摘 要：本论文对常见的CAD/CAM应用软件进行了对比，更进一步了解了各种软件的不同特性。运用Creo软件对某航模发动机进行三维造型、装配及干涉检查，实现了对航模发动机的设计工作。

关键词：CAD/CAM;Creo;三维造型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.002

1 CAD/CAM技术概述

20世纪90年代初，American Academy of Engineering Sciences评选20世纪最优秀的工程技术，计算机辅助设计与制造（简称CAD/CAM）顺利入选，该技术的发展水平，体现出一个国家的制造业发展水平和智能制造能力。

在现代制造业中，CAD技术应用十分广泛，该技术的应用场合有零部件的设计、三维实体造型、有限元分析、受力分析、运动仿真等。该技术拥有以下特点：

（1）拥有强大的零部件造型能力和工程分析功能;

（2）拥有丰富的图形编辑能力;

（3）支持用户进行二次开发，拓展软件功能模块;

（4）文件格式多样化，但主流软件均可实现通用接口的文件导入;

（5）实现对主流硬件的支持;

（6）对多种操作平台的无缝对接[1]。

随着时代的迅速发展，用户对机电产品的要求越来越高，零件加工精度不断提高，零件设计形状越来越复杂，这就要求大部分零部件需要在数控机床上加工，但手工编程无法完成复杂零件的数控加工程序的编制，这就催生了CAM技术的诞生。设计方案修改越来越频繁，手工编程已无法完成复杂零件加工程序的编制，CAM技术的优越性愈发明显。在一个零部件的整个生产周期看，很容易看出，计算机辅助贯穿始终。CAM的定义有多种，从不同的角度得出不同的结论，如果缩小定义范围，则可认为CAM就是在数控加工过程中应用相应CAM软件，使用了辅助完成数控编程的过程。

在实际生产过程中，CAD/CAM技术是以系统化的形式呈现出来的，有标准化的CAD/CAM系统和用户根据自己的实际需求订制的CAD/CAM系统。整个系统由三个主要环节构成，贯穿到了零件设计和数控加工的全部环节。三个环节中，可以归纳到计算机辅助制造的环节有两个，一个是计算机辅助工艺规划（CAPP），一个是数控程序。完整的CAD/CAM系統通常包含三维产品造型、结构分析、工艺过程规划、自动编程、模拟仿真加工等部分。系统的各部分组合、集成即可实现不同类型系统的创建。

2 常用CAD/CAM软件简介

通过对国内外不同CAD/CAM软件的对比，我们不难发现，无论哪种软件，都有自身明显的特点。比如UG这一典型软件，它由美国通用公司旗下的EDS分部的一家独立子公司UnigraphicsSolutions编制出的一款优秀软件，功能强大，不仅有CAD/CAM模块，而且集成了CAPP模块，航天航空零件设计可以使用，汽车制造也可使用，实现分析及制造。该软件可以灵活实现参数化和非参数化设计，还能够轻松应对二维绘图、三维实体造型、三维曲面设计等产品设计问题。UG还将CAM部分的数控自动编程与数控仿真加工模块集成到一起，从简单的数控车削轴类零件、数控加工中心加工异形曲面都是可以实现的，还为客户量身定做了非常逼真的仿真功能。在进行加工仿真的过程中，客户可以方便的对刀路实现操作，可以实现对刀具路径的复制、修剪等操作。UG是目前市面流行的CAD/CAM软件中，自动编程功能最全面的软件之一。

美国CAD/CAM公司开发的另外一款优秀软件是Creo软件，该软件是美国参数技术公司（PTC）公司的拳头产品，应用领域广泛，其集3C于一身，模块众多，功能齐全。其最大的特点是三维设计能力强大，创造性的提出了参数化设计的理念，并采用单一数据库，用来对三维建模中出现的各部分实体相关性问题进行联系与整合。同时，该软件采用模块化的构建方式，企业可以根据自身需求选购模块，可大大节省企业采购软件的费用。Creo优秀的特征设计理念，将设计至生产的所有环节全部整合到一起，该软件设计理念新颖，对原有的设计理念大胆创新，单机、工作站都可应用。Creo的优秀表现使得该软件在国际上非常受欢迎，它所指定的3C标准在业界得到了普遍认可，是目前常见的3C软件之一。

3 航模发动机用途及分类

航空模型发动机的主要功能是为航空模型、小型飞行器、无人机等提供飞行动力的发动机。

航模发动机结构种类众多，按照结构形式及点火方式可分为不同的种类。有活塞式、脉动式;还有固体火箭、二氧化碳式;压燃式、半压燃式和电火花式。

4 航模发动机Creo三维建模

本课题采用Creo野火版5.0对航模发动机进行三维建模、装配、干涉检查。

（1）参数化设计。初步将零部件进行分解，分成若干个小结构，再应用该零件完善的约束功能，实现零件的特征化造型。

（2）特征建模。运用Creo软件的特征建模功能，如拉伸、旋转、抽壳、倒角、阵列等，逐步完成航模发动机各零部件的三维造型。

再运用Creo软件的装配功能，对各零部件进行装配，最后得到如图1所示的三维装配图。

（3）单一数据库（全相关）。运用Creo软件的干涉检查功能，检查各零部件之间是否存在相互干涉的现象，如有干涉，重新修改参数、建模、装配。

5 结语

通过对航模发动机的设计，进一步了解了Pro/E软件在机械产品设计过程中的便捷性及其功能的强大性。在本次设计中仍存在参数不能确定、运动机构的运动轨迹难以准确定位等问题，需进一步改进。

参考文献：

[1]王隆太.机械CAD/CAM技术[M].北京：机械工业出版社，2012（08）.

[2]葛正浩，杨芙莲.Pro/E机构设计与运动仿真实例教程[M].北京：化学工业出版社，2007（08）.

作者简介：张宏乐（1984-），男，甘肃武山人，工程硕士，讲师，主要研究方向：CAD/CAM、数控技术。