CAD:计算机辅助设计 （Computer Aided Design)
指工程技术人员以计算机为工具完成产品设计，达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本这一过程的各项工作，包括设计、工程分析、仿真、绘图、编撰技术文档…
CAPP:计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning,)
指工艺人员借助计算机，根据产品设计结果和产品制造工艺要求，交互或自动地确定产品加工方法和方案的设计，包括毛坯选择、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定… CAM:计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing) 计算机辅助制造有广义和狭义两种定义:
? 广义CAM 指借助计算机完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，包
括工艺过程设计（CAPP)、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测与分析…
? 狭义CAM 通常指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿
真、后置处理及NC代码生成… CAD/CAM集成
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CAD/CAM集成实质：在CAD、CAPP、CAM各模块之间形成相互信息的自动传递和转化 PDM:产品数据管理
Pdm是一种管理所有产品相关的信息和过程的技术。
几何建模：所谓几何建模是用计算机来表示和构造形体的几何技术，建立计算机内部模型的
过程。
拓扑信息 ：拓扑信息反映三维形体中各几何元素的数量及其相互之间连接关系
拓扑信息不同，即使几何信息相同，最终构造的实体可能完全不同
特征：所谓特征是从工程对象中概括和抽象后所得到的具有工程语义的功能要素 特征建模：特征建模即通过特征及其集合来定义，描述实体模型的方法和过程
建模： 建模是以计算机能够理解的方式，对实体进行确切定义，赋予一定的数学描述，
并以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，在计算机内部构造实体的模型
线框建模： 线框建模是利用基本线素来定义设计目标的棱线部分而构成的立体框架图
线框建模的数据结构是表结构
线框建模的特点 ： 线框建模的优点：
? 只有离散的空间线段，处理起来比较容易，构造模型操作简便 ? 所需信息最少，数据结构简单, 硬件的要求不高 ? 系统的使用如同人工绘图的自然延伸，对用户的使用水平要求低，用户容易掌握
线框建模的缺点 ：
? 线框建模构造的实体模型只有离散的边，没有边与边的关系。信息表达不完整， 会使物体形状的判断产生多义性
? 复杂物体的线框模型生成需要输入大量初始数据，数据的统一性和有效性难以保证，加重输入负担 。
表面（曲面）建模 ：表面建模是通过对形体各个表面或曲面进行描述的一种三维建模方法
表面建模的数据结构是表结构，除给出边线及顶点的信息之外，还提供了构成三维立体各组成面素的信息
表面建模的特点 ： 优点：
? 三维实体信息描述较线框建模严密、完整，能够构造出复杂的曲面，如汽车车身、飞机表面、模具外型…
? 可以对实体表面进行消隐、着色显示
? 可以计算表面积，利用建模中的基本数据，进行有限元划分 ? 可以利用表面造型生成的实体数据产生数控加工刀具轨迹
缺点：
? 曲面建模理论严谨复杂，所以建模系统使用较复杂，并需一定的曲面建模的数学理
论及应用方面的知识
? 此种建模虽然有了面的信息，但缺乏实体内部信息，所以有时产生对实体二义性的
理解。如一个圆柱曲面，就无法区别它是一个实体轴的面或是一个空心孔的面 实体建模
： 采用基本体素组合，通过集合运算和基本变形操作建立三维立体的过程称
为实体建模 。 实体建模是实现三维几何实体完整信息表示的理论、技术和系统的总称 常见的实体建模表示方法
? 边界表示法 数据结构是以边为中心的翼边结构，通过任意一条边，可以
遍历整个实体所有几何元素。
优点：记录有实体所有几何信息和拓扑信息。
不足：缺乏实体生成过程信息，数据存储量大，难以直接构造 ? 结构实体表示法（csg）数据结构为二叉树结构 ? 混合表示法数据结构
? 空间单元表示法数据结构通常用:四叉树和八叉树
? 扫描变换法 数据结构
派生式CAPP系统 ：
基本原理：利用成组技术(GT)代码或企业现行零件图编码，根据结构和工艺相似
性将零件进行分组，然后针对每个零件组编制典型工艺（主样件工艺）
特点 ：（1）该类capp系统是以成组技术为基础，理论上比较成熟。
（2）派生式capp系统问世较早，应用范围比较广泛，有较好的实用性。 （3）主要适用于结构比较简单的零件，尤其对回转类零件的应用比较广泛 （4）与常规手工工艺设计方法类似，继承和应用了企业较成熟的传统工艺，
但系统的柔性度较差。
（5）对于相似性较差的复杂零件，由于难以用编码描述方法形成零件族，
不适宜采用派生式capp系统。
创成式CAPP系统：
基本原理：与检索式和派生式方法不同，不是直接对相似零件工艺文件进行检索
与修改，而是根据零件的信息，通过逻辑推理规则、公式和算法等，做出工艺决策而自动地
“创成”一个零件的工艺规程
特点：（1）通过逻辑推理，自动决策生成零件工艺系统，无需人为的技术干预。
（2）具有较高的柔性，适应范围较广。
（3）便于计算机辅助设计和计算机辅助制造系统的集成。
（4）由于系统自动化要求高，应用范围广，系统实现较为困难，目前只能简
单处理特定环境下的某些特定零件。
几种数控编程方法的比较 手工编程 无须软件工具 效率低，出错率高 需记忆数控代码 难以完成复杂 型面编程 数控语言 自动编程 能从事复杂型面编程 不需记忆具体数控代码 编程量大 没有图形支持 CAD/CAM系统自动编程 用户不需编源程序 有图形支持 便于实现系统集成 Cad/cam系统编程的特点：
与数控语言自动编程比较，利用cad/cam系统进行数控加工编程具有以下特点：
（1） 在图形环境下将被加工零件的几何造型，刀位计算，后置处理和加工仿真等数控编
程的作业过程结合在一起，有效的解决了编程的数据的来源，图形显示，校验计算和交互修改等问题，弥补了数控语言自动编程存在的不足。
（2） 整个编程过程是面向零件几何图形交互进行的，不需要用户编制零件加工源程序，
用户界面友好，使用简便，直观，准确，便于检查。
（3） 有利于实现系统的集成，不仅能够实现产品设计（cad）与数控加工编程（ncp）的
集成，还便于与工艺规程设计（capp），刀夹量具设计等其他生产环节的集成。
Cad/cam系统的主要功能:
(1) 产品几何建模;(2)产品模型的工程分析处理；（3）工程图绘制；（4）辅助制定工艺规
程；(5)nc自动编程；（6）加工过程仿真模拟；（7）工程数据管理； 特征的分类：
（1） 管理特征；（2）技术特征；（3）材料特征；（4）精度特征；（5）装配特征；（6）
形状特征
设计数据或资料的计算机常用处理方法(数表的处理方法)：数表的程序(数组)化、数表的文件化、数表的公式化、
一、某企业产品设计部门有12位技术人员，均从事产品的设计、分析和基础绘图工作，请尝试为该企业进行CAD/CAM软硬件系统的配置： 答：硬件配置：
1、 为每位技术人员配置一台微机型CAD工作站，以便各自独立工作。 2、 配置一台具有一定存储容量和安全性能的服务器，用于存储设计资料和共享软件。 3、 一部共享的图形输出设备和打印设备，图形输出设备规格视所绘图纸最大图幅而定。
4、 在该设计部门构造一个局域网，并与外部internet/intranet网连接。 软件配置：
1、 系统软件：windows xp/2000. 2、 配置一套网络型具有综合功能的CAD/CAM系统如PROE，作为产品造型、图形绘制、数
控编程的支撑软件工具。 3、 一套网络型如ANSYS有限元分析软件，用于产品结构计算与分析。 4、 12套二维绘图软件如AUTOCAD2008，用于工程图样的绘制。 5、 一套大于12节点的产品数据管理软件系统如PDM，用于设计资料的管理，产品配置管
理以及产品设计流程的管理，该软件系统特别注意设计资料的安全性和权限的管理。 二,使用c语言编程,将三角形P1P2P3 (10,10、30,10、10,50)进行旋转，平移和放大的组合变换，并绘制变换前与变换后的三角形图形，其中旋转角为60度；平移量l=30、m=50；放大系数a=b=2. Cos60 sin60 0 1 0 0 2 0 0 解：T=
-sin60 cos60 0 0 1 0 0 2 0 0 0 1 Xa Ya 1 0 0 1 1 √3 0 -√3 1 0
60 100 1
=
（X ‘ Y’ 1）=(x y 1)*T=(x- √3y+60，√3x+y+100，1) 代入各点数据的（52.67,127.32） (72.68,161.97) (-16.6,167.32)
三，用最小二乘法将表3—7中渐开线齿轮的当量齿数和齿形系数间参数关系进行公式化处理，假设该关系式为指数关系式：Y=ab^x. 解：