浅论CAD/CAM软件在产品设计中的应用
摘 要：CAD/CAM软件可谓是全能产品，它们整合了工程图出图、零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、应力分析、产品数据库管理等
关键词：设计;应用;软件
我们知道成功的设计师应具备以下几点：1.强烈敏锐的感受能力，2.发明创造的能力，3.对作品的美学鉴定能力，4.对设计构想的表达能力，5.具备全面的专业技能 。对于自己的设计理念，构想怎样在别人面前展示出来呢?以前就是手工画出相应图纸结合说明书给人家讲解，在现代社会就要通过运用相关的软件画出相应的二维图纸和三维图形来展示出来。那就要求设计师要熟悉一两款二维平面图形的软件如Autocad等和三维软件如PRO/E、UG等，下面就CAD/CAM软件在设计中的辅助作用加以阐述。
一、三维设计软件
CAD/CAM软件可谓是全能产品，它们整合了工程图出图、零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、应力分析、产品数据库管理等。 所以，市面上凡是招产品设计师的基本上都会要求会几款辅助设计软件如：Pro/E、AutoCAD、或UG或SOLIDWORK或MASTERCAM等，对于设计师而言，如果不能使用相应的软件来辅助自己设计而要拿到含金量高的“饭碗”就有点困难了。
在机械产品设计中所用软件的功能各有千秋，现综合自己在工厂所用和在学校所接触到的实际，将产品设计中所用的CAD/CAM软件特点及功能介绍如下：
(1)CAD系统软件
CAD系统软件包括CAD设计软件、CAE分析软件、CAM数控加工软件等。
目前，在我国市场上销售的各类CAD软件中，最有代表性的CAD系统是美国Autodesk公司开发的具有三维功能的通用二维CAD绘图软件――AutoCAD，是当前最普及的二维CAD平台软件之一：
1.具有完善的图形绘制功能：能以多种方式创建直线、圆等基本图形对象;2.有强大的图形编辑功能：可以移动、复制、修剪、缩放对象等;3.标注尺寸：可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定;4.可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力;5.支持多种操作平台;6.具有通用性、易用性，适用于各类用户。
(2)Pro/E
具有以下功能和特点：
1.Pro/E概念与工业设计;2.Pro/E详细设计。Pro/E详细设计可提供通用参数化实体建模功能，包括零件几何建模、焊接设计、工程图纸生成`-等;3.Pro/E仿真分析。Pro/E仿真分析包括对产品结构与热效分析、机构动力分析和行为建模等;4.Pro/E制造。Pro/E制造功能可提供面向模具行业的NC编程等CAM功能，包括注塑专家、计算机辅助检测等;5.Pro/E线路/管路系统设计。
(3)UG
UG NX的主要产品模块与功能特点如下：
1.产品规划。产品规划提供了基于知识与需求的产品规划、概念设计工具与体制;2.外观造型与工业设计。集外观造型与工业设计于一体，支持产品创新工程。包括自由曲面建模、渲染等;3.产品设计。产品设计提供强大的零件设计、装配设计、工程图生成等产品设计功能;4.仿真分析与优化。 通过数字化虚拟样机实现对产品及其开发过程的数字化仿真、分析验证与优化等;5.工装设计。工装设计功能可提供强大的夹具和模具等工装设计等;6.数控加工。数控加工功能可提供强大的2-5轴铣削加工NC编程、刀路与加工过程仿真、刀具库管理等;7.协同管理平台。包括工作流程管理、变更管理以及产品配置管理等。
三维设计软件除了以上几款软件以外不同地区采用软件略有不同，以上三款是最常用的，还有solidwork等，我就不在这里一一介绍了。
二、软件功能
(1)机械产品设计
在零件设计过程当中，设计者将设计思想以三维模型的形式表达。过去普遍采用二维工程图，一次只能画一个视角，非常繁琐。CAD/CAM
思或已有的二维图纸，就很方便地造出其三维模型，利用其二三维模型，可以进行各种分析，在分析的基础上，改进产品设计或用于后处理。如 CAXA创新设计不需要预先构思好设计的结果，只要有原始的创新概念，便可从三维开始，通过三维的智能图素和丰富开放的三维智能构件，像搭积木和雕塑一样，一步步把构思表达出来，并通过直观的可视化拖放操作或精确化的设定方法进行动态修改，以达到满意逼真的产品概念设计和详细工程设计结果。
(2)零部件设计检查
采用三维软件设计时，所有结构部件很方便用该软件进行干涉检查，更正设计错误或修改设计不足，尤其对于一些有相对运动的零部件，还可以对其运动副进行动态干涉仿真，以确定设计的合理性。
(3)复杂工装设计
在机械产品设计制造，经常需要设计一些复杂曲面成型工装，如果用传统的设计方法进行设计 ，在结构上需要进行复杂的计算 ，同时需要复杂的二维图纸表达。但是用三维设计，根据必要的几何尺寸，很方便地就可以做出三维结构，在不断调整各种尺寸和相关分析的基础上，最后自输出二维工程图进行工装制造。如游戏手柄：
(4)产品技术交流
1.产品销售中的技术交流。在市场经济条件下，产品销售过程中，产品介绍是一个必不可少的环节。采用三维技术做出的产品模型，非常直观，再配以三维仿真，宣传效果大大提高。如轿车产品仿真模型;2.生产过程中的技术交流。在生产过程中，相关人员要经常对产品进行技术交流。过去依靠二维工程图，对于一些复杂产品，往往要进行反复交流才能解决问题。利用三维技术进行交流，双方很快达成共识。现在很多技术方案都是采用三维实体设计技术进行技术交流工作。
(5)提高产品的可视化程度、缩短生产周期
当手工模型与效果图之间不可避免地产生一定差距 (包括形态和表面质感)，根据模型而到的生产尺寸相对于模型本身也同样会产误差 ，这两种误差并必然使最终得到的产品模型和效果图之间极可能产生较大的差距，这种差距往往是与设计师的愿望背道而驰。但如果采用计算机辅助设计 (CAIM)，专业工业设计软件 Proe结合 3Dsmax配合快速成机 ，至少可以得到以下几个方面的改善 ：1.设计产品效果图时即可同时做质感和结构工艺等设计 ，甚至能同时得到生产图，这为产品的并行化设计提供了坚实的基础和条件。2.使设计中十分困难的表面质感设计变得容易，在电脑中能方便地模拟调制出各种材料和质感 ;3.对于一些小型的产品，可以省去传统设计中手工制作模型的程序直接采用快速成型;4.前述的两种误差将得到完美的解决，因而能最终得到的产品与前期设计的电脑中的数字模型及有快速成型机得到的模型几乎保持了完全的一致。从而缩短产品确认周期，从而方便客户快速确认而投产。