《CAD技术概述》PPT课件

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1、第一章CAD技术概述1.1机械设计概述机械设计：根据使用要求确定产品应该具有的功能，构想出产品的工作原理、运动方式、力和能量的传递、结构形状以及所用材料等事项，并转化为具体的描述，例如图纸和设计文件等，以此作为制造的依据。1）概念设计2）初步设计3）详细设计再设计需求分析提出明确的功能要求原理性方案及分析初步设计及分析详细设计制造加工样机测试、鉴定生产、销售和使用评价评价通过调查研究、资料收集，仔细分析用户需求，在此基础上确定产品功能，进而构思方案，进行分析与论证，最后获得一组可行的原理性方案。从一组可行的原理方案中选一优化方案，绘制总布置

2、草图，确定各部件基本结构和形状，建立相应数学模型，进行主要设计参数的分析计算与优化。确定设计对象的细部结构，最终完成总布置图和零、部件图，并编写技术文件1.2CAD的技术内涵计算机辅助设计（ComputerAidedDesign)：用计算机硬、软件系统辅助人们对产品进行设计的方法与技术，包括设计、绘图、工程分析与文档制作等设计活动。从技术角度看，CAD技术把产品的物理模型转化为存储在计算机中的数字化模型，为后续的工艺、制造、管理等环节提供了共享的信息源。机械CAD：是指在机械设计过程中，借助计算机的辅助作用和操作者的主观干预，来辅助一项设计

3、的建立、修改、分析和优化，最终得到用户所要求的设计信息或数控机床能接受的信息这样一个设计过程。现在的CAD技术不仅仅用于自动绘图或三维建模，而已成为一种广泛的、综合的关于设计的新技术。CAD涉及的基础技术图形处理技术：如二维交互图形技术、三维几何造型技术及其他图形输入输出技术等工程分析技术：如有限元分析、优化设计方法、物理特性计算、模拟仿真以及各行各业的工程分析等数据管理与数据交换技术：如产品数据管理(PDM)、数据库、异构系统间的数据交换和接口等文档处理技术：如文档制作、编辑与文字处理等界面开发技术：如图形用户界面、网络用户界面、多通道多

4、媒体智能用户界面等基于Web的网络应用和开发技术值得指出的是：不应该将CAD与计算机绘图、计算机图形学混淆起来。设计过程与CAD过程的关系CAD/CAM系统工作流程1.3CAD技术的发展20世纪50年代初麻省理工（MIT）实验室首先研制了第一台数控铣床并研究用计算机制作数控纸带，这可以说是CAD技术的开端。50年代后期Ross发展了APT语言，是计算机绘图领域的一个重要里程碑，而且这个时期研究成功的光笔已可以用来识别荧屏上的某一点。1963年，CAD技术的先驱者，MIT研究生Sutherland推出了二维SKETCHPAD系统，允许设计者坐

5、在图形显示器前操作光笔和键盘，在屏幕上显示图形。这一研究成果具有划时代的意义，促进了CAD的发展。1964年，第一个工业企业发展的CAD系统——美国通用汽车公司开发的“计算机设计扩展系统”CDAC-I系统问世。该公司是开发机械CAD的先驱之一。60年代中期到70年代中期，针对某个特定问题的CAD系统蓬勃发展，出现了主要以自动绘图为目的的配套CAD系统（TurnkeySystem)，由计算机硬件和相应的软件组成，这是市场上出现的一种现成可用的CAD系统。70年代CAD技术开始了大规模的发展。由于中小型计算机的性能价格比有了很大的提高，促使CA

6、D技术从实验室走向了工业应用。70年代后期，CAD技术在许多领域已成为工业上不可缺少的工具。80年代CAD技术进入加速发展推广使用的阶段。由于小型机功能的提高和微型机的大量应用，计算机的性能价格比日益提高，高性能的图形终端的功能日益完善，大量有实用价值的CAD系统出现，都对CAD技术的发展和推广起到了良好的促进作用。这时CAD技术开始广泛应用于民用工业。90年代是CAD技术广泛普及、继续完善和向更高水平发展的时期。出现了成熟的高度标准化、集成化的CAD系统，由于PC平台的性能越来越好，基于Windows平台的价廉物美的系统相继出现，使CAD

7、技术的普及应用更具广阔诱人的前景。1.4CAD技术在机械工业中的应用主要应用以下几个方面：（1）二维绘图及三维建模；（2）工程分析；（3）基于产品数据管理（PDM）的CAD应用层次；（4）基于企业信息化平台的CAD应用层次；CAD技术带来的优点（1）减少绘图时间，提高绘图效率（2）提高分析计算速度，解决复杂计算问题（3）便于修改设计（4）促进设计工作的规范化、系列化和标准化目前，CAD涉及到2D绘图、交互式图形学、有限元分析、优化计算机图形学、３D描述、曲面造型、实体造型和几何仿真等各个领域。（1）投资大。需要较大资金购买硬件和软件，支付培

8、训和开发费用。（2）需要一只掌握CAD技术的、有良好素质的工程师队伍CAD技术带来的风险1.5机械CAD技术的发展趋势CAD系统继续发展方向是智能化、集成化、标准化和网络化。1、