CAD/CAM一體化設(shè)計制造技術(shù)的應(yīng)用研究

周浩

摘 要：在進行機械制造的過程中，為了能夠有效實現(xiàn)設(shè)計、工藝、制造一體化工作，我們可以采用CAD/CAM一體化設(shè)計制造技術(shù)進行應(yīng)用，從而能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的無圖加工工作，有效壓縮了產(chǎn)品的開發(fā)周期，對產(chǎn)品制造效率有所提高，具有非常重要的作用。本文首先針對CAD/CAM一體化內(nèi)容進行闡述，然后對CAD/CAM一體化制造技術(shù)進行分析，主要包括產(chǎn)品虛擬設(shè)計、虛擬制造技術(shù)、并行工程技術(shù)以及DNC加工技術(shù)。旨在能夠通過該技術(shù)的研究實現(xiàn)新產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)效率的提升，促進企業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：CAD/CAM一體化;制造技術(shù);生產(chǎn)效率

在進行產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，首先應(yīng)該對產(chǎn)品的內(nèi)容進行設(shè)計，并且對生產(chǎn)工藝進行檢查，檢查合格后進行產(chǎn)品的生產(chǎn)，通過質(zhì)量檢測合格后才能夠進行大批量生產(chǎn)。在產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)的過程中需要多個步驟，對工期具有一定的影響，而使用CAD/CAM一體化制造技術(shù)可以有效實現(xiàn)設(shè)計制造一體化，從而提高生產(chǎn)效率，那么該技術(shù)在實踐工作中具有怎樣的應(yīng)用呢，下面讓我們共同來進行分析和探究。

1 CAD/CAM一體化概述

CAD/CAM一體化指的是將兩種技術(shù)進行有機結(jié)合，從而完成一體化制造，提高產(chǎn)品的設(shè)計制造效率。其中的CAD指的是計算機輔助設(shè)計，而CAM的中文含義是計算機輔助制造，將二者的相關(guān)技術(shù)進行集成，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計和制造功能的集成，從而形成一個新的系統(tǒng)，具有二者所有的功能，有利于完成機械設(shè)計制造工作，提高工作的高效性。通過CAD/CAM一體化設(shè)計制造技術(shù)能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的NC零件完成編程工作，還能夠?qū)α慵男螤睢⒌毒叩淖呦蜻M行一定程度的控制，實現(xiàn)一體化控制。在進行CAD/CAM一體化技術(shù)應(yīng)用時，首先應(yīng)該進行模型的設(shè)計，并且對模型進行加工，需要根據(jù)加工環(huán)境來進行刀具、夾具的設(shè)定，并且需要進入到加工工序的設(shè)置階段，自動生成刀具的軌跡程序，通過NC后處理時限NC程序的生產(chǎn)，并且送入到機床進行加工，進而完成了CAD/CAM一體化設(shè)計制造工作[1]。

2 CAD/CAM一體化制造技術(shù)應(yīng)用分析

2.1產(chǎn)品虛擬設(shè)計

產(chǎn)品虛擬設(shè)計主要是需要進行相關(guān)設(shè)計參數(shù)的引入，從而進行實體建模工作，幫助建立仿真系統(tǒng)。產(chǎn)品設(shè)計指的是從開始對產(chǎn)品的設(shè)計構(gòu)思到后來的材料選擇、參數(shù)確定、外形構(gòu)造、幾何尺寸等方面的內(nèi)容分析，從而進行設(shè)計。而幾何建模能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的虛擬設(shè)計，能夠在三維模型中展現(xiàn)出產(chǎn)品的虛擬設(shè)計過程和最后的模型圖樣，有利于設(shè)計者對其模型進行分析。通過建模操作還能夠為虛擬產(chǎn)品進行相關(guān)信息的提供，從而形成一定的數(shù)據(jù)庫，這種數(shù)據(jù)庫內(nèi)不僅僅含有相關(guān)產(chǎn)品的幾何信息，同時還包括其它形式的信息，為后期的產(chǎn)品精細(xì)設(shè)計打下基礎(chǔ)。通過計算機設(shè)備能夠?qū)δＰ瓦M行觀看和操作，從而對產(chǎn)品的制造、工藝等各種方面的信息進行分析，使得所有產(chǎn)品零件符合生產(chǎn)要求，從而提高設(shè)計速率。

通過POT-DOWN技術(shù)能夠有效實現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計，在設(shè)計中還會考慮各個組件和個體零件之間的關(guān)系，同時也會對零件和零件之間的定位，這樣能夠進行精細(xì)化設(shè)計，從而能夠有效降低不必要的重復(fù)設(shè)計，有效降低設(shè)計成本，提高設(shè)計工作的效率。與此同時，還能夠在產(chǎn)品的設(shè)計中對產(chǎn)品的 結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵的零件硬度方面進行校準(zhǔn)核對，這樣能夠讓設(shè)計出來的產(chǎn)品更加真實可靠。通過POT-DOWN技術(shù)可以實現(xiàn)產(chǎn)品從上鄉(xiāng)下的結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣能夠?qū)Ξa(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計意圖和產(chǎn)品規(guī)劃具有一個比較完整的認(rèn)知，有利于或私信啊信息的共享，從而可以進行信息的傳遞，實現(xiàn)對內(nèi)部零件的設(shè)計。而在進行產(chǎn)品的設(shè)計時可以根據(jù)相關(guān)的結(jié)構(gòu)和不同的功能進行不同模塊的細(xì)致劃分，需要對每個模塊進行輸入輸出接口的定義，這樣就能夠進行相關(guān)參數(shù)的傳遞工作，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享。為了更好地實現(xiàn)所設(shè)計產(chǎn)品的相應(yīng)功能，可以提前進行整體規(guī)劃，設(shè)計產(chǎn)品的草圖，從而提出對各個部分結(jié)構(gòu)的具體要求，從而通過專業(yè)軟件進行設(shè)計。產(chǎn)品主要是由各種裝配和元件共同組成，因此在進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要對不含有任何零件的裝配結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，這樣能夠有效實現(xiàn)對該成本的計算。零件的設(shè)計內(nèi)容比較零碎化，需要進行相關(guān)參數(shù)的設(shè)計，并且通過外部參考關(guān)系來實現(xiàn)參數(shù)控制[2]。

2.2虛擬制造技術(shù)

虛擬制造技術(shù)主要是對象產(chǎn)品進行研究，將產(chǎn)品中的設(shè)計、制造、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)信息等方面進行綜合，從而形成虛擬的制造環(huán)境。虛擬制造技術(shù)需要具有一些設(shè)計子功能，比如繪圖技術(shù)、原型生成技術(shù)等，能夠利用模型來進行產(chǎn)品功能的模擬，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品的設(shè)計、工藝、制造、性能、質(zhì)量等方面的分析和管理。虛擬制造技術(shù)具有高度集成的特點，能夠在計算機中進行模型的設(shè)計和測試，還能夠?qū)μ摂M的產(chǎn)品進行網(wǎng)絡(luò)虛擬加工和裝配工作，還可以進行產(chǎn)品的實時修改。與此同時，還能夠進行敏捷制造，通過市場的調(diào)研而明確客戶的需求后，需要對產(chǎn)品的設(shè)計進行不斷改良，并且快速投入到產(chǎn)品的生長之中，這樣能夠有效直線產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)時間的縮短。還可以對于不同地點和部門的人員進行信息共享，從而能夠減少工作中出現(xiàn)的誤差，有效提高工作效率。虛擬制造技術(shù)又可以根據(jù)中心點不同而進行分類，可以分為以設(shè)計為中心的虛擬制造、以控制為中心的虛擬制造和以生產(chǎn)為中心的虛擬制造。在進行虛擬制造時，先進行三維模型的分析，還后對其中的參數(shù)進行確定，其中參數(shù)主要包括加工刀具、毛坯、進給率、開始點等，然后進行工藝的設(shè)定，生成加工軌跡，完成加工程序。

2.3并行工程技術(shù)

并行工程技術(shù)主要是對協(xié)同工作環(huán)境進行建立，從而能夠?qū)a(chǎn)品開發(fā)和制造工具進行集成，在同一個系統(tǒng)環(huán)境中進行工作，實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計制造的管理與控制。并行工程技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品信息的集成，能夠?qū)Σ煌畔⒅g進行交換，從而進行信息的準(zhǔn)確控制。產(chǎn)品信息中既包含著結(jié)構(gòu)化信息同時也包含非結(jié)構(gòu)化信息，從而能夠通過信息進行模型的描述。為了更好地實現(xiàn)產(chǎn)品信息的交流，需要進行模板文件的建立，需要對面基準(zhǔn)、視圖基準(zhǔn)、質(zhì)量特性等方面進行確立，還需要進行目錄結(jié)構(gòu)的制定，從而有利于明確分工。在進行產(chǎn)品開發(fā)過程建模時，能夠利用可視化的產(chǎn)品進行關(guān)鍵因素的表達，還能夠用定量的方式進行產(chǎn)品分析，從而實現(xiàn)對過程協(xié)同設(shè)計環(huán)境的監(jiān)控和通信[3]。

2.4 DNC加工技術(shù)

DNC加工技術(shù)主要是將產(chǎn)品制造設(shè)備進行集中控制和管理，同時能夠?qū)崿F(xiàn)各種設(shè)備與計算機之間的交流，實現(xiàn)信息共享。DNC加工技術(shù)主要是對車間生產(chǎn)進行控制，能夠利用計算機數(shù)控設(shè)備實現(xiàn)控制，從而實現(xiàn)危機控制數(shù)控機床加工。

結(jié)束語：綜上所述，CAD/CAM一體化制造技術(shù)在產(chǎn)品的設(shè)計制造過程中具有十分有效的應(yīng)用，能夠?qū)AD與CAM兩種技術(shù)實現(xiàn)集成，從而提高工作效率。隨著時代的發(fā)展，會實現(xiàn)并行工程環(huán)境下的CAD/CAPP/CAM的相關(guān)信息集成，從而開發(fā)出具有相關(guān)功能的軟件，可以直接進行使用，有利于提高工作效率。與此同時，還可以建立基于STEP特征的信息模型，對相關(guān)制造零件進行重點分析，實現(xiàn)更好的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)。

參考文獻：

[1]路少磊，畢大森，于建忠.汽車門鉸鏈沖壓模具CAD/CAM綠色制造技術(shù)應(yīng)用[J].鍛壓技術(shù)，2014（8）.

[2]祝偉駿.汽車鋼制車輪數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)的研究應(yīng)用[J].四川兵工學(xué)報，2014（7）.

[3]張玉華，馬琰，蘇君.基于CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)的注塑成型工藝研究[J].精密制造與自動化，2015（3）.

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