CAD/CAM技术与汽车行业的不解之缘

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在现今的社会中，车子和房子一样成为现代人不可获取的一部分。各式各样的外形，还有那些定期推出的限量版或者纪念版更是挣足了眼光。但是你了解那些外形华丽的车体是如何建模和制造的吗，汽车行业又是如何通过现代的技术提高生成效率的呢？
CAD/CAM技术简单来说就是利用计算机实现产品从设计到制造的整个过程，我们最熟悉的就是利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制，包括刀具路径的规划、定位文件的生成、刀具轨迹的仿真以及NC代码的生成等。而汽车行业往往是一个国家的支柱行业，如果能将汽车行业的生成效率提高，将对整个国民的经济提高也有很到帮助，所以Kevin认为从汽车行业中寻找一些现代化的三维建模和加工技术，将是一个非常明智的选择。
CAD/CAM应用于汽车车身设计
汽车的车身设计与传统的机械设计不同，它属于对由自由曲线、自由曲面构成的形状加以处理的图形设计领域。采用传统方法制造车身工艺装备，存在着生产准备周期长、制造精度低等缺点，已越来越不适应现代化汽车工业发展的需要。
采用CAD/CAM技术制造车身工装，打破了以实物模型传递产品表面的几何信息的传统车身制造方法， 车身表面数学模型贯穿了整个车身制造过程中，使制造依据高度统一，从而提高了车身制造的精度及缩短了车身开发、生产准备的周期。

利用扫描数据点云建立的3D模型



上图是利用CAD/CAM\软件建立车身曲面的实例，通过对样件进行一定密集程度的三维测量，将样件中的曲面以空间坐标点的形式离散化，随后将测量数据以点或点的形式读入计算，以这些点或点云作为计算机中曲面重塑的初始数据和边界条件。将基础曲面内数据提出，去除干扰点，用数据点先生成原始曲面，再从初始曲面上抽取曲线进行处理，利用Though Swept或Mesh等功能重构曲面，并比较曲面与数据点的偏差。建立所有的基础曲面，完成产品3D曲面的建立。

完整的汽车发动机盖内板的3D曲面

CAD/CAM应用于汽车底盘设计

汽车底盘是汽车设计中重要的一环，对汽车产品质量起决定性作用。现在由于计算机在汽车上的应用汽车底盘发生了重大变革，它改变了汽车传统的机械装置，并增加了许多新的功能，使汽车的驾驶更为简单方便，乘坐更为舒服安全。
汽车底盘在布置设计时都是在三维空间内完成的，因此在设计中为了建立整车坐标系及总称的坐标系，设计人员必须在CAD/CAM 系统中准确确定零部件位置。在已经建立的整车坐标系及总称的坐标系中建立数学模型，用坐标点的方法完成总称装配。在设计完成后，CAD/CAM 系统还要进行干涉检查，包括位置干涉检查和运动干涉检查。

CAD/CAM应用于汽车零部件模具
模具是指能够生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具，也就是人们通常所说的模子。模具生产具有高效、节材、成本低、保证质量等一系列优点。[size=0.87]在中国还有许多企业仍然停留在手工设计模具的阶段，其模具CAD/CAM 技术工作也只是用计算机进行二维设计，只有少数企业的汽车模具设计和制造水平接近于国际先进水平。若将CAD/CAM技术应用于模具设计，[size=0.87]对模具设计进行模拟和仿真，及早发现问题、降低模具设计与制造的周期，提高模具的设计质量，将能大大提高汽车生产的效率。






上面的两幅图是汽车的车门门锁扣利用CAD/CAM的技术加工实例，利用Pro/E软件造型，创建零件的3D模型，然后利用计算机来模拟实际的加工过程，验证数控加工程序的可靠性和预测切削过程，以减少工件的试切，提高生产效率。

CAD/CAM技术实现难点
1 实体造型技术
三维实体造型是完整表示物体几何信息并进行处理的技术，它采用几何和拓扑方面的信息表示真三维性信息。拓扑上将几何物体表示为体、面、环、边、点等层次和邻接关系，几何上依附于拓扑结构保存面方程、线方程和点坐标。实体造型主要进行两方面处理：实体拼合处理和局部操作。
2  参数驱动技术
参数驱动的方式便于用户修改设计。用户在设计轮廓时无须准确地定型和定位，只要勾画出大致轮廓， 然后通过修改标注尺寸值，来达到最终的形状。目前参数驱动技术分为两种：全约束驱动和变量化技术，前者需要完备的标注尺寸，设计具有确定性；后者无须完备的标注尺寸，设计具有灵活性。
3 分析计算技术
根据实际情况分析结构的力学性能，建立结构的有限元模型，给有限元模型建立材料特性表。有限元模型能正确表达结构的几何特性和力学特性，即采用正确的单元类型，且单元的空间位置、节点的空间位置、单元的节点的连接、单元的定位、单元的几何特性表应准确无误。

总结

CAD/CAM技术是制造工程技术与计算机紧密结合发展起来的综合技术，成为衡量科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。在汽车设计制造过程中引入CAD/CAM技术，不仅提高了设计质量，而且缩短制造、调试周期，降低了制模成本。随着科研人员的不断努力，许多新技术、新设备、新工艺将陆续投入到生产实际中，将大大促使这一技术的不断完善。

From:designpark

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好啊，抢沙发咯，，