机械cadcam技术试题

机械cadcam技术试题（共7篇）

篇1：机械cadcam技术试题

第一章

1、CAD计算机辅助设计指工程技术人员在计算机及其各种软件工具帮助下应用自身知识和经验对产品进行包括方案构思总体设计工程分析图形编辑技术文档等一切设计活动的总称

CAD功能：几何建模、工程分析、模拟仿真、工程绘图。

2、CAPP计算机辅助工艺设计是根据产品设计结果进行产品的加工方法和制造过程的设计

功能：毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定、工时定额计算等

3、CAM广义指利用计算机完成从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的各种生产活动，包括工艺准备、生产作业计划、物流控制、质量保证等。狭义指数控加工编程包括刀具路线规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及后置处理和数控代码生成等作业过程。

4、CAD/CAM系统功能产品几何建模、产品模型的工程分析处理、工程图绘制、辅助制定工艺规程、NC自动编程、加工过程仿真模拟、工程数据管理

5、CAD/CAM作业（现代产品设计与制造特征）：产品开发设计数字化、设计环境网络化、设计过程并行化、新型开发工具和手段的应用。

6、CAD/CAD系统是由硬件、软件和设计者组成的人机一体化系统

7、CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机，输入设备、输出设备、存储器、生产装备及计算机网络等几部分。其硬件系统具有的要求：强大的处理功能、大外存储容量、友好方便的人机交互功能、良好的通信联网功能

8、输入设备键盘、鼠标、图形扫描仪、三坐标测量仪、激光扫描仪、数码相机、数据手套以及各种位移传感器。输出设备图形显示器、打印机、绘图仪、立体显示器、三维打印机

9、CAD/CAM系统的软件分为系统软件、支撑软件、专业性应用软件。CAE部分模块有限元分析模块、运动机构仿真分析模块、优化设计模块。

10、（论述题）CAD/CAM技术的发展趋势 a集成化单一功能各模块CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM的集成CAD/CAM与ERP集成，即技术与管理信息的集成b网络化通过网络将不同地点的CAD/CAM系统连接起来，可实现设计信息交换，共享网络资源，降低设计成本，加速了产品设计进程。c智能化智能化是CAD/CAM技术发展的必然选择，通过引入专家系统和人工智能技术，使其能够模拟人类专家的思维方式，在产品设计过程给出智能化提示，如何解决现有设计问题，给予有效的帮助。d虚拟化虚拟现实技术是利用计算机创建一种虚拟环境，使操作者具有沉浸感、自主性和交互性特征。在人机融合为一体虚拟环境中，可大大提高设计效率，缩短开发周期。目前，基于VR技术的CAD/CAM系统实用化还有待进一步研究和完善。

第二章

1、栈是限定在表尾进行插入或删除操作，且为“后进先出”的线性表。队列是限定在表一端插入(队尾)，在另一端删除(队头)的“先进先出”线性表。

2、数据库常用数据模型a层次模型：树结构，可表示“一对多”关系；b网状模型：各节点可有多个父节点，表示“多对多”关系；c关系模型：二维表结构，每张二维数表可看作为是一种关系，关系与关系之间可通过关键码实现联系。

3、PDM(产品数据管理)是管理所有与产品相关的信息和过程的技术。功能：电子资料室管理和检索、产品配置管理、工作流程管理、项目管理功能。

第三章设计制造数据的处理包括数表和线图的处理。数表分类：常数数表、列表函数。数表公式化处理方法：a函数插值：线性插值、抛物线插值、b函数拟合（曲线拟合）曲线不要求通过已知结点，仅反映数据变化趋势。最小二乘法函数拟合：曲线到各结点误差平方和最小。步骤：1）在坐标纸上绘出各结点，根据其趋势绘制曲线图形；2）确定近似函数，可为多项式、对数函数或指数函数等；3）用最小二乘法求出待定系数。第四章1窗口定义为一个矩形框，它的位置和大小在用户坐标系中一般用矩形的左下角和右上角表示，矩形观察框，用以显示感兴趣的图形内容。窗口一般用矩形对角坐标表示。涉及图形剪裁技术。窗口也可定义为圆形、多边形等异型窗口。窗口可以嵌套。

2视区是在图形设备上定义的矩形区域。用于输出所要显示的图形和文字。视区同样用矩形对角坐标表示。视区应小于等于屏幕区域，可在同一屏幕上定义多个视区。3窗口与视区坐标点的变换a视区不变,窗口缩小显示图形放大b窗口不变，视区缩小显示图形缩小c窗口与视区相同，所显示图形大小比例不变d若视区与窗口纵横比不同时，则图形会产生伸缩变形。

4裁剪是裁去窗口之外图形的一种图形处理技术

第五章1CADCAM建模技术发展：线框模型→表面模型→曲面模型→实体造型→特征建模 线框模型、曲面模型、实体模型统称为几何模型

2几何信息是指构成三维形体各个几何元素在欧式空间中的位置和大小，可以用数学表达式定量描述，通过不等式可对其边界范围加以限制。

3拓扑信息反应形体中各几何元素的数量及其相互间的连接关系

4欧拉公式用来检验形体的合法性和一致性。(点V)(边E)（面F）(独立的多面体数量B)（穿透形体的孔数G）(所有面上的内环数L)正则体V–E+F=2 封闭多面体分割成B个独立多面体：V–E+F–B=1有孔洞形体V–E+F–L=2（B–G）5线框建模技术线框模型优点：数据结构简单、信息量少、占用内存空间小、操作速度快，可生成三视图、透视图和轴侧图。不足：缺少面、体等拓扑信息，信息描述不够完整易产生多义性，不能消隐、不能剖视、不能进行物性计算和求交计算等。

6表面建模是通过对形体各个表面或曲面进行描述的一种三维建模方法。优点：相对于线框模型来说，增加了面边的拓扑关系，可进行消隐处理、剖面图生成、渲染、求交、刀轨生成、有限元网格划分等作业不足：缺少体信息，无法区分哪一侧为实体不便进行物性计算和分析。7实体模型表示法：扫描表示法、边界表示法、构造实体几何表示法、空间单元表示法。8特征建模即通过特征及其几何关系来定义、描述实体模型的方法和过程

基于特征的零件信息模型其

包含零件层特征层几何层三个

层次，特征层是核心，形状特征

又是特征层的重要模块，其精度

材料/技术特征从属于形状特征

几何层提供了零件的详细几何

/拓扑信息的描述，是整个模型

的基础

9形状特征包含了所描述形体的几何信息和拓扑信息，是构造零件的基本要素，也是零件非几何特征（精度特征、材料特征）的载体。

10特征间的关系：邻接关系、从属关系、分布关系。

11实体建模和特征建模本质上是面向零件的建模技术，而在产品设计中需要将各种零件装配成部件，再把部件和零件组装成产品，需要能够处理零件间相互连接和装配关系的面向产品的建模技术，即装配建模技术。装配建模支持产品从概念设计到零件设计，能完整、正确地传递不同装配体的设计参数、装配层次和装配信息。

12三种基本的装配关系：定位关系：零部件之间的空间位置和配合关系，如对齐、重合、配合等;连接关系：零部件几何元素之间的连接方式，如螺钉连接、键连接等;运动关系：零部件之间的相对运动和传动关系，如齿轮传动、带传动等。13装配设计方法：自底向上的设计和自顶向下的设计 自底向上的设计优点：思路简单，操作方便，易于理解，各零部件独立设计，装配简单；缺点：初始设计时未能考虑零部件间相互影响，易产生相互干涉现象，造成设计反复，影响设计效率自顶向下的设计优特点：设计过程是一个逐步求精的过程，更符合人们思维方式，减少设计重复工作，提高了设计效率，缩短研发周期，减少设计成本。

第六章1计算机辅助工程分析(CAE)是迅速发展中的计算力学、计算数学、相关的工程科学和现代计算机技术相结合而形成的一种综合性、知识密集型的科学。2在CAD/CAM中，典型的计算机辅助工程分析工作包括:(1)对受载荷作用的产品零部件进行强度分析;计算已知零部件尺寸在受载下的应力和变形，或根据已知许用应力和刚度要求计算所需的零件尺寸;如果所受的载荷为变动载荷，还要计算系统的动态响应。(2)对作复杂运动的机械和机械人机构等进行运动分析，计算其运动轨迹、速度和加速度。(3)对系统的温度场、电磁场、流体场进行分析求解。(4)按照给定的条件和准则，寻求产品的最优设计参数，寻求最优的加工规则等。(5)对已形成的产品设计方案和加工方案进行仿真分析，即按照方案的数学描述，通过分析计算，模拟实际系统的运行，预测和观察产品的工作性能和加工生产过程。3优化设计的数学模型包含三个要素，即设计变量、目标函数和约束条件.4仿真的一般过程1.建立数学模型2.建立仿真模型3.编制仿真程序4.进行仿真实验5.结果统计分析 6.仿真工作总结 5.有限元软件组成由三部分组成a有限元前置处理包括从构造几何模型、划分有限元网格，到生成、校核、输入计算模型的几何、拓扑、载荷、材料和边界条件数据b有限元解算进行单元分析和整体分析、求解位移、应力值等c有限元后置处理对计算结果进行分析、整理，并以图形方式输出，以便设计人员对设计结果作出直观判断，对设计方案或模型进行实时修改。有限元方法的最大特点是能够适应各种复杂的边界形状和边界条件，这是因为它可以采用多种单元类型和节点几何状态描述形式来模拟结构。

6、（论述题）仿真在CAD/CAM系统中的应用(1)产品形态仿真例如产品的结构状态、外观、色彩等形象化属性。(2)零部件装配关系仿真以及工作环境空间的配置仿真可通过仿真检验产品装配结构是否合理、是否发生干涉;人工操作是否方便，是否符合人机学原理(3)运动学仿真模拟机构的运动过程，包括自由度约束状况、运动轨迹、速度和加速度变化等(4)动力学仿真分析计算机械系统在质量特性和力学特性作用下系统的运动和力的动态特性。(5)零件工艺过程几何仿真根据工艺路线的安排，(6)加工过程仿真(7）生产过程仿真例如FMS仿真，模拟工件在系统中的流动过程，展示从上料、装夹、加工、换位、再加工、„„直到最后下料、成品放入立体仓库的全部过程。

第七章

1、计算机集成制造（CIM）并行工程（CE）敏捷制造（AM）虚拟制造（VM）

2、CAPP系统的结构组成：零件信息的获取、工艺决策、工艺数据库与知识库、人机交互界面、工艺文件管理与输出。

3、成组技术是利用相似性原理将工程技术和管理技术集于一体的一种生产组织管理技术。

4、Opitz编码系统9位前5位主码后4位辅码主码主要用于描述零件的基本结构形状其中第一位为零件的大类码，用来区分是回转体零件还是非回转体零件;第2—5位针对各大类零件形状进行进一步描述和细分，分别为外部形状及其要素，内部要素及其要素，平面加工和辅助加工要素等，后4位辅码分别表示零件的主要尺寸，材料及热处理，毛坯形状和精度要求 5CAPP系统分为派生式、创成式、综合式。A派生式CAPP系统是利用零件相似性检索现有工艺的一种软件系统，派生式CAPP特点1)以成组技术为基础，理论上比较成熟2)继承企业较成熟的传统工艺，有较好的实用性3)适用于结构比较简单的零件，尤其回转类零件4)系统柔性度较差，对于相似性较差的复杂零件，难以编码描述。B创成式CAPP系统是一种能综合零件加工信息，自动为一个新零件创造工艺规程的软件系统，创成式CAPP特点1)通过逻辑推理，自动决策生成零件工艺规程无需人为干预2)具有较高的柔性，适应范围广3)便于与CAD和CAM系统的集成4)系统实现较为困难，目前只能处理特定环境下的特定零件。工艺决策知识的表示决策树与决策表..C综合式CAPP系统采取派生式与创成式相结合的方法生成工艺规程，即工艺设计采用派生法，工序设计则采用创成决策方法产生。即采用派生法生成零件加工工艺流程，采用创成法自动进行各加工工序的决策。综合式CAPP特点：综合派生式与创成式CAPP两者优点，具有系统简洁、快捷、灵活、实用性强的特点。第八章1 机床坐标系（MCS）是机床固有的工件坐标系（WCS）是相对于加工工件而言，是编程人员根据所加工工件的形状特征和工艺要求，为了编程的方便在工件上所确定的坐标系。2数控机床坐标定义前提: 假设工件不动，刀具相对工件运动Z轴：与主轴平行，工件尺寸增大方向为正方向；多主轴时，使用最多的为Z轴；无主轴时，垂直于工件装夹面坐标轴为Z轴。X轴：与工件装夹面平行，水平且与Z轴垂直车床－沿工件径向，离开工件轴线方向为正向铣床－立式：由主轴向立柱看，右手方向为正向卧式：由主轴向工件看，右手方向为X轴正向刀触点：在加工过程中刀具与工件的实际接触点(A)。刀位点：数控编程中用以表示刀具位置的坐标点(O)。G准备功能字；F进给速度功能字；S主轴转速功能字；T刀具功能字；M辅助功能字。

刀具运动控制面零件面、导动面、检查面。零件面是刀具加工完成的表面。导动面是引导刀具进行切削运动的作用面。检查面是用来确定刀具每次进给的终止位置。

编制和生成数控机床所用的数控加工程序的过程，称为数控编程

5手工编程数控程序步骤：工艺分析、数值计算、编制零件加工程序、数控程序输入、试切和修改。

6、CAD/CAM系统编程的特点：（1）在图形环境下将被加工零件的几何造型、刀位计算、后置处理和加工仿真等数控编程的作业过程结合在一起，有效的解决了编程的数据来源、图形显示、校验计算和交互修改等问题，弥补了数控语言自动编程存在的不足。（2）整个编程过程是面向零件几何图形交互进行的，不需要编制零件加工源程序，用户界面友好，使用简便、直观、准确，便于检查。（3）有利于实现系统的集成，不仅能够实现产品设计（CAD）与数控加工编程（NCP）的集成，还便于与工艺规程设计（CAPP）、刀夹量具设计等其他生产环节的集成。

7型腔加工方法：行切法和环切法...........A行切法：刀具按平行于某坐标轴方向或一组平行线方向走刀。刀位计算简单，遇到岛屿抬刀越过岛屿，或沿岛屿边界绕过去。特点往返走刀：空行程少，加工效率高，交替出现顺逆铣，影响加工质量。单向走刀：可保持刀具相同切削状态，但空行程较多，加工效率低。B环切法:是环绕型腔边界进行切削加工方法。外环顺时针走向，内环逆时针走向

第九章1CAD/CAM系统分类应用系统层、基本功能层、产品数据管理层集成方式专用数据交换接口方式、中性文件数据交换接口方式、基于工程数据库集成方式、基于PDM系统的集成方式集成关键技术产品建模技术、产品数据交换接口技术、产品数据管理技术

2、产品数据交互标准：（1）初始化图形交换标准IGES ；(2)产品定义数据接口PDDI；（3）产品数据交换规范PDES；（4）数据交换规范SET；（5）产品模型数据交换标准STEP。3快速原型制造（RPM）是集CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术和激光技术等技术于一体的综合制造技术，它采用分层离散—逐层堆积原理实现材料的快速成型过程

4反求工程（RE(逆向工程)）是根据已有的产品实物模型，经由产品信息的采集，生成计算机数字模型，再进行产品制造，是一个由设计下游向设计上游进行产品信息反馈的过程。5虚拟制造（VM）是利用计算机仿真和虚拟现实技术，采用群组协同作业模式，在高性能计算机及互联网络的支持下，实现产品实际制造的本质过程。特点：以数字模型为核心、以模型信息的集成为根本、以高逼真度仿真为特色、交互环境的自然化、分布式协同工作环境、柔性的组织模式。

6网络化制造最终将达到的战略目标为：a分担基础设施建设费用和相应的商务风险b分享核心竞争优势c缩短产品投放市场所需时间d协同产品开发和合作e增加市场占有份额及快速进入市场等。

篇2：机械cadcam技术试题

2.CAD/CAM的硬件主要由计算机主机，外存储器，输入设备，输出设备，网络设备和自动化生产装备等组成。

3.CAD/CAM系统软件根据执行任务和处理对象的不同可分为系统软件、支撑软件和应用软件三个不同的层次。

4.CAD/CAM技术的未来发展主要体现在集成化、网络化、智能化和标准化的实现上。

5.机械CAD/CAM中的数据从其存在形式上可分为：①静态数据。这类数据在一定的时间及范围内基本不会变更，即在整个机械CAD/CAM过程中其特性基本保持不变。②动态数据。这类数据是由用户输入的数据在程序运行过程中产生的，可以由程序设计的其他模块调用，或者是各子系统的中间结果数据。

6.窗口 用户在输入的图像上选定一个观察区域，这个区域被称为窗口

7.视区 在设备坐标系中定义的一矩形区域用于输出窗口中的图像，视区决定了窗口窗口的图行要显示在屏幕上的位置和大小

8.几种常用的数据结构：①线性表。是一个线性结构，是一个含有n≥0个结点的有限序列。②顺序表。是在计算机内存中以数组的形式保存的线性表，是指用一组地址连续的存储单元依次存储数据元素的线性结构。③栈与队列。栈又称堆栈，是一种特殊的线性表，对于这种线性表规定它的插入运算和删除运算均在线性表的同一端进行，进行插入和删除的那一端称为栈顶，另一端称为栈底。队列也是一种特殊的线性表，它的特殊性在于队列的插入和删除操作分别在表的两端进行。④串串。是由零个或多个任意字符组成的有限字符序列。⑤数组。在程序设计中，为了处理方便，把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来。这些按序列排列的同类数据元素的集合称为数组。⑥树和二叉树。树是n（n≥0）个结点的有限集T。二叉树的每个结点至多有2棵子树，子树有左右之分，不能颠倒。

9.常用的数据处理方法有：数据程序化处理、数据文件化处理和数据库管理

10.数表的程序化处理就是用程序完整，准确的描述不同给函数关系的数表，以便在运行过程中迅速，有效地检索和使用数表中的数据。

11.数表的分类：①常数数表。这类数表中的数据为一些不同对象的各种常数数表，彼此间无明显的关联，也不存在函数关系，只有对象和常数之间的一一对应关系。②列表函数。这类数表中的时间之间存在函数关系，用以表达工程中某些复杂问题参数之间的关系，这类数据之间的关系可用某个理论公式或经验公式表示。

12.数表的文件化处理具有以下优点：①可使程序简练②使数表与应用程序分离③一个数表文件可供多个应用程序使用④提高数据系统的可维护性

13.线图的计算机处理方法一般有以下几种：①附有公式的线图：只需将公式编写到计算机程序中，直接由公式求取相关的数据②一般线图：先将线图离散为数表，然后再按照数表程序化处理方法进行处理③复杂线图：需要对线图中每一线条分别进行编程处理

14.线图程序化的步骤：①线图数表化。要注意：弄清线图坐标的含义，确切掌握坐标的比例性质、大小和量纲；读准数值，尤其是特征点：起点、终点、峰点、谷点、转折点、中点等②确定合理的精度，控制误差在允许的范围之内③正确运用分段原则。按曲线走向，相似部分作为一段，分段拟合，使方程简化并且可提高精度④选择合适的拟合方程。采用多种方程分别拟合，从中选出最佳方案⑤根据建立的拟合方程编程

15.数据管理技术的发展大致经过了三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段

16.数据模型通常包括三个要素：①数据结构。数据结构主要用于描述数据的静态特征，包括数据的结构和数据间的联系②数据操作数据操作是指在数据库中能够进行的查询、修改、删除现有数据或增加新数据的各种数据访问方式，并且包括数据访问相关的规则。③数据完整性约束。数据完整性约束由一组完整性规则组成。

17.层次模型的优点：①存取方便且速度快②结构清晰，容易理解③数据修改和数据库扩展容易实现④检索关键属性十分方便

18.层次模型的缺陷：结构呆板，缺乏灵活性，同一属性数据要存储多次，数据冗余大，不适合于拓扑空间数据的组织

19.网状模型的优点①能明确而方便地表示数据间的复杂关系②数据冗余小

20.网状模型的缺陷：①网状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难②需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大③数据的修改不方便

21.数据库具有以下主要特点：①数据结构化。在数据库中，数据不再像文件系统中的数据那样从属于特定的应用，而是面向全组织的复杂的数据结构，数据的结构化是数据库区别于文件系统的根本特征，是实现数据共享的必要条件②数据独立性。在文件管理中，应用程序直接对数据文件中的数据进行操作，数据的组织和存取方式与应用程序密切相关，一方发生变化，另一方必须做出相应变动③数据共享性好，冗余度低。数据库系统中的数据可供多个用户、多种语言和多个应用程序共享，这是数据库技术的基本特性，数据共享大大减少了数据的冗余度和不一致性，大大地提高了数据的利用率和工作效率④数据安全性、完整性。数据库系统提供了一套有效的安全检查功能和控制措施，可以保证数据存取的安全性，防止不合理使用，同时保证数据的正确性、合理性、有效性、一致性，即数据的完整性。

22.数据库管理系统的主要功能：①定义功能。包括数据库文件的数据结构的定义，存储结构的定义，数据格式的定义等。②管理功能。包括控制整个数据库系统的运行和监督，实施对数据的存取、插入、删除、修改等操作，数据的完整性和安全性的控制等。③维护功能。包括数据库的更新、再组织和数据库结构的维护、恢复和性能监视等。④数据通讯功能。负责处理数据的流动，具有与操作系统的联机处理、分时处理的接口软件，提供与高级语言的接口，支持工程应用程序对数据库的访问。⑤建立和生成功能。包括各种文件的生成和建立。

23.数据库管理系统的发展趋势：①图形化、关系化、动态化。研究适合于工程数据库的数据模型、对概念模式可进行动态修改和扩充。②分布化。实行中心、局部双层分布式数据管理③集成化。将CAD、CAM将系统的数据库集成为一个公共数据库。④智能化。由数据库向知识库方向发展，这是工程数据库发展的必然趋势。

24.PDM的定义既可以是狭义的也可以是广义的。从狭义上讲，PDM仅管理与工程设计相关领域内的信息。从广义上讲，它可以覆盖到整个企业中从产品的市场需求、研发、设计、制造、销售、服务与维护等各个领域的信息管理

25.PDM主要技术有：①与应用软件集成的面向对象的嵌入和链接技术②支持产品生命周期内数据建模和管理的对象管理技术③支持并行工程的多级分布式计算环境④实习数据集成和管理的数据仓储管理技术⑤协同工作的网络技术和远程通信技术、跨平台的Web技术和Java技术⑥独立于硬件平台的图形用户界面GUI技术等

26.PDM的功能：①文档管理。②产品结构与配置管理。③工作流和过程管。④应用封装与集成。⑤查看和圈阅。⑥扫描与成像。⑦设计检索和零件库。⑧项目管理。⑨电子协作。

27.三种模型：线框模型、表面模型、实体模型

28.CSG法的优点：数据结构比较简单，数据量比较小，内部数据的管理容易，CSG表示可方便地转换成边界表示，CSG法表示的形状易于修改

29.CSG法的缺点对形体的表示受体素的种类和对体素操作的种类的限制，既CSG法表示形体的覆盖域有较大的局限性，对形体的局部操作不易实现，由于形体的边界几何元素是隐含的表示在CSG中，故当要产生图形显示时就需要计算形体的边界计算量大，显示与绘制CSG表示的形体需要较长的时间

30.B-rep表示方法的优点：表示形体的点、边、面等几何元素是显示的，使得绘制B-rep表示的形体的速度较快，易于确定几何元素间连接关系；易于支持对物体的各种局部操作；便于在数据结构上附加各种非几何信息，如材料、精度、表面粗糙度等。

31.B-rep表示方法的缺点：数据结构复杂，需要大量的存储空间，维护内部数据结构的程序比较复杂；B-rep表示不一定对应一个有效形体，通常需运用欧拉操作来保证B-rep表示形体的有效性、正则性等。

篇3：机械cadcam技术试题

数控编程是数控专业最核心的技术，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。数控编程一般分为手工编程和自动编程两种，手工编程按照数控系统操作编程说明书，自动编程由CAD/CAM软件完成。本文分别论述各自优势特点。

1.手工编程

手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制作控制介质到程序校验都是人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控系统指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。主要用于点位加工（如钻、镗孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数有限，编程直观易于实现，灵活、经济、及时易于掌握。无需较高的专业文化水平，主要适用于数控机床操作者。

通过控系统操作面板（CRT），直接将G指令、M功能及坐标地址XYZ等编制程序，国内数控系统主要采用德国的西门子、日本的发那科,国际上广泛采用ISO国际标准化组织标准代码，目前手工编程仍广泛应用。如三一、中联重科、徐工科技、北方重工等工程机械类。

2.自动化编程（CAD/CAM）

对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨迹数据计算相当繁琐，工作量大，极易出错，且很难校对，有些甚至根本无法完成，必须用自动编程的方法编制程序。

自动编程是对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过后置处理生成加工程序，称为自动编程。加工程序通过直接通信的方式送入数控系统，指挥机床工作。是CAD(计算机辅助设计)与CAM(计算机辅助制造)高度结合的自动编程系统，通常称为CAD/CAM系统。是当前最先进的数控加工编程方法，它利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何形状计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程，操作过程形象生动，效率高、出错几率低。而且还可以通过软件的数据接口共享已有的CAD设计结果，实现CAD/CAM集成一体化，实现无图纸设计制造。 常用自动编程软件有美国Unigraphics Solution公司的UG，法国达索（Dassault）公司的CATIA，美国 PTC 公司的Pro/E等。

2.1零件三维建模（CAD）

交互式图形自动编程系统（CAD/CAM），可通过三种方法获取和建立零件几何模型：

（1）软件本身提供的CAD设计模块。

（2）其他CAD/CAM系统生成的图形，通过标准图形转换接口（例如STEP，DXFIGES，STL，DWG，PARASLD，CADL，NFL等），转换成本软件系统的图形格式。

（3）逆向工程，通过三坐标测量机数据或三维多层扫描数据生成零件三维数模。

准确完善的零件三维造型，是保证零件加工质量的前提和基础。

2.2生成刀具路径(CAM)

在完成了零件的几何造型以后，交互式图形自动编程系统第二步要完成的是产生刀具路径。使用自动编程软件加工（CAM）模块，将三维模型转换为数控加工代码传输给机床数控系统进行加工。其基本過程为：

首先确定加工类型（轮廓、点位、挖槽或曲面加工），用光标选择加工部位，选择走刀路线或切削方式。选取或输入刀具类型、刀号、刀具直径、刀具补偿号、加工预留量、进给速度、主轴转速、退刀安全高度、粗精切削次数及余量、刀具半径长度补偿状况、进退刀延伸线值等加工所需的全部工艺切削参数。 软件系统根据这些零件几何模型数据和切削加工工艺数据，经过分析、计算、处理，生成刀具运动轨迹（图1），与采用哪一种特定的数控机床、系统无关，是一个中性文件，通过后置处理文件，生成机床能识别的NC代码。

图1 UGNX建模与刀具路径

2.3后置处理（Post Builder）

后置处理是自动化编程技术的关键技术之一，作为CAD/CAM 系统与机床数控系统连接的纽带，直接影响自动编程系统的使用效果和零件的加工质量、效率以及机床的可靠运行。目的是生成针对某一特定数控系统的数控加工程序。由于各种机床使用的数控系统各不相同，例如：SIEMENS,FANUC等系统，每一种数控系统所规定的代码及格式不尽相同，为此，自动编程软件系统通常提供多种专用的或通用的后置处理文件，这些后置处理文件的作用是将已生成的刀位文件转变成合适的数控加工程序。目前绝大多数优秀的CAD/CAM软件提供开放式的通用后置处理文件。只要稍加修改，就能满足多种数控系统的要求。生成机床能识别的NC代码。飞机零件现场加工如图2。

图2 飞机零件加工

3.自动化编程CAD/CAM技术的优越性

无论在提高生产率、改善质量方面，还是降低成本、减轻劳动强度方面，CAD/CAM技术的优越性是传统的零件设计制造方法所不能比拟的。

（1）CAD/CAM可以提高零件设计和制造水平， 从而提高零件质量。在计算机系统内存储了各有关专业的综合性的技术知识，为零件的设计和制造工艺制定提供了科学依据。CAD/CAM技术极大地提高了加工能力，可加工传统方法难以加工或根本无法加工的复杂模具型腔，满足了生产要求。

（2）CAD/CAM可以节省时间，提高效率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。CAD与CAM一体化可显著缩短从设计到制造的周期。

（3）CAD/CAM技术可以大幅度降低成本。计算机的高速运算和自动化绘图大大节省了劳动力。优化设计节省了原材料。生产准备时间缩短，产品更新换代加快，大大增强了产品的市场竞争能力。

（4）CAD/CAM技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和NC编程中释放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。

4.结束语

篇4：机械cadcam技术试题

实习报 告

专业 班

姓名实习时间实习单位指导教师成绩

毕业实习报告要求：

写作方法

第一部分：以实习时间、地点、任务作为引子，或把实习感受、结果，用高度概括的语言概括出来以引出报告的内容。第二部分：实习过程(实习内容、环节、做法)

1.将学校里学到的理论、方式方法变成实践的行为;

2.观察体验在学校没有接触的东西，他们是以什么样的面目、方式方法，以怎样的形态或面貌出现的。

第三部分：实习体会、经验教训，今后努力的方向等。可以以实习体会、经验为条目来组织。

写作要求

1.报告必须写自己的实习经历，可参考别人的资料，但不能抄袭，一旦发现一律作为零分处理。

2.如有引用或从别处摘录的内容要表明出处。参考文献的标注方法一律采用文后注释，具体格式为:引文标题、作者、出处(刊物名称)、页码、发表日期或出版者、出版时间和版次。

3.文章开头有内容摘要和主题词。

4.语言要求简练，不要过多的说“我”如何如何，在第一段介绍了自己的实习时间地点和分配到的任务后,下面的文字尽量少出现人称，不用人称，字数要在3000以上。）

--CAD/CAM研究所

以下为实习报告正文

篇5：CADCAM领域的主流技术

1)基础造型技术(参数化设计、变量化设计及特征造型技术)

在CAD技术发展的初期，CAD仅限于计算机辅助绘图，随着计算机软、硬件技术的飞速发展，CAD技术才从二维平面绘图发展到三维产品建模，随之也就产生了三维线框造型、曲面造型以及实体造型技术。而如今参数化及变量化设计思想和特征造型则代表了当今CAD技术的发展方向。

传统的CAD绘图软件都是用固定的尺寸值定义几何元素，要进行图面修改只有删除原有的线条后重画，而新产品的打样设计不可避免的要进行多次的修改，进行零件形状和尺寸的综合协调、优化，而且大多数设计工作都是在原有设计基础上的改进。因此，新的CAD系统都增加了参数化和变量化设计模块，使得产品的设计图可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而自动修改图形，这可以减少大量的重复劳动，减轻设计工作量。

参数化设计一般是指设计对象的结构形状比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系，参数的求解较简单，参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系，设计结果的修改受尺寸驱动。生产中最常用的系列化标准件就是属于这一类型。变量化设计(Variationaldesign)是指设计对象的修改需要更大的自由度，通过求解一组约束方程来确定产品的尺寸和形状。约束方程可以是几何关系，也可以是工程计算条件，设计结果的修改受到约束方程驱动。变量化设计允许尺寸欠约束的存在，这样设计者便可以采用先形状后尺寸的设计方式，将满足设计要求的几何形状放在第一位而暂不用考虑尺寸细节，设计过程相对宽松。变量化设计可以用于公差分析、运动机构协调、设计优化、初步方案设计选型等，尤其在做概念设计时更显得得心应手。

谈到变量化设计，就不能不提及美国SDRC公司的VGX技术。VGX是VariationalGeometryExtended(超变量化几何)的缩写，是变量化技术发展的一个里程碑。它的思想最早体现在SDRC公司的软件产品I-DEASMasterSeries第一版的变量化构图中。VGX技术为CAD软件带来了空前的易用性，设计人员可以非常直观地、实时地进行产品三维几何模型的操作和修改，而且只需在一个主模型中，就可以动态地捕捉设计、分析和制造的意图并一气呵成地进行操作。VGX技术极大地改进了交互操作的直观性及可靠性，从而使CAD软件更加易于使用，富有效率。

篇6：机械cadcam技术试题

CAD/CAM技术促进企业科技进步

一、前言

CAD技术在60年代兴起于工业发达国家，随着计算机硬件技术及制造业本身的飞速发展，CAD软件业也迅速成长起来。80年代初，国内开始CAD技术的应用，于80年代末形成规模。90年代初，我厂就开始CAD技术的应用，1997年开始进入集CAD/CAM/CAE，CAPP技术等多项高新技术于一身的逆向工程技术领域。现在CAD/CAM已成为企业设计、制造最基本的工具和方式。

二、CAD/CAM系统的建立

我厂是高低压电器元件和成套装置生产厂家。每年生产几千台套各种开关及开关设备。产品的特点是:品种更新快、交货时间短，其中钣金、冲压件占产品全部零件的80%以上。随着应用技术的发展和生产规模的不断扩大,工厂在“八五”、“九五”期间引进了日本的数控冲床、瑞士的激光切割机、焊接机械手、美国的加工中心、三座标测量仪等许多先进的加工设备进行了大规模的技术改造。在产品的设计实践中我们认识到,产品设计是决定产品性能、质量、水平和经济效益的重要环节,产品是否有竞争能力,在很大程度上取决于产品的设计。当今先进开关及开关设备的一切优良性能是集世界先进设计技术、先进造型技术、先进分析技术、先进加工工艺技术、先进制造技术并融新材料、新方法等于一身，是通过许多高科技的手段来实现的。开关设计由于要求体积小、机构操作既要可靠又轻便简单，因此在结构设计上、制造工艺技术上就有一定的特殊性，而加工工艺的制定又取决于前期的选型设计和结构设计。面对众多同行厂家的激烈竞争，为了加快自身科技进步的脚步，加速产品的升级换代，提高产品的高技术含量，早在1989年底，就开始关注CAD技术引进了模具CAD软件，对冷冲模进行了辅助设计，1992年又从西交大引进“JDS计算机自动布线”软件，使开关柜的二次接线布线图实现了计算机设计，为今后CAD技术的普及应用打下了良好的基础。1996年底，我厂经过调研，试运行，系统测试，于1997年初从华中理工大学引入了开目CAD软件。第一期的软硬件设备配置投资不到20万元系统已初具规模，而经过几个月的应用就取得了良好的效果，随着应用的不断深入，应用范围也越来越广。最初仅在设计科室应用，而今，从设计，工艺到生产加工已全面铺开。到目前为止我厂已经先后四次引入开目CAD软件共50多套，运行在60多台微机上，可以说已具有一定的规模。1998年初又从美国EDS公司引进UGII软件，开始由二维设计逐步转入三维设计，从而使我厂的设计水平前进了一大步。目前我厂仅技术口就配有：联想586计算机60台，SGI工作站一台，HPVectraXU两台，HP650，HP700绘图机各一台，EPSON喷墨打印机六台，累计投资二百多万元。所有的微机用NT网联接，SGI工作站也与微机采用网络联接，在微机上安装了FTP软件，采用双工方式实时以及后处理NC数控代码数据。在数控冲床工作区，采用数控NC系统提拱的通讯协议，NC机床的RS232C串行通讯口与PC486连接，数据传送采用半双工模式，允许NC与PC之间通过该线路进行双向轮流传输。我们还开展了CAD/CAM一体化的尝试，在UG上制作出零件的外形，进入UG的CAM模块生成.CLSF文件，再利用UG软件的通用后置处理生成.ptp文件，利用SGI工作站网络、PC网络、PC与NC机床间的通信，完成从CAD到CAM的一体化设计。

三、CAD/CAM/CAE的应用

1．三维设计与二维设计的集成我厂从1996年底开始全面推广二维计算机设计的应用，取得了较显著的成效。首先，应用二维CAD提高了绘图速度、图形方便、出图美观。从我厂应用开目CAD设计伊始，我们就非常重视CAD数据库的建立工作，在设计过程中，无论是结构设计，工艺设计还是模具设计，有许多工作是相同或相近的，对于这部分工作，我们称其为“标准件”，利用软件提供的强大功能，结合我国国家标准及本单位的具体情况，把它们全部做成“标准件数据库”，大大减少重复劳动使设计人员从繁锁的劳动中解放出来，有更多的精力到从事创造性的优化产品结构的设计。在引进开目CAD软件的同时，我厂还针对应用最多的钣金加工进行了二次开发，成功实现了钣金加工的计算机设计，制造一体化。自行设计开发出电流互感器二次绕组计算书，KYN4（A）10F对面桥自动生成模块。被评为华中理工大学的“最佳用户”、“典型用户”、省CAD示范企业。目前我厂产品开发全部应用CAD设计，出图率达98%以上，普及率100%，二维图纸已有上万张。然而，这一步仅完成甩图板的工程，在平面上生成图样，而无法实现三维造型布局和动态分析。我们认为要提高设计水平可通过应用现有的二维设计图建立三维数学模型进行三维的变形的设计，生成系列件图库，零件的模具图。

将已有资源通过优化组合而成为一种新的资源，这本身就是一个创造性劳动。二维与三维的集成就是这样一种综合性的技术运用工程。开目CAD与UG系统中的每一个部件对象都支持OLE/COM接口标准，开目设计软件都可生成一个DXF格式文件，而UG三维软件也可直接读取DXF文件格式，这使得二维与三维的集成成为可能。

2.应用三维技术进行新产品设计

1998年初我厂选用真空接触器作为使用UG进行产品开发的“样板设计”。进行方案设计时,首先，是进行满足技术指标要求的功能设计。利用UG的三维建模功能,进行外观设计,确定总体布局,做出简单的几何外形,制定出产品完成其功能应具备哪些功能部件,以及各功能部件之间的相对位置。根据不同的使用要求,设计出几种不同的方案,然后综合用户及各方意见,进行不断修改,直到满意为止。将方案模型做成彩色tif图片,在计算机上进行多媒体演示,以获得最佳效果。第二,总体结构设计。在这个阶段开始具体的工程设计。根据方案确定的结构,确定各部件的外形结构尺寸和配合尺寸,以及各部件之间的约束关系。第三,零、部件的结构设计。根据组成部件的各零件间的相关性和可修改性,进行“自上而下”,和“自下而上”的设计。在部件中,各零件的相互配合尺寸及空间位置、各种必要的数据被最终确定下来。部件设计完成后,根据部件中所确定的各零件的结构,再设计出形状各异的零件。设计人员综合使用三维UG软件的各种技巧，先后完成零件设计。第四，设计验证。利用UGInfoAnalysisinterference检查装配件之间是否有干涉,相互位置是否正确,将大量的设计误差消灭在出图之前。利用MSC/Nastran软件对结构体进行有限元分析计算,利用UG/GFEMPlus模块来做有限元的前后处理,得出在高速运动及强力作用下结构体的动态特性及动态响应,为设计零件的结构形式及所选材料提供依据,从而确保设计出的零件结构合理,材料选用恰当。根据检查、分析、计算结果,反过来对设计进行反复修改,使零、部件得到最优化设计,设计出完美的产品。最后,我们将所有的零件进行细化,并作出二维工程图纸。

3．利用UG的CAE功能进行产品的机构分析

利用UG中的cationMechanism进行运动件的运动分析。在运动过程中检查运动件间的约束关系是否正确,运动过程中是否有干涉。这在利用图板设计中是无法实现的。这不仅提高了设计质量而切能准确地预测产品的性能。如我们应用UG所完成中置柜的机构分析。首先，利用UG的高级建模功能完成中置柜主要部件的三维造型，包括接地开关传动闭锁装置，活门联琐装置，并用UG的装配功能将这些零件装配在一起。完成装配后，标记出相对运动的各零件间的连接点和方向，据此，用UG的机构分析模块分别定义出活门联锁机构的组成元素。根据机构的组成原理,先生成组成活门联锁机构的运动构件，UG中称之为连杆(link)，可以用三维零件实体作为连杆，根据实际机构中各构件的运动关系在连杆间建立运运动副(joint)。并且按实际运动定义两个主动运动副：上、下活门，并且规定转向运动的极限值，最后形成一个完全约束(自由度为零)的活门运动机构。

利用UG/Mechanism中的Artification功能求解，仿真给定机构的运动，求活门运动轨迹，利用后处理功能中的Trace功能将活门定义为被跟踪轨迹的物体。通过运动分析和后处理，可以很方便地求得活门运动的最大极限值等，检查运动时各零件的干涉情况。利用UG/Mechanism功能,我们在很短时间内解决了活门的运动规律问题。UG中构成机构的构件(link)是真实的三维零件实体,因此整个机构直观、形象而且十分准确。后处理功能中可以利用测量、跟踪轨迹和干涉检查等手段求得所需运动部件的各种参数。所以说要精确描述现实空间的运动，必须以三维实体为基础，以此形成运动构件，合理选取运动副和运动条件，实现机构的正确约束，在定义运动副时，其运动、原点、方向、限制点对机构建立的正确与否有重要作用。

四、CAD/CAM应用过程中的几点体会

第一循序渐进的目标，分期恰当的投资，正确可行的实施方案很重要

任何事物都有其发展规律，CAD/CAM这一先进的制造技术也经历了漫长的发展道路。同样，要实施掌握这一技术必然会有一个过程，即使在发达国家成功率也非100%，部分在某阶段停滞不前，部分则失败，关键也许就在于目标，投资，实施三者应切合实际并取得平衡，目标应具体且易于实现并能为实现下一个更大目标打下基础，投资应以刚够用为宜，防止产品更新换代或闲置造成浪费。实施方案应具体，可操作性强并与强有力的行政措施相结合加快实施进度。

第二领导的决策和目标至关重要

我厂的CAD/CAM的应用之所以能够迅速推广，是因为厂领导直接提出实施目标，制定实施措施。1996年底厂领导决定先引进开目CAD对工程技术人员进行普及推广实现甩图板工程，当这一目标实现后，1997年底，又不失时机地组织CAD应用的专题研讨会，对如何进一步提高设计效率，缩短设计周期，减少设计差错，特别是怎样在更高层次上应用三维软件进行实体模拟，以减少样机试验的工作量方面进行了充分的探讨，最后经过认真调研从美国EDS公司引进UGII软件，并制定了详细的实施规划。

第三具有一支素质良好的技术队伍并培养骨干分子是实现目标的重要保证。

在我们技术口，想起实现丢掉图板的过程，大家都很感慨，尤其是年纪稍大，英语基础差的老技术人员，承受了很大的竞争压力，既要改变几十年技能与习惯，又要学习新技术，应用新技术从

事设计工作，这确是非常艰苦的过程，在这过程中青年骨干发挥了传帮带的作用，达到了“以点带面”的目的，正所谓“榜样的力量是无穷的”很大程度上加快了新技术的推广普及进程。它体现出我厂这支技术队伍的良好素质和务实精神。目前，技术口年轻人的比例大大增加，更增添了这支队伍的活力。

第四培训在实施过程中，自始至终是重要手段。

CAD/CAM技术主要是在实践中学习的，在CAD/CAM各个实施阶段，各有其特定的目标和特定的技术难点，我们实施“火炬式”的接力培训，采用边实践边培训边应用的方法，使得CAD/CAM技术迅速推广。

第五依靠高校或高技术产业，走出一条到达目标的又快又好的捷径。

篇7：机械cadcam技术试题

工业工程2011级姓名：崔成平学号：20111030311

5摘要：

在技术发达的今天工业社会，计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM)在工程设计、制造等领域具有重要革新、高效率的高新技术。随着计算机技术日益成熟和强大，CAD/CAM自动加工对社会的机械等行业产生了巨大的影响，对社会产生翻天覆地的影响和巨大的经济效益。自从1952年研究出来了数控铣床，即出现CAM技术，利用计算机来进行生产管理和操作；60年代出现CAD,随后在全球范围迅速普及和应用，至今CAD/CAM已经发展了大半个世纪。对制造业来说，CAD/CAM是提高产品设计品质和制造品质、缩短产品开发周期，降低产品开发成本的强有力手段，已成为企业赢得市场的制胜法宝。CAD/CAM技术的出现推动了几乎一切领域的设计革命,到如今CAD/CAM技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一 本文介绍了CAD/CAM技术的发展过程及应用领域, 阐述该技术的发展对现代化机械技术起到至关重要的作用和影响。并对该技术在集成化、智能化、网络化、绿色化、综合化等方面的发展趋势和应用前景进行展望。

现代各种新科学技术不断发展的今天，产品的设计和制造都可以有计算机来完成。特别是数字化CAD/CAM技术，在各种机械产品的生产和设计过程中有举足轻重的作用和重要地位。就目前而言，CAD/CAM技术和水平已经发展到相对成熟的时候，在工业发达的的国家，CAD/CAM技术应用已经快速的从军事工业向民事工业转移和发展，有大型企业向中小型企业推广，由高新技术产业区域逐步向汽车、日用家电、轻工业普及。由于CAD/CAM技术是逐步综合计算机辅助设计、制造和管理系统，他可以实现零件的设计和分析、有限元分析、虚拟装配和仿真、数控加工和仿真等许多计算机辅助功能，从而在工程设计制造人员的主要设计制造工具，在现代的设计制造业中发挥着愈发重要的作用。

一、CAD/CAMCAD/CAM软件技术现状

1.CAD/CAM技术向一体化技术过渡指的是指的是CAD与CAM各模块之间信息的提取、交换、共享和处理的集成。与之有关的技术有CAD、CAPP（计算机辅助工艺过程设计）、GT、Databases等。其中，产品建模技术、CAPP、及NC技术、工程数据的管理、各模块间的数据交换接口是CAD/CAM一体化的关键技术。基于图形学发展起来的CAD软件，它的基本功能有：产品信息的输入、检查修改和零件图的绘制。优秀的CAD软件，除了线框建模、曲面建模、实体造型的造型和建模方式外，还有特征造型、参数化设计、可变建模等功能。它不仅能提供产品的几何信息，还能提供公差、表面粗糙度、材料性能、加工要求等产品的制造信息。CAD软件系统还包含各种编辑工具、自定义功能、与其它高级语言的接口）并定义有符合国际标准的数据交换格式，以便用户在此基础上进行二次开发。

为了将CAD与CAM集成一个完整的系统集成一个完整的系统，即希望在CAD做出设计后，由计算机辅助工艺师制定出工艺计划，包括刀具选择、刀具轨迹、切削用量、切

削速度、主轴转速等，然后自动生成NC代码，这就是计算机辅助工艺规划（CAPP）。计算机辅助工艺规划是连接CAD和CAM的中间环节。CAD数据库的信息只有经过CAPP系统才能变为CAM的加工信息。CAPP的设计方法有两种。一种是以成组技术（GT）为基础的经验型CAPP，它有派生法或检索法；另一种是依靠事先规定的逻辑决策，利用规定的加工要求和逻辑原则自动生成零件的工艺过程的创成型CAPP（Generative Approach），它属于人工智能型的设计方法。派生法和创成法相结合的设计方法——综合设计法是当前主要的设计方法，它利用派生法设计工艺路线用创成法设计工序内容。一个比较完善的CAPP系统，应具有：加工方法的选择（车、铣、刨、磨、镗、钻等）；工艺路线安排；加工设备与工艺设备（刀具、夹具）的选择；工艺尺寸的换算（加工余量，工序尺寸及公差）；切削参数选择（切削速度，进给量、切削深度）；零件NC编程能力。由上所述，制造单元的计算机辅助制造单元（CAM）不是孤立的，它是以产品的计算机辅助设计（CAD）为基础，以计算机辅助工艺规划（CAPP）为桥梁，完成产品的计算机辅助制造，因此被称为CAD/CAM一体化。目前国内外研制、开发、销售的CAD/CAM软件，实际上是制造单元的CAD/CAM，主要是针对数控机床的CAD/CAM软件

二、数字化CAD/CAM技术应用

既然提到数字化，那么数字化CAD/CAM技术有别于传统的CAD/CAM技术。它是综合了传统的CAD/CAM技术、人机工程技术、工业设计技术、图形显示技术、现代控制技术、网络技术、数据库技术、逆向技术、数控加工技术于一身的多学科技术。CAD/CAM技术是不仅是为了缩短产品的研发周期、提高生产率和降低生产成本，更是对传统设计制造的一次彻底的更新。它不仅是一般意义上的无纸设计和计算机辅助设计制造，而是带来了一次全新的设计制造概念。例如数字化CAD/CAM技术的发展，对飞机制造技术的发生根本性的改变。波音飞机777的问世，标志着过去使用模线—样板—量规—标准样件——零件成型模具和装配型架的模拟量传递体系，转变为全机数字化定义一飞机的结构三维建模—数字化与装配—数控加工—数控检测的数字量传递体系。使工程设计水平和飞机研制效率得到了巨大的提高，设计更改和返工率减少了50%，装配时间出现的装配问题减少了50%到80%，制造成本降低了30%到40%，产品研发周期缩短了40%到60%，产品交货期有18个月减少到12个月。

数字化CAD/CAM技术的发展是决定机械制造产品制造周期和成本的两大核心技术，成为提高机械产品技术水平的关键因素。在机械产品的数字化设计中，利用CAD/CAM等先进技术实现机械产品的结构设计和优化。相对与传统的手工和计算机平面绘图，采用CAD/CAM技术可将机械产品的开发周期大大缩短、提高效率、节约人力、物力和财力。另外采用CAD/CAM技术可实现机械产品的三维可视化建模，有利于设计、制造和终端互相应用之间的沟通和交流，使机械产品延伸到机械产品的设计中。

数字化CAD/CAM技术也在液压系统中得到广泛的应用，如液压成块的设计与制造系统是集设计、工艺、制造、装配等为一体的计算机辅助系统。系统各模块内部以及相互之间存在着大量数据的运输和信息的交换。而工程数据库则是实行数据存取、管理和交换的工具。通过建立液压集成块CAD/CAM系统工程数据库，可以将系统的各项工作联系在一起。实现整个系统高度的集成，提高工作的效率，从而为最终的设计和生产保存数据。

三、CAD/CAM技术发展趋势

21世纪以CAD/CAM技术为代表的制造业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化，追求的目标是在最快的时间内、以最低的成本生产出满足用户需求的产品。具体表现出以下几个特征：

3.1 集成化

集成化是CAD/CAM技术发展的一个最为显著的趋势。它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC（生产计划与控制）等各种功能不同的软件有机地结合起来，用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，保证系统内部信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。国内外大量的经验表明：CAD系统的效益往往不是其本身，而是通过CAM和PPC系统体现出来；反过来，CAM系统如果没有CAD系统的支持，花巨资引进的设备往往很难得到有效利用；PPC系统如果没有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及时和准确的数据作为计划的依据，订出的计划也较难贯彻执行，所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。因此，人们着手将CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系统有机地、统一地集成在一起，从而消除“自动化孤岛”，取得最佳的效益。

3.2 智能化

智能型CAD/CAM系统是人工智能技术应用在产品的设计、分析、制造中，尤其是机器人技术和专家系统技术。专家系统是一种问题求解智能软件系统，在某些专业领域内，它把人类专家的知识和经验转换成计算机能够处理和接收的符号形式，按照专家的控制策略和推理方式，解决该领域内原来只有专家才能解决的问题。CAD/CAM系统应用逐步深入，逐渐提出智能化需求，设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库，及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助，智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等；并具有推理功能，使设计新手也能做出好的设计来，现代设计的核心是创新设计，人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中，用智能设计、智能制造系统去创造性解决新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。

3.3 网络化世纪，制造业从获取需求信息，到产品分析设计、选购原辅材料和零部件、进行加工制造，直至营销，整个生产过程都将实现全球化。CAD/CAM系统的网络化是能使设计人员对产品方案在费用、流动时间和功能上并行处理的并行化产品设计应用系统；是能提供产品、进程和整个企业性能仿真、建模和分析技术的拟实制造系统；是能开发自动化系统，产生并优化工作计划和车间级控制，支持敏捷制造的制造计划和控制应用系统；是能对生产过程中物料进行管理的物料管理应用系统等。随着计算机网络技术的不断完善，CAD/CAE/CAM系统的网络化已成为不可阻挡的发展趋势。网络化可以充分发挥系统的总体优势，使一个项目在多台计算机上协作完成。借助现有的网络，不同设计人员可以通过网络交流设计数据，同时对产品的设计与制造进行操作和评价。

3.4 绿色化

绿色化现已成为CAD/CAM技术的新趋势。当前，全球环境的恶化程度与日俱增，制造业一方面是创造人类财富的支柱产业，但同时又是环境污染的主要源头。因此，无论从技术发展，还是从需求推动的角度，绿色制造已经在影响和引导当今的技术发展方向。从产品设计到制造技术，从企业组织管理到营销策略的制定，一批绿色制造技术的概念已经在发展之中。

3.5 综合化

未来产品的开发设计是机械科学的理论知识与电磁学、光学、控制理论等多学科知识的有机结合。未来的CAD/CAM技术最主要应该是与材料粒子或熔融状态下的模具成型技术有机地结合在一起，运用CAD/CAM 技术设计完成产品的制造流程后，连接CAD/CAM主机的制造系统(粒子填充机或熔融储存器)就会立即在自生系统内运用被无限细分后的小方块特殊板材（耐高温，高压）生成CAD/CAM所设计的零件形状，然后根据在CAD/CAM系统中设计好的材料的粒子或熔融态物质进行填充，填充满后进行冷却即得到所需的零件。当然，这其中还会涉及到粒子或熔融物质填充时的气泡消除技术，粒子或液态物资的冷却技术等相关模具化技术。4）分布式并行处理技术

该技术实现制造系统中各种问题的协同求解，获得系统的全局最优解，实现系统的最优决策。

3.6多学科、多功能综合产品开发技术

机电产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识（力学、材料、工艺等），而且还用到电磁学、光学、控制理论等。不仅要考虑技术因素，还必须考虑到经济、心理、环境、卫生及社会等方面因素。机电产品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求机电产品动静热特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。

3.7虚拟现实技术

是利用虚拟实现技术、多媒体技术及计算机仿真技术来实现产品设计制造过程中的几何仿真、物理仿真、制造过程仿真及使用过程仿真，采用多种介质来存储、表达、处理多种信息，融文字、语音、图象、动画于一体，给人一种真实感及身临其境感。

3.8人－机－环境系统技术

将人、机器和环境作为一个系统来研究，发挥系统的最佳效益。研究的重点：人机环境的体系结构及集成技术，人在系统的作用及发挥，人机柔性交互技术，人机智能接口技术，清洁制造等。

总的来说，这些技术主要体现了21世纪制造技术对CAD/CAM技术的要求，也表达了CAD/CAM发展的方向。为今后CAD/CAM技术更加适应社会和科学技术的发展指明了道路。

四、CAD/CAM技术的应用前景CAD/CAM技术的应用前景

4.1 CAD/CAM技术在企业中的应用前景

CAD/CAM系统只有在企业实现以下几个方面的改革后才会得到飞速发展。1)提高重视，加大投入企业特别是中小企业必须提高对CAD/CAM 技术的 重视，不要认为CAD/CAM技术投资大、回报慢。要明白，CAD/CAM 技术虽然投资大、风险高、回报慢，然而这种技术却是目前制造业的先进技术，是未来制造业的一种发展趋势。因此，我们必须在战略上重视对这种先进技术的投入，企业的可持续性发展靠的就是这种对未来发展起关键性作用的具有长远性、战略性的风险投资。因此，企业（特别是中小企业）在规划自己的未来的时候必须把对CAD/CAM 技术的投资和人才的培养考虑进去。

2)加大创新，不断开发具有自主品牌特色的CAD/CAM软件创新是一个民 族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。我们只有坚持走自主开发、拥有自主品牌的道

路，才能在这个竞争激烈的行业中立于不败之地。只有紧跟市场，不断创新，不断满足用户的需求，不断开发出具有自主品牌特色的产品，才能使自己拥有核心竞争力，才不会在市场经济的游戏中被踢出局。国家应加大对开发 CAD/CAM软件的扶持和投资力度，采用免税等方式鼓励中小企业自主研发CAD/CAM 系统。各大高校和企业，应抓住国家高度重视的这一机遇，强强联合，共同开发出具有广阔的市场应用前景的产品。

4.2 CAD/CAM技术在家庭中的应用前景

在未来的 50~100 年内，随着生产力的飞速发展，CAD/CAM技术将会像计算机技术一样逐渐走进千家万户。人们将会在自己的家中与同伴一起运用已有的模块化技术生产自己需要的个性化的产品。他们所要做的只是把计算机与生产设备通过特定的I/O端口连接起来，然后按下按钮，即可实现CAD/CAM的家庭化模块化生产

参考文献：

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