4.1概述
一、CAD/CAM基本概念
    計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是人和計(jì)算機(jī)相結(jié)合、各盡所長的新型設(shè)計(jì)方法。包括分析和綜合兩方面的內(nèi)容。
計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）是數(shù)控（NC）技術(shù)發(fā)展的必然需求，它為解決復(fù)雜曲面加工編程問題提供了非常有效的途徑，它是利用CAD產(chǎn)生的幾何模型，借助于相關(guān)的程序自動(dòng)生成用于控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工的數(shù)控程序。CAM的應(yīng)用取代了傳統(tǒng)手工編程方法，提高了編程的精度和效率。
CAD與CAM的有機(jī)集成而形成的CAD/CAM系統(tǒng)，整個(gè)設(shè)計(jì)和制造過程中通過數(shù)據(jù)共享來使用公用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，既提高了工作效率，又降低了出錯(cuò)的可能性。
二、圖形交互式自動(dòng)編程的步驟 
    圖形交互式自動(dòng)編程是以CAD軟件為基礎(chǔ)，借助CAD軟件的造型、編輯等功能來生成零件的幾何模型，然后利用數(shù)控模塊，采用人機(jī)交互式的方式來確定零件的加工工藝等，最后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成NC程序。一般情況下，大多數(shù)CAD/CAM軟件都具有動(dòng)態(tài)加工過程仿真功能，可不經(jīng)過試切就對(duì)刀具路徑進(jìn)行合理性及干涉情況的檢查。 
    步驟： 
    首先對(duì)產(chǎn)品、零件及加工工藝進(jìn)行分析； 
    借助CAD模塊進(jìn)行幾何造型； 
    在人機(jī)交互方式下，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行刀具軌跡的計(jì)算及生成； 
    針對(duì)不同的數(shù)控控制系統(tǒng)進(jìn)行后置處理； 
    自動(dòng)生成NC程序，并以多種方式輸出。
三、典型的CAD/CAM軟件
1. Master CAM軟件 
    Master CAM軟件是美國CNC Software INC 研發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD/CAM系統(tǒng)，其銷售量高居全球第一。這是專為復(fù)雜外形及曲面加工所設(shè)計(jì)的最經(jīng)濟(jì)有效的CAD/CAM工具軟件，它在造型功能、加工功能、仿真模擬、顯示屏幕以及數(shù)據(jù)接口等領(lǐng)域均有上乘表現(xiàn)，包括美國在內(nèi)的各工業(yè)大國皆一致采用此系統(tǒng)，作為設(shè)計(jì)、加工制造的標(biāo)準(zhǔn)。它可以幫助用戶輕松構(gòu)建2D或3D圖形（例如：舉升曲面、3D掃描曲面、3D曲面修整、3D凸臺(tái)避開、曲面投影及曲面接合和圓角處理），并可以通過設(shè)置刀具路徑及參數(shù)來加工出用戶需要的成品。它所構(gòu)建的圖形全部適用于Master CAM中的兩軸至五軸銑削模塊（包括Mill Entry、Mill Level 1、Mill Level 2、Mill Level 3四個(gè)模塊）、車銑復(fù)合加工模塊以及線切割等模塊，也可以與其他的CAD軟件的輸出圖形兼容，例如DXF、IGES、STL、STA文件等。Master CAM不僅提供可靠與精確的刀具路徑，更讓NC程序設(shè)計(jì)師可以輕而易舉地設(shè)計(jì)出最具效率的加工程序。該軟件的使用將在第二節(jié)作較為詳細(xì)地介紹。 
    此工具軟件具有下列幾個(gè)特點(diǎn)： 
    提供可靠與精確的刀具路徑； 
    可以直接在曲面及實(shí)體上加工； 
    提供多樣加工方式； 
    提供完整的刀具庫及加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫； 
    擁有多種后置處理功能，適合用來生成適用的NC程序。
2. Pro/ENGINEER軟件 
    Pro/ENGINEER自從1988年問世以來，已發(fā)展成為當(dāng)今世界最普及的三維CAD/CAM系統(tǒng)之一，廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車、航空航天、家電和玩具等各行各業(yè)。Pro/ENGINEER是一個(gè)全方位的三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)軟件，集成了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等多種功能。該軟件的特性和使用將在第三節(jié)作較為詳細(xì)地介紹。
3. UG軟件 
    UG是UNIGRAPHIC的簡稱，它起源于美國麥道飛機(jī)公司，以CAD/CAM一體化而著稱，可以支持不同的硬件平臺(tái)。它由CAD、CAE、仿真、質(zhì)量保證、開發(fā)工具、軟件接口、CAM及鈑金加工等部分組成。該軟件已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、模具、汽車及航空領(lǐng)域，它常用于注射模、鈑金成形模及沖模設(shè)計(jì)與制造上。基于篇幅本書不對(duì)此軟件作詳細(xì)介紹。 
    整個(gè)軟件可劃分為三個(gè)部分： 
    CAD部分：包含特征造型（Feature Modeling）、曲線(Curve)、草圖(Sketch)、自由成形特征及曲面(Free Form Feature)、繪圖(Drafting)、裝配(Assembly)、鈑金(Sheet Metal)等模塊。在此部分可以進(jìn)行3D線框造型、3D實(shí)體造型、2D工程繪圖、工程裝配及檢驗(yàn)、鈑金設(shè)計(jì)等。 
    CAM部分：包含一般加工(Point-To-Point)、NC銑削加工(Planer-Mill、Cavity – Mill、Fixed-Mill等)、NC車削加工(Lathe-Rough、Lathe-Thread、Lathe-Drill等)、線切割（Wire-EDM）等模塊。在此部分根據(jù)CAD生成的模型或從外部輸入的CAD模型，選擇相應(yīng)的加工方法、刀具、工藝參數(shù)等，生成加工刀具位置源文件（CLSF），再經(jīng)過后置處理成對(duì)應(yīng)機(jī)床的加工程序即可使用。
CAE部分：包含有限元分析、機(jī)構(gòu)分析等模塊。在此部分能夠?qū)Ω鞣N不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行快速的工作模擬，進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析和運(yùn)動(dòng)特性解析，預(yù)測產(chǎn)品性能及功能。
4.CAXA系列軟件 
    CAXA是北京航空航天大學(xué)海爾軟件有限公司面向我國工業(yè)界推出的全中文界面的，包括數(shù)控加工、工程繪圖、注射模設(shè)計(jì)、注塑工藝分析、數(shù)控機(jī)床機(jī)床通信等一系列CAD/CAM/CAE軟件的品牌名稱。主要包括以下幾種（本書也不對(duì)此軟件作詳細(xì)介紹）： 
    CAXA制造工程師（CAXA-ME）：面向加工中心的CAM軟件，該軟件具有強(qiáng)大的造型功能，可快速建立復(fù)雜的三維模型，具有靈活多樣的加工方式。快速生成加工軌跡。通用后置處理適用于各種數(shù)控系統(tǒng)。支持三坐標(biāo)測量機(jī)，具有數(shù)控代碼反讀和真實(shí)感仿真功能。 
    CAXA注射模具設(shè)計(jì)（CAXA-IMD）：注射模專業(yè)CAD軟件。該軟件提供注射模標(biāo)準(zhǔn)模架和零件庫，以及塑料、模具材料和注射機(jī)等的設(shè)計(jì)參數(shù)庫。可隨時(shí)查詢、檢索；并能自動(dòng)換算型腔尺寸，對(duì)模具進(jìn)行各種計(jì)算。 
    CAXA注射工藝設(shè)計(jì)（CAXA-IPD）：是與美國C-MOLD公司合作開發(fā)的面向注塑行業(yè)的CAE軟件。采用國際CAE技術(shù)，通過科學(xué)的分析方法和簡便操作，可預(yù)測注塑工藝過程，確定優(yōu)化的注塑工藝參數(shù)，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。 
    CAXA線切割（CAXA-WEDM）：數(shù)控線切割機(jī)床的CAM軟件，可以交互式繪制需切割的圖形，自動(dòng)生成帶有復(fù)雜形狀輪廓的兩軸線切割加工軌跡。輸出3B或G代碼，支持快、慢走絲線切割機(jī)床的編程加工。