《模具CAD/CAM/CAE》课程授课教案（讲义）第1章 绪论

章节第1章绪论了解CAD/CAE/CAM基本概念，熟悉CAD/CAE/CAM的历史、现状和教学发展方向。了解本课程学习的任务、主要内容以及主要的参考文献资目的料。重点：CAD/CAE/CAM技术的发展趋势。重点难点：无。难点教学内容：教学内容1.CAD/CAE/CAM发展历程及基本概念2.CAD/CAE/CAM技术在模具行业中的应用教学方法3.CAD/CAE/CAM技术发展趋势教学方法：在概论这一章，讲授时主要采用师生互动的教学方法，教学手段通过国民经济的发展现状、发展趋势及平时的日常生活中的典型事例，介绍本课程的重要性和学习本课程的意义。学时分配教学手段：课堂讲授学时分配：2学时1．CAD/CAE/CAM技术的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要技术特点是什么？2.1简述参数化造型技术和变量化造型技术的主要特点和区别。章思考题3.试述CAD/CAE/CAM技术的发展趋势。这些发展趋势在实际应用中如何体现？4.简述CAD/CAE/CAM技术在模具设计制造（尤其是在冷冲模、塑料模）中的应用。[1】任秉银．模具CAD/CAE/CAM。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，主要2006.参考[2】李名尧模具CAD/CAM.北京：机械工业出版社2004.资料[3]】童秉枢．现代CAD技术．北京：清华大学出版社，2000备注

章节 第 1 章 绪论 教学 目的 了解 CAD/CAE/CAM 基本概念，熟悉 CAD/CAE/CAM 的历史、现状和 发展方向。了解本课程学习的任务、主要内容以及主要的参考文献资 料。 重点 难点 重点：CAD/CAE/CAM 技术的发展趋势。 难点：无。 教学内容 教学方法 教学手段 学时分配 教学内容： 1. CAD/CAE/CAM 发展历程及基本概念 2. CAD/CAE/CAM 技术在模具行业中的应用 3. CAD/CAE/CAM 技术发展趋势 教学方法：在概论这一章，讲授时主要采用师生互动的教学方法， 通过国民经济的发展现状、发展趋势及平时的日常生活中 的典型事例，介绍本课程的重要性和学习本课程的意义。 教学手段：课堂讲授 学时分配：2 学时 章思考题 1. CAD/CAE/CAM 技术的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要技术 特点是什么？ 2. 简述参数化造型技术和变量化造型技术的主要特点和区别。 3. 试述 CAD/CAE/CAM 技术的发展趋势。这些发展趋势在实际应用中 如何体现？ 4. 简述 CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造（尤其是在冷冲模、塑料 模）中的应用。 主要 参考 资料 [1] 任秉银. 模具 CAD/CAE/CAM. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2006. [2] 李名尧. 模具 CAD/CAM. 北京：机械工业出版社. 2004. [3] 童秉枢. 现代 CAD 技术 . 北京：清华大学出版社，2000. 备注 1

第1章绪论CAD/CAE/CAM（ComputerAidedDesign/ComputerAidedEngineering/ComputerAidedManufacturing），即计算机辅助设计、计算机辅助工程和计算机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械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。1.1CAD/CAM/CAE技术的内容及其发展1.1.1CAD/CAE/CAM基本概念CAD：计算机辅助设计，是指工程技术人员在人和计算机组成的系统中，以计算机为辅助工具，通过计算机和CAD软件对设计产品进行分析、计算、仿真、优化与绘图，在这一过程中，把设计人员的创造思维、综合判断能力与计算机强大的记忆、数值计算、信息检索等能力相结合，各尽所长，完成产品的设计、分析、绘图等工作，最终达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品生产成本的目的。CAD的功能可以大致归纳为四类，即几何建模、工程分析、动态模拟和自动绘图。为了实现这些功能，一个完整的CAD系统应由科学计算、图形系统和工程数据库等组成。科学计算包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化设计等；图形系统则包括几何造型、自动绘图、动态仿真等：工程数据库对设计过程中需要便用和产生的数据、图形、文档等进行存储和管理。CAE：计算机辅助工程，利用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。利用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型，完成分析数据的输入，通常称为CAE的前置处理。而CAE的结果也需要用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分布的等值线图，表示应力、温度应力、温度和压力分布的彩色明暗图，随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图等，通常称此过程为CAE的后置处理。CAE技术可以对工程和产品进行性能与安全可靠性分析，对其未来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性与可靠性。2

第 1 章 绪论 CAD/ CAE / CAM（Computer Aided Design/ Computer Aided Engineering / Computer Aided Manufacturing），即计算机辅助设计、计算机辅助工程和计算 机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械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。 1.1 CAD/CAM/CAE 技术的内容及其发展 1.1.1 CAD/CAE/CAM 基本概念 CAD：计算机辅助设计，是指工程技术人员在人和计算机组成的系统中，以 计算机为辅助工具，通过计算机和 CAD 软件对设计产品进行分析、计算、仿真、 优化与绘图，在这一过程中，把设计人员的创造思维、综合判断能力与计算机强 大的记忆、数值计算、信息检索等能力相结合，各尽所长，完成产品的设计、分 析、绘图等工作，最终达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品生 产成本的目的。 CAD 的功能可以大致归纳为四类，即几何建模、工程分析、动 态模拟和自动绘图。 为了实现这些功能，一个完整的 CAD 系统应由科学计算、图形系统和工程数 据库等组成。 科学计算包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化 设计等； 图形系统则包括几何造型、自动绘图、动态仿真等； 工程数据库对设计过程中需要使用和产生的数据、图形、文档等进行存储和 管理。 CAE：计算机辅助工程，利用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚 度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性 能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。 利用 CAD 技术来建立 CAE 的几何模型和物理模型，完成分析数据的输入，通 常称为 CAE 的前置处理。 而 CAE 的结果也需要用 CAD 技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、 温度、压力分布的等值线图，表示应力、温度应力、温度和压力分布的彩色明暗 图，随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示 图等，通常称此过程为 CAE 的后置处理。 CAE 技术可以对工程和产品进行性能与安全可靠性分析，对其未来的工作状 态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能 的可用性与可靠性。 2

CAM：计算机辅助制造，是指应用电子计算机来辅助完成产品制造的统称有狭义CAM和广义CAM。狭义CAM指数控加工，它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是加工时的刀位文件和数控程序。广义CAM是利用计算机进行零件的工艺规划、数控程序编制、加工过程仿真等。1.1.2CAD/CAM/CAE发展历程1.CAD/CAM技术的发展历程CAD/CAM技术从出现至今大致经历了五个阶段：（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）。2.CAE技术的发展历程CAE技术的发展大致经历了三个阶段：（1）技术探索阶段（20世纪60~70年代）。（2）蓬勃发展时期（20世纪70~80年代）。（3）成熟推广时期（20世纪90年代）。把计算机辅助设计和计算机辅助制造集成在一起，称为CAD/CAM系统、把计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程集成在一起，称为CAD/CAE/CAM系统。从20世纪80年代后期开始CAD/CAE/CAM系统实现集成化、智能化、标准化。集成化主要有以下几方面的工作：①产品造型技术：实现参数化特征造型和变量化特征造型，以便建立包含几何、工艺、制造、管理等完整信息的产品数据模型；②数据交换技术：积极向国际标准靠拢，实现异构环境下的信息集成；③计算机图形处理技术；④数据库管理技术等。智能化是指将人工智能技术、知识工程和专家系统技术引入到CAD/CAE/CAM领域中，形成智能的CAD/CAE/CAM系统。3

CAM：计算机辅助制造，是指应用电子计算机来辅助完成产品制造的统称， 有狭义 CAM 和广义 CAM。 狭义 CAM 指数控加工，它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信 息是加工时的刀位文件和数控程序。 广义 CAM 是利用计算机进行零件的工艺规划、数控程序编制、加工过程仿真 等。 1.1.2 CAD/CAM/CAE 发展历程 1. CAD/CAM 技术的发展历程 CAD/CAM 技术从出现至今大致经历了五个阶段： （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）。 2. CAE 技术的发展历程 CAE 技术的发展大致经历了三个阶段： （1）技术探索阶段（20 世纪 60~70 年代）。 （2）蓬勃发展时期（20 世纪 70~80 年代）。 （3）成熟推广时期（20 世纪 90 年代）。 把计算机辅助设计和计算机辅助制造集成在一起，称为 CAD/CAM 系统、把计 算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程集成在一起，称为 CAD/CAE/CAM 系统。 从 20 世纪 80 年代后期开始CAD/CAE/CAM系统实现集成化、智能化、标准化。 集成化主要有以下几方面的工作： ① 产品造型技术：实现参数化特征造型和变量化特征造型，以便建立包含 几何、工艺、制造、管理等完整信息的产品数据模型； ② 数据交换技术：积极向国际标准靠拢，实现异构环境下的信息集成； ③ 计算机图形处理技术； ④ 数据库管理技术等。 智能化是指将人工智能技术、知识工程和专家系统技术引入到 CAD/CAE/CAM 领域中，形成智能的 CAD/CAE/CAM 系统。 3

标准化是指CAD/CAE/CAM技术的快速和应用中的技术标准越来越得到各软件开发商和应用厂商的重视。CAD/CAE/CAM标准体系是开发应用CAD/CAE/CAM软件的基础，也是促进CAD/CAE/CAM技术普及应用的约束手段。1.2CAD/CAE/CAM技术在模具行业中的应用模具工业是国民经济的重要基础工业之一，模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。按照成形的特点，模具分为冲压模具、塑料模具、压铸模具、锻造模具、铸造模具、粉未冶金模具、玻璃模具、橡胶模具、陶瓷模具和简易模具等干大类。模具成形技术具有如下特点：（1）生产率高；（2）制件质量好；（3）材料利用率高：（4）成本低模具CAD/CAE/CAM就是CAD/CAE/CAM技术在模具设计过程中的应用。1.2.1CAD/CAE/CAM技术在冷冲模中的应用上世纪50年代末期，国外一些科研院所便开始研究开发冷冲模CAD/CAE/CAM系统。1971年，美国DieComp公司成功地开发了级进模计算机辅助设计系统PDDC。应用该系统可以完成冷冲模设计的全部过程，其中包括输入产品图形和技术条件；确定操作顺序、步距、空位、总工位数；绘制排样图；输出模具装配图、零件图和压力机床参数；生成数控线切割程序等。1977年捷克金属加工工业研究院研制成功AKT系统，它可以用于简单、复合和连续冲裁模的设计和制造：20世纪70年代末期，日本机械工程实验室和日本旭光学工业公司分别开发的连续模设计系统MEL和冲孔弯曲模系统PENTAX1982年日立公司研制了冲裁模CAD系统。使用这些系统进行模具设计制造，大大缩短了模具开发周期，降低了生产成本，提高了生产效率。CAD/CAE/CAM在冷冲模具设计与制造中的应用，主要可归纳为以下几个方面：1）利用几何造型技术完成复杂模具几何设计。2）完成工艺分析计算，辅助成形工艺的设计。3）建立标准模具零件和结构的图形库，提高模具结构和模具零件设计效率。4

标准化是指 CAD/CAE/CAM 技术的快速和应用中的技术标准越来越得到各软件 开发商和应用厂商的重视。CAD/CAE/CAM 标准体系是开发应用 CAD/CAE/CAM 软件 的基础，也是促进 CAD/CAE/CAM 技术普及应用的约束手段。 1.2 CAD/CAE/CAM 技术在模具行业中的应用 模具工业是国民经济的重要基础工业之一，模具是工业生产中的基础工艺装 备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其 技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。 按照成形的特点，模具分为冲压模具、塑料模具、压铸模具、锻造模具、铸 造模具、粉末冶金模具、玻璃模具、橡胶模具、陶瓷模具和简易模具等十大类。 模具成形技术具有如下特点：（１）生产率高；（２）制件质量好；（３） 材料利用率高；（４）成本低 模具 CAD/CAE/CAM 就是 CAD/CAE/CAM 技术在模具设计过程中的应用。 1.2.1 CAD/CAE/CAM 技术在冷冲模中的应用 上世纪 50 年代末期，国外一些科研院所便开始研究开发冷冲模 CAD/CAE/CAM 系统。 1971 年，美国 DieComp 公司成功地开发了级进模计算机辅助设计系统 PDDC。 应用该系统可以完成冷冲模设计的全部过程，其中包括输入产品图形和技术条 件；确定操作顺序、步距、空位、总工位数；绘制排样图；输出模具装配图、零 件图和压力机床参数；生成数控线切割程序等。 1977 年捷克金属加工工业研究院研制成功 AKT 系统，它可以用于简单、复 合和连续冲裁模的设计和制造； 20 世纪 70 年代末期，日本机械工程实验室和日本旭光学工业公司分别开发 的连续模设计系统 MEL 和冲孔弯曲模系统 PENTAX； 1982 年日立公司研制了冲裁模 CAD 系统。使用这些系统进行模具设计制造， 大大缩短了模具开发周期，降低了生产成本，提高了生产效率。 CAD/CAE/CAM 在冷冲模具设计与制造中的应用，主要可归纳为以下几个方 面： 1) 利用几何造型技术完成复杂模具几何设计。 2) 完成工艺分析计算，辅助成形工艺的设计。 3) 建立标准模具零件和结构的图形库，提高模具结构和模具零件设计效 率。 4

4）辅助完成绘图工作，输出模具零件图和装配图。5）利用计算机完成有限元分析和优化设计等数值计算工作。6）辅助完成模具加工工艺设计和NC编程。1.2.2CAD/CAE/CAM技术在塑料模中的应用注射模CAD/CAE/CAM技术主要从两个方面对技术人员提供强有力的帮助：一是应用CAE技术对模具进行有限元结构力学分析、流动分析模拟和冷却分析模拟等：二是完成注射模结构CAD，包括塑料产品的建模、模具总体结构方案设计和零部件设计，数控仿真和数控程序生成，模具模拟装配、零件图和装配图的生成与绘制等。20世纪60年代中期，英国、美国、加拿大等国学者完成注射过程一维流动与冷却分析：70年代完成二维分析程序80年代开始对三维流动与冷却分析进行研究：进入90年代，对流动、保压、冷却、应力分析注射成型全过程进行集成化研究，这些研究为开发实用的注射模CAE软件奠定了坚实的基础。（1）塑料模具CAD/CAE/CAM系统的特点1）模具成型部分的几何造型需要功能强大的三维图形系统支持。2）模具自由曲面一般采用数控加工。3）计算分析比较复杂。4）模拟分析软件。（2）注射模CAD/CAE/CAM主要工作内容1）塑料制品的儿何造型。2）模腔表面形状的生成。3）模具结构方案设计4）标准模架的选择。5）部装图和总装图的生成。6）模具零件图的生成。7）注射工艺条件及注射模材料的优选。8）注射流动及保压过程模拟。9）冷却过程分析。10）力学分析。5

4) 辅助完成绘图工作，输出模具零件图和装配图。 5) 利用计算机完成有限元分析和优化设计等数值计算工作。 6) 辅助完成模具加工工艺设计和 NC 编程。 1.2.2 CAD/CAE/CAM 技术在塑料模中的应用 注射模 CAD/CAE/CAM 技术主要从两个方面对技术人员提供强有力的帮助： 一是应用 CAE 技术对模具进行有限元结构力学分析、流动分析模拟和冷却分 析模拟等； 二是完成注射模结构 CAD，包括塑料产品的建模、模具总体结构方案设计和 零部件设计，数控仿真和数控程序生成，模具模拟装配、零件图和装配图的生成 与绘制等。 20 世纪 60 年代中期，英国、美国、加拿大等国学者完成注射过程一维流动 与冷却分析； 70 年代完成二维分析程序； 80 年代开始对三维流动与冷却分析进行研究； 进入 90 年代，对流动、保压、冷却、应力分析注射成型全过程进行集成化 研究，这些研究为开发实用的注射模 CAE 软件奠定了坚实的基础。 （１）塑料模具 CAD/CAE/CAM 系统的特点 １）模具成型部分的几何造型需要功能强大的三维图形系统支持。 ２）模具自由曲面一般采用数控加工。 ３）计算分析比较复杂。 ４）模拟分析软件。 （2）注射模 CAD/CAE/CAM 主要工作内容 1) 塑料制品的几何造型。 2) 模腔表面形状的生成。 3) 模具结构方案设计 4) 标准模架的选择。 5) 部装图和总装图的生成。 6) 模具零件图的生成。 7) 注射工艺条件及注射模材料的优选。 8) 注射流动及保压过程模拟。 9) 冷却过程分析。 10) 力学分析。 5

11）数控加工。1.2.3模具CAD/CAE/CAM技术的优越性CAD/CAE/CAM技术的优越性都是传统的模具设计制造方法所无法比拟的。1)模具CAD/CAE/CAM可以提高模具设计和制造水平，从而提高模具质量。2)模具CAD/CAE/CAM可以节省时间，提高效率。3)模具CAD/CAE/CAM可以较大幅度降低成本。4)模具CAD/CAE/CAM技术将技术人员从繁杂的计算、绘图和NC编程中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。5)随着材料成形过程计算机模拟技术的发展、完善和模具CAD/CAE/CAM技术的应用，可大大提高模具的可靠性，缩短甚至不需要试模修模过程，提高模具设计制造的一次性成功率。1.3模具CAD/CAE/CAM系统的构成CAD/CAE/CAM系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部设备等，软件系统则由系统软件、应用软件和专业软件组成。1.3.1模具CAD/CAE/CAM系统的硬件（1）计算机主机（2）外部存储器常用的外部存储器有磁盘、磁带、光盘。（3）输入、输出设备输入设备主要包括：键盘、鼠标（图形板）、激光扫描机等。输出设备主要包括：图形显示器、绘图设备、快速成形机。1.3.2模具CAD/CAE/CAM系统的软件模具CAD/CAE/CAM的软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件三个层面。1、系统软件系统软件（SystemSoftware）指的是在计算机运行状态下，保证用户正确而方便的工作的那一部分软件，包括操作系统、汇编系统、编译系统和诊断系统等。操作系统是用户和计算机之间的接口，使用户能够有效的使用计算机。操作系统全面管理计算机资源，合理的组织计算机的工作流程。操作系统是每一计算机系统都具有的系统软件，如DOS、UNIX、LINUX、WINDOWS等。2、支撑软件6

11) 数控加工。 1.2.3 模具 CAD/CAE/CAM 技术的优越性 CAD/CAE/CAM 技术的优越性都是传统的模具设计制造方法所无法比拟的。 1) 模具 CAD/CAE/CAM 可以提高模具设计和制造水平，从而提高模具质量。 2) 模具 CAD/CAE/CAM 可以节省时间，提高效率。 3) 模具 CAD/CAE/CAM 可以较大幅度降低成本。 4) 模具 CAD/CAE/CAM 技术将技术人员从繁杂的计算、绘图和 NC 编程中解 放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。 5) 随着材料成形过程计算机模拟技术的发展、完善和模具 CAD/CAE/CAM 技术的应用，可大大提高模具的可靠性，缩短甚至不需要试模修模过 程，提高模具设计制造的一次性成功率。 1.3 模具 CAD/CAE/CAM 系统的构成 CAD/CAE/CAM 系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部 设备等，软件系统则由系统软件、应用软件和专业软件组成。 1.3.1 模具 CAD/CAE/CAM 系统的硬件 （1）计算机主机 （2）外部存储器 常用的外部存储器有磁盘、磁带、光盘。 （3）输入、输出设备 输入设备主要包括：键盘、鼠标（图形板）、激光扫描机等。 输出设备主要包括：图形显示器、绘图设备、快速成形机。 1.3.2 模具 CAD/CAE/CAM 系统的软件 模具 CAD/CAE/CAM 的软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件三个层面。 1、系统软件 系统软件（System Software）指的是在计算机运行状态下，保证用户正确 而方便的工作的那一部分软件，包括操作系统、汇编系统、编译系统和诊断系统 等。 操作系统是用户和计算机之间的接口，使用户能够有效的使用计算机。操 作系统全面管理计算机资源，合理的组织计算机的工作流程。操作系统是每一计 算机系统都具有的系统软件，如 DOS、UNIX、LINUX、WINDOWS 等。 2、支撑软件 6

模具CAD/CAM系统的支撑软件主要包括图形处理软件、几何造型软件、有限元分析软件、数据库管理软件、优化设计软件、计算机仿真分析应用软件、数控加工软件、检测与质量控制软件等。（1）图形处理软件图形处理包括对图形的定义、图形的生成、表示、变换、修改等一系列操作。图形处理软件是进行图形处理的专用软件，它是计算机与图形输出装置的中间连接者，其功能是实现图形与数据之间的转换。图形处理软件就是常说的图形支撑软件它是一种通用的基础软件，在此基础上，可进行第二次开发，研制适合用于各专业的应用软件。图形处理软件是模具CAD/CAM系统中的重要支撑软件。对图形处理软件的要求：（1）实用性；（2）功能强；（3）执行速度快、效率高：（4）容错性（2）数据库系统在模具CAD/CAE/CAM系统中，几乎所有应用软件都离不开数据库。提高模具CAD/CAE/CAM系统的集成化程度主要取决于数据库的水平。数据库主要是收集有关产品外形结构定义（如造型、绘图、加工、有限元分析等）和相应的有关信息。随着CAD/CAM/CAE/CAPP集成化软件系统的发展，为了解决传统数据库的缺陷继而出现了工程数据库，它具有以下主要功能：1）支持复杂对象及其语义关系的描述与处理。复杂对象和存在于复杂对象之间语义关系的复杂性是工程的特点之一。2）支持文字、图形、图像、动画等多媒体数据的管理。3）是动态数据库，不仅能对静态数据建模，而且能对动态数据建模，允许动态地对数据库进行修改或扩充。4）支持快速查询，有良好的查询接口。5）支持不同设计版本的存储与管理，支持多方案设计和回溯的功能，具有良好的多级版本管理功能。1.4模具CAD/CAE/CAM常用软件>AutoCAD>SolidWorks> UG NX7

模具 CAD/CAM 系统的支撑软件主要包括图形处理软件、几何造型软件、有限 元分析软件、数据库管理软件、优化设计软件、计算机仿真分析应用软件、数控 加工软件、检测与质量控制软件等。 （1）图形处理软件 图形处理包括对图形的定义、图形的生成、表示、变换、修改等一系列操作。 图形处理软件是进行图形处理的专用软件，它是计算机与图形输出装置的中间连 接者，其功能是实现图形与数据之间的 转换。图形处理软件就是常说的图形支 撑软件它是一种通用的基础软件，在此基础上，可进行第二次开发，研制适合用 于各专业的应用软件。图形处理软件是模具 CAD/CAM 系统中的重要支撑软件。 对图形处理软件的要求:（1）实用性；（2）功能强；（3）执行速度快、效 率高；（4）容错性 （2）数据库系统 在模具 CAD/CAE/CAM 系统中，几乎所有应用软件都离不开数据库。提高模具 CAD/CAE/CAM 系统的集成化程度主要取决于数据库的水平。 数据库主要是收集有关产品外形结构定义（如造型、绘图、加工、有限元分 析等）和相应的有关信息。 随着 CAD/CAM/CAE/CAPP 集成化软件系统的发展，为了解决传统数据库的缺 陷继而出现了工程数据库，它具有以下主要功能： 1）支持复杂对象及其语义关系的描述与处理。复杂对象和存在于复杂对象 之间语义关系的复杂性是工程的特点之一。 2）支持文字、图形、图像、动画等多媒体数据的管理。 3）是动态数据库，不仅能对静态数据建模，而且能对动态数据建模，允许 动态地对数据库进行修改或扩充。 4）支持快速查询，有良好的查询接口。 5）支持不同设计版本的存储与管理，支持多方案设计和回溯的功能，具有 良好的多级版本管理功能。 1.4 模具 CAD/CAE/CAM 常用软件 ¾ AutoCAD ¾ SolidWorks ¾ UG NX 7

>PRO/E> CATIA》I-DEAS>AC-Tech-C-Mold》MoldFlowMF>ANSYS>Dynaform> Delcam> Cimatron>MastercamAutoCAD是应用最广泛的CAD软件，它优良的二次开发工具使其能够活跃在各类CAD专业领域。Solidworks目前属于达索公司，该软件是基于windows平台的全参数化特征造型软件，包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等模块，UGNX目前属于德国西门子公司，该软件是目前国内外应用最为广泛的大型CAD/CAE/CAM集成软件之一，利用该软件可以高效快捷地完成各种设计工作，UG为用户提供了一个全面的产品建模系统。Pro/Engineer简称Pro/E，是一个面向机械工程的CAD系统。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念。Pro/E以其参数化、基于特征、全相关等概念闻名于CAD界，操作较简单，功能丰富。ANSYS是由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS公司开发的集结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。MoldF1ow软件是美国MoldFlow公司的产品，该软件功能强大，主导了全球塑料成型CAE软件市场。CAXA是国产CAD/CAM软件，其初级产品CAXA电子图板具有较广泛的应用，可帮助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计。PICAD是另一种国产CAD软件产品，是参数化、集成化的计算机辅助设计系统，也是二维CAD支撑平台及交互式工程绘图系统。开目CAD是基于微机平台的CAD和图纸管理软件。开目CAD支持多种几何约束种类及多视图同时驱动，具有局部参数化的功能，能够处理设计中的过约束和欠约束的情况。开目CAD实现了CAD、CAPP、CAM的集成。80

¾ PRO/E ¾ CATIA ¾ I-DEAS ¾ AC-Tech-C-Mold ¾ MoldFlow MF ¾ ANSYS ¾ Dynaform ¾ Delcam ¾ Cimatron ¾ Mastercam AutoCAD 是应用最广泛的 CAD 软件，它优良的二次开发工具使其能够活跃在各类 CAD 专业领域。 SolidWorks 目前属于达索公司，该软件是基于 Windows 平台的全参数化特征造 型软件，包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等模块。 UG NX 目前属于德国西门子公司，该软件是目前国内外应用最为广泛的大型 CAD/CAE/CAM 集成软件之一，利用该软件可以高效快捷地完成各种设计工作, UG 为用户提供了一个全面的产品建模系统。 Pro/Engineer 简称 Pro/E，是一个面向机械工程的 CAD 系统。PTC 公司提出的单 一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械 CAD/CAE/CAM 的传统观 念。Pro/E 以其参数化、基于特征、全相关等概念闻名于 CAD 界，操作较简单， 功能丰富。 ANSYS 是由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国 ANSYS 公司开发的集结 构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。 MoldFlow 软件是美国 MoldFlow 公司的产品，该软件功能强大，主导了全球塑料 成型 CAE 软件市场。 CAXA 是国产 CAD/CAM 软件，其初级产品 CAXA 电子图板具有较广泛的应用，可帮 助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计。 PICAD 是另一种国产 CAD 软件产品，是参数化、集成化的计算机辅助设计系统， 也是二维 CAD 支撑平台及交互式工程绘图系统。 开目 CAD 是基于微机平台的 CAD 和图纸管理软件。开目 CAD 支持多种几何约束种 类及多视图同时驱动，具有局部参数化的功能，能够处理设计中的过约束和欠约 束的情况。开目 CAD 实现了 CAD、CAPP、CAM 的集成。 8

高华CAD系列产品包括计算机辅助绘图支撑系统GHDrafting、机械设计及绘图系统GHMDS、工艺设计系统GHCAPP、三维几何造型系统GHGEMS、产品数据管理系统GHPDMS及自动数控编程系统GHCAM。大恒通用机械CAD系统最早开发于1991年，是针对机械制造及设计行业的通用机械CAD系统。Solidedge是三维CAD系统，它向用户提供了从三维零件建模，装配设计到最终的二维图制作的一整套完善的CAD工具。Solidworks是基于Windows的机械设计软件，是以Windows为平台，以SolidWorks为核心的各种应用的集成，包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等。金银花（Lonicera系统主要应用于机械产品设计和制造中，它可以实现设计/制造一体化和自动化。MDT是Autodesk公司在PC平台上开发的三维机械CAD系统。它以三维设计为基础，集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体；为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。SurfCAM是基于Windows的能够自动生成零件刀具轨迹，以及进行零件加工的NC代码，具有强大的通用后置处理模块的辅助制造软件。Mastercam为PC级CAM软件。Mastercam包括了铣削加工（milling)，车削加工（turning），线切割加工（wireEDM)等主要模块，可以完成形体几何造型、曲面加工编辑、刀具路径校验、后处理等工作，适用于机械设计与制造的各个领域。Cimatron系统是以色列的CAD/CAM/PDM产品，该系统提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。I-DEAS是全世界制造业用户较广泛应用的大型CAD/CAE/CAM软件。CATIA系统是在起源于航空工业的CADAM系统基础上扩充开发的CAD/CAM/CAE/PDM应用系统。Euclid软件是为英法联合研制协和号超音速客机而开发的CAD软件。DUCT软件是三维复杂形体造型设计与制造CAD/CAM软件。9

高华 CAD 系列产品包括计算机辅助绘图支撑系统 GHDrafting、机械设计及绘图 系统 GHMDS、工艺设计系统 GHCAPP、三维几何造型系统 GHGEMS、产品数据管理 系统 GHPDMS 及自动数控编程系统 GHCAM。 大恒通用机械 CAD 系统最早开发于 1991 年，是针对机械制造及设计行业的通用 机械 CAD 系统。 Solidedge 是三维 CAD 系统，它向用户提供了从三维零件建模，装配设计到最终 的二维图制作的一整套完善的 CAD 工具。 SolidWorks 是基于 Windows 的机械设计软件，是以 Windows 为平台，以 SolidWorks 为核心的各种应用的集成，包括结构分析、运动分析、工程数据管 理和数控加工等。 金银花(Lonicera)系统主要应用于机械产品设计和制造中，它可以实现设计／制 造一体化和自动化。 MDT 是 Autodesk 公司在 PC 平台上开发的三维机械 CAD 系统。它以三维设计为基 础，集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体；为用户提供了从设计 到制造一体化的解决方案。 SurfCAM 是基于 Windows 的能够自动生成零件刀具轨迹，以及进行零件加工的 NC 代码，具有强大的通用后置处理模块的辅助制造软件。 Mastercam 为 PC 级 CAM 软件。 Mastercam 包括了铣削加工(milling)，车削加 工(turning)，线切割加工(wire EDM)等主要模块，可以完成形体几何造型、曲 面加工编辑、刀具路径校验、后处理等工作，适用于机械设计与制造的各个领域。 Cimatron 系统是以色列的 CAD/CAM/PDM 产品，该系统提供了比较灵活的用户界 面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以 及集成化的产品数据管理。 I-DEAS 是全世界制造业用户较广泛应用的大型 CAD/CAE/CAM 软件。 CATIA 系统是在起源于航空工业的 CADAM 系统基础上扩充开发的 CAD/CAM/CAE/PDM 应用系统。 Euclid 软件是为英法联合研制协和号超音速客机而开发的 CAD 软件。 DUCT 软件是三维复杂形体造型设计与制造 CAD/CAM 软件。 9