基于三维的柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计
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基于三维的柴油机气缸体三面钻削组合机床总体及左主轴箱设计,基于,三维,柴油机,缸体,三面钻削,组合,机床,总体,主轴,设计
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计算机辅助制造-CAD/CAM/CAE不可分割的部分翻译： 摘要：对于计算机辅助系统的概念，计算机系统所支持的内容，大多数人考虑到的分别是计算机辅助绘图功能， 零部件产品的设计和构造功能，所以这些系统被称为CAD系统(计算机辅助设计)。这种单侧面的看法由以下几个因素所决定： 与制造业联系不紧的CAD系统(尤其是AutoCAD)，这种系统从1990年开始第一次被广泛用作我国建筑研究所及工厂和企业中；计算机辅助系统的安装数量，即CAD系统用户数量是当时其他计算机辅助系统用户的数倍； 其他CA系统(例如计算机辅助制造系统)，都必须依赖于经CAD系统进行处理和编写数据；CA系统的培训，大多只由该地区的CAD系统来实现，等等。 尽管如此，但很显然的是，企业生产的利益最大化，只有完全被应用到计算机辅助系统才能体现出来，这意味着除了零部件本身的设计外，还包括产品标注设计制作技术、设计工作地点、工具和设备的设计工作、实现自己的生产和产品质量检验等。 本文的目的是简要地但完全地描述计算机辅助制造系统的主要特点从而填补这一知识领域的空缺。关键词：CAD/CAM/CAE,计算机辅助设计， 数字控制系统，PC机一、CAM系统的简史计算机辅助系统的历史实际是以计算机辅助设计和制造为主的历史。因此，它开始于计算机图形学的历史。虽然在计算机图形学推出之前它不能创造、研究和完成计算机的有关操作，计算机辅助设计和制造只用于计算。 首先在1945年由vannevar Bush首先推出的设计计算机与计算机图形学，但他的提议并未在实践中不断得到实现。首先让计算机图形学实现交互动作的是60年代开始的经过通用汽车、Lockheed、美国宇航局和贝尔实验室。第一个计算机辅助设计和计算机图形学开发系统是建设各类硬件平台，但最大的电脑设备生产商(IBM公司、电、控制数据、德州仪器)忽视这一领域。这些体系建议往往由顾客首先实现；大量的工作是由著名的研究中心，例如麻省工学院、犹地州大学和位于加州的施乐公司泊洛阿尔托研究中心。开发出数十个系统用于解决不同领域的计算机辅助设计任务，这些系统具有不同的质量和完整性。 渐渐地，大约有15条方案用于这些工作厂所。 80年开始进行了专有的UNIX系统接替老系统，CA系统没有服从这一变化趋势要么不见踪影，要么迅速服从现有的职务。 80年代的特点是大公司主导的产品为计算机辅助设计软件系统,后来又为计算机辅助工艺系统。 客户和公司之间的合作非常紧密，有的公司只有一个客户支持，分别为各个大工业巨头的一个部门。 欧洲不愿落后于美国的发展特别在法国出现了一些开发计算机辅助系统的公司，目前他们在CA系统方面有着重要地位。 从建立数控设计理念以来，计算机辅助制造已经历了50年的历史。进入电子计算机技术是第一次突破以及后来引入了生产支持技术。 但是，至1970年12月以来更加广泛的发展使计算机辅助制造系统成为通过电脑建立概念的数控生产机器。由于CAM系统允许由CAD系统所创造的产品几何数据，和直接用来数控生产和制造的数控程序；覆盖计算机辅助设计的大型系统也在80年代即计算机辅助制造以后出现； 这些就是所谓的CAD/CAM系统。提供生产广泛且昂贵的CAD/CAM系统的最重要的公司是computervision公司，该公司几乎主宰了整个飞机和汽车的工业领域。IBM公司已开发了自己的CADAM系统,后来与CATIA系统合并。从90年代开始6家具有远大生产前景的公司开始进入了质量和价格密切相关的UNIX系统下工作: 四家来自美国的企业(computervision，EDS/Unigraphics，SDRC、PTC)和两家来自法国的企业(Matra datavisions and Dassault ystemes 现在由IBM公司拥有)。 这些公司大多为单元制造系统领域的核心，价格几十万美金(硬件和软件)的机器全部工作到位。这些公司也占据了大片CAD/CAM的应用领域，目前个人计算机领域(个人电脑PC机)，并没有长时间吸引CAM系统。这主要是因为事实上，在PC机上CAD系统只是实现了二维绘图和有关的计算，因考虑到这一职能的局限性和不能实现实体建模的功能，能通过数控程序生产出所需的外形，由于其计算性能小所以它不能创造出有效的数控程序。从90年代开始CAD/CAM系统在工作站中的运用只可用于计算机辅助制造领域。计算和图形性能在UNIX系统下工作与PC相反迅速增加已经很快，主要是由于从1990年至1994年硅产品在图形学中的运用。直到90年代下半年以来微机部件的开发出现罕见的发展形式，当具有竞争力的操作系统的出现即pc进入了奔腾、奔腾pro、奔腾，处理器时代。由于它的价格使其使用具有一定的局限性，开发商将使CAM系统面向个人电脑应用领域，从而使更多CAM用户获益。二、计算机辅助制造系统-CAM CAM(计算机辅助制造)系统他是为数控自动化加工作数据和程序准备工作的机械零件、 整个集成、电子线路、等等。这些系统的使用，主要是计算机设计部分可以获得CAD系统中的各个产品的几何参数和其他有关的数据。数字控制（NC）技术是CAM系统中最关键的一个部分、这是用程序控制机械生产的技术；比如对车床、铣、 钻、薄板弯曲、研磨、常规和非常规切削机床(激光、等离子、水)由控制系统来控制的机械加工，目前有两个基本类型的数字控制,这是不同的程序存储方法。 如CNC(电脑数值控制)，控制系统直接连接到当地的生产机器的控制电脑中, 程序可以保存在该电脑中。第二，灵活的分布式数字控制是更现代的方式，它的特点是有共同的生产机器中心DNC(分布式数控)。后处理机通过对几何参数的转换来确定生产机械中刀具的加工路径；分别以后处理机的存储库为单元,大多数生产机械是接受控制系统的指令通过几何参数的变换来确定刀具的进给路径，作为CAM的一个组成部分可以通过仿真模块对加工过程进行仿真。用户可以验证每个操作的运行过程，可以防止偶尔发生的刀具碰撞工件或设备的情况。三、CAM系统的组成部分和类型CAM系统发展的各个历史阶段及其影响的种种因素，使得这些系统很难凝聚成共同的团体,也难以对它们彼此相似的功能进行比较。尽管如此，更详细的研究表明, 有可能找到他们共同的特点，争取将这些系统组成一个整体。 基于CAM系统与其他系统集成的可能性，主要是考虑它与其他CA系统（主要是CAD）的完整性和兼容性。 基于此,有可能创造出两类CAM系统： 1CAM系统结合了复杂的CAD/CAM/CAE系统框架这些系统的方便之处在于个别CAD，CAM或CAE模块的完整性和独立性，他们在地区和单元间几何参数的转换和传输方面不存在问题。不便的主要是在UNIX的应用方面，其硬件价格昂贵；这个缺点是可以弥补的，如果这些系统在高级PC的WindowsNT下工作， CAD/CAM/CAE系统模块在计算机辅助领域中的运用可如表1所示。2专用CAM及特殊CAD/CAM系统这两大类型的CAM系统可以分为以下几组：1）复杂的CAM系统需要更多的计算机技术的支持，如SURFCAM(Surfware)、SmartCAM(Camax=0.504)、MasterCAM(CNC软件)、AlphaCAM(Licom系统)等等。 2）专用CAM系统也需要计算机集成技术的支持。例如PowerMill(Delcam)公司和WorkNC(SESCOI)铣、ECAM350(先进CAM技术)电路板的生产等。 3）专用的CAD系统中的CAM主要部分是熟知的hyperMILL(OPENMIND)， AutoCAD和Mechanical Desktop (Autodesk)，这是以计算机辅助技术为代表的产生机械加工（钻削、数控铣削、电火花线切割、超精数控加工）数控代码的系统。以上CAM系统最大的特点是特别偏向于计算机辅助制造技术，从而形成了坚实的用于产品型号处于低水平模块(以便创造二维线框模式，但并非实体模型)。在大多数情况下，他们不支持将CAD系统转变成专门的CAD系统模型(如Solid Edge，Solid Works,Cadkey等)。 而质量较好的专用CAM系统所具有的模块化的结构能产生出数控铣、 车床、电磁加工、水射流切割设备、激光切割、等离子切割等动作的数控程序。通过后置存储库解决控制机械产生的与生产机械相适应的刀具路径代码的传输。同时，他们的功能模块，可直接用计算机模拟生产过程，从而可以检测出数控程序中偶尔发生的错误(刀具和设备碰撞 工件尚未准确定位是刀具高速进给发生碰撞 可选择从不同的角度观察生产工艺、透明化加工或逐步加工)。 例如用Pro/Engineer，CAD/CAM系统模拟铣削加工如图1所示，计算机辅助设备在喷射切割生产（为切割设备生成流水加工程序）中的运用如图2所示表1:概述CAD/CAM/CAE系统专用模块的应用的领域图1计算机模拟铣削加工四、CAM方面的发展 要求提高竞争水平，以确保或督促产品生产者尽可能地经常使用CAD/CAM/CAE的设施，这种趋势将在未来继续保持。完全运用CAD/CAM/CAE系统进行产品开发，例如CAD部分完全忽视或遗漏了superstructured在计算机辅助制造系统中的应用效果，可能会降低这些工具在现代企业中的使用率。制作的计算机辅助制造系统必须适应这一发展趋势，从而提高产品质量永久保证并扩大现有的市场地位，他们须符合客户的需求，质量应越高越好。图2计算机辅助制造在喷射切割(Unigraphics)领域的运用可以预见CAM方面可能出现的发展趋势如下： 在切削机车、铣床、磨床到个别单元都实施新的理论研究成果。(计算机支持的新技术如快速加工、干切削、硬加工、curve machining-Bezier、B样条、NURBS，等等)CA模块支持的技术逐渐提升到(喷射流、激光、等离子体)塑造计算机辅助制造模块的技术领域。如机械加工、弯曲、 焊接、装配、等。 执行专家系统与计算机辅助制造方面的任务，目标是创造出更加有效与后置设施连接的数据库。从CAD/CAM传输到CAPE环境(并行产品设计环境)，完全解决新产品从设计到虚拟现实的所有步骤以及实现生产过程模拟。使用STEP标准（产品模型数据交换的标准)专门将CAD模块引进到专用CAM系统中。当前和今后CAM技术能够把自身的功能与计算机集成技术相结合，形成了系统模型与虚拟测试环境相适应的功能模块，向顾客提供产品的制造和描绘功能。高级CAM系统将是大型CAD/CAM/CAE系统中的一部分或是一独立发展的个体，但无论如何他必须与大型企业的CA设施和信息系统相连接来保证。五、参考文献1 Tlusty G. 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