CAD/CAE/CAM 是三种功能类型的工业设计软件，分别代表计算机辅助设计、计算机辅助工程和计算机辅助制造。CAD/CAE/CAM将被纳入大型工业设计软件套件的基本功能中。CAD强调从零开始产品本身的设计，例如外观，组件位置匹配，材料等。CAE 用于仿真、分析需求设计，CAM 用于 3D 原型制作和制造目的。
什么是计算机辅助设计 （CAD）？
计算机辅助设计（CAD）是指使用计算机软件创建和类比物理设计以显示新开发产品的外观，结构，颜色，纹理和其他特征的过程。简而言之，CAD用于协助设计和绘图。随着技术的不断发展，计算机辅助设计不仅适用于行业，而且广泛应用于图形印刷和出版等许多领域。它涉及软件和专用硬件。
CAD系统的功能是什么？
- 重用设计组件。
- 易于设计修改和版本控制。
- 自动生成设计的标准组件。
- 根据规范和设计规则对设计进行验证/验证。
- 无需构建物理原型即可仿真设计。
- 自动设计组件。
- 工程文档（如制造图纸和物料清单）的输出。
- 将设计直接输出到生产单元。
- 直接输出到快速原型制作机或快速工业原型机。
什么是计算机辅助工程 （CAE）？
计算机辅助工程（CAE）主要用于设计的仿真分析、验证和改进。随着近年来计算机和三维CAD的快速发展，CAE应用的比例越来越高，使用难度越来越低，用户数量明显增长。与CAD相比，CAE用户需要更多的物理相关知识来设置条件和解释结果。至于计算过程中使用的数学方法，如微分方程、有限元法、有限体积法等，都可以交给计算机进行处理。
CAE的优势：
- 节省实验成本和时间，加快开发过程。
- 实验难以获得的物理量可以通过模拟获得。
- 更容易观察物理现象和物理量的变化。
- 通过数值方法可以进一步优化产品性能。
CAE 的缺点：
- 大规模计算通常需要昂贵的高性能设备。
- 仿真结果的解释仍然需要工程师的经验和知识才能做出正确的判断。
CAE 的基本流程是什么？
- 步骤0：几何模型处理 第0步是几何模型的处理
。为什么是第0步？一是这一步不会使用仿真软件。主要是因为加工质量会极大地影响解决方案，有时处理起来相当麻烦。例如，在流体模拟中，需要流体流动的内部空间，而内部空间一般不是特别绘制的，因此必须根据壳体几何形状绘制内部空间。此外，模型内部的复杂特征也应尽可能简化。虽然管道没有复杂的特征，但如果模型没有适当的简化，它会消耗大量的资源来计算，甚至解决方案也会失败。 - 第一步：预处理 预处理
主要是划分网格并设置仿真条件。通常，模拟对象的几何形状相当复杂，无法直接计算出与该几何图形对应的控制方程。为了解决这个问题，研究人员将这个复杂的形状切割成多个简单的元素，可能是立方体、多面体等，然后求解每个元素上的方程，然后通过数学运算得到整个复杂形状的对应值。仿真结果。将复杂形状切成多个元素的这一步就是网格划分。继续设置仿真条件，通常称为边界条件。此外，条件集还包括不同物理模型的选择和介质的选择。 - 第 2 步：求解 完成仿真设置后，在求解步骤中，需要告诉软件使用什么方法计算问题，包括网格离散化格式、求解
算法的选择等。完成解决方案集后，下一步就是等待自己编写的软件或程序来解决。 - 第 3 步：后处理
假设一切顺利并且软件成功计算出答案，下一步是查看结果。使用后处理软件查看速度场、流迹等信息。管道内。如果需要对产品进行改进和优化，也可以从仿真结果中判断，然后改进相关的配置和仿真条件。
什么是计算机辅助制造 （CAM）？
计算机辅助制造（CAM）是制造产品组件的过程，工程师在其中广泛使用产品生命周期管理计算机软件。换句话说，CAM用于辅助制造，CAM自动编程的最终输出是CNC加工程序。在CAD中生成的组件的3D模型用于生成驱动数控机床的CNC代码。这包括工程师选择刀具类型、加工过程和加工路径。
计算机辅助制造的加工步骤：
根据所使用的材料和软件，每个步骤都是简单或复杂的策略。
- 粗加工：
该过程从立方体坯料或铸件开始，粗略地加工成最终模型。因为它是在水平方向上加工的，所以通常得到阶梯形状。常见的策略是锯齿形清除、偏移清除、插入粗加工和余料粗加工。 - 半精加工：
该过程从粗糙，不平整的零件开始，并以固定的偏移量加工零件。 - 精加工：
与半精加工类似，但起始材料不同。
CAD/CAM技术给工业制造带来的变化：
CAD/CAM是指利用计算机对生产计划、制造程序进行分析、模拟、设计、绘制和制定，并控制生产过程，即从设计到加工，全部依靠计算机的帮助，因此CAD/CAM是自动化的重要组成部分，影响工业生产力和质量。
- 数控加工的生产：
随着航空工业、汽车工业、轻工等消费品生产的增长，对产品精度的要求越来越高，结构和形状越来越复杂，开发制造周期越来越短，传统加工已经不能满足需求， 于是CNC加工应运而生。 - CAD/CAM软件的生成：
CNC加工的应用提高了生产精度和生产效率。但是，当产品的结构和形状复杂时，使用传统的数控手动编程技术很难完成加工程序的准备，因此CAD/CAM应运而生。 - CAD/CAM 软件的特点：
- 三维建模功能;如上所述，加工表面的几何信息是计算软件刀具路径的基础，因此该软件可以提供基本的表面建模功能。
- 参数管理：参数包括加工对象、刀具参数、机床参数、加工工艺等;参数设置是交互式图形编程的主要操作内容。它包括参数的输入修改，管理优化等。
- 策略：
直观逼真的图形模拟加工过程，以验证编程程序是否存在任何问题。 - 编辑和修改刀具路径：
提供多种方法来编辑NC刀具路径。 - 后处理：
是一个文字处理过程，程序可以满足设备要求，并在程序的开头和结尾添加一些辅助指令。 - 工艺文档生成：
将机床操作人员所需的信息（如程序名称、加工顺序、刀具数据）写入标准和标准化文档。
