计算机辅助工艺过程设计课件
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计算机辅助设计及制造课件第一章
返回
☆ CAD系统的三个层次
机械 建筑 交通 轻工 纺织 航空 船舶 汽车 模具 外形 广告 影视 … CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD
CAD支撑软件 用户接口与人机交互
应用层
面向应用的二次开发环境
二、三维参数化特征几何造型
真实感图形显示 异地协同虚拟设计
返回
1.3 CAD质量保证体系
1.3
CAD软件标准化成为CAD技术发展的关键性问题之一。 管理CAD软件除了遵循IS09000：2000版国际标准外，我国目前已经制定了一些与CAD有 关的标准，颁布了《CAD通用技术规范》，这些标准包括：
1.计算机图形系列标准
2.CAD制图标准
3.产品数据技术标准
1.1 计算机辅助设计概述 1.1.1 CAD概念 1.1.2 CAD技术的发展过程 1.1.3 CAD技术发展趋势 1.1.4 CAD技术的应用
1.1 返回
1.1 1.1.1 CAD概念 “CAD”的含义： 早期CAD是指计算机辅助绘图(Computer Aided Drafting)，随着计算机软、硬件技术的 发展，人们逐步认识到单纯使用计算机绘图不能称之为计算机辅助设计。真正的设计是整个产 品的设计，它包括产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造等。二维工程图设计只是产品 设计中的一小部分，于是CAD的缩写也由Computer Aided Drafting改为Computer Aided Design，CAD也不再仅仅是辅助绘图，而是整个产品的辅助设计。 CAD的定义： 计算机辅助设计(Computer Aided Design)是利用计算机强有力的计算功能和高效率的 图形处理能力，辅助设计师进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果 的一种技术。它是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，包括概念设计、方案设计、造型 设计、优化设计、有限元分析、仿真模拟及产品数据管理等内容。
☆ CAD系统的三个层次
机械 建筑 交通 轻工 纺织 航空 船舶 汽车 模具 外形 广告 影视 … CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD CAD
CAD支撑软件 用户接口与人机交互
应用层
面向应用的二次开发环境
二、三维参数化特征几何造型
真实感图形显示 异地协同虚拟设计
返回
1.3 CAD质量保证体系
1.3
CAD软件标准化成为CAD技术发展的关键性问题之一。 管理CAD软件除了遵循IS09000：2000版国际标准外，我国目前已经制定了一些与CAD有 关的标准，颁布了《CAD通用技术规范》，这些标准包括：
1.计算机图形系列标准
2.CAD制图标准
3.产品数据技术标准
1.1 计算机辅助设计概述 1.1.1 CAD概念 1.1.2 CAD技术的发展过程 1.1.3 CAD技术发展趋势 1.1.4 CAD技术的应用
1.1 返回
1.1 1.1.1 CAD概念 “CAD”的含义： 早期CAD是指计算机辅助绘图(Computer Aided Drafting)，随着计算机软、硬件技术的 发展，人们逐步认识到单纯使用计算机绘图不能称之为计算机辅助设计。真正的设计是整个产 品的设计，它包括产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造等。二维工程图设计只是产品 设计中的一小部分，于是CAD的缩写也由Computer Aided Drafting改为Computer Aided Design，CAD也不再仅仅是辅助绘图，而是整个产品的辅助设计。 CAD的定义： 计算机辅助设计(Computer Aided Design)是利用计算机强有力的计算功能和高效率的 图形处理能力，辅助设计师进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果 的一种技术。它是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，包括概念设计、方案设计、造型 设计、优化设计、有限元分析、仿真模拟及产品数据管理等内容。
计算机辅助设计ppt课件
实际应用中对象是人们要进行研究的“任何事物”。从最 简单的整数到极其复杂的自动化工厂都可以看作对象。对象的 概念是广义的,不仅能表示具体的实体，也能表示抽象的规则、 计划或事件。在CAD/CAM系统中，所定义的对象可以是用来 描述几何模型的点、线、面等，也可以是用来描述加工过程的 零件模型、加工特征、刀具类型、刀位指令等等。
素复杂，具有装配设计功能的系统需要采用的技术和手段也较 多，如前面提及的特征设计、参数化设计、相关性设计等。对 于具有装配设计功能的系统还应能够提供有关装配方面的管理 能力，如装配零件逻辑关系、装配件干涉检查、生成装配材料 明细表、零件装配关系展开图等。
⑦ CAD系统的集成化 CAD系统的集成化是将CAD和CAM集成为一个CAD/CAM
一个典型的智能CAD系统的组成如图1-6所示。
领域专家
知识获取
专家系统部分
人机界面
知识库 模式性知识 数值分析法 规则性知识
自学习机
推理机
设计资料 数据库
逻辑推理 模式联想
分析计算
CAD部分
用户
图形交互 输入输出
绘图及文 件编写
动者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
⑤ NURBS几何构型技术 NURBS（Non-Unifrom Rational B-Spilnes,即非均匀有理B
样条曲线)在CAD中用来定义复杂的几何曲面。运用NURBS技 术可以使系统在描述自由曲线、曲面以及精确的二次曲线、曲 面时，能够采用统一的算法和表示方法。用NURBS技术构造 的曲面易于生成、修改和存储，为系统提高对曲面的构造能力 和编辑修改能力打下了基础。
素复杂，具有装配设计功能的系统需要采用的技术和手段也较 多，如前面提及的特征设计、参数化设计、相关性设计等。对 于具有装配设计功能的系统还应能够提供有关装配方面的管理 能力，如装配零件逻辑关系、装配件干涉检查、生成装配材料 明细表、零件装配关系展开图等。
⑦ CAD系统的集成化 CAD系统的集成化是将CAD和CAM集成为一个CAD/CAM
一个典型的智能CAD系统的组成如图1-6所示。
领域专家
知识获取
专家系统部分
人机界面
知识库 模式性知识 数值分析法 规则性知识
自学习机
推理机
设计资料 数据库
逻辑推理 模式联想
分析计算
CAD部分
用户
图形交互 输入输出
绘图及文 件编写
动者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
⑤ NURBS几何构型技术 NURBS（Non-Unifrom Rational B-Spilnes,即非均匀有理B
样条曲线)在CAD中用来定义复杂的几何曲面。运用NURBS技 术可以使系统在描述自由曲线、曲面以及精确的二次曲线、曲 面时，能够采用统一的算法和表示方法。用NURBS技术构造 的曲面易于生成、修改和存储，为系统提高对曲面的构造能力 和编辑修改能力打下了基础。
《计算机辅助设计》课件——任务二 模型设计
• 选择. 移动. 旋转. 缩放 • 复制 • 阵列 • 对齐 • 轴心控制
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计
2-3-2任务实施
1.制作摆件轴。启动3ds max 2017中文版，将单位设置为毫米。在前视图， 单击【创建】/【几何体】/【圆柱体】按钮，创建一个圆柱体。再在同视图 中【创建】/【几何体】/【球体】，创建一个球体。如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 1.创建沙发底座。在顶视图创建一个切角长方体，修改【长度】为
600，【宽度】为600，【对高度】为130，【圆角】为20，【圆角分 段】为3，作为“沙发底座”，所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 2.制作沙发座。在前视图中，使用移动复制的方法将切角长方体沿Y
高度】为120,【圆角】为20,【圆角分段】为3的切角长方体，作为“扶手” ，位置及参数如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 5.制作沙发腿。在顶视图“扶手”的下面创建一个40×40×100的长方
体作为“沙发腿”，再复制另一条沙发腿，位置及参数如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 3.按【ctrl+v】快捷键，复制切角长方体，切换到【修改器】面板，修
改参数并放到合适位置，如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 4.继续复制其余三个茶几腿并放到合适位置，如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 5.制作“茶几底座”，在场景中继续复制切角长方体，参数如图1-2-
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计
2-3-2任务实施
1.制作摆件轴。启动3ds max 2017中文版，将单位设置为毫米。在前视图， 单击【创建】/【几何体】/【圆柱体】按钮，创建一个圆柱体。再在同视图 中【创建】/【几何体】/【球体】，创建一个球体。如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 1.创建沙发底座。在顶视图创建一个切角长方体，修改【长度】为
600，【宽度】为600，【对高度】为130，【圆角】为20，【圆角分 段】为3，作为“沙发底座”，所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 2.制作沙发座。在前视图中，使用移动复制的方法将切角长方体沿Y
高度】为120,【圆角】为20,【圆角分段】为3的切角长方体，作为“扶手” ，位置及参数如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 5.制作沙发腿。在顶视图“扶手”的下面创建一个40×40×100的长方
体作为“沙发腿”，再复制另一条沙发腿，位置及参数如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 3.按【ctrl+v】快捷键，复制切角长方体，切换到【修改器】面板，修
改参数并放到合适位置，如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 4.继续复制其余三个茶几腿并放到合适位置，如图所示。
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
任务一、模型设计 5.制作“茶几底座”，在场景中继续复制切角长方体，参数如图1-2-
计算机辅助设计之项目二三维模型设计
计算机辅助工艺过程设计
开发难度小，操作方便，实用性强，与企业现有设计工作方式相一致， 得到很多企业的认可，具有很高的推广价值
2020/8/9
派生式CAPP系统
可看成检索式CAPP系统的发展， 又称变异式CAPP系统
基本原理：利用成组技术(GT)代码 或企业现行零件图编码，根据结构 和工艺相似性将零件进行分组，然 后针对每个零件组编制典型工艺（ 主样件工艺）
CAPP的发展历 程
• 研究派生式
CAPP • 推出典型系统
提出CAPP CAM－I
1976年
• 研究创成式
CAPP系统 • 智能化工艺
决策方法 • 零件信息 自动获取
• 深入研究
派生式CAPP • CAPP进入 实用化 • CAPP数据
管理与应用
• 研究新的
CAPP系统 结构与方法 • CAPP性能 提高
向CAD反馈产品的机构 工艺性评价信息,满足并行 CAD 产品设计要求
CAM 工装CAD
向CAQ（质量保证 系统）提供工序、 设备、工装、检测
向MIS(管理信息
CAPP
系统)提供各种工
艺过程文件和夹具、 刀具…信息；
MIS
MAS
CAQ
接受MIS反馈的工 向MAS（制造自动化系统）提供各种过
作报告和工艺修改 程文件和夹具、刀具等信息；
2020/8/9的局限性和创成式系统的高难度
检索式CAPP系统
检索式CAPP系或系图统号
将企业现行各类工艺文件存入计 算机数据库
设计时根据零件编码或图号 ，在工艺文件库中检索类似零 件的工艺文件，由工艺人员采 用人机交互方式修改、编辑
检索式CAPP系统实际上是一个工艺文件数据库的管理系统，功能较 弱、自动决策能力差
2020/8/9
派生式CAPP系统
可看成检索式CAPP系统的发展， 又称变异式CAPP系统
基本原理：利用成组技术(GT)代码 或企业现行零件图编码，根据结构 和工艺相似性将零件进行分组，然 后针对每个零件组编制典型工艺（ 主样件工艺）
CAPP的发展历 程
• 研究派生式
CAPP • 推出典型系统
提出CAPP CAM－I
1976年
• 研究创成式
CAPP系统 • 智能化工艺
决策方法 • 零件信息 自动获取
• 深入研究
派生式CAPP • CAPP进入 实用化 • CAPP数据
管理与应用
• 研究新的
CAPP系统 结构与方法 • CAPP性能 提高
向CAD反馈产品的机构 工艺性评价信息,满足并行 CAD 产品设计要求
CAM 工装CAD
向CAQ（质量保证 系统）提供工序、 设备、工装、检测
向MIS(管理信息
CAPP
系统)提供各种工
艺过程文件和夹具、 刀具…信息；
MIS
MAS
CAQ
接受MIS反馈的工 向MAS（制造自动化系统）提供各种过
作报告和工艺修改 程文件和夹具、刀具等信息；
2020/8/9的局限性和创成式系统的高难度
检索式CAPP系统
检索式CAPP系或系图统号
将企业现行各类工艺文件存入计 算机数据库
设计时根据零件编码或图号 ，在工艺文件库中检索类似零 件的工艺文件，由工艺人员采 用人机交互方式修改、编辑
检索式CAPP系统实际上是一个工艺文件数据库的管理系统，功能较 弱、自动决策能力差
177-计算机辅助工艺设计CAPP
加工顺序安排
通用 加工设备 选择
专用
设计
通用 工艺装备 选择
专用
设计
切削用量确定 加工余量
工序尺寸及公差计算 时间定额计算
技术经济方案分析
工艺文件输出
工艺设计阶段
计
零件信息输入
算
毛坯信息认定
机
辅
工艺路线和 工序内容拟定
助
工
艺
加工设备和
设
工艺装备的确定
计
的
详
细
工艺参数计算
步
骤
工艺方案确定
工艺文件输出 36
质量保证、提高生产率
降低成本
传统工艺设计的工作特点
手工编制工艺的工作量很大 零件图上的信息量大 加工制造信息复杂多样
企业工艺文件形式的多样化
产品输出
工作量/效率 设计周期 继承性
标准化 最优化
信息集成化
传统 量大、效率低
长
差
差
信息无法集成
计算机辅助工艺设计CAPP
1
第一节
计算机辅助工艺设计概念
2
一、计算机辅助工艺设计的概念
概念：
计算机辅助工艺设计（Computer Aided Process Planning, CAPP)是利用计算机技术辅助工艺师完成零件从毛坯到成品 的设计和制造过程，是将产品的设计信息转换为制造信息的 一种技术。是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形 状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计 算机自动输出零件的工艺路线和工序内容的过程。
26
CAPP
CAPP
工作原理
零件类型 工艺类型 系 统 工艺数据组织形式 系统实现技术 与其它系统的集成
数字化制造ppt课件
方法：尺寸树法 利用树形图抽象地描述各表面间的尺寸关系，如下图 尺寸树如图
（a）按照工序尺寸构造；（b)按照设计尺寸和余量构造
2021精选ppt
24
第四节：工艺决策技术
S:设计尺寸 Z:加工余量 A:工序尺寸 设计基准：②
定位基准：④
图3-4.10
2021精选ppt
25
（a第）按四照工节序尺：寸构工造艺； 决策（技b）术按照设计尺寸和余量构造
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13
工艺决策技术
（2）主要加工表面的安排：
主要加工表面：一般指精度或表面质量要求比较高的表面。如箱体 零件的主轴孔、孔系和底平面一般是主要表面。 加工表面的安排的一般原则：以主要表面的加工顺序为主干，将其他 表面的加工适当穿插其间。 先面后孔、先粗后精 （3）热处理工序与辅助工序的安排：
2021精选ppt
6
工艺决策技术
尺寸精度>0.1mm
T
尺寸精度<0.1mm
T
T
位置度>0.1mm
T
T
位置度<0.1mm
T
钻孔 铰孔
×
1
1
2
镗孔
2
设计决策表时，考虑：
选择孔加工方法的决策表
完整性：不完整会产生不正确的动作
精确化：明确阐明已规定的原始规则
冗余度：出现两条规则有同样的动作，而它们的条件重叠
加工方法决策：加工能力，预加工要求等
工艺决策内容和过程如下图
2021精选ppt
2
工艺决策技术
确定毛 坯类型
确定表面 特征元素
工艺设计
制定工 艺流程
工序设 计
表示 工件 材料 类别
（a）按照工序尺寸构造；（b)按照设计尺寸和余量构造
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第四节：工艺决策技术
S:设计尺寸 Z:加工余量 A:工序尺寸 设计基准：②
定位基准：④
图3-4.10
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（a第）按四照工节序尺：寸构工造艺； 决策（技b）术按照设计尺寸和余量构造
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13
工艺决策技术
（2）主要加工表面的安排：
主要加工表面：一般指精度或表面质量要求比较高的表面。如箱体 零件的主轴孔、孔系和底平面一般是主要表面。 加工表面的安排的一般原则：以主要表面的加工顺序为主干，将其他 表面的加工适当穿插其间。 先面后孔、先粗后精 （3）热处理工序与辅助工序的安排：
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6
工艺决策技术
尺寸精度>0.1mm
T
尺寸精度<0.1mm
T
T
位置度>0.1mm
T
T
位置度<0.1mm
T
钻孔 铰孔
×
1
1
2
镗孔
2
设计决策表时，考虑：
选择孔加工方法的决策表
完整性：不完整会产生不正确的动作
精确化：明确阐明已规定的原始规则
冗余度：出现两条规则有同样的动作，而它们的条件重叠
加工方法决策：加工能力，预加工要求等
工艺决策内容和过程如下图
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2
工艺决策技术
确定毛 坯类型
确定表面 特征元素
工艺设计
制定工 艺流程
工序设 计
表示 工件 材料 类别
计算机辅助设计 ppt课件
Sketchup简介
Sketchup软件特点:
2、方便的推拉功能，设计师通过一个图形就可以方便的生成3D几何体，无需 进行复杂的三维建模
第一步：画出图形
第二步：推出图形
Sketchup简介
Sketchup软件特点:
3、快速生成任何位置的剖面，使设计者清楚的了解建筑的内部结构，可以随意 生成二维剖面图并快速导入AutoCAD进行处理 。
优秀三维效果图介绍
1．3dmax效果图
优秀三维效果图介绍
1．3D室外效果图
优秀三维效果图介绍
1．3dmax效果图
优秀三维效果图介绍
1．3dmax效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Skep 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
3.Google Sketchup简介
Google Sketchup是一套直接面向设计方案 创作过程的设计工具，其创作过程不仅能够充 分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时 交流的需要，它使得设计师可以直接在电脑上 进行十分直观的构思，是三维建筑设计方案创 作的优秀工具。
Sketchup简介
1． Sketchup软件：
简单来讲，它就是一个3D设计软件 。
Sketchup软件版本： Sketchup软件分为两个版本，个人使用版和一个Pro（专 业版）版本，个人试用版为免费， Pro（专业版）售价为495美元。
两个版本区别： Pro版用户可以打印或输出比屏幕分辨率高的光栅图像； Pro版用户可以随意打开DWG/DXF/3DS/OBJ/XSI/VRML/FBX 格式文件； Pro版用户可以将动画或预览输出为.MOV或.AVI格式视频；
计算机辅助制造PPT课件
培养高级工水平
载体6 三角凸台 凹模
载体7 旋转凸模
目标：培养CAM软 件构建三维实体和 曲面的能力；掌握 曲面加工方法。
8学时
目标：培养CAM软件 构建三维实体和曲 面的能力；掌握曲 面型腔加工方法以 及G代码的生成。
8学时
目标：培养利用 MasterCAM软件解决实 际生产任务的能力。
8学时 湖南工业职业技术学院
湖南工业职业技术学院
1-1 课程定位
课程作用
课程旨在使学生具备根据图样正确进行工艺分析， 合理进行数控加工过程设计的能力；具备应用辅助制造 软件MsterCAM完成零件几何造型并模拟加工的能力 ； 具备利用MsterCAM软件与数控机床连接完成零件加工任 务的能力；具备较强的质量意识、责任感和敬业精神； 具备良好的交流沟通和团队协作能力。
计算机辅助制造 MasterCAM
说课人：王 艳
一、课程整体设计
1-1 课程定位
课程性质
《计算机辅助制造》是数控技术专业课程体系中 的一门专业核心课程，该课程是在对专业人才市场 需求和就业岗位进行调研、分析的基础上，以数控 机床加工零件时的程序编制能力以及综合职业素质 培养为重点，校企合作开发的一门工学结合课程。
湖南工业职业技术学院
1-2 课程设计
课程设计思路
湖南工业职业技术学院
1-2 课程设计
培养中级工水平
载体1 支撑板 凸模
载体2 端盖内腔
载体3 冲件凹模
载体4 电子安装 板凹模
10学时
目标：MasterCAM软 件构图的能力 ；生 成加工G代码的能力 ；数控机床现场操 作能力。
10学时：通过四个教学项目的学习，使学生逐步具备MasterCAM软件的 应用能力，并能在企业现场具体实施，最终达到岗位要求。