第1章机械CAD技术概述

第一章机械CAD技术概述第一节CAD技术的基本概念第二节CAD系统的功能及作业过程第三节CAD系统的组成第四节CAD技术的应用第五节CAD技术的发展第六节CAD常用支撑软件介绍CAD（ComputerAidedDesign）CAPP（ComputerAidedProcessPlanning）CAM（ComputerAidedManufacturing）一、CAD技术的定义二、CAD/CAM集成技术第一节CAD技术的基本概念第一章机械CAD技术概述1、机械设计面临的新形势科学技术突飞猛进→产品向多品种、小批量方向发展，而且要求应变快、适应市场→精度要求越来越高，经济指标越来越先进，成本低→对设计人员相应提出了更高的要求。一、CAD技术的定义第一节CAD技术的基本概念2、传统的机械设计方法剖析传统的机械设计方法是凭借直接、间接经验，通过类比分析确定方案，然后对机械零件做必要的计算，最后将部分合成整机。这种方法的特点：依赖于人计算中用近似方法，精度低周期长、效率低常规设计全局考虑少一、CAD技术的定义第一节CAD技术的基本概念3、现代设计方法简介与计算技术相关的数学、物理、力学、系统工程学等学科的最新成果开始用于机械设计，优化、可靠性、有限元、价值分析等。现代设计是在常规设计的一般原理下，电子计算机技术和各种现代科学方法的有机结合。它继承了传统设计中有益的东西，又注入了现代科学的精华，从而形成了崭新体系。计算机辅助设计实现了高效率和自动化。降低设计成本一、CAD技术的定义第一节CAD技术的基本概念4、CAD概念CAD是利用计算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计、修改及显示输出的一种设计方法。也就是说，在设计人员构思、判断、决策的基础上，由计算机对大量信息加工、管理及交换，得出最终结果。一、CAD技术的定义第一节CAD技术的基本概念5、CAD工作特点效率高（缩短研制周期）提高质量系列化、标准化无图纸化生产的前提：提供CAM、CIMS基础。一、CAD技术的定义第一节CAD技术的基本概念6、对CAD存在的误解有：认为计算机自动设计，从而完全替代人的作用。目前一些系统将人的经验知识嵌入软件，使得计算机有一定的智能，但只有有限的能力。认为CAD只是将原先的图纸搬到计算机上进行设计。忽略了计算机在计算速度、修改、存储方面的优势。一、CAD技术的定义第一节CAD技术的基本概念1、CAPP的概念计算机辅助工艺规划（ComputerAidedProcessPlanning）是借助计算机对待加工零件的设计信息和工艺信息进行处理，自动或半自动地产生零件加工工艺路线和工序内容的技术。CAPP技术一般完成毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制订和工时计算等工作。其中，工序设计又涉及工装设备选择或设计、加工余量分配、切削用量选择以及机床刀具选择、工序图卡生成等。二、CAD/CAM集成技术第一节CAD技术的基本概念2、CAPP工作的标准化、最优化势在必行产品设计生产计划销售管理工艺规划质量管理成本管理车间制造采购管理工艺评价产品信息工艺辅料MBOM工艺路线工艺方法制造资源成本目标工时定额材料定额客户订单工艺要求可选配置产品质量标准检验方法外购件、外协件二、CAD/CAM集成技术第一节CAD技术的基本概念狭义CAM加工的数控程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真以及NC代码生成等。广义CAM计算机辅助的从毛坯到产品的整个加工过程的直接和间接的活动，包括工艺准备（计算机辅助工艺设计、计算机辅助工装设计与制造、NC自动编程等）、生产作业计划、物料作业计划的运行控制、生产控制、质量控制等。CADCAPPCAM数控设备3、CAM技术二、CAD/CAM集成技术第一节CAD技术的基本概念所谓CAD/CAM集成，指的是CAD、CAPP、CAM各应用模块之间进行信息的自动传递和转换。4、CAD/CAM集成技术二、CAD/CAM集成技术第一节CAD技术的基本概念一、CAD系统的主要功能二、CAD系统的作业过程第二节CAD系统的功能及作业过程第一章机械CAD技术概述一、CAD系统的主要功能第二节CAD系统的功能及作业过程CAD系统与外界进行信息传递与交换的基本功能是靠硬件提供的、而系统所能解决的具体问题是由软件保证的。软件应具备的功能有：几何建模、工程分析、工程绘图、工程数据管理。硬件应具备的功能有：计算功能、存储功能、输入输出功能、交互功能。二、CAD系统的作业过程第二节CAD系统的功能及作业过程举例：电话机的塑料耳机从设计到制造的过程（CAD到CAM）零件从产品设计到制造的过程(1)零件的形体设计(2)用有限元方法对零件的结构尺寸进行分析计算(3)用计算机显示、模拟零件的浇注过程(4)绘制零件的工作图、施工图(5)编制加工工艺过程(6)对于数控加工的零件，编制NC程序二、CAD系统的作业过程第二节CAD系统的功能及作业过程以上过程又可整理成以下形式1）三维几何造型2）零件结构分析(优化设计，有限元分析，运动过程仿真）3）二维零件工作图4）编制工艺规程（CAPP）5）编制数控加工程序（NC）二、CAD系统的作业过程第二节CAD系统的功能及作业过程一、CAD系统的组成二、CAD系统的硬件三、CAD系统的软件第三节CAD系统的组成第一章机械CAD技术概述一、CAD系统的组成第三节CAD系统的组成CAD系统组成硬件软件计算机主机输出设备输入设备存储设备网络设备系统软件应用软件支撑软件设计者CAD系统的运行环境由硬件、软件、设计者三部分所构成。硬件是CAD系统运行的基础。软件是实现各项功能技术的核心。两者只有有机的组织起来才能充分发挥作用。二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成外储存器硬盘、软盘、光盘、U盘计算机主机中央处理器内存储器输入/输出接口网络设备网卡、传输介质、调制解调器输入设备键盘鼠标图形扫描仪三坐标测量仪激光扫描仪数码相机数据手套输出设备图形显示器绘图仪打印机立体显示器三维打印机二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成1.主机：是计算机的主体，由中央处理器（CPU）、内存储器（也称内存）及输入/输出（I/O）接口组成，是计算机系统硬件的核心。二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成按照主机功能等级不同，可将计算机分为大中型机、小型机、工程工作站及微型计算机等档次。二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成2.存储设备：有内、外存储器之分。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等类型.二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成3.输入设备：能够将各种信息转换成电信号，传递给计算机。包括键盘、鼠标、图形扫描仪、三坐标测量设备、数码相机、数据手套等。二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成4.输出设备：将计算机处理后的信息以能为人或其它设备所接受的形式输出．常用的输出设备有图形显示器、绘图仪、打印机等。二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成4.输出设备二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成4.输出设备二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成4.输出设备二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成4.输出设备二、CAD系统的硬件第三节CAD系统的组成5.网络设备：CAD/CAM系统所采用的网络均属于局域网，从硬件的角度看，一个网络通常由服务器、工作站、电缆、网卡、集线器和其它网络配件等组成，为了扩展网络范围还要引入路由器、网桥和网关等部件与设备。三、CAD系统的软件第三节CAD系统的组成根据软件在系统中执行的任务及服务对象的不同，CAD系统的软件可分系统软件、支撑软件和应用软件三个不同层次。第四节CAD技术的应用第一章机械CAD技术概述第四节CAD技术的应用第四节CAD技术的应用除机械设计制造行业外，CAD已广泛应用于其它行业。CAD在土木建筑行业中的应用CAD在电子工业领域中的应用第四节CAD技术的应用CAD在纺织行业中的应用CAD在地质领域中的应用CAD在气象领域中的应用CAD在动画领域中的应用第五节CAD技术的发展第一章机械CAD技术概述一、CAD的发展过程二、CAD在我国的发展三、CAD技术的发展趋势50年代美国麻省理工学院于1950年首先在计算机上采用了阴极射线管作成的图形终端，并能被动地显示图形60年代是交互式图形学发展的重要时期，并在此时出现CAD这一术语。70年代曲面造型已开始应用于飞机和汽车工业。80年代CAD技术广泛扩大，涌现了如实体造型、参数化设计、有限元、机器人分析等许多新理论、新方法。90年代以后，CAD技术更加迅速发展，广泛应用于机械、航空、汽车、制鞋、服装等行业。第五节CAD技术的发展一、CAD的发展过程从1985～1990年进行了大规模的CAD技术的开发与研究。1995年，机械工业部推行了“CAD应用1215工程”。机械工业部将1997年定为机械工业CAD应用发展年。国内高等院校和科研院所在CAD支撑和应用软件的开发上担任极其重要的角色。第五节CAD技术的发展二、CAD在我国的发展第五节CAD技术的发展三、CAD技术的发展趋势1.集成化2.智能化3.标准化4.网络化5.虚拟化第六节CAD常用支撑软件介绍第一章机械CAD技术概述第六节CAD常用支撑软件介绍AutoCAD软件界面CAXA软件界面第六节CAD常用支撑软件介绍开目CAD软件界面SolidWorks软件界面Pro/E软件界面UG软件界面第六节CAD常用支撑软件介绍CATIA软件界面I-DEAS软件界面ANSYS软件界面ADAMS软件界面第六节CAD常用支撑软件介绍MATLAB软件界面SQLServer软件界面