对CAD的个人理解

CAD在早期是英文Computer Aided Drafting (计算机辅助绘图)的缩写，随着计算机软、硬件技术的发展，人们逐步的认识到单纯使用计算机绘图还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是CAE、CAM和PDM的基础。在CAE中无论是单个零件、还是整机的有限元分析及机构的运动分析，都需要CAD为其造型、装配；在CAM中，则需要CAD进行曲面设计、复杂零件造型和模具设计；而PDM则更需要CAD进行产品装配后的关系及所有零件的明细(材料、件数、重量等)。在CAD中对零件及部件所做的任何改变，都会在CAE、CAM和PDM中有所反应。所以如果CAD开展的不好，CAE、CAM和PDM就很难做好。 CAE 是计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering)的英文简称，随着计算技术的发展，企业可以建立产品的数字样机，并模拟产品及零件的工况，对零件和产品进行工程校验、有限元分析和计算机仿真。在产品开发阶段，企业应用CAE能有效地对零件和产品进行仿真检测，确定产品和零件的相关技术参数，发现产品缺陷、优化产品设计，并极大降低产品开发成本。在产品维护检修阶段能分析产品故障原因，分析质量因素等。有限元分析在CAE中运用最广，有限单元法的基本思想是将物体（即连续的求解域）离散成有限个简单单元的组合，用这些单元的集合来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题。物体被离散后，通过对其中各个单元进行单元分析，最终得到对整个物体的分析结构。随着单元数目的增加，解的近似程度将不断增大和逼近真实情况。 CAM是计算机辅助制造Computer-aided manufacturing

(一)产品设计 CAD 过程 项目来源 1.根据市场调查预测或客户要求。2.根据合同评审所形成的结论。 3.设计立项 (1)由营销中心以书面形式或由经营班子会议提出 由开发部根据相关资料作技术可行性的评估 并给出技术上可行的基本意见。(2) 由总工程师根据公司现有或过程中可以配置、外部可以利用的技术和生产资源等对项目进行审核后 报总经理批准。 4.立项评审 5.设计准备6.方案设计7.设计评审8.技术文件制作9.样品试制及设计验证。10. 设计输出(1)开发部负责将已整理符合要求的必需的设计图纸和文件复印并以受控文件的方式发放至采控中心、品管部、制造部工程科等相关部门 并协助相关部门完成以下量产前的相关工作 A 协助营销中心将手工样品送给客户以得到对产品设计结果的最终确认 B 协助采控中心对产品所需外协的物料和模具等的加工工艺和要求等进行沟通、跟踪、协调以及对价格、质量、交期等的确定 C 协助品管部确立和制定对各种物料和定型产品进行检验、测试的要求、标准等所必需的表格和文件以及确定配备相应的仪器、仪表、量具和设施等 并对各种物料的首样进行鉴定确认 D 协助制造部建立完整的产品基础资料、合理的装配作业工艺文件、满足产量要求的装配流程以及合理配置生产所需的设备、设施、器材等 E 协助制造部工程科完成产品的各种包装物品的设计。11.小批量试制12.设计确认13.设计更改 4.12.1设计更改的申请A 凡涉及产品图纸、设计文件、工艺文件和产品的相关人员均可对设计中存在的缺陷及不足之处提出设计更改申请 B 因工艺调整、检测设备测试能力所限、采购或外协加工困难和用户反馈的有关设计缺陷 由相关部门提出设计更改申请 C 设计更改申请采用《内部工作联络单》的形式提出 由申请部门填写后转送开发部。14.设计更改的确

定、实施。

二 产品模型有限元分析 CAE 过程 1.建模阶段: 建模阶段是根据结构实际形状和实际工况条件建立有限元分析的计算模型——有限元模型 从而为有限元数值计算提供必要的输入数据。有限元建模的中心任务是结构离散 即划分网格。但是还是要处理许多与之相关的工作 如结构形式处理、集合模型建立、单元特性定义、单元质量检查、编号顺序以及模型边界条件的定义等。 2.计算阶段: 计算阶段的任务是完成有限元方法有关的数值计算。由于这一步运算量非常大 所以这部分工作由有限元分析软件控制并在计算机上自动完成。 3.后处理阶段: 它的任务是对计算输出的结果惊醒必要的处理 并按一定方式显示或打印出来 以便对结构性能的好坏或设计的合理性进行评估 并作为相应的改进或优化 这是惊醒结构有限元分析的目的所在。注意 在上述三个阶段中 建立有限元模型是整个有限分析过程的关键。首先 有限元模型为计算提供所以原始数据 这些输入数据的误差将直接决定计算结果的精度 其次 有限元模型的形式将对计算过程产生很大的影响 合理的模型既能保证计算结构的精度 又不致使计算量太大和对计算机存储容量的要求太高 再次 由于结构形状和工况条件的复杂性 要建立一个符合实际的有限元模型并非易事 它要考虑的综合因素很多 对分析人员提出了较高的要求 最后 建模所花费的时间在整个分析过程中占有相当大的比重 约占整个分析时间的70% 因此 把主要精力放在模型的建立上以及提高建模速度是缩短整个分析周期的关键。

三 产品工艺过程设计 CAP P 过程CAPP的步骤共分为5步 (1 输入产品图纸信息 (2 拟定工艺路线和工序内容 (3 确定加工设备和工艺装备 (4 计算工艺参数 (5 输出工艺文件。工艺设计是优化配置工艺资源 合理编排工艺过程的一门艺术 它是连接产品设计与产品制造的桥梁。工艺规程是进行零件加工的主要依据 工艺设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法和加工顺序 以便能按设计要求生产出合格的成品零件。一般的工艺编制过程是 按设计白图、零件清单进行工艺会审 工艺评定、工艺试验 制定工艺方案按设计蜡图、零件清单划分工艺路线按设计蓝图、零件清单编制工艺规程 选择加工方法 排出加工工序过程 选择各工序的加工余量、参数、刀具、工艺装备 绘制必要的工序简图编制工艺卡片 计算工时定额 材料定额 编制工装汇总、工艺关键件明细表、外协件明细表、焊接件明细表、锻件明细表、热处理明细表等工艺文件。工艺设计处于产品设计和加工制造的接口处 必须分析和处理大量信息 既要考虑产品设计图样上有关零件结构形状、尺寸公差、材料及批量等方面的信息 又要了解加工制造中有关加工方法、加工设备、生产条件、加工成本及工时定额 甚至传统习惯等方面的信息。工艺因素错综复杂 工艺理论又不成熟 因此说工艺是一个典型的复杂问题。工艺设计受到诸如企业的生产环境、产品类型、制造资源、生产批量、工艺习惯、工艺方法、工艺师经验水平等因素的影响 甚至受到生产组织与管理方式的制约。上述因素中的任何变化 都将导致工艺设计方案的改变 因此说工艺在各个方面都充满着“个性”。工艺设计产生大量的工艺数据 这些工艺数据是指导企业物资采购、生产计划调度、组织生产、资源平衡、成本核算等的重要依据 因此说工艺设计是企业的一项关键性工作。随着市场竞争的不断加剧 产品升级换代的周期越来越短 产品品种急剧增加 但系列产品的工艺具有很大的继承性。不同产品中的相同或相似零部件具有相似的工艺 工艺卡片上的产品、组件、零件属性等信息源于设计图纸 工艺卡片之间信息联系密切 相同数据重复率很