4.1概述
一、CAD/CAM基本概念
    計算機輔助設計（CAD）是人和計算機相結合、各盡所長的新型設計方法。包括分析和綜合兩方面的內容。
計算機輔助制造（CAM）是數控（NC）技術發展的必然需求，它為解決復雜曲面加工編程問題提供了非常有效的途徑，它是利用CAD產生的幾何模型，借助于相關的程序自動生成用于控制數控機床進行加工的數控程序。CAM的應用取代了傳統手工編程方法，提高了編程的精度和效率。
CAD與CAM的有機集成而形成的CAD/CAM系統，整個設計和制造過程中通過數據共享來使用公用數據庫中的數據，既提高了工作效率，又降低了出錯的可能性。
二、圖形交互式自動編程的步驟 
    圖形交互式自動編程是以CAD軟件為基礎，借助CAD軟件的造型、編輯等功能來生成零件的幾何模型，然后利用數控模塊，采用人機交互式的方式來確定零件的加工工藝等，最后由計算機自動生成NC程序。一般情況下，大多數CAD/CAM軟件都具有動態加工過程仿真功能，可不經過試切就對刀具路徑進行合理性及干涉情況的檢查。 
    步驟： 
    首先對產品、零件及加工工藝進行分析； 
    借助CAD模塊進行幾何造型； 
    在人機交互方式下，計算機自動進行刀具軌跡的計算及生成； 
    針對不同的數控控制系統進行后置處理； 
    自動生成NC程序，并以多種方式輸出。
三、典型的CAD/CAM軟件
1. Master CAM軟件 
    Master CAM軟件是美國CNC Software INC 研發的基于PC平臺的CAD/CAM系統，其銷售量高居全球第一。這是專為復雜外形及曲面加工所設計的最經濟有效的CAD/CAM工具軟件，它在造型功能、加工功能、仿真模擬、顯示屏幕以及數據接口等領域均有上乘表現，包括美國在內的各工業大國皆一致采用此系統，作為設計、加工制造的標準。它可以幫助用戶輕松構建2D或3D圖形（例如：舉升曲面、3D掃描曲面、3D曲面修整、3D凸臺避開、曲面投影及曲面接合和圓角處理），并可以通過設置刀具路徑及參數來加工出用戶需要的成品。它所構建的圖形全部適用于Master CAM中的兩軸至五軸銑削模塊（包括Mill Entry、Mill Level 1、Mill Level 2、Mill Level 3四個模塊）、車銑復合加工模塊以及線切割等模塊，也可以與其他的CAD軟件的輸出圖形兼容，例如DXF、IGES、STL、STA文件等。Master CAM不僅提供可靠與精確的刀具路徑，更讓NC程序設計師可以輕而易舉地設計出最具效率的加工程序。該軟件的使用將在第二節作較為詳細地介紹。 
    此工具軟件具有下列幾個特點： 
    提供可靠與精確的刀具路徑； 
    可以直接在曲面及實體上加工； 
    提供多樣加工方式； 
    提供完整的刀具庫及加工參數數據庫； 
    擁有多種后置處理功能，適合用來生成適用的NC程序。
2. Pro/ENGINEER軟件 
    Pro/ENGINEER自從1988年問世以來，已發展成為當今世界最普及的三維CAD/CAM系統之一，廣泛應用于電子、機械、模具、工業設計、汽車、航空航天、家電和玩具等各行各業。Pro/ENGINEER是一個全方位的三維產品設計開發軟件，集成了零件設計、產品裝配、模具開發、數控加工、鈑金件設計、鑄造件設計、造型設計、逆向工程、自動測量、機構仿真、應力分析和產品數據庫管理等多種功能。該軟件的特性和使用將在第三節作較為詳細地介紹。
3. UG軟件 
    UG是UNIGRAPHIC的簡稱，它起源于美國麥道飛機公司，以CAD/CAM一體化而著稱，可以支持不同的硬件平臺。它由CAD、CAE、仿真、質量保證、開發工具、軟件接口、CAM及鈑金加工等部分組成。該軟件已廣泛應用于機械、模具、汽車及航空領域，它常用于注射模、鈑金成形模及沖模設計與制造上。基于篇幅本書不對此軟件作詳細介紹。 
    整個軟件可劃分為三個部分： 
    CAD部分：包含特征造型（Feature Modeling）、曲線(Curve)、草圖(Sketch)、自由成形特征及曲面(Free Form Feature)、繪圖(Drafting)、裝配(Assembly)、鈑金(Sheet Metal)等模塊。在此部分可以進行3D線框造型、3D實體造型、2D工程繪圖、工程裝配及檢驗、鈑金設計等。 
    CAM部分：包含一般加工(Point-To-Point)、NC銑削加工(Planer-Mill、Cavity – Mill、Fixed-Mill等)、NC車削加工(Lathe-Rough、Lathe-Thread、Lathe-Drill等)、線切割（Wire-EDM）等模塊。在此部分根據CAD生成的模型或從外部輸入的CAD模型，選擇相應的加工方法、刀具、工藝參數等，生成加工刀具位置源文件（CLSF），再經過后置處理成對應機床的加工程序即可使用。
CAE部分：包含有限元分析、機構分析等模塊。在此部分能夠對各種不同的設計方案進行快速的工作模擬，進行結構解析和運動特性解析，預測產品性能及功能。
4.CAXA系列軟件 
    CAXA是北京航空航天大學海爾軟件有限公司面向我國工業界推出的全中文界面的，包括數控加工、工程繪圖、注射模設計、注塑工藝分析、數控機床機床通信等一系列CAD/CAM/CAE軟件的品牌名稱。主要包括以下幾種（本書也不對此軟件作詳細介紹）： 
    CAXA制造工程師（CAXA-ME）：面向加工中心的CAM軟件，該軟件具有強大的造型功能，可快速建立復雜的三維模型，具有靈活多樣的加工方式。快速生成加工軌跡。通用后置處理適用于各種數控系統。支持三坐標測量機，具有數控代碼反讀和真實感仿真功能。 
    CAXA注射模具設計（CAXA-IMD）：注射模專業CAD軟件。該軟件提供注射模標準模架和零件庫，以及塑料、模具材料和注射機等的設計參數庫。可隨時查詢、檢索；并能自動換算型腔尺寸，對模具進行各種計算。 
    CAXA注射工藝設計（CAXA-IPD）：是與美國C-MOLD公司合作開發的面向注塑行業的CAE軟件。采用國際CAE技術，通過科學的分析方法和簡便操作，可預測注塑工藝過程，確定優化的注塑工藝參數，達到優化設計的目的。 
    CAXA線切割（CAXA-WEDM）：數控線切割機床的CAM軟件，可以交互式繪制需切割的圖形，自動生成帶有復雜形狀輪廓的兩軸線切割加工軌跡。輸出3B或G代碼，支持快、慢走絲線切割機床的編程加工。