机械工程实践教程 教学课件 ppt 作者 沙杰 第14章　CAD／PDM／CAM／ERP技术应用

1、第14章 CAD/PDM/CAM/ERP技术应用,14.1 CAD技术应用 14.2 PDM技术应用 14.3 CAM技术应用 14.4 ERP技术应用,14.1 CAD技术应用,14.1.1 CAD概述和流程 14.1.2 SolidWorks应用实例,14.1.1 CAD概述和流程,1. CAD概念 2. CAD流程,1. CAD概念,CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)是基于产品描述的数字化平台，建立基于计算机的数字化产品模型，并实现产品开发过程的数字化，从而避免使用物理模型的一种产品开发技术。,2. CAD流程,图14-1 CAD的基本流程,14.1.2 SolidWorks应用实例,1. SolidWorks用户设计界面 2.典型零件设计 3.零件装配 4.工程图设计,1. SolidWorks用户设计界面,图14-2 SolidWorks用户设计界面,1. SolidWorks用户设计界面,图14-3 Z4012A钻床电动机座,2.典型零件设计,(1)二维草图绘制和尺寸标注 SolidWorks的大部分特征由二维草图绘制开始的，草图绘制在该软

2、件中占有重要地位。 (2)第一次拉伸特征 通过拉伸的特征实现零件实体模型的造型。 (3)圆形凸台拉伸 在实体上拉伸面上绘制原型凸台草图，使用特征工具栏上的【拉伸凸台/基体】命令和【圆角】工具生成圆角凸台和通孔，如图14-6所示。 (4)切槽 继续在第一次拉伸形成的平面上绘制草图，如图14-7所示。 (5)螺纹孔绘制 对于四个螺纹孔，首先在要打孔的平面上绘制草图，确定孔的位置，如图14-9所示。,图14-4 草图绘制,图14-5 零件整体特征拉伸,图14-6 圆角凸台生成,图14-7 拉伸切除草图,图14-8 拉伸切除后的实体图,图14-9 螺纹孔草图,3.零件装配,(1)新建装配体文件操作步骤 (2)插入零部件 要组合一个装配体文件，必须插入需要的文件。 (3)添加零件配合关系 插入的零件需要一定的配合关系来约束其空间的位置。 (4)创建爆炸视图 主轴箱部装的爆炸视图能很好地显示部件装配关系和装配次序。,3.零件装配,图14-11 Z4012A主轴部件,3.零件装配,图14-12 Z4012A钻床整体装配体,图14-15 Z4012A 钻床齿轮主轴部装零件,图14-18 爆炸预览视图,

3、图14-19 主轴套筒装配体爆炸视图,4.工程图设计,(1)工程图的建立 标准三视图由零件建立，它能为所显示的零件或装配体同时生成三个相关的默认正交视图。 (2)工程图标注 工程图绘制完成后，需在工程图中标注尺寸、几何公差、表面粗糙度符号及技术要求等其他注释，图14-21所示为一张完整的Z4012A钻床电动机座工程图。 1. CAD的特点是什么？ 2. CAD模型的优点是什么？ 3.如何限制装配体中零件的自由度？,图14-20 标准三视图,图14-21 完整的Z4012A钻床电动机座工程图,14.2 PDM技术应用,14.2.1 PDM概述 14.2.2 PDM应用实例,14.2.1 PDM概述,1. PDM概念 2. PDM数据管理范围 3. PDM与企业信息的集成 4. PDM产生的背景 5. PDM的未来发展方向,1. PDM概念,PDM(Product Data Management，产品数据管理)，是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。,2. PDM数据管理范围,PDM是一种“管得很宽”的软件，凡是最终可以转换成计算机描述和存

4、储的数据，它都可以一概管之，例如：产品结构和配置、零件定义及设计数据、CAD绘图文件、工程分析及验证数据、制造计划及规范、NC编程文件、图像文件(照片、造型图、扫描图等)、产品说明书、软件产品(程序、库、函数等“零部件”)、各种电子报表、成本核算、产品注释、项目规划书、多媒体音像产品、硬拷贝文件和其他电子数据等。,3. PDM与企业信息的集成,在企业的信息集成过程中,PDM系统可以被看作起到一个集成框架的作用，各种应用程序诸如CAD/CAM/CAE、EDA、OA、CAPP、MRP等将通过各种各样的方式，如应用接口、开发(封装)等，直接作为一个个对象而被集成进来，使得分布在企业各个地方，在各个应用中使用(运行)的所有产品数据得以高度集成、协调、共享，所有产品研发过程得以高度优化或重组。,4. PDM产生的背景,在20世纪的六七十年代，企业在其设计和生产过程中开始使用CAD、CAM等技术，新技术的应用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。,5. PDM的未来发展方向,(1)电子商务和合作商务 下一代PDM系统能够提供这样的功能，即在网上就可以得到产品数据信息，这为电子商务提供了一个重要的

5、基础。 (2)虚拟产品开发管理 VPDM是在虚拟设计、虚拟制造和虚拟产品开发环境中，通过一个可以即时观察、分析、互相通信和修改的数字化产品模型，并行、协同地完成产品开发过程的设计、分析、制造和市场营销及其服务。,14.2.2 PDM应用实例,1.系统管理及工具 2.文档管理 3.零部件管理 4.产品结构管理 5.产品工艺管理及工艺电子图板 6.工作流程管理,1.系统管理及工具,图14-22 系统管理及工具的功能,2.文档管理,图14-23 文档管理的主界面,3.零部件管理,图14-24 零部件管理,4.产品结构管理,图14-25 产品生命周期中BOM的演进,5.产品工艺管理及工艺电子图板,工艺管理是将过程管理与工艺资源相结合，在工作流驱动下，实现工艺资源管理、工艺路线规划、工艺BOM设计、工装管理、工艺审签、工艺成本汇总的全过程管理，形成了设计与工艺的一体化应用；工艺电子图板提供知识驱动的编辑工具，工艺资源管理工具、计算工具、汇总工具、配置工具等辅助工艺人员提高工艺设计效率、设计质量，提高工艺设计水平。,6.工作流程管理,工作流程管理实现图文档生成过程的有效管理和控制，支持文件生成过程

6、的有效管理和控制，支持文件的审批过程和自顶向下的设计方式，实现工作任务分配、任务提交，对项目的完成情况可进行有效的监督。,14.3 CAM技术应用,14.3.1 CAM概述 14.3.2 MasterCAM 应用实例,14.3.1 CAM概述,1. CAM概念 2.自动编程(NC),1. CAM概念,CAM(Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)是利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹和数控程序。,2.自动编程(NC),(1)复杂形状零件的几何建模 对于基于图样以及曲面特征点测量数据的复杂形状零件数控编程，其首要环节是建立被加工零件的几何模型。 (2)加工方案与加工参数的合理选择 数控加工的效率与质量有赖于加工方案与加工参数的合理选择，其中刀具、刀轴控制方式、走刀路线和进给速度的自动优化选择与自适应控制是近年来重点研究的问题。 (3)刀具轨迹生成 刀具轨迹生成是复杂形状零件数控加工中最重要，同时也是研究最为广泛深入的内容，能否生成有效的刀具轨迹直接决定了加工的可能性、质量与

7、效率。 (4)数控加工仿真 尽管目前在工艺规划和刀具轨迹生成等技术方面已取得了很大进展，但由于零件形状的复杂多变以及加工环境的复杂性，要确保所生成的加工程序不存在任何问题仍十分困难，其中最主要的问题有加工过程中的过切与欠切、机床各部件之间的干涉碰撞等。 (5)后置处理 后置处理是数控加工编程技术的一个重要内容，它将通用前置处理生成的刀位数据转换成适合于具体机床数据的数控加工程序。,14.3.2 MasterCAM 应用实例,1. MasterCAM 软件简介 2. MasterCAM 软件工作界面 3. MasterCAM 编程实例,1. MasterCAM 软件简介,MasterCAM 软件是美国CNC Software,INC.研制开发的集计算机辅助设计和制造于一体的软件。它主要应用于加工中心、数控铣床、数控车床、线切割、雕刻机等数控加工设备。,2. MasterCAM 软件工作界面,(1)标题栏 没有绘图时，显示MasterCAM 程序名称，打开文件编辑时，显示文件的路径和名称。 (2)工具条 此区域将MasterCAM 常用的命令以图标的方式显示在绘图区的上方，每一个图标代表一

8、条命令，用户可以鼠标直接单击图标，以激活该命令。 (3)主菜单 此区域提供了MasterCAM 所有的命令。 (4)辅助菜单 此区域提供了绘图时系统的一些默认信息。 (5)绘图区 此区域为最常使用的区域，是设计图形所显示的区域。 (6)信息反馈区 在屏幕的最下方，提供了一些MasterCAM 的命令响应信息，操作时应随时注意该区域的提示，有时需要利用键盘输入一些相关的数据。,2. MasterCAM 软件工作界面,图14-26 MasterCAM 9工作界面,3. MasterCAM 编程实例,(1)工艺分析 (2)建立加工模型 MasterCAM 的CAD功能属于加工造型，只需绘制与加工有关的图形即可，与加工无关的形状，不必绘出。 (3)加工方案与加工参数的合理选择 铣凸台外形操作步骤如下所示。 (4)生成刀具轨迹 所有的输入完成后，单击【确定】。 (5)实体切削验证 如图14-37所示的【操作管理】对话框中，每一个刀具路径就是一个工步。 (6)后置处理 通过与加工机床相对应的后置处理文件，CAM软件将刀具路径转换成加工代码NC程序是MasterCAM 软件的最终结果，所有的设置参数

9、，通过后置处理程序，都将以机床代码的形式，进入到NC程序中。 (7)完成加工 将加工代码传输到加工机床上，完成零件加工。,3. MasterCAM 编程实例,图14-27 零件图,图14-28 文件转换,图14-29 外形铣削选择步骤,图14-30 建立新的刀具,图14-31 定义铣刀参数,图14-32 刀具参数设置,图14-33 外形铣削参数设置,图14-34 XY分次铣削设定,图14-35 Z轴分层铣削设定,图14-36 进/退刀向量设置,图14-37 操作管理,图14-38 实体切削验证的参数设置,图14-39 开始进行实体切削验证,图14-40 实体验证结果,图14-41 执行后处理程序,图14-42 后置处理完成后的NC程序,14.4 ERP技术应用,14.4.1 ERP概念 14.4.2 ERP的基本功能模块 14.4.3 ERP的实施及实施的意义 14.4.4 ERP应用软件简介,14.4.1 ERP概念,ERP(Enterprise Resource Planning,企业资源计划) ,它利用计算机技术，把企业的物流、人流、资金流、信息流统一起来进行管理，把客户需要、企

10、业内部的生产经营活动以及供应商资源整合在一起，为企业决策层提供解决企业产品成本问题、提高作业效率及资金的运营情况一系列的动作问题，使之成为能完全按用户需求进行经营管理的一种全新的行之有效的管理方法。,14.4.2 ERP的基本功能模块,1.财务管理模块 2.生产控制模块 3.物流管理模块,1.财务管理模块,(1)会计核算主要是记录、核算、反映和分析资金在企业经济活动中的变动过程及其结果。 (2)财务管理功能主要是基于会计核算的数据，再加以分析，从而进行相应的预测、管理和控制活动。,2.生产控制模块,(1)主生产计划 它是根据生产计划、预测和客户订单的输入来安排将来各周期中提供的产品种类和数量，它将生产计划转为产品计划，在平衡了物料和能力的需要后，精确到时间、数量的详细进度计划。 (2)物料需求计划 它是在主生产计划决定生产多少最终产品后，再根据物料清单，把整个企业要生产的产品数量转变为所需生产的零部件数量，并对照现有的库存量，可得到还需加工多少，采购多少的最终数量，这是各部门依照执行的计划。 (3)能力需求计划 它是在得出初步的物料需求计划之后，将所有工作中心的总工作负荷，在与工作中心

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