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CAD/CAM技术在汽车制造

行业中的应用

课程：CAM与自动编程

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日期:2012年12月

一、CAD/CAM技术概述

CAD/CAM是先进制造技术中的重要组成部分。其中，CAD是ComputerAidedDesign的

英文缩写，指计算机辅助设计。狭义的计算机辅助设计是指采用计算机开展机械产品设计的

技术，主要应用于计算机辅助绘图（ComputerAidedDrafting），广义的计算机辅助设计

指借助计算机进行设计、分析、绘图等工作，包括几何建模、装配及干涉分析DFA、制造性

分析DM、产品模型的计算机辅助分析CAE等等。CAM即ComputerAidedManufacturing，

指计算机辅助制造，狭义上指计算机辅助编程，即一个从零件图纸到获得数控加工程序的全

过程，主要任务是计算加工走刀中的刀位点(CutterLocationPoint)，包括三个主要阶段：

首先是工艺处理，即分析零件图，确定加工方案，设计走刀路径等：其次是数学处理，即处

理计算刀具路径上全部坐标数据；最后是自动编制出加工程序，即按数控机床配置的数控系

统的指令格式编制出全部程序。广义上的CAM则还包括计算机辅助工艺规程编制CAPP

（ComputerAidedProgramPlanning）和计算机辅助质量控制CAQ（ComputerAidedQuality）。

二、CAD/CAM技术的发展

CAD/CAM指的是计算机辅助设计和计算机辅助制造的集成技术，CAD/CAM将设计和工艺

通过计算机有机结合起来，直接面向制造，减少中间环节。上世纪50年代CAD技术处于被

动式的图形处理阶段。60年代计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思

想被首次提出，从而为CAD/CAM技术的发展和应用打下了基础。60年代中后期出现了许多

商品化的CAD设备。1970年美国Applicon公司第一个推出完整的CAD系统，出现了面向中

小企业的CAD/CAM商品化系统。到了80年代，CAD/CAM技术迅猛发展，CAD/CAM技术从大中

企业向小企业扩展；从发达国家向发展中国家扩展；从用于产品设计发展到用于工程设计和

工艺设计。90年代，CAD/CAM技术进入了开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期，图

形接口、图形功能日趋标准化。

我国开展CAD/CAM技术应用工作在上世纪70年代，并不算晚；通过引进，不少企业的

软、硬件条件与国外相比也相差不大。但是，国内的CAD/CAM应用与国外先进水平相比存在

较大的差距。由于采用CAD/CAM技术投资大，有较大风险，效益回报有一定的滞后期，所以

在原有经济体制下难以推广。在过去，由于条块分割，重复引进，企业相互之间缺乏必要的

交流和协作，影响了CAD/CAM技术效益的发挥。另外，人才培养的不足也影响了在我国的发

展，福特等企业之所以CAD/CAM技术应用得好，是因为得益于几十年来一直大力开展CAD/CAM

应用而积淀下来的宝贵经验以及培养出了一支高水平的技术队伍。

三、CAD/CAM技术在汽车工业的应用状况

美国福特汽车公司在CAD/CAM技术方面处于领先地位。早在80年代初，福特公司就着

手CAD/CAM系统的规划，建成了以工作站为主体的环形网络系统；1985年已经有一半以上

的产品设计工作使用图形终端实现；1986年新开发的TAURUS和SABLE轿车，大约70%的外

钣金件使用CAD/CAM;90年代初全面实行产品开发的CAD/CAM应用率可达100%。福特公司

1990年工作站已达2000台，以FGS工作站(约占70%)和CV工作台(约占18%)为主，其应用

软件主要为自行开发的PDGS和CAD/CAM。1993年以后，福特汽车公司提出了

C3P(CAD/CAE/CAM/PDM)概念，并决定今后将采用I-DEAS软件作为其主流核心软件。德国各

大汽车公司普遍采用CATIA作为其CAD/CAM系统的主导软件。1994年，德