【編者按】新形勢下拿穴，我國機械制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機遇。CAD/CAM技術(shù)在機械制造中的綜合應(yīng)用忧风，為機械制造業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持默色，它的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢必將對我國的機械制造業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。

　　引言

　　當(dāng)今的機械制造業(yè)已不是傳統(tǒng)意義上的機械加工狮腿，而是集機械该窗、電子、光學(xué)蚤霞、信息酗失、材料义钉、生物、能源规肴、管理等學(xué)科最新成就為一體的新技術(shù)綜合體捶闸。世界各國經(jīng)濟的競爭，也主要體現(xiàn)在制造技術(shù)的競爭塞姻，先進制造技術(shù)已成為當(dāng)代國際間科技競爭的重點蚌长。

　　1 我國機械制造業(yè)的現(xiàn)狀

　　中國現(xiàn)已成為世界制造業(yè)大國：制造業(yè)增加值已居世界第4位(名次為美、日尺澜、德绵顷、中);80多種產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界第一;國家稅收總額的36%、財政收人的近50%厅肩、外匯收人的75%螺蜻、工業(yè)新增就業(yè)崗位的90%是由制造業(yè)創(chuàng)造的;制造業(yè)吸納了近一半的城市就業(yè)人員和農(nóng)村剩余勞動力;制造業(yè)對中國的意義不僅僅是國家經(jīng)濟高速增長的發(fā)動機，也是推動國民經(jīng)濟和社會信息化的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)禽制，更是科技創(chuàng)新的重要載體和勞動就業(yè)的主要部門剪酵，也是國家安全的基本保證。但是制造業(yè)大國不等于制造業(yè)強國膜却，因為雖然總規(guī)模達美國的20%药呜，但勞動生產(chǎn)率僅為其4%，也僅僅是全球制造強國的5%;中國還沒有一家制造企業(yè)進人世界50強;大部分產(chǎn)品都屬高消耗攘默、低附加值的產(chǎn)品访僚，處產(chǎn)業(yè)鏈的低端;大多數(shù)制造企業(yè)缺乏核心技術(shù);所需高技術(shù)含量產(chǎn)品的80%以上尚依賴進口;重大裝備制造業(yè)中的70%數(shù)控機床被國外產(chǎn)品占領(lǐng)，制造業(yè)大國的中國是世界第一大機床消費國玲销。作為“裝備工業(yè)中的裝備工業(yè)”——機床業(yè);其發(fā)展水平與一個國家的制造業(yè)输拇、工業(yè)發(fā)展水平密切相關(guān)，中國正由制造大國向制造強國邁進痒玩，對機床尤其是數(shù)控機床的需求量仍將保持著高速增長淳附，在傳統(tǒng)制造加工領(lǐng)域的技術(shù)更新成為企業(yè)提升競爭能力的關(guān)鍵议慰，因此數(shù)控加工成為制造業(yè)中非常重要的環(huán)節(jié)蠢古，我國的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域也就必須造就數(shù)十萬的操作人員、編程人員和維修人員别凹。

　　2 我國機械制造業(yè)發(fā)展的趨勢及對CAD/CAM技術(shù)的要求

　　我國如何盡快地由制造業(yè)大國成為制造業(yè)強國呢?我們不得不去思考草讶。機械制造業(yè)的發(fā)展方向應(yīng)是什么?為機械制造業(yè)提供強力技術(shù)支持并起著關(guān)鍵作用的CAD/CAM技術(shù)開發(fā)應(yīng)該遵循什么樣原則?

　　21世紀(jì)初的機械制造業(yè)，總的發(fā)展趨勢為：柔性化炉菲、靈捷化堕战、智能化、信息化(網(wǎng)絡(luò)化)同拍霜。信息產(chǎn)業(yè)將成為社會的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)嘱丢，機械制造業(yè)也將由信息主導(dǎo)薪介，并采用先進生產(chǎn)模式、先進制造技術(shù)腔益、先進組織管理方式的全新機械制造業(yè)草教。其中：柔性化是使工藝裝備與工藝路線能適于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適于迅速更換工藝舰打、更換產(chǎn)品的需要经禽。靈捷化是使生產(chǎn)推向市場的準(zhǔn)備時間縮為最短，使機械制造廠的機制能靈活轉(zhuǎn)向凫荡。智能化是柔性自動化的重要組成部分可剪，也是柔性自動化的新發(fā)展和延伸，智能化促進柔性化功抠，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力登翩。信息化是使機械制造業(yè)不再是由物質(zhì)和能量借助于信息的力量生產(chǎn)出價值，而是由信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價值汛滩。因此女溺，信息產(chǎn)業(yè)和智力產(chǎn)業(yè)將成為社會的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。再者函绊，制造技術(shù)也向著超精密加工敛竭、微型機械制造、超高速切削等方向發(fā)展阁最。超精密加工技術(shù)戒祠、微型機械加工、微細電火花加工EDM速种、等離子加工姜盈、激光加工、離子束加工配阵、電子束加工馏颂、超高速加工等技術(shù)的實現(xiàn)，為生產(chǎn)效率的快速提高奠定了良好的基礎(chǔ)棋傍。同時救拉，制造技術(shù)也在不斷地對高科技進行綜合利用，需將工程數(shù)學(xué)瘫拣、激光學(xué)亿絮、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)麸拄、控制論派昧、生物學(xué)、材料科學(xué)颤皆、管理科學(xué)酬苇、信息科學(xué)灯忙、以及人文科學(xué)等知識綜合利用。這些學(xué)科改變著機械制造業(yè)的面貌蚤件，而機械制造技術(shù)的發(fā)展反過來為這些學(xué)科提供了新的工具恰日，有力地促進著這些學(xué)科的進一步發(fā)展。

　　CAD/CAM技術(shù)是一項利用計算機幫助人們完成產(chǎn)品的設(shè)計(Design)與制造(Made)的新技術(shù)梅明，它是計算機技術(shù)在零件生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的新飛躍姐淫。CAD包括建立幾何模型、工程分析乳环、產(chǎn)品分析匠泵、動態(tài)模擬、自動繪圖等;CAM包括數(shù)字化控制倘回、工藝過程設(shè)計了酌、機器人、柔性制造系統(tǒng)(FMS)音瓷、工廠管理等对嚼。CAD/CAM技術(shù)是制造自動化技術(shù)的主要組成部分，它的迅猛發(fā)展绳慎，軟件纵竖、硬件水平的進一步完善，為機械工業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持杏愤，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計靡砌、制造、生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍珊楼，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化通殃、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇厕宗。CAD/CAM技術(shù)也是一種集成技術(shù)系統(tǒng)画舌，由系統(tǒng)軟件、管理軟件已慢、支撐軟件曲聂、應(yīng)用軟件組成，其中的應(yīng)用軟件是用戶為解決某些應(yīng)用問題而編制的程序蛇受，一般由用戶與研究機構(gòu)在系統(tǒng)軟件與支撐軟件的基礎(chǔ)上聯(lián)合開撐榛覆，因此它應(yīng)遵循以下原則：(1)用戶界面友好巫顽。軟件是為了應(yīng)用菱脯，用戶是否較為容易地掌握成為評價軟件的基本標(biāo)準(zhǔn)。友好的用戶界面包括：使用方便菲痹，界面熟悉湘秀，有靈活的提示幫助信息喉投，良好的交互方式，良好的出錯處理军含。(2)遵循軟件工程方法种车。軟件工程是指導(dǎo)計算機軟件開發(fā)和維護的工程科學(xué);即采用工程的概念原理、技術(shù)孩砸、方法來開發(fā)和維護軟件匿贝。軟件工程采用生命周期法，從時間上對軟件的開發(fā)和維護進行分解贸掰，把軟件生存周期依次劃分為幾個階段丁傲，分階段進行開發(fā)。(3)參數(shù)化CAD审胚。對于系列化匈勋、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的產(chǎn)品膳叨，設(shè)計所用的數(shù)學(xué)模型及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都是固定的;通常僅是結(jié)構(gòu)尺寸的差異洽洁。對于這類產(chǎn)品，可將已知條件及其隨著產(chǎn)品規(guī)格而變化的基本參數(shù)采用相應(yīng)的變量代替菲嘴，然后由計算機自動查詢圖形數(shù)據(jù)庫饿自，或由相應(yīng)的軟件計算出繪圖所需的全部數(shù)據(jù)，再由專門的繪圖生成軟件在屏幕上自動地設(shè)計出圖形來龄坪，稱為參數(shù)化CAD璃俗。(4)成組CAD及智能化CAD。某些產(chǎn)品悉默，結(jié)構(gòu)雖不一樣城豁，但較相似，可以根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝性的相似性抄课，利用成組技術(shù)將零件劃分成有限數(shù)目的零件庫唱星，根據(jù)同一零件族中各零件的結(jié)構(gòu)特點，編制相應(yīng)的CAD通用軟件跟磨，用于該族零件的設(shè)計局硝，稱為“成組CAD”。智能化CAD就是將專家系統(tǒng)與CAD技術(shù)融為一體而建立起來的系統(tǒng)潭灯。

　　3 目前CAD/CAM軟件的特點及其應(yīng)用

　　3.1 國外流行的軟件

　　(1) Unigraphic(UG)：UG是源于美國麥道(MD)公司的產(chǎn)品焙逝，是由美國通用汽車公司EDS分部的獨立子公司UnigraphicSolutions開發(fā)的，集CAD/CAM/CAE于一體的 機械工程輔助系統(tǒng)话弹，適用于航空年笋、航天、汽車、通用機械及模具等的設(shè)計雌她、分析及制造工程透汞。UG是將優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實體、線框政用、表面功能結(jié)合在一起薄肉，還提供了二次開發(fā)工具GIRP、UFUNG倘灸、ITK某亩，允許用戶擴展UG的功能。(2)AutoCAD：它是美國Autodesk公司開發(fā)的具有交互式和強大二維功能的繪圖軟件(如二維繪圖热某、編輯鲜锚、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及二次開發(fā)等功能)苫拍，并有部分三維功能芜繁。AutoCAD軟件是目前世界上應(yīng)用最廣的CAD軟件，占整個CAD/CAE/CAM軟件市場的37%左右(在中國二維繪圖CAD軟件市場占有絕對優(yōu)勢)绒极。(3)Pro/Engineer：它是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC)1988年的產(chǎn)品骏令，具有先進的參數(shù)化設(shè)計、基于特征設(shè)計的實體造型和便于移植設(shè)計思想的特點垄提，用戶界面友好榔袋，符合工程技術(shù)人員的機械設(shè)計思想，能將整個設(shè)計和生產(chǎn)過程集成在一起铡俐。最近幾年P(guān)ro/E已成為三維機械設(shè)計領(lǐng)域里最富有魅力的軟件凰兑，在中國模具工廠得到了非常廣泛的應(yīng)用。(4)由美國Autodesk公司基于參數(shù)化特征實體造型和曲面造型而開發(fā)的MDT軟件审丘。由美國SolidWorks公司基于Windows吏够，平臺的全參數(shù)化特征造型開發(fā)的Soildworks軟件。

　　3.2 國內(nèi)流行的軟件

　　(1)PICAD：PICAD系統(tǒng)及系列軟件是中科院凱思軟件集團及北京凱思博宏應(yīng)用工程公司開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAD軟件嵌鳖。該軟件具有智能化织扰、參數(shù)化和較強的開放性，對特征點和特征坐標(biāo)可自動捕捉及動態(tài)導(dǎo)航;系統(tǒng)提供交互環(huán)境下的開放的二次開發(fā)工具及裂，用戶可以增加功能或開發(fā)專業(yè)應(yīng)用軟件率肉。(2)CAXA：CAXA電子圖板是高效、方便嘀矢、智能化的通用中文設(shè)計繪圖 軟件剑三，輔助設(shè)計人員進行零件圖、裝配圖昵例、工藝圖表矩汪、平面包裝的設(shè)計端皮，適合二維繪圖的場合，可使設(shè)計人員甩掉圖板昧甲，滿足相關(guān)行業(yè)的設(shè)計要求。CAXA-ME是一套數(shù)控編程和三維加工軟件腿扒，具有強大的造型功能昼牛，可以快速建立復(fù)雜的三維模型，它為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型康聂、設(shè)計到加工代碼生成贰健、加工仿真、代碼校驗等一體化的解決方案恬汁。其中的注塑模設(shè)計(CAXAIMD)是一套中文注塑模專業(yè)CAD軟件伶椿，可使設(shè)計人員不必翻找設(shè)計手冊即可輕松設(shè)計模具。(3)此外還有金銀花系統(tǒng)(Lonicera)氓侧、高華CAD脊另、GS-CAD98、開目CAD等軟件约巷，其中的金銀花系統(tǒng)的目標(biāo)是向國外三維CAD軟件發(fā)出強有力的挑戰(zhàn)偎痛。總起來說独郎，以上各種軟件各有優(yōu)點和不足之處踩麦。

　　4 CAD/CAM技術(shù)的主要不足及未來趨勢

　　經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，我國CAD/CAM技術(shù)有了長足發(fā)展氓癌，已被廣泛用于我國企業(yè);我國CAD/CAM軟件的開發(fā)水平也逐漸接近國外先進水平谓谦。但是整體來說，我國目前CAD/CAM軟件不管是從產(chǎn)品開發(fā)水平還是從商品化她蛉、市場化程度都與發(fā)達國家尚有不小差距贺坝。例如：不少企業(yè)對CAD的認識還僅停留在繪圖階段，從而使CAD產(chǎn)生的效益尚未充分發(fā)揮;CAD/CAM軟件應(yīng)用人員參差不齊赚兰，CAD軟件不能得到高效率應(yīng)用;缺少既適合教學(xué)又滿足企業(yè)需求的軟件及教學(xué)平臺寿针。CAD/CAM技術(shù)水平還處于向高技術(shù)集成和向產(chǎn)業(yè)化商品化過渡的時期，還沒有針對性的軟件镰钦，一般都是使用通用性軟件径卜。雖在微機平臺上開發(fā)CAD/CAM軟件方面我國與國外起點差不多，但對引進的CAD/CAM系統(tǒng)的二次開發(fā)卻跟不上箫驻，致使引進軟件的效率不能完全發(fā)揮芽茄。針對21世紀(jì)機械制造行業(yè)的基本特征，CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢也呈現(xiàn)出以下幾個特征：標(biāo)準(zhǔn)化绍挤、集成化技術(shù)章神、智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用、多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)等爷耀。當(dāng)然甘桑，我們也要看到我們的優(yōu)勢，那就是：了解本國市場歹叮，便于提供技術(shù)支持跑杭，相對價格便宜等。國際和國內(nèi)的理論和實踐給我們提供了很好的方法和理念咆耿，拓展了我們更多的發(fā)展空間德谅。在這些前提下，我國CAD/CAM產(chǎn)業(yè)只要緊跟時代潮流萨螺，跟蹤國際最新動態(tài)窄做，遵守國際規(guī)范，形成自己獨特的優(yōu)勢慰技，并且立足國內(nèi)椭盏、結(jié)合國情、面向國內(nèi)經(jīng)濟建設(shè)的需要吻商，一定能夠開發(fā)出有特色的符合中國人習(xí)慣的CAD/CAM軟件庸汗，為我國制造業(yè)的發(fā)展插上騰飛的翅膀。

　　5 結(jié)束語

　　現(xiàn)在和將來诅鹰，中國的制造業(yè)必須積極地承接世界制造業(yè)的轉(zhuǎn)移也隧，堅持對外開放，融人世界經(jīng)濟全球化的過程中笋骡，力爭更快地跨進制造強國的行列;為了承接世界制造業(yè)的轉(zhuǎn)移絮商，在保護知識產(chǎn)權(quán)的同時努力加強研發(fā)力量，努力提高創(chuàng)新能力叮盲，使中國制造業(yè)從中低端產(chǎn)品加工廠轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜缰圃鞓I(yè)中心之一铆韭。因為國家綜合實力的提高，主要依靠科學(xué)技術(shù)水平的提高只忿，科學(xué)技術(shù)的進步主要靠創(chuàng)新菜涯，創(chuàng)新的載體是人才;所以制造業(yè)的深刻變化需要高技能人才實現(xiàn)，制造業(yè)高技能人才的培養(yǎng)需要全新的零距離培養(yǎng)模式禾膀，面對中國制造業(yè)的蓬勃發(fā)展拣末，培養(yǎng)高素質(zhì)的工程師和職業(yè)技能人才成為國家的關(guān)注點。那么依托強有力的CAD/CAM技術(shù)的支持驹柴，以工程項目帶動科技進步饼瓮，培養(yǎng)從設(shè)計、制造工藝到操作夹厌、管理的各類各級優(yōu)秀人才豹爹，一定能使中國的制造業(yè)在21世紀(jì)之初——中國全面建設(shè)小康社會裆悄，實現(xiàn)工業(yè)化的過程中，再上一個新臺階臂聋，真正的成為世界制造業(yè)強國!

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