计算机辅助设计概述

特征造型
结构分析
优化设计
工艺规程设计 NC自动编程
模拟仿真
工程数据 管理
01 CAD/CAM概述
1.2 CAD/CAM的发展历史
1.2.1 CAD/CAM技术的产生
1946年美国
“第一台计算机 诞生”
1962年美国
“人机对话图形 通讯系统”
1
2
3
4
20世纪60年代
小型计算机
出现”ห้องสมุดไป่ตู้
5
6
20世纪80年代
西安文理学院
机械CAD/CAM原理及应用
主编：边培莹 副主编：赵文忠 刘建养 党会学
目录
第1章 第2章
第3章 第4章 第5章 第6章
CAD/CAM概述
计算机辅助设计（CAD） 计算机辅助工程分析（CAE） 计算机辅助工艺规程设计（CAPP） 计算机辅助制造（CAM） CAD/CAM技术的集成与发展
“CAD/CAM技术 出现”
7
1952年美国
20世纪60年代
“第一台数控铣床” “提出DNC系统”
20世纪80年代 “CAD软件问世”
01 CAD/CAM概述
1.2.2 CAD/CAM技术步入发展
输入输出设备出 现
图形编辑功能完 善
数据接口支持 CAD/CAM初步集成
01 CAD/CAM概述
1.2.3 我国CAD/CAM的发展现状
01 CAD/CAM概述
1.3 CAD/CAM的支撑环境
CAD/CAM 主要组成：人+硬件+软件
01 CAD/CAM概述
1.3.1 CAD/CAM的硬件
1. CAD/CAM对硬件的主要要求： ①强大的人机交互功能 ②强大的外存储容量 ③良好的联网通讯功能
2. 系统造型及配置应考虑： ① 企业特点、规模、目标、发展趋势等确定配置 ②从整个产品设计制造周期中各阶段要求出发 ③还应考虑有效使用管理并使其发挥作用
常用窗口系统：Windows
计算机编程语言：Visual C++、Visual Basic、Java等
网络通讯及其管理软件：MAP、TOP、TCP／IP等协议
01 CAD/CAM概述
1.3.2 CAD/CAM的软件
2. 支撑软件 ①支撑软件是支撑用户进行CAD/CAM 工作的通用性软件。 ②支撑软件划分为基本图形资源与自动绘图、几何造型、工程分析与计算、 仿真与模拟、专用设备控制程序生成、集成与管理等6大部分。
CIMS
01 CAD/CAM概述
1.1.2 CAD/CAM的功能与任务
1. CAD/CAM系统的基本功能
（1）图形显示功能
（2）输入输出功能
（3）存储功能
（4）人机交互功能
01 CAD/CAM概述
1.1.2 CAD/CAM的功能与任务
2. CAD/CAM系统的主要任务
几何造型
计算分析
工程绘图
➢ 第一汽车制造厂和第二汽车制造厂、天津内燃机研究所完成的“建立汽车计 算机辅助设计和辅助制造系统”；
➢ 洛阳拖拉机厂开发的轮式拖拉机的计算机辅助设计系统；
➢ 杭州汽轮机厂着力打通推广CAD/CAM系统。
➢ 典型自主版权软件：设计类有华中科技大学的开目CAD、KMCAPP，凯图CAD； 北京航空航天大学的CAXA软件、PANDA软件；清华大学和华中理工大学共同 研制的CADMIS系统实现了参数化特征造型、曲面造型、数控加工、有限元分 析的集成。在数控方面，南京航空航天大学的超人CAD/CAM和华中理工大学 的GHNC均实现了复杂曲面的造型和数控代码的自动生成。工程数据库方面 有华中科技大学的GHEDBMS和浙江大学的OSCAR。
专用图形生成软件、专用数据库、专用设备接口与控制程序 （含专用设备驱动程序）、专用工具软件等。
常用应用软件编程语言：C/C++、Java、basic、Fortran、 Lisp、汇编等
01 CAD/CAM概述
CAD/CAM系统工作环境
1.3.2 CAD/CAM的软件
1. 系统软件 系统软件主要包括操作系统/窗口系统、编程语言、网络通讯及其管理 三大部分。 操作系统任务：①管理内存中的数据和指令
②执行对作业和进程的控制，完成运算和操作 ③管理外存设备上的文件系统 ④管理外围设备，进行设备间的信息交换 常用操作系统：DOS、Unix 、Linux
4.CAM（Computer Aided Manufacturing, CAM）的定义有狭义的和广义之分。 ➢ 狭义：指计算机辅助数控编程，包括刀具路径规划、刀具轨迹仿真、NC代码生成等。 ➢ 广义：利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动。
01 CAD/CAM概述
CAD/CAPP/CAE/CAM
第1章
CAD/CAM概述
01 CAD/CAM概述
传统机械设计与制造 计算机技术、信息技术融合
机械CAD/CAM
01 CAD/CAM概述
1.1 CAD/CAM基本知识
传统的制造过程：产品从市场需求分析开始，经过产品设计、工程分析、 工艺设计、加工装配、 产品物流等环节，最后形成用户所需要的产品。
常用CAD/CAM支撑软件：AutoCAD/Inventor、 CREO(Pro/E)、UGⅡ、SolidWorks、SolidEdge、 MasterCAM etc .
01 CAD/CAM概述
1.3.2 CAD/CAM的软件
3. 应用软件 ①应用软件是用用户为解决策类实际问题而自行开发或委托
开发的程序系统。 ②应用软件可分为：检索与查询软件、专用计算与算法软件、
01 CAD/CAM概述
1.3.1 CAD/CAM的硬件
3. CAD/CAM主要硬件设备：
（1）主 机 组成：CPU+内存+主板 （2）内存储器 分类：RAM、ROM、Cache （3）外存储器 类别：硬盘、软盘、闪盘、 光盘、 磁盘 （4）输入设备 类别：键盘、鼠标、数字化仪、扫描仪、数码相机、 触摸屏、语音输入设备、数据手套等 （5）输出设备 类别：显示器、打印机、绘图仪等 （6）网络设备 类别：服务器、电缆、网卡、调制解调器、集线器、 中继器、路由器、网桥和网关等
CAD/CAM环境下：计算机为工具，辅助进行产品设计，工程分析、工艺设
计、生产制造等各阶段工作。
西安文理学院
01 CAD/CAM概述
1.1.1 CAD/CAM基本概念
1.CAD (Computer Aided Design, CAD) ➢ 狭义：计算机为工具辅助人们完成产品概念设计、工程绘图、技术要求等操作。 ➢ 广义：广义的CAD包括设计与分析两个方面。
2. CAE（Computer Aided Engineering, CAE） 是以计算机为辅助工具，进行复杂产品结构强度、刚度、稳定性、动力响应、传热、 工作场等力学分析及结构性能优化的一种数值分析方法。
3. CAPP（Computer Aided Process Planning, CAPP） 利用计算机辅助确定产品加工方法的选择和工艺过程的设计，输出零件的工艺路线 和工序内容等工艺性文件。
01 CAD/CAM概述
01 CAD/CAM概述
常用硬件网络拓扑结构图
1 总线型 2 星型 3 环形结构 4 网状结构 5 混合型
01 CAD/CAM概述
1.3.2 CAD/CAM的软件
软件：各种程序及其相关资料和数据 程序：指挥硬件工作的指令集合 软件分类：系统软件、支撑软件、应用软件
01 CAD/CAM概述
“4C”技术
注意：
CAD/CAM是一项发展中的技术，如
计算机辅助订货（Computer Aided Order, CAO）；
计算机辅助装配工艺设计（Computer Aided Assembly Planning, CAAPP）；
计算机辅助质量管理（Computer Aided Quality System，CAQ）等。