机械设计制造中CAD/CAM技术的应用

易茜

东南大学成贤学院，江苏 南京 210088

在计算机技术迅速发展的今天，CAD/CAM技术在造船、汽车等各行各业得到广泛应用，不过目前仍有部分中小企业对其没有足够重视，CAD/CAM技术的应用程度较低。

1 CAD/CAM概述

在科技不断进步的今天，CAD/CAM系统软件受到更多重视，这一软件的主要功能是对计算机硬件以及软件资源进行管理，其系统内包含三个主要系统：操作系统、网络管理系统以及编译系统，每个系统都有其独特的作用。具体使用的操作系统都有各自的特征，尤其是当前广泛应用的Windows等系统，满足了企业生产的多种需求。UNIX操作系统主要用于工作站，具有重要作用，而苹果系统使用的是Mac操作系统。编译系统主要是借助高级语言编写计算机应用程序，从而形成能进一步使用的可执行语言，高级语言主要包含了C/C++、Basic、Prolog等[1]。

2 CAD/CAM系统中的关键技术

2.1 CAM数据库

在使用CAD/CAM技术的同时，需要重视数据库的作用，尤其是随着信息时代的发展，越来越多的信息需要存储，CAM数据库可以及时确定信息，并且可以对其进行保存，在生产过程中提供重要的信息和数据，此外还可以实现实时监控，从而保证产品的生产质量，提高管理效率。

2.2 生产管理

数据程序编制完成后还需要进行下一步的工作，具体表现在信息录入等环节。零部件加工数据需要录入以及储存。生产各环节都需要有序进行，各部门根据调度程序进行加工，从而保证生产的完成[2]。在调度的过程中需要注意调度的程度，及时接收有关的生产程序，之后要完成相关的生产计划。其主要的步骤是：第一，生产全过程都需要进行监督，注意对零部件生产情况进行科学把关，要求安排相关人员负责管理；第二，不同数控机床的运行情况需要进行监督，及时处理问题；第三，注意将生产时间和计划时间做相应的对比，从而了解其差异，及时做出相应的调整；第四，注意机床和其他设备系统的问题，注意保养和维修，减少生产过程中的损失，确定机床生产中的负荷以及排列计划，等待零件程序得到确定，再将缓冲器中的信息传至数控机床的生产单元。

3 CAD/CAM技术在机械设计与加工中的应用

3.1 CAD/CAM技术在机械设计中的应用

在CAD/CAM技术发展过程中，市场上也逐渐出现越来越多的CAD/CAM技术软件，每种软件都有自己的特色，在各自的领域发挥重要的作用。实体建模能力以及数控加工能力也是CAD/CAM商品化的关键技术之一，在实际生产过程中，这一技术起到了重要的作用，受到用户的关注。CAD/CAM软件的使用可以提高产品加工效率，减少设备损坏，所以有关应用需要得到重视。

3.1.1 零件的建模设计

零件生产是机械设计制造过程中的重要环节，需要引起足够的重视。零件生产的建模设计可以及时确定零件特征。在这一过程中要注意方法的合理选择，才能保证最终的零件设计符合生产的要求。零件和特征之间的关系表现出一定的层次性，设计人员不仅要具备专业的技术，更需要具备一定的想象力，注意综合各种零件设计方法，采用合理的零件建模技巧，从而提高建模的灵活性，不断提高生产效率，保证生产质量[3]。

3.1.2 装配建模设计

机械设计制造环节复杂，一些机械产品生产需要借助零部件的组装才能完成，而且在组装之后才能形成完整的机器，满足机械生产的需求。在复杂机器组装的环节要注意零部件的组合，注意复杂零部件可以作为机器的局部，也就是作为机器的层次性描述。以这种描述的方式来看零部件的组合，有利于机器制造。在计算机上设计零部件的组合，这一过程主要是装配建模和设计，记录装配系统和零部件之间的关系。

3.2 CAD/CAM技术在机械加工中的应用

CAD/CAM技术在机械加工中的应用主要是针对产品加工以及制造的相关工序，尤其是为保证工作的顺利完成，需要做好工艺设计、零部件加工的数控编程以及零件装配编程等准备工作。在工艺设计过程中，需要明确零件加工顺序以及相关方法，保证零件加工的安全性和操作效率。传统加工方法不仅要求工作人员具备专业能力和一定经验，同时也要重视机械工具的使用，将经验数据传输到数据库，采用人机对话的方式完成相关操作。而且随着社会不断发展以及科技进步，人们对于机械加工和生产也提出更高的要求，不仅要缩短加工周期，还要保证产品的质量，但是使用CAD/CAM技术可以更有效地保证生产效率和质量。

4 CAD/CAM技术在机械制造领域的发展方向

4.1 集成化

CAD/CAM技术发展的一个特点是集成化，主要指的是其将CAD、CAE、CAPP、CAM以及PPC等各种功能不同的软件进行结合，从而选择统一的执行程序来实现信息的交换、共享以及处理等，确保在系统内有足够畅通的信息，以此保证系统的平稳运行。结合国内外的有关经验分析，CAD系统的效益通常是借助CAM和PPC系统而体现的。如果PPC系统缺少CAD、CAM的支持，就会缺少有效的数据，影响系统的运行，无法保证计划的执行，影响生产的效益，因此未来的机械化设计制造还需要依靠CAD/CAM技术才能取得更好的效益。

4.2 网络化

随着网络时代的不断发展，制造业的发展也将逐渐变得“全球化”，而且从最开始的产品分析设计、零部件的加工到后期的营销，整个过程都会逐渐“全球化”。CAD/CAM技术的使用及其网络化，可以让设计人员在产品设计的过程中提高处理速度，不断优化工作计划，支持敏捷制造的制造计划以及控制应用系统等。

4.3 智能化

人工智能在CAD中的应用主要表现在知识工程的引入以及发展专家CAD系统，这种CAD系统的使用可以提高系统的逻辑推理和判断能力，综合专家的经验，为设计者提供更加全面的指导。结合相关实例做出相应判断，可以及时缩小探索范围，缩短设计和研发时间等，有效解决问题。

5 结论

综上所述，CAD/CAM技术在机械设计制造中的应用具有重要价值和意义，企业可以根据自身发展特点，选择不同的CAD/CAM软件。随着科技的不断进步，这一技术也将受到更多关注，在机械加工生产中也会起更大的作用。