关于常见计算机辅助设计与制造软件应用的分析

赵青松

摘要：介绍常见2D软件（Auto CAD、CAXA电子图版）和3D软件（Master CAM、UG、CAXA）的特点和功能，重点说明不同软件在设计与制造中的应用。

关键词：CAD/CAM/CAE软件； 设计制造

中图分类号：G718文献标识码：B文章编号：1672-1578（2018）03-0251-01

1.前言

随着现代机械工业的快速发展，CAD/CAM（计算机辅助设计与制造）技术成为现代信息技术与传统机械设计制造技术相结合的一个典型范例，是先进制造技术的一个重要组成部分，它广泛应用于产品设计和机械制造中，使用CAD/CAM系统产生机床的数控加工程序可以替代传统的手工编程，运用CAD/CAM进行零件的设计和加工制造，可以缩短企业产品开发周期，改善产品质量，从而提高产品的市场竞争力。

2.2D设计软件应用对比

在国内制造行业最早使用较为广泛的设计软件以Auto CAD最具有代表性，该软件是由Autodesk（欧特克）公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，主要以2D平面设计图纸为主，开放性的图素库，便于设计人员的扩展为优点，但它的缺点也恰恰在此。相比起国产的工业软件CAXA电子图版比起来，它就美中不足了，CAXA电子图版是北航海尔软件公司推出的一套高效、方便、智能化的二维设计和绘图软件，2D平面设计功能和Auto CAD完全一样优秀，而且CAXA电子图版的图素库也是开放的，最大的优势在于CAXA电子图版的图素库里有我国的所有标准件库，设计人员不需要定制，需要时直接调用既可，而且标准件库随着版本的更新而和我的新标准完全一致。但Auto CAD早期的版本是没有标准件库的，后期的版本也是使用部分软件二次开发的外挂为主。由于改革开发后，外资企业的进入，带来了国外的设计人员及技术基本上都是使用Auto CAD软件，而且Auto CAD软件公司对该软件的推广销售做了大量的宣传，所以早期使用的设计人员比使用CAXA电子图版的要多，在近几年国家教育部门在CAXA系列软件上进行了大力推广，而且部分设计人员发现了它的优点，所以现在使用CAXA电子图版的设计人员也占了相当大的比例。

3.3D设计制造软件应用对比

在设计制造软件中，主要常见的有Master CAM、UG、CAXA等。

3.1MasterCAM软件是CNC Software公司推出的集设计和制造、数控机床自动编程于一体的CAD/CAM软件。由于它对硬件要求不高，并且操作灵活、易学易用并具有良好的价格性能比，因而深受广大企业用户和工程技术人员的欢迎，广泛应用于机械加工、模具制造、汽车工业和航天工业等领域，它具有二维几何图形设计、三维曲面设计、刀具路径模拟、加工实体模拟等功能，并提供友好的人机交互，从而实现了从产品的几何设计到加工制造的CAD/CAM一体化。是目前世界上應用最广泛的CAD/CAM软件之一。它在制造中的优点在于2D加工功能基本优于其他所有的加工软件，简单易学。比如，加工参数设置简单，没有别的软件设置复杂。而且它的数控车编程功能是唯一可以生成固定循环G代码的软件，程序简短，容易修改。数控铣编程功能是唯一可以生成动态铣削刀路并生成子程序的软件，实现铣削不包刀铣削，并且改变了传统的短周齿重复切削状况，使用大的切深小的切削行距从而提高刀具的使用寿命和加工速度。其次它的2D倒角功能也优于其他软件，不需要编程人员计算加工深度就能完成。由于它的诸多优点，在世界数控技能大赛中一直被选用。

3.2UG是EDS公司研发的集设计和制造、数控机床自动编程于一体的CAD/CAM软件，针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。后被西门子公司收购，所以有Siemens PLM Software。该软件的3D功能非常强大，能够根据虚拟产品设计得出产品的可行性，集成了CAD/CAM/CAE，主要用于产品的研发和制造。设计文件和加工文件不需要转换就能进行，实现真正的无缝连接，例如在模具行业应用就非常广泛，而且很有优势，百分之九十五的模具设计和制造人员都是使用UG软件。UG软件的加工模块是相对开放的，编程人员可以根据自己的需要设置该模块，后处理修改也是提供了比较常见的数控系统的基础，编程人员根据不同的要求定制自己的后处理。但由于功能比较全面，也较系统，所以学习起来难度比较高。

3.3CAXA软件是北京数码大方科技股份有限公司研发的数字化设计解决方案包括二维、三维CAD，工艺CAPP和产品数据管理PDM等软件。它涵盖了前面所提的CAXA电子图版，还包含CAXA实体设计、CAXA制造工程师、CAXA数控车、CAXA线切割、CAXA工艺图版等。它的缺点在于所有的这些功能模块全部分开为单独的软件，没有把它集成为一体，文件之间需要转换才能打开。在最近几年国家推广得比较多，它的加工应用和Master CAM相差不大，但它不能生成子程序和固定循环，部分单一要素的加工可以生成宏指令。2D倒角功能需要编程人员进行计算加工深度。它的优点在于简单易学，比较符合国人的思维方式，而且后处理不需要更改，基本所有的数控系统后处理都已在软件内。尽管这几年职业教育的广泛推广，但在企业的生产应用上还是比较少。

4.结束语

在现代工业不断发展的今天，制造行业的不断进步，中国制造要想发展成中国创造，还需要行业的努力，CAD/CAM/CAE计算机辅助设计与制造软件的开发和更新也必须跟上步伐。

参考文献：

[1]徐金娟.基于AutoCAD的机械设计辅助工具的研究与开发[D].青岛大学，2011.

[2]《CAXA制造工程师基础教程》 清华大学出版社 第1版 （2008年10月1日）

[3]杨晓琦.UGNX4.0中文版机械设计从入门到精通[M].北京：机械工业出版社，2008.

[4]周建强，冯晋.MasterCAM在零件设计和加工中的应用[J].扬州职业大学学报，2001