模具CADCAM李名尧主编cai-1课件教学.pptVIP

上海工程技术大学材料工程系主任 中国塑性工程学会理事 上海机械工程学会理事 上海锻压学会副理事长 上海锻压协会理事 李 名 尧 教授 邮编：201620 地址： 上海市龙腾路333号 电话 E-mail: ankesh@163.com 课程代码：050110 课程名称：模具CAD/CAM (CAD/CAM in die and mould) 学时 / 学分：64 / 4 先修课程：计算机绘图、模具计算机应用、塑料模设计、冲压工艺学 开课院系：材料工程学院材料工程系 主讲教师：李名尧 《模具CAD/CAM》 CAD/CAM（Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing）是一门基于计算机技术而发展起来的、与设计和制造技术相互渗透相互结合的、多学科综合性的技术。 模具CAD/CAM是CAD/CAM技术在模具领域的应用。 美国国家工程科学院对当代十项杰出工程技术成就进行评选，CAD技术名列第四。 美国国家科学基金会：CAD/CAM对直接提高生产率、比电气化以来的任何发展都具有更大的潜力，应用CAD/CAM技术，将是提高生产率的关键。 中国工程院院士阮雪榆教授在交通大学110周年庆典上作为教师代表发言 中国工程院院士、上海交通大学阮雪榆教授高度评价模具CAD/CAM技术，并将其作为自己创办的世界一流的模具技术研究所的重点研发方向。 第一章 概论 第一节 CAD/CAM发展历程及基 本概念 第二节 CAD/CAM技术在模具行业中的应用 第三节 CAD/CAM技术发展趋势 第一节 CAD/CAM发展历程及基本概念 CAD/CAM发展历程 CAD/CAM基本概念 CAD/CAM系统组成 一、CAD/CAM发展历程 1. CAD、CAM技术的发展经历了五个阶段： （1）孕育形成阶段（20世纪50年代） （2）快速发展阶段（20世纪60年代） （3）成熟推广阶段（20世纪70年代） （4）广泛应用阶段（20世纪80年代） （5）标准化、智能化、集成化阶段（20世纪80年代后期） （1）孕育形成阶段（20世纪50年代） 　该阶段最大的成果是：1950年麻省理工学院研制出了“旋风Ⅰ号”（Whirlwind Ⅰ）图形显示器，该显示器类似于示波器。虽然它只能用于显示简单的图形且显示精度很低，但它却是CAD技术酝酿开始的标志。随后，1958年，Calcomp公司和Gerber公司先后研制出了滚筒式绘图仪和平板式绘图仪。显示器和绘图仪的发明，表明了该时期硬件具有了图形输出功能。 （2）快速发展阶段（20世纪60年代） 该时期的CAD系统主要是二维系统，三维CAD系统也只是简单的线框造型系统，且规模庞大，价格昂贵。线框造型系统只能表达几何体基本的几何信息，不能有效表达几何体间的拓扑信息，也就无法实现CAM和CAE。 （3）成熟推广阶段（20世纪70年代） 曲面造型系统的出现是这一时期在CAD技术方面取得的重大成果，被认为是第一次CAD技术革命。20世纪70年代初，美国IBM公司和法国Dassault公司联合开发了CATIA系统，该系统以自由曲面造型方法表达零件的表面模型，使人们从简单的二维工程图样中解放出来。曲面造型技术的出现及应用，解决了CAM表面加工问题，但不能表达质量、重心、体积、转动惯量等几何物理量，因此无法实现CAE。 （4）广泛应用阶段（20世纪80年代） CAD系统开始从小型计算机向微型计算机转化，为CAD技术的广泛应用创造了良好的硬件条件。 这一时期在CAD技术方面主要的技术特征是实体造型理论的建立和几何建模方法的出现，构造实体几何法（CSG）和边界表示法（B-rep）等实体表示方法在CAD软件开发中得到广泛应用。由于实体造型技术的出现，统一了CAD、CAE、CAM的表达模型，从而使得CAE技术成为可能并逐渐得到应用。 1988年推出全球第一套基于参数化造型技术的CAD/CAM软件—Pro/ENGINEER，获得巨大成功。参数化实体造型技术的主要特点是基于特征、全数据相关、全尺寸约束、尺寸驱动。 （5）标准化、智能化、集成化阶段（20世纪80年代后期） CORE图形标准，与应用程序接口有关的标准、与图形存储和传输有关的标准和与虚拟设备接口有关的标准，这些标准的制定和采用为CAD技术的推广起到了重要的作用。 将人工智能引入CAD系统是CAD技术发展的必然趋势，这种结合大大提高了设计的自动化程度。 CAD技术与CAM、CAE等技术的集成形成了广义的CAD/CAM系统，CAD/CAM系统的构建实现了信息集成和功能集成。 2.