雕塑曲面造型(Surface Modelina)功能2 .實(shí)體造型(Solid Modeling)功能3 .物體質(zhì)量特性計(jì)算功能4 .三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析和仿真功能5 .二、三維圖形的轉(zhuǎn)換功能6 .三維幾何模型的顯示處理功能7 .有P艮元法FEM (Finite Element Method)網(wǎng)格自 動(dòng)生成的功能1 .雕塑曲面造型(Surface Modelina)功能2 .實(shí)體造型(Solid Modeling)功能3 .物體質(zhì)量特性計(jì)算功能4 .三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析和仿真功能5 .二、三維圖形的轉(zhuǎn)換功能6 .三維幾何模型的顯示處理功能7 .有P艮元法FEM (Finite Element Method)網(wǎng)格自 動(dòng)生成的功能8優(yōu)化設(shè)計(jì)功能41間拓樸優(yōu)化后時(shí)形貌優(yōu)化后-形貌優(yōu)化前1 .雕塑曲面造型(Surface Modelina)功能2 .實(shí)體造型(Solid Modeling)功能3 .物體質(zhì)量特性計(jì)算功能4 .三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析和仿真功能5 .二、三維圖形的轉(zhuǎn)換功能6 .三維幾何模型的顯示處理功能7 .有P艮元法FEM (Finite Element Method)網(wǎng)格自 動(dòng)生成的功能8優(yōu)化設(shè)計(jì)功能9,數(shù)控加工(數(shù)控車、線切割、電火花和二五軸銃削 加工)功能43刀具選擇與路徑仿真root PATH/rrxrvceJTOdPrTcoi, TLDITVMILL, IS.0000/7.5000,8。 1SY3/0.0000,0.0000,0.0000,1.0 unrr/PATH10"INT/BL。及 4UPIDSOTO/ 0.0000,45.0000,3 8.0000,0IDIT/COLOR, 1UPID30TO/O.OOOOJ5.0DODJ.OOOO rAiNT/coLORz 6InternalFEDRAT/MPK,250,0000Tod Path-ATA/n nnnn nc nnnn n nnnnMachine LanguageIPO G01 ZO.O F25O. K08 N60 Y100.K90 X100.nioo ra.oHl10 XO.ON12Q Y4S.M130 X7.5N1W T92.5NISO X92.5HI60 Y7.5一加工指令后置處理N170 r?.51 .雕塑曲面造型(Surface Modelina)功能2 .實(shí)體造型(Solid Modeling)功能3 .物體質(zhì)量特性計(jì)算功能4 .三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析和仿真功能5 .二、三維圖形的轉(zhuǎn)換功能6,三維幾何模型的顯示處理功能7 .有P艮元法FEM (Finite Element Method)網(wǎng)格自動(dòng)生成的功能8 .優(yōu)化設(shè)計(jì)功能 10.信息處理和信息管理功能9.數(shù)控加工(數(shù)控車、線切割、電火花和二五軸銃削加工)功能45建立一個(gè)與系統(tǒng)規(guī)模匹配的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)以實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)、制造、管理的信息共享，并達(dá)到自動(dòng)檢索、 快速存取和不同系統(tǒng)間的交換和傳輸?shù)哪康摹?.3. CAD/CAM系統(tǒng)組成47工、系統(tǒng)的組成482、系統(tǒng)的選擇與配置 CAD/CAM系統(tǒng)的選擇與配置對(duì) CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用和推廣至關(guān)重要，要根 據(jù)用戶應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)的目的與對(duì)象、經(jīng)費(fèi)額和其它已有相關(guān)設(shè)備的情況，綜合考慮,選擇合適的CAD/ CAM系統(tǒng)及其配置o4914 CAD/CAM 的新技術(shù)