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CADCAM软件在机械制造业中的作用及发展方向

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CAD/CAM软件在机械制造业中的作用及发展方向

摘要

随着计算机技术和信息技术的发展，CAD/CAM技术在全球迅速普及开来。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。因此，研究我国机械行业CAD/CAM技术应用现状、作用，探讨其发展前景，对加快我国机械行业CAD/CAM技术推广应用步伐，提高我国机械制造业的国际竞争力具有深远意义。本文对我国机械行业CAD /CAM技术应用现状进行了综合分析,分析其作用，进一步指出了我国CAD /CAM技术的发展方向。

关键词：CAD/CAM；机械行业；作用；发展方向
目 录

引言 1
一、我国机械行业CAD/CAM技术应用现状 1
1、功能单一，经济效益并不明显 1
2、起步晚，市场份额小 1
3、应用范围窄、层次浅 1
4、应用范围窄，层次乱 2
二、CAD/CAM软件在机械制造业中的作用 2
1、CAD/CAM软件作用概述 2
2、国内流行的软件应用 3
三、CAD/CAM在机械制造业中的发展方向 3
1、普及机械行业CAD /CAM技术,提高应用水平 3
2、在CAD /CAM软件的选用上,坚持高、中、低档并存。 4
3、加大创新力度,不断开发具有特色的国内CAD /CAM软件。 4
4、CAD/CAM 技术在现代工业中的发展 4
四、结束语 5
参考文献 6
致 谢 7

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引言
现代机械制造业从设计到成型再到大批量生产，是一个十分复杂的过程，它需要产品设计师、加工工艺师、熟练的操作工人以及生产线的管理人员等协同努力来完成。传统的手工设计、制造已越来越难以满足市场激烈竞争的需要，CAD/CAM技术的运用，取得了显著的经济效益。
CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)技术产生于20世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中。随着计算机技术和信息技术的发展，CAD/CAM技术在全球迅速普及开来。对制造业来说，CAD/CAM是提高产品质量、缩短产品开发周期，降低产品开发成本的有力手段。因此，研究我国机械行业CAD/CAM技术应用现状，探讨其发展前景，对加快我国机械行业CAD/CAM技术推广应用步伐，提高我国机械制造业的国际竞争力具有深远意义。
一、我国机械行业CAD/CAM技术应用现状
1、功能单一，经济效益并不明显
CAD/CAM技术在企业中的应用仅是单一功能技术的应用，只是从企业生产的各个侧面来提高效率，推进自动化。采用单一功能的CAD/CAM技术其效果是相当有限的，只有将CAD、CAPP、CAM等技术集成在一起，综合应用在设计与制造过程中，才能产生显著经济效益。
2、起步晚，市场份额小
我国CAD/CAM技术应用从20世纪80年代开始，“七五”期间，国家支持对24个重点机械产品进行了CAD/CAM的开发研制工作，为我国CAD/CAM技术的发展奠定了一定的基础。机械行业，自1995年以来，相继开展了“CAD应用1215工程”和“CAD应用1550工程”，前者是树立12家“甩图板”的CAD应用典型企业，后者是培育50～100家CAD/CAM应用的示范企业，扶持500家，继而带动5000家企业的计划。通过国家这些重大举措，我国CAD/CAM技术的研发与应用取得了较大进步，但由于一些企业经济实力不足，技术人才短缺，CAD/CAM技术不能够完全应用到生产实践中去。
3、应用范围窄、层次浅
CAD/CAM技术在企业中的应用在CAD方面主要包括二维绘图、三维造型、装配造型和优化设计等，其中二维绘图技术在企业应用情况较好，这一方面得益于国家大力推进“甩图板”工程，另一方面是由于二维绘图技术解决的是所有企业的共性问题。三维造型软件由于早期没有推出微机版本，需要在工作站环境中工作，投资较大，所以采用的企业相对少一些，应用情况好的也相对少一些。
在CAM方面，目前企业普遍应用的只是数控程序编制，华中数控系统、南京SKY系统、日本FUNUC系统在国内企业中应用已经非常广泛，而广义的CAM只有少数大型企业采用，在中小企业中极少应用。其主要原因有：1)中小企业采用的多是单一功能的CAD/CAM软件，难以达到CAD/CAM的功能集成;2)尽管有些企业配备了高水平的集成软件，也花巨资引进了配套设备，但由于缺少高素质的技术人员，配备的软件和设备没有得到有效利用，只利用了极少一部分功能。
4、应用范围窄，层次乱
我国CAD技术在不少企业中的应用还仅仅停留在绘图阶段，使得CAD技术产生的效益尚未充分发挥。在我国制造业，二维CAD绘图技术在企业中应用情况较好，但基于三维造型技术的装配造型很少使用。特别是一些中小企业，加工工人一般只会看二维图纸，需要打印出二维图纸再晒蓝图到车间加工生产。目前二维CAD已经成为技术人员必不可少的工具，大家对三维CAD也有了一定的认识，也意识到了它的优点，但是三维CAD比二维的难以掌握，这使得很多技术人员难以在较短的时间内熟练掌握并应用，在一定程度上也阻止了三维CAD的快速推广，所以在我国大多数企业中还是应用二维CAD。而国外的一些机械制造行业，采用了三维CAD设计，画出三维效果的零件图，用三维的零件图生成二维的图纸和三维的装配图，设计的图纸并不需要打印蓝图，直接通过网络传到加工中心生产。
CAM技术有广义和狭义两种定义。广义的CAM是指在计算机组成系统中借助计算机来完成从生产准备到到产品制造出来的过程中的各项活动；狭义的CAM通常是指数控程序的编制。CAD/CAM软件应用人员参差不齐，软件不能得到高效率应用。CAD/CAM技术在企业中的应用单一功能的技术应用，没有将CAD、CAPP（计算机辅助工艺过程设计）、CAM等技术集成在一起综合应用。
二、CAD/CAM软件在机械制造业中的作用
1、CAD/CAM软件作用概述
CAD／CAM技术是一项利用计算机帮助人们完成产品的设计(Design)与制造(Made)的新技术，它是计算机技术在零件生产中综合应用的新飞跃。CAD包括建立几何模型、工程分析、产品分析、动态模拟、自动绘图等；CAM包括数字化控
制、工艺过程设计、机器人、工厂管理等。CAD／CAM技术是制造自动化技术的主要组成部分，它的迅猛发展，软件、硬件水平的进一步完善，为机械工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计、制造、生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。CAD／CAM技术也是一种集成技术系统，由系统软件、管理软件、支撑软件、应用软件组成，其中的应用软件是用户为解决某些应用问题而编制的程序。
2、国内流行的软件应用
(1)PICAD：PICAD系统及系列软件是中科院凯思软件集团及北京凯思博宏应用工程公司开发的具有自主知识产权的CAD软件。该软件具有智能化、参数化和较强的开放性。对特征点和特征坐标可自动捕捉及动态导航；系统提供交互环境下的开放的二次开发工具，用户可以增加功能或开发专业应用软件。(2)CAXA：CAXA电子图板是高效、方便、智能化的通用中文设计绘图软件，辅助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计，适合二维绘图的场合，可使设计人员甩掉图板，满足相关行业的设计要求。CAXA—ME是一套数控编程和三维加工软件，具有强大的造型功能，可以快速建立复杂的三维模型，它为数控加工行业提供了从造型、设计到加工代码生成、加工仿真、代码校验等一体化的解决方案。
三、CAD/CAM在机械制造业中的发展方向
CAD /CAM技术给机械制造业带来了全面的、根本的变革,使传统的机械制造业发生了质的飞跃,在全球范围内受到普遍关注和重视,在这一时代背景下,我国机械制造业要想跟上时代的步伐必须把握好机械CAD /CAM技术的正确发展方向:
1、普及机械行业CAD /CAM技术,提高应用水平
在国家各项举措大力推动下,我国机械制造企业一定要重视CAD /CAM技术的推广应用,应把推广应用CAD /CAM技术看作企业发展的生命线,在资金投入和人才引进上不惜一切代价,为CAD /CAM技术在生产实践中应用创造必备的条件,促进国CAD /CAM技术的应用水平迈上一个新的台阶;
2、在CAD /CAM软件的选用上,坚持高、中、低档并存。
高档CAD /CAM软件实现了CAD、CAE(计算机辅助工程分析)、CAPP(计算机辅助工艺过程设计)、CAM、PDM(产品数据管理)和PPC生产计划与控制)等技术的高度集成,基本能实现设计制造及生产管理的一体化,实现无纸制造。但相对来说,投资较大,对人员的素质要求较高。我国大型企业具备这些条件,而且也大多购置了这样的软件及相应设备,问题是其功能未能充分应用,今后一定要有所突破。中、低档CAD /CAM软件功能单一或部分集成,主要特点是价格便宜,实用性强,微机平台,易学易用,对人员素质要求不很高,大多数企业都具备应用条件;
3、加大创新力度,不断开发具有特色的国内CAD /CAM软件。
开发CAD /CAM软件的最终目的是应用CAD /CAM技术,科研单位不仅要紧跟时代潮流,跟踪国际最新动态,加快对于引进国外CAD /CAM软件的二次开发应用步伐,同时要结合国情、遵守各国规范,面向国内机械制造业发展的需要,加大科技创新力度,研发出方便实用、更具特色、更有竞争力的CAD /CAM产品,促进我国机械制造业CAD /CAM技术的快速发展。
4、CAD/CAM 技术在现代工业中的发展
随着现代工业的不断发展，CAD/CAM技术应用范围越来越广泛，从最初的机械制造，到现在建筑、电子、化工等领域也开始大量使用。应用CAD/CAM技术起到了提高企业的设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计的标准化等作用。CAD/CAM技术给企业带来了全面的、根本的变
革，使传统的企业设计与制造发生了质的飞跃，在全国范围内受到普遍重视和广泛应用。CAD/CAM技术正向着集成化、网络化、智能化、绿色化发展。集成化是CAD/CAM技术的一个最为显著的趋势。在信息技术、自动化技术与制造融合的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计与制造过程中各种孤立的自动化子系统有机的集成起来，形成适用于多品种大批量的生产。
网络化是CAD/CAM技术是伴随着网络技术的普及而需要面临的新技术，随着网络全球化，制造业也将全球化。分布在不同地理位置上的CAD、CAM系统间能
传递各种数据。网络技术的发展使基于计算机技术的数控机床可与其他机床或计算机方便地进行交流，数据交换变得简单，并调用网上各种设计资源。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。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。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。
四、结束语
CAD /CAM(计算机辅助设计与制造)技术产生于20世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中。随着计算机技术和信息技术的发展, CAD /CAM技术在全球迅速普及开来。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。因此,研究我国机械行业CAD /CAM技术应用现状,探讨其发展前景,对加快我国机械行业CAD /CAM技术推广应用步伐,提高我国机械制造业的国际竞争力具有深远意义。
机械CAD /CAM技术对制造业产生的冲击和带来的效益是勿庸置疑的。我国机械制造业应正确认识CAD /CAM技术在我国的应用情况,把握好正确的发展方向,坚持走集成化、智能化、并行化、网络化和标准化的路子。

参考文献
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