计算机辅助机械产品设计0901-5-1
计算机辅助机械设计说课(1)
计算机辅助机械设计说课一、专业发展和就业空间分析计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）是机械制造业产品设计中非常重要的工具之一。
目前在我国机械制造业蓬勃发展时期，毕业生面临各种机遇和挑战，要想在专业上有所发展，需要掌握更多的技能，CAD技术是一项基本技能，掌握CAD技术是企业对技术人员的基本要求。
因此，我们开设了《计算机辅助机械设计》课程。
这门课是理论与实践综合性很强的课程，并且具有十分明确的岗位针对性。
学生在就业时，很多企业把毕业生CAD的水平高低作为录用人才的敲门砖。
二、课程分析《计算机辅助机械设计》是一门实践性很强的专业基础课程，其先修课程是计算机应用基础、机械制图等，通过本课程的学习，使学生掌握应用CAD/CAM 软件对中等复杂程度零件的设计与加工的技巧和方法，为学生毕业后走向工作岗位打下良好的基础。
通过近几年对机械类人才知识结构需求调查，以及对毕业生跟踪调查，了解企业对人才的专业技能需求，我们开设了AutoCAD和Pro/E两个模块，针对不同专业的需求进行教学。
AutoCAD主要用于二维设计与绘图，Pro/E主要对产品进行三维造型及装配。
本课程是学习计算机辅助设计软件的应用，目的是服务于设计工作，使设计工作更有效。
如果仅仅把本课程当成是学习计算机技术知识点，则失去了生命力，课程就会显得干燥乏味，知识缺少了用武之地，毕竟它只是工具而已。
因而从专业出发，从设计角度着眼，让学生掌握基础理论、操作方法和使用技巧，通过计算机上机训练，设计绘制自己想要的东西，使学生普遍感到有兴趣，有成功感。
这就是当今职业技术教育课程的教学方法。
要求学生懂设计理念，掌握基础理论和表达方法，熟练操作计算机辅助设计软件，将基本理论和实际应用有机结合。
三、教材分析本课程选用的都是老师自编并公开出版的教材，AutoCAD模块选用的是本校教师欧阳全会主编的《AutoCAD机械绘图基础教程与实训》，由北京大学出版社和中国林业出版社出版；Pro/E模块选用的是张四新主编、本校教师张桂花副主编的《Pro/Engineer2.0 Wildfire实用教程》，由华中科技大学出版社出版。
计算机辅助机械产品设计0901-1_3
第一章机械产品CAD概要1.1综述1.2机械产品及设计过程概要1.3计算机与软件概要关于计算机问题，是本教程探讨问题的又一个基点。
只有仔细了解了“电脑”的性能与特点，才能更好的理解与运用它来进行辅助设计工作。
话得从头说起，计算机是由电子技术与自动计算技术发展演变而来的，预置指令系列的思想是计算机广泛应用的关键。
通过机器控制的自动化历程，可以窥见按照二进制方式进行自动化运行的电子计算机器的本质特点。
这对学习计算机及其高级语言（控制运行的指令描述与表达），对于学习理解机械产品设计中的软件应用与开发有极好的促进作用。
原因在于最基本的出发点是计算和语言问题。
计算需要数据和算符（运算器），而数据在计算机语言中就体现为数据类型及其说明（存储器）。
数据的具体计算需要一个过程，在计算机语言中体现为程序（函数、过程等）。
显然这些都需要控制（控制器），在计算机语言中则体现为语言描述的语法控制结构。
下面就会感觉到存储器的作用，将要处理的数据及其算法、中间结果、最终结果等等，都需要存储以备重用。
当然，最重要的还有计算速度对预先存储提出的要求。
按照认知与思维的观点，依据知识的积累与概念的层次性观点，对非计算机专业的使用者来说，或说对机械设计者来说，快速回顾电子技术及其自动化的历程，对计算机及应用问题的理解会有很大的帮助。
这也提供了一种知识补充的快速通道及其线索。
简单说来，人们从发现自然界中的摩擦生电，并由静止的电荷产生的电场的研究，进一步发现了运动电荷产生的电流、电场、磁场。
从磁石召铁，琥箔拾芥，到磁场可以感应出电场、电流的现象；从电动机到无线电通讯；从电子管到超大规模集成电路的应用，从模拟信号技术到数字信号技术，都记载着人类智慧的结晶。
这里要注意运用信息处理与控制理论观念、基本概念与基本原理来浏览这些演变。
模拟信号工作在晶体管的线性区，既不能进入截止区或饱和区。
数字信号则工作在截止区，利用晶体管的开关特性实现了二进制的工作方式，从模拟信号到达了数字信号处理。
计算机辅助机械设计与制造
计算机辅助机械设计与制造随着计算机技术的快速发展，计算机在机械设计与制造领域的应用越来越广泛。
计算机辅助机械设计与制造（Computer-Aided Design and Manufacturing，简称CAD/CAM）已成为现代机械工程领域的核心技术之一。
在这篇文章中，我们将探讨计算机辅助机械设计与制造的优势、应用和未来发展趋势。
一、计算机辅助机械设计计算机辅助机械设计是指利用计算机软件和硬件技术来辅助机械设计师进行设计工作。
与传统手工设计相比，计算机辅助设计具有许多优势。
首先，计算机可以提供更精确的设计结果，减少了设计错误和漏洞的出现。
其次，计算机可以加快设计过程，提高工作效率。
设计师可以通过软件进行三维建模、模拟和分析，从而快速验证设计方案的可行性。
而且，计算机可以提供丰富的工具和功能，如数据库管理、图形编辑和草图生成等，方便设计师进行各种设计任务。
在计算机辅助机械设计中，常用的设计软件有AutoCAD、Solidworks、Pro/Engineer等。
这些软件提供了强大的建模和分析功能，可以满足不同领域的设计要求。
例如，Solidworks是一种广泛应用于机械设计的软件，它可以实现三维建模、装配设计、运动仿真等功能，同时还能生成工程图和报告等输出文档。
二、计算机辅助机械制造与设计相似，计算机辅助机械制造（Computer-Aided Manufacturing，简称CAM）也利用计算机软件和硬件技术来辅助机械制造过程。
计算机辅助制造可以提高生产效率、减少生产成本，并提高产品质量。
在计算机辅助机械制造中，常用的软件有Mastercam、PowerMill、EdgeCAM 等。
这些软件可以根据设计师提供的模型数据和加工参数，生成机械加工路径、工艺路线和加工程序。
根据加工路径，机械设备可以自动进行切削、钻孔、铣削等加工操作。
计算机辅助制造不仅可以提高加工效率，还可以确保产品的精度和一致性。
三、计算机辅助机械设计与制造的应用计算机辅助机械设计与制造广泛应用于各个领域，包括航空航天、汽车、机床、医疗设备等。
计算机辅助机械设计(秦汝明)1-2章 (1)
（2） 程序设计技术。其中包括程序的结构与算法设计、 程 序设计的风格、程序设计语言、程序设计方法和程序设计自动化以 及程序的正确性证明和程序的变换。
（6） 网络软件技术。其中包括网络软件技术、网络管理、 局域网技术、 网络互连技术和智能网络等。
第1章 计算机辅助机械设计概述 3.
软件复用是指在构造新的软件系统的过程中， 对已存在 的软件产品（设计结构、源代码、文档等）重复使用的技术。软 件复用有三个层次：知识的复用、方法的复用和软件成分的复用， 前两个属于知识工程的范畴，这里只讨论软件成分的复用。 软件 成分的复用包括以下三个级别：
第1章 计算机辅助机械设计概述 图1-1 机械设计的一般过程
第1章 计算机辅助机械设计概述
设计机械零件的一般步骤如下：
（1） 根据机械零件的使用要求， 选择零件的类型与结构。
（2） 根据机械的工作要求， 分析零件的工作情况， 确定 作用在零件上的载荷。
（3） 根据零件的工作条件（包含对零件的特殊要求， 例 如耐高温、 耐腐蚀等），考虑材料的性能、供应情况、经济因素 等， 合理选择零件的材料。
第1章 计算机辅助机械设计概述
软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程科学。它采 用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件。因此，在开 发与维护软件过程中， 把经过时间考验而证明正确的管理技术和 当前能够得到的最好的技术方法结合起来，这就是软件工程。 软 件工程强调使用软件生命周期方法学和各种结构分析及结构设计技 术。所谓软件生命周期是指一个软件从定义、开发、使用和维护， 直到最终被废弃所经历的一段漫长的时期。由于软件生命周期分为 若干个阶段， 每个阶段的任务相对独立和简单，因此软件研制可 以用分工协作的方法来共同完成。在每个阶段采用科学的管理技术 和良好的技术方法， 结束时从管理和技术两个角度进行严格审查， 合格后进入下一个阶段这样可以保证软件质量， 提高软件的可维 护性。
《计算机辅助制造》课大作业--编程说明书
《计算机辅助制造》综合作业一、数控车削加工程序编制应用MasterCAM软件编写如下图所示的零件的数控车削加工程序。
1、零件图2、毛坯图该零件车削加工取用的毛坯尺寸为外径60mm,内径15mm,长度135mm的管件。
3、工艺分析序号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给转速(mm/min)背吃刀量(mm)备注1 粗车端面T01 550 100 22 精车端面T01 800 60 0.53 粗车外圆（不含圆弧）T02 550 80 24 粗车R16圆弧面T02 550 80 25 精车外圆T02 800 50 0.56 切外退刀槽T03 350 307 车外螺纹T04 2008 粗镗内孔T05 300 40 19 精镗内孔T05 400 30 0.510 切内退刀槽T06 200 2511 车内螺纹T07 1004、绘制零件轮廓线运用SolidWorks三维造型软件绘制零件草图，并在MasterCAM软件打开以*.IGES格式保存的文件，零件轮廓线如下图所示。
零件轮廓线5、设定工件坐标系（以右端面为例）按键盘上的<F9>键，图形会出现两条棕色的直线，其交点即为当前工件坐标的原点。
工件原点移动的方法：点击菜单<转换>→<平移>，然后全选“图形区域所有线段”按回车确认，在弹出的<平移>对话框中，选择<移动>，<从一点到另一点>，然后选择图形上要平移的点，回车确认。
工件坐标系设定6、机床类型选择及毛坯定义机床类型选择：点击菜单<机床类型>→<车床>→<默认>毛坯定义：在软件页面左侧<操作管理>中，点击<属性>→<材料设置>→<信息内容>，在弹出的<机床组件材料>对话框中，对毛坯进行参数设置。
毛坯参数设置7、刀具路径生成及参数设置(因该零件加工为调头件加工，所以刀具路径分为左右两部分)a、右半部分：1）粗车端面点击<刀具路径>→<车端面>，具体参数设置如下图所示。
第9类小项明细
第九类科学、航海、测量、摄影、电影、光学、衡具、量具、信号、检验（监督）、救护（营救）和教学用装置及仪器；处理、开关、传送、积累、调节或控制电的装置和仪器；录制、通讯、重放声音或影像的装置；磁性数据载体，录音盘；光盘，DVD盘和其他数字存储媒介；投币启动装置的机械结构；收银机，计算机器，数据处理装置，计算机；计算机软件；灭火器械。
【注释】尤其包括：——实验室科研用仪器及器械；——领航用电气仪器及器械，如测量和传令仪器及器械；——量角器；——穿孔卡式办公机械；——不论录制媒体或传播途径的所有的计算机程序和软件，即包括录制在磁性媒体上的软件或从远程计算机网络上下载的软件。
尤其不包括：——下列电动仪器及器械：（1）厨房用电气用具（食品碾磨和搅拌器、榨果汁器、电动磨咖啡器等）和使用电动机的其它设备及器具，所有这些归入第七类；（2）抽取或分发燃料的器具（第七类）；（3）电动剃刀，修理刀（手工器具）和熨斗（第八类）；（4）用于房间供暖或液体加热、烹任、通风等的电器（第十一类）；（5）电动牙刷和梳子（第二十一类）；——钟表和其他计时器（第十四类）；——时间控制钟（第十四类）；——与外接显示屏或监视器连用的娱乐和游戏装置（第二十八类）。
0901-电子计算机及其外部设备加法器090019，计算圆尺090101，计算尺090102，计算机器090103，数据处理设备090306，计算机存储装置090342，计算机090372，已录制的计算机程序090373，磁性身份识别卡090529，磁盘090533，软盘090534，计算机键盘090537，条形码读出器090581，CD盘（只读存储器）090588，已录制的计算机操作程序090589，计算机外围设备090590，计算机软件（已录制）090591，连接器（数据处理设备）090594，电子笔（视觉演示装置）090598，已编码的磁卡090599，计算机用接口090603，磁性数据介质090607，磁性编码器090608，计算机用磁带装置090609，微处理机090610，监视器（计算机硬件）090612，监视程序（计算机程序）090613，鼠标（计算机外围设备）090614，光学字符识别器090615，光学数据介质090616，光盘090617，与计算机连用的打印机*090618，中央处理器（CPU）090619，读出器（数据处理设备）090620，扫描仪（数据处理设备）090622，计算机用磁盘驱动器090634，电子字典090636，商品电子标签 090637，集成电路卡090640，智能卡（集成电路卡）090640，笔记本电脑090642，计算器090644，与计算机连用的操纵杆（视频游戏用除外）090747，智能手表（数据处理）090749，视频游戏卡090651，电子出版物（可下载）090657，计算机程序（可下载软件）090658，鼠标垫090662，与计算机配套使用的腕垫090664，计算机游戏软件090670，磁性编码身份鉴别手环090692，可下载的手机铃音090694，可下载的音乐文件090695，可下载的影像文件090696，USB闪存盘090700，便携式计算机090707，便携计算机专用包090709，便携计算机套090710，可下载的计算机应用软件090717，打印机和复印机用未填充的鼓粉盒090720，平板电脑090724，已编码钥匙卡090725，视频游戏机用内存卡090727，计算机硬件090732，计算机屏幕专用保护膜 090751，安全令牌（加密装置）090755，掌上电脑用套090757，平板电脑用套090762，黑匣子（数据记录仪）090763，交互式触屏终端090766，电子交互式白板090777，具有人工智能的人形机器人090778，可下载的电子乐谱090782，个人数字助理（PDA）090790，已录制的或可下载的计算机软件平台090791，精简型客户端计算机090795，掌上型电子字典090797，已录制的或可下载的计算机屏保软件090802，移动电话用可下载图像090804，穿戴式计算机090806※计算器袋（套）C090001，鼠标器套C090002，键盘罩C090003，软盘盒C090004，电话铃音（可下载）C090127，计算机用光盘驱动器C090136，智能眼镜（数据处理）C090139，智能戒指（数据处理）C090141，可下载的手机应用软件C090142注：1.光盘，CD盘（只读存储器），光学数据介质与0908 CD盘（音像），光盘（音像）以及第九版及以前版本0908密纹盘（音像），密纹声像盘交叉检索；2.电子出版物（可下载），可下载的手机铃音，可下载的音乐文件，可下载的影像文件，移动电话用可下载图像与0908唱片，录音带，录像带，CD盘（音像），盒式录像带，光盘（音像）类似；3.本类似群商品与第八版及以前版本0911光学字符读出器，光学字符阅读机，光学数据介质，光学数据媒介交叉检索；4.视频游戏卡与第九版及以前版本0908电视游戏卡交叉检索；5.计算圆尺、计算尺与第十版及以前版本0902计算尺交叉检索；6.跨类似群保护商品：打印机和复印机用未填充的鼓粉盒（0901，0903）7.商品电子标签与第十版及以前版本 0902 商品电子标签交叉检索；8.计算机屏幕专用保护膜与第十版及以前版本 1703 已接受商品计算机屏幕保护膜交叉检索；9.智能手表（数据处理）与1404商品类似0902-记录、自动售货机和其他记数检测器（一）计步器090137，计数器090138，数量显示器090301，停车记时器090383，时间记录装置090478，记时器（时间记录装置）090586，算盘090627，电子记事器090628，煮蛋计时器（沙漏）090683，沙漏090683※电子计分器C090009（二）邮戳检查装置090149，邮戳检验器090149（三）钱点数和分拣机090053，验钞机090173，开发票机090252，收银机090525，自动取款机（ATM）090686※支票记录机C090006，支票证明机C090007，（四）投币启动设备用机械装置090063，投币计数启动设备用机械装置090064，自动售票机090086（五）口述听写机088，全息图 090291，衣裙下摆贴边标示器090313，投票机090499※摇奖机C090005（六）验手纹机C090010，人脸识别设备C090145注：1.本类似群各部分之间商品不类似；2.第（五）部分内的商品互相之间不判为类似商品；3.煮蛋计时器（沙漏）、沙漏与第七版及以前版本2106计时沙漏交叉检索。
计算机辅助技术对机械设计制造的影响
计算机辅助技术对机械设计制造的影响第一篇：计算机辅助技术对机械设计制造的影响计算机辅助技术对机械设计制造的影响和促进1.计算机辅助技术的发展上世纪50年代CAD技术处于被动式的图形处理阶段。
60年代计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想被首次提出，从而为计算机辅助技术的发展和应用打下了基础。
60年代中后期出现了许多商品化的CAD设备。
1970年美国Applicon公司第一个推出完整的CAD系统，出现了面向中小企业的计算机辅助产品商品化系统。
到了80年代，计算机辅助技术迅猛发展，从大中企业向小企业扩展；从发达国家向发展中国家扩展；从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。
90年代，计算机辅助技术进入了开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期，图形接口、图形功能日趋标准化。
随着科技的发展，计算机辅助技术对机械设计制造水平的提高起到了重要作用。
2.计算机辅助技术对汽车工业的影响和促进汽车工业最能代表一个国家工业的发展水平，而汽车工业也是计算机辅助技术的大用户。
接下来以汽车工业为例，介绍计算机辅助技术对机械设计制造的影响和促进。
美国福特汽车公司在计算机辅助技术方面处于领先地位。
早在80年代初，福特公司就着手计算机辅助系统的规划，建成了以工作站为主体的环形网络系统；1985年已经有一半以上的产品设计工作使用图形终端实现；1986年新开发的TAURUS和SABLE轿车，大约70%的外钣金件使用计算机辅助技术;90年代初全面实行产品开发的计算机辅助软件应用率可达100%。
福特公司1990年工作站已达2000台，以FGS工作站(约占70%)和CV工作台(约占18%)为主，其应用软件主要为自行开发的PDGS和CAD/CAM。
1993年以后，福特汽车公司提出C3P(CAD/CAE/CAM/PDM)概念，并决定今后将采用I-DEAS软件作为其主流核心软件。
德国各大汽车公司普遍采用CATIA作为其计算机辅助系统的主导软件。
中国高新技术产品目录(2000)
山西安防网中国高新技术产品目录（2000）科学技术部、财政部、国家税务总局国科发计字[2000]328号2000/8前言为加快我国高新技术产业发展，鼓励重点高新技术产品的生成，引导社会投向，优化资源配置，从整体上提升我国高新技术产品的市场竞争力，科技部、财政部、国家税务总局共同组织编制了《中国高新技术产品目录》。
本目录参考了国际上普遍采用的高技术产品分类方法，并按照既要与国际规范接轨，又要符合我国国情，便于实际操作的原则编制而成。
本《目录》涉及电子信息，软件，航空航天，光机电一体化，生物、医药和医疗器械，新材料，新能源与高效节能，环境保护，地球、空间与海洋，核应用技术，农业共11个技术领域。
本目录高新产品的选择原则是：（1）产品的关键技术必须属于高新技术领域范围；（2）在关键技术上有较大创新，技术含量高，具有自主知识产权；（3）市场潜力大，产品目前处于导入期、成长期、成熟期，有较好的经济效益、社会效益和环境效益，符合可持续发展的要求；（4）适合我国经济、社会发展的基本国情，满足国民经济发展的急需；（5）能替代进口或出口创汇，有国际竞争力。
根据上述原则，在原有相关工作成果的基础上，我们组织各技术领域的专家组成专家组，采用行业专家集体评议的方式，重点选择了2056种产品纳入本目录。
为了满足国民经济和社会发展的需要，适应高新技术产品的更新换代，我们将及时对本目录进行调整和修订。
中国高新技术产品目录关于管理代码及等级分类的说明一、管理代码共8位数字（即XXXXXXXX），由此8位数字表示构成每个不同领域和范围的高新技术产品，主要为进行产品查询以及将来调整等管理用途服务。
二、8位数字的解释：1.前两位数字（XXXXXXXX）对应高新技术产品领域，目前《目录》共涉及11个领域：（1）电子信息；（2）软件；（3）航空航天；（4）光机电一体化；（5）生物、医药和医疗器械；（6）新材料；（7）新能源与高效节能；（8）环境保护；（9）地球、空间与海洋；（10）核应用技术；（11）农业。
机械设计制造与计算机辅助技术结合应用
机械设计制造与计算机辅助技术结合应用1. 引言1.1 背景介绍随着科技的不断进步与发展，机械设计制造和计算机辅助技术的结合应用已经成为一个热门话题。
传统的机械设计制造过程中，通常需要大量的人力和物力投入，在设计、生产和测试过程中存在着诸多不足和挑战。
而计算机辅助技术的快速发展却为解决这些问题提供了新的可能性。
计算机辅助技术的应用范围越来越广泛，从CAD软件、CAM软件到虚拟现实技术和人工智能，都为机械设计制造提供了更加高效、精准的解决方案。
通过计算机辅助技术，设计师可以快速完成复杂的设计图纸，生产工人可以通过数控加工实现高精度加工，工程师可以利用模拟软件进行产品测试和优化。
这些技术的结合不仅提高了生产效率，降低了生产成本，还使得产品质量得到更好的保障。
在这样一个背景下，研究机械设计制造与计算机辅助技术的结合应用变得愈发重要和必要。
通过深入探讨两者之间的关系，可以更好地引领未来的制造发展，推动产业升级，促进经济发展。
【2000字内容到此结束】。
1.2 研究意义机械设计制造与计算机辅助技术结合应用的研究意义在于推动传统机械设计制造行业向数字化、智能化方向发展，提高生产效率、产品质量和竞争力。
通过将传统机械设计制造与计算机辅助技术相结合，可以实现自动化设计与制造、虚拟仿真与实际验证、数据共享与协同设计等一系列优势。
这不仅可以缩短产品设计周期、降低开发成本，还能够提高产品质量、增加创新性，满足市场对个性化、定制化产品的需求。
结合应用还可以带动产业升级，促进技术创新及产业转型，提高企业核心竞争力。
研究机械设计制造与计算机辅助技术的结合应用具有重要的理论和实践意义，对推动制造业转型升级，促进经济社会可持续发展具有积极意义。
1.3 研究内容研究内容主要包括以下几个方面：我们将通过分析机械设计制造的发展历程，探讨其在不同历史阶段的演变及特点，从而深入理解机械设计制造的本质和内涵。
我们将重点研究计算机辅助技术在机械设计制造领域中的应用情况，并分析其在提高生产效率、优化设计方案、降低成本等方面的作用和价值。
计算机辅助机械设计软件的研发与应用
计算机辅助机械设计软件的研发与应用近年来，随着计算机技术的快速发展，计算机辅助机械设计软件已经成为现代机械设计中不可或缺的一部分。
这些软件通过将传统的机械设计工作与计算机技术相结合，使得设计师们能够更加高效地完成各种机械产品的设计任务。
本文将探讨计算机辅助机械设计软件的研发与应用，并分析其在现代机械设计中的重要性。
首先，计算机辅助机械设计软件的研发是基于现代计算机技术的发展而来的。
随着计算机硬件性能的提升和软件算法的不断改进，设计师们可以利用这些软件进行更加精确和复杂的机械设计工作。
例如，设计师们能够通过三维建模技术创建具有复杂形状的零部件，并进行虚拟装配和运动模拟，以验证设计的可行性。
此外，计算机辅助机械设计软件还能够进行材料力学和热力学等复杂的分析计算，为设计师们提供更加全面和准确的设计指导。
其次，计算机辅助机械设计软件的应用极大地提高了机械设计的效率和质量。
相比传统的手工设计方法，计算机辅助机械设计软件具有更高的速度和精度。
设计师们可以通过快速建模和参数化设计功能快速创建各种设计方案，并通过模拟和优化分析来选择最佳方案。
此外，计算机辅助机械设计软件还能够自动生成相关的图纸和技术文件，极大地减少了设计师们的繁琐工作。
这些软件不仅提高了机械设计的效率，还大大减少了设计错误的发生，保证了设计质量的提高。
另外，计算机辅助机械设计软件在各个行业中的应用也十分广泛。
无论是汽车制造业、航空航天工业还是工业设备制造业，都离不开这些软件的支持。
例如，在汽车制造业中，设计师们可以使用这些软件进行车身结构优化、安全性分析和碰撞模拟等工作，以保证汽车在各种情况下的安全和性能。
在航空航天工业中，设计师们可以使用这些软件进行飞机的气动外形优化和复杂系统仿真，以提高飞机的性能和可靠性。
在工业设备制造业中，设计师们可以使用这些软件进行机械结构的强度和刚度分析，以确保设备在各种工况下的正常工作。
总之，计算机辅助机械设计软件已经成为现代工业设计的基础工具，不仅提高了设计效率，而且保证了产品质量。
计算机机械辅助设计方法探微
计算机机械辅助设计方法探微随着计算机技术的不断发展，计算机机械辅助设计已经成为了现代工业设计领域中的一个重要的技术手段。
它可以帮助设计师在短时间内完成复杂的设计任务，并且还可以降低设计的成本和错误率。
本文将从计算机机械辅助设计的定义、发展历程、应用领域、方法探讨四个方面进行分析。
一、计算机机械辅助设计的定义计算机机械辅助设计是指利用计算机技术对机械设计过程进行控制和辅助的技术，它是将计算机科学、机械工程学和工程设计学知识相结合的一种新兴技术。
计算机机械辅助设计技术主要包括设计模型构建、设计模型变换、设计优化和设计评估等环节。
通过计算机技术对机械设计进行全面、系统、快速的辅助，可以使得机械设计的质量和效率得到极大程度的提高。
二、计算机机械辅助设计的发展历程计算机机械辅助设计技术发展历程经历了以下几个重要发展阶段：1. 早期CAD阶段计算机辅助设计的技术由来已久，早在20世纪中叶，计算机科学家模拟了最基本的机械设计，随着计算机技术的不断发展，计算机辅助设计技术催生了最早的计算机辅助设计系统(CAD)。
1970年代开始，CAD系统开始投入应用，随着计算机技术的日新月异，CAD系统的应用领域得以进一步扩展。
2. 三维CAD阶段80年代中期是CAD的重要发展时期，开创了三维CAD阶段。
三维CAD从几何表面模型、空间构造模型两个层次上定义三维实体，并将其表示成多边形网格、B-样条曲面等数学表示方式，发展直到今天的三维建模技术。
3. 虚拟现实CAD阶段90年代初，虚拟现实CAD开始火爆，以三维建模为基础，结合了虚拟现实的技术，再模拟大量数据以形成虚拟设计空间。
它可以提供更多的感官用户体验，从而提供更加真实的表现结果，该技术应用领域开始从工业产品设计拓展到建筑、医学等领域。
4. 现代CAD阶段进入21世纪后，计算机技术不断升级，AI、云计算等新技术也在不断兴起，CAD技术应用领域也更加广阔，应用更加多样化、智能化、个性化、专业化等创新方向也在不断拓展。
计算机辅助机械产品设计0901-3.5
3.5软件应用与开发这是问题的两个方面，应用与开发者的设计思想有关，开发要考虑应用者的思维与人们的表达习惯。
软件应用与开发可以从各自的角度来阐述。
简单说来，应用主要考虑软件的架构、内部运行机制、界面操作方法、人机交互内容与数据输入等。
开发主要考虑机械产品设计中的阶段、表征形式与自然表征与计算机表征的转换、软件架构与层次性、信息交互方式与操作方法等。
这里的机械设计智能表达、非专利技术表达是要再研究的问题。
1.软件应用开发简介软件开发问题主要有：开发的理论问题（思想、方法等）、技术问题（分析、工具、实现等）、管理问题（项目策划、人员组织、资金、质量与进度等）等。
总之，软件开发就像机械产品的生产过程一样，是个工程问题，需要规划。
机械产品需要市场调研、设计制造、试验销售等，需要项目策划、可行性研究、人员组织、资金、设计与加工设备、场地、生产过程的质量与进度管理等等。
软件产品也需要市场调研、设计制造、试验销售等，需要项目策划、可行性研究、人员组织、资金、设计与加工设备、场地、生产过程的质量与进度管理等等。
对机械产品来说，小型的、简单的、数量个别的机械产品可以由单人完成，但是，复杂的、批量的、成套的机械产品依靠单人完成是不可想象的，必须是团队和集团化的协作，企业化的运作和生产。
软件产品也是如此，小型的、简单的、专用的软件产品可以由单人完成，但是，复杂的、大量的软件产品依靠单人完成是不可想象的，也必须是团队和集团化的协作，企业化的运作和生产。
2.软件应用的计算机基础软件应用的计算机基础，主要是操作系统的基本知识。
如对多数的PC机用户来说，就是WINDOWS操作系统的基本知识。
而WINDOWS操作系统基本知识的操作基础是消息驱动机制及函数（处理过程指令集）概念。
这种操作系统的界面（人机交互方式）是以图标或菜单的形式来显示计算机中的内容与操作目的、任务，以菜单或图标单（双）击的形式接受该任务而发出消息，用函数（过程、子程序等）处理该消息相关的事件，用视觉能接收的适当形式应答事件处理结果。
计算机辅助机械产品设计0901-4-3.
4.3设计过程的表征概要机械产品的设计过程问题，是产品形成连续变化过程中，从某个切面到达另一个切面的信息加工序列集，是一系列的活动（大脑思维与计算机信息加工处理的操作）的集合。
由此可见，大脑的—计算机的关于设计过程的表征是有区别的。
主要在于计算机处理信息方式的贫乏，尤其是对图像和图形的操作处理，对抽象与形象表达的转换及其一致性处理，对认知与理解、特征提取与归纳等的处理。
人的大脑的处理过程，也就是思维操作序列是在多种表征上进行的。
大脑思维操作中的表征形式转换是快速的、适应理解需要的。
计算机在此方面却相差太远。
因此，当前的计算机处理过程主要的还是在单一的表征形式上、分阶段进行的。
图形处理的商业软件就是实证。
虽然已经有了特征与参数化方法及技术，但与人的大脑比还是距离遥远。
一般说来，最基本的就是对编码、翻译、自然表征的离散化及其对应点阵的重现等形式的处理。
对于抽象的与形象的、文字的与图式的问题，计算机同样需要采用各自的形式进行处理。
这对设计过程的计算机连续处理问题带来极大的挑战。
在当前的科技技术环境下，主要还是采用各自适当的、有针对性地具体技术来逐个解决，或说点对点来解决。
1.设计过程的计算机处理要点必须强调机械产品设计过程的过程特点，操作与信息处理序列特点。
这里包括整个过程的变化操作，也包括阶段的、局部的变化操作与信息处理。
计算机在局部的信息处理（技术为主）方面，软件成果丰富，但主要集中在设计方案确认以后。
在此先简要介绍在设计方案确认以前的处理问题。
参见图1-2、图1-3、图1-5、图1-7、图1-8、图4-1、图4-2、图4-3、图4-5、图4-8等，可以发现，从现实环境及其机械产品使用环境与过程中，提取市场需求，是通过人的感官来进行与完成的，计算机在此方面难以进行。
另一方面，从市场需求到概念产品成形，是一个不同学科领域和各种自然存在形式、特征、特性、属性等的识别、提取、归类、评价、对比等逐级抽象与聚类的过程。
计算机辅助概念设计在机械产品中的应用汪秦军吴龙洲
计算机辅助概念设计在机械产品中的应用汪秦军吴龙洲发布时间：2023-06-02T05:49:48.457Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：汪秦军吴龙洲[导读] 随着科技的日益发展更新，计算机辅助设计在某些区域已经占据主导地位。
传统的机械产品设计一直以来以改型为主，这样只能改变原来产品的尺寸大小，仿造其产品生产，并不能改变产品的本质，所以这样得不到质的飞跃。
这就需要一些科学技术去完成它。
而三维立体CAD技术就是充分利用了科学、精密的系统级现代技术的新理念，可以建立多种构造进行对比，效果完美、立体逼真。
益阳市航艺新能源科技有限公司摘要：随着科技的日益发展更新，计算机辅助设计在某些区域已经占据主导地位。
传统的机械产品设计一直以来以改型为主，这样只能改变原来产品的尺寸大小，仿造其产品生产，并不能改变产品的本质，所以这样得不到质的飞跃。
这就需要一些科学技术去完成它。
而三维立体CAD技术就是充分利用了科学、精密的系统级现代技术的新理念，可以建立多种构造进行对比，效果完美、立体逼真。
关键词：计算机辅助设计；机械产品设计；CAD技术引言以知识为基础的新产品竞争是当前全球化制造环境下各个企业技术竞争的核心。
一个新的机械设计产品在功能、原理、布局、形状、结构、人机操作、外观设计和工艺等任意一个方面的创新，都直接影响机械产品的整体特性，最终影响机械产品的市场竞争力。
目前，大部分机械产品创新主要是对过去的相关经验与知识进行分解、组合，实现新的使用功能，创新性是衡量机械产品开发成功与否、是否具有市场发展前景和竞争力的基本要素，国内外目前都将机械产品的创新能力作为产品开发的重要组成部分。
在机械产品设计过程中，产品的概念设计是突出表现机械产品创新性的主要阶段。
大量实践结果表明，机械产品的创新性主要来自概念设计阶段所涉及的功能、原理、形态和结构等方面，因此，机械产品的概念设计对于实现机械产品的创新性十分重要。
在机械产品的概念设计阶段，对机械产品的需求进行详细分析，尽可能识别并且表现出机械产品的设计需求，在后期详细设计阶段，基于计算机完成对大量繁琐的具体设计要求进行计算，明确机械设计产品的尺寸设计方案、形状、工艺要求和结构等，因此，基于计算机辅助概念设计可以对创新性要求较高的机械产品设计原理和构思进行优化。
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第五章机械产品设计过程中的软件应用计算机技术在软硬件两个方面的发展，极大地促进着机械产品设计的数字化、数据化方法与技术的发展。
尤其是计算机图形处理技术、显示技术、动态技术等等的进展，大大的提高了以形象化、图形化为根本表达形式的机械产品设计的计算机化处理水平。
随着脑科学、语言学与符号学、人工智能等科学技术的研究进展，计算机对语言的逻辑推理能力的提高，对语言文字和图形之间的变换能力的提高，对图形操作处理随心而动的能力的提高等，计算机对机械产品设计的作用会更加强大和自如。
特别是机械设计整个过程的连续性、自动化水平会有长足的发展。
在当前的软硬件条件下，计算机在机械产品设计的过程中的作用，主要体现在设计的某些阶段或环节上的运用。
通俗的说就是定点应用。
最主要的和应用最广泛的在两个方面，一个是以语言、文字和符号为表达方式的抽象问题的计算机处理，以信息检索、逻辑推理与处理为主。
它以计算机编码（所指、定义、规定、设定、对应之意）和逻辑代数（推理）为基础，对语言文字类型的问题进行处理。
典型表现是市场调查与需求分析、产品定义等环节的文字与数据（自然、传统意义下的）处理、数据挖掘等。
另一个是以图形（二、三维）为表达方式的形象问题的计算机处理。
它以计算机的图形显示（点阵与像素）和集合论、向量与矩阵、坐标与函数等为基础。
对各种图形进行处理，色、影与光的处理技术大大加强和丰富了计算机对图形的表现力，使得计算机的输出在人的视觉下可以以假乱真。
图形处理技术促使计算机在机械产品设计的概念确认直到产品实现阶段，发挥了人们以前不可想象的程度。
尤其是三维动态技术、图形装配技术、三维到二维的图形自动生成技术等，大大大提高了设计效率和设计成功率。
通过人机的交互，大大补偿了人类对空间问题思维的局限性，提高了对图形的想象力和创造性。
当前的计算机处理技术在对语言、文字、符号和图形之间的转换方面还需要极大的努力。
本着应用的观点，下面主要对机械产品设计中涉及到的图形的计算机处理软件进行论述，与文字、符号及其和图形的混合处理将在软件开发中简介。
应用广泛的商业软件，是机械产品方案确定以后，产品性能分析问题的处理软件。
像工程图表征的二维软件（CAXA、AutoCAD等），构造表征的三维软件（SolidWorks、UG、Pro/E等），材料与构件的力学性能分析的软件（ANSYS、MATLAB等），机械系统动力学性能分析的软件（ADMAS、MATLAB等）。
5.1机械产品设计特点、阶段与软件选择软件选择的一般性问题前文说到，机械产品是思维的产物，而思维具有连续性。
由于大脑处理问题的短时记忆信息量的制约、机械产品在形成的过程中要利用信息聚缩而便于进行思考等，使得机械产品的表达方式被变换为语言文字的形式。
也就是说，机械产品的形成表征，可以用简单的5个环节来表达。
一是客观世界的图像与环境，二是由此提取的特征抽象与图形表征，三是由图形与特征聚缩而来的产品概念的文字表征，四是经过等价的文字与图形转换而来的产品方案与图形表征，五是可以表达制造信息的工程图形及后续制造获得的图像表征等。
这样说就可以从原则上确认各设计阶段的软件选择原则。
另一个问题是要确认当前出品的商业软件的软件开发机制或说软件的工作机理，以便和机械产品设计阶段的设计目的机理相融合。
象工程图问题的计算机辅助，产品构造问题的计算机辅助，动力学问题的计算机辅助等，就应采用各自适合的计算机软件。
人们习惯、擅长通过逻辑思考而获得处理结果，再将其转换为图形的表达形式以便进行对比和评价。
由于用图形表达的目的性(构造所表达的功能或原理，静态构造与动态性能等)不同，人们采用了简图（原理图、模型图等）二、三维图形等形式表达。
这种语言文字和图形之间的变换是经常发生的，尤其是在设计的后期部分。
对于人的大脑来说，多年的训练已经成为一种习惯，而对计算计算机来说，却由于图形处理的计算效率和速度、由于语言文字推理中涉及到的模糊性和一般性问题，由于计算机对图形、语言文字两者的处理采用的数据格式的巨大差异、编译与转化的非唯一性等特点，使得二者难以进行快速转换。
这些工作就不得不分离开来进行，也就造成了计算机处理软件的个性和特征区别。
为此通过机械产品设计的特点来对计算机软件运用进行论述。
5.1.2软件选择的应用问题实际上，机械产品的设计过程是其属性（整体属性、局部属性、个别属性）的识别、确认、关联及所涉及到的学科的理论与表征的处理方法、技术等的综合规划与决策的过程。
所有这些还受到表征目的与信息载体与工具、信息处理工具与方法等的制约。
根据前面章节的论述，结合现有软件，通过以下几个方面阐述计算机软件的运用，而将软件运用的共性贯穿在各个环节中。
他们分别是：1.从概念到方案环节的阶段性表征从概念到方案环节的阶段性表征，就是概念演变到方案后，其结果的可视化表达，即方案表征。
对计算机而言，这不是处理过程表征，而是处理结果的表达。
这一部分主要是两个方面，一个是要表达满足功能要求的构造设计；一是对构造的动态性能进行分析，即仿真问题。
可以使用二、三维方式进行，为此则会选择不同的软件进行处理。
由于它是语言文字为主的表达方式与图形为主的表达方式的关键接口，所以目前主要采用将人的大脑处理结果进行计算机表达的方法。
这样就可以选择三维软件。
如：SolidWorks、CAXA、CATIA、ProE、Unigraphics、IDEAS等等。
如果考虑到构造的改变及其运动性能的多次变化，可以采用特征与参数化方法，通过VB（VC++）编程来开发自己的原理图形式的构造设计与分析软件。
虽然SolidWorks、CAXA、CA TIA、ProE、Unigraphics、IDEAS等软件可以进行构造表现，但由于他们必须先确定零件，再装配成机构与构造，使得过程冗长而大大影响思维的连续性与创造性。
通过长期的设计，积累大量的构造资料，用案例的方式进行概念到方案的转换，可以大大提高设计效率，也可以提高语言文字推理方式进行概念与方案设计的无缝衔接。
当然，设计模式也是一个可取的方法，这涉及到数据仓库与数据挖掘的问题。
2.方案的评价—性能分析的动力特性这一部分主要是要表达满足功能要求的构造（方案）在运动状态下的性能。
由于涉及到动力学中的参数，像力、质量、约束、速度、轨迹、加速度、刚体、质点等等。
考虑到用户计算机的计算能力和运行速度，也就是考虑到计算成本，采用刚体模型将是好的选择。
ADMAS、CATIA等都是好的选择。
当然，有的人会说可以选择MATLAB，但比较一下会发现，前者不需要建立数学模型和列出数学方程，也就回避了对数学知识、方程特性的判断和标准化、模式化处理等。
应用后者，由于软件特点及其对输入参数的具体要求，需要对数学模型和表达方程进行处理，而这种处理的结果往往会造成与原型的误差增大，以至于其结果与工业实际相去甚远。
ADMAS为代表的软件可以尽可能的采用工业实际的模型，虽然建立三维模型有所不便，但它与ProE、Unigraphics、IDEAS、SolidWorks等软件的接口能力，使得工作效率提高，模型结构性能得以大大改善。
3.方案到实现—性能分析中的力学问题从方案到实现的过程是机械产品性能分析的过程，也是机械产品方案的细化过程，也是对影响性能的产品方案细节的技术约束处理、制造约束处理的过程。
这个过程涉及的内容非常丰富，涉及到的学科、符号体系、表达与转化也最具多样性。
传统的设计方法、处理方法及其技术也最为成熟，计算机软件应用也最为多样，而且众多的软件厂家也正在将自己的图形处理软件向力学处理方向延伸。
这一部分主要是要表达满足性能要求的材料与构造（几何特性）在静态、动态条件下的强度、刚度、稳定性等力学性能。
由于涉及到力学中的参数，像力、质量、约束、速度、加速度、刚体、质点、应力、变形、缺陷、弹性、塑性、屈服等等，考虑到用户计算机的计算能力和运行速度，也就是考虑到现实条件和计算成本（时间和费用等），一般说来，采用弹性体模型将是好的选择。
而用计算机软件对力学性能进行分析，通常都会采用有限单元法。
有限单元法的特点是可以适应各种形状的几何体，各种荷载和边界约束，对于温度、振动、零部件组合体的整体分析等都有极强的适应性和计算结果的可靠性。
对于带有各种缺陷的零部件及其组合，有限单元法也都可以随心而为。
通用有限元分析软件有ABAQUS、ANSYS、NASTRAN等。
近年来，在ProE、SolidWorks等软件中加入有限单元法模块，可以简单的进行力学性能分析，其结果可以用来取代《材料力学》中使用的精度等级，效果对工程中的简单构造与荷载边条等还是可供借鉴的。
当然，若选择MATLAB，同样可以发现，建立数学模型和列出数学方程，将无法回避多元方程的特性判断和标准化、模式化处理。
应用MATLAB，其软件特点及对输入参数的具体要求，使得对数学模型和表达方程进行处理的结果，造成与原型的误差增大，以至于其结果与工业实际相去甚远。
ANSYS等的三维模型建立有所不便，但它也有与ProE、Unigraphics、SolidWorks等软件的接口能力，以提高工作效率和改善模型结构的工业性特点。
构造，也就是几何特征对力学性能的影响需要随时变更，三维软件下的力学性能分析模块为此提够了极大的方便。
4.概念到实现—产品性能优化产品性能优化涉及到机械产品设计的各个方面、各个阶段、环节与细节之中，目前可以利用两种途径进行计算机处理，一种是利用可以表达性能描述的物理、力学、数学模型及其方程式表达的形式进行处理。
在这一方面，MATLAB等都可以实现。
最关键的是各种模型的建立方法与模型误差问题。
另一种是利用构造表达的三维形体进行计算机处理。
而利用三维形体的软件进行机械产品的性能优化，是利用和发挥其仿真特性，也就是利用参数化方法，将几何特性、荷载特性、约束特性等等用若干组参数及其组合代替，通过改变参数是及其组合来表达性能变化的范围及其域值。
在这一方面，ProE、Unigraphics、SolidWorks、ANSYS、ADMAS等都可以实现。
但需要进行二次开发来进行参数化，而这一种方法是习惯了物理、力学、数学模型及其方程式表达形式的传统设计者所不习惯的，或说不太愿意接受的。
5.制造实现—性能分析的制造问题机械产品制造表达的目的与特点，决定了二维工程图的不可替代地位，除非使用设计制造一体化的CIMS或柔性制造系统。
但其成本不是任何一个企业可以称接受的，其对所制造产品的适应性也是难以克服的困难。
由此看来，二维图形处理软件就有其使用的条件，SolidWorks、CAXA、AutoCAD等众多的软件就有用武之地。
制造实现表达的是机械产品设计的最终结果，也就是客观现实中三维实体的具体表达。
由于信息载体对表达形式和内容的制约，人们使用了二维的工程图形式。