维CAD技术发展及基础知识

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1、三维CAD技术发展及基础知识哈尔滨工业大学华德应用技术学院汽车与机电技术系席振鹏三维CAD软件的发展三维CAD软件的特点常见三维CAD软件介绍三维CAD基础知识ProE特点CAD即计算机辅助设计（ComputerAidedDesign,CAD），其概念和内涵正在不断地发展中。1972年10月，国际信息处理联合会（IFIP）在荷兰召开的“关于CAD原理的工作会议”上给出如下定义：CAD是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题求解组，紧密配合，发挥各自所长，从而使其工作优于每一方，并为应用多学科方法的综合性协作提供

2、了可能。CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、造型、分析和编写技术文档等设计活动的总称。二维CAD技术时代以AutoDesk公司AutoCAD软件为代表的二维CAD软件，以绘制工程图为目标，完成设计，CAD定义为计算机辅助绘图AutoCAD软件与工程实践相结合，附带机械、建筑相关功能，CAD定义为计算机辅助设计结合中国国情（GB）完成CAD基础上的汉化和开发，以CAXA电子图板为代表三维CAD软件技术的发展参数化设计思想的出现特征造型思想的出现CAE分析功能的出现数据库技术在三维CAD软

3、件中应用三维CAD相关软件介绍上层：CATIA、UG中层：ProE下层：SolidWorks、SolidedgeCAE分析软件：Ansysis等CAM软件：SmartCAM、MasterCAMCATIA——航空航天、汽车UG——电子模具制造业PLM——产品全生命周期管理PLM，全称ProductLifecycleManagement，PLM是一种企业信息化的商业战略。它实施一整套的业务解决方案，把人、过程和信息有效地集成在一起，作用于整个企业，遍历产品从概念到报废的全生命周期，支持与产品相关的协作研发、管理、分发

4、和使用产品定义信息。PLM为企业及其供应链组成产品信息的框架。它由多种信息化元素构成：基础技术和标准（如XML、视算、协作和企业应用集成）、信息生成工具（如MCAD、ECAD和技术发布）、核心功能（如数据仓库、文档和内容管理、工作流和程序管理）、功能性的应用（如配置管理）以及构建在其他系统上的商业解决方案。Solidworks——基于windowsSolidedge三维模型的表示方法线架模型曲面模型实体模型CSG方式（构建实体几何法）边界表示法三维模型的构建方式基本图形的构建方式拉伸旋转扫描放样工程特征的构建方法

5、孔螺纹三维三维设计中的基础概念约束：基本约束：描述一个实体相对于其他实体的位置尺寸约束：用来约束各几何元素尺寸大小几何约束：用来约束各几何元素的固定联系拓扑约束：用来约束零部件的结构特征：特征就是包含工程意义的几何原型外形，任何已经被接受的的某一对象的几何、功能元素和属性，通过他们我们可以很好的理解该对象的功能参数化：将设计要求、设计原则、设计方法和设计结果用灵活可变的参数来表示。在设计过程中可以根据实际情况对设计加以更改。用轮廓来体现设计思想尺寸驱动合理性检查单一数据库实体模型：真实自顶向下：自下而上的设计方法

6、，即先设计零件然后搭积木式地进行装配设计。而新的设计需求要求CAD系统还要支持自顶向下（Top-down）的设计方法，并且也可混合使用这两种设计方法。顺向工程：工业产品的开发均是循著序列严谨的研发流程，从功能与规格的预期指标确定开始，构思产品的零组件需求，再由各个元件的设计、制造以及检验零组件组装、检验整机组装、性能测试等程序来完成。每个元件都保留有原始的设计图，此设计图目前已广用CAD图档来保存。每个元件的加工也有所谓的工令图表，对复杂形状元件则以CAM软体产生NC加工档案来保存。每个元件的尺寸合格与否则以品管

7、检验报告来记录。这些所记录的档案均属公司的智慧财产，一般通称机密(Know-how)。这种开发模式称为预定模式(Prescriptivemodel)，此类开发工程亦通称为顺向工程(ForWardEngineering)。对每一元件来说，其顺向工程的流程。逆向工程：(ReverseEngineering)目前所称的逆向工程是针对一现有工件(样品或模型)利用3D数位化量测仪器准确、快速的将轮廓座标量得，并加以建构曲面、编辑、修改后，传至一般的CAD/CAM系统，再由CAM所产生刀贝的NC加工路径送至CNC加工机制作所

8、需模具，或者送到快速成型机(RapidPrototyping)将样品模型制作出来，此一流程称为逆向工程逆向工程可归纳为：功能导向(Functionally-oriented)、描述模式(Descriptivemode)、系统仿造(Systemas-is)、以及非所属数系统(Non-legacysystem)。ProE软件的特点ProE包含实体模型、产品组装、工程图制作、模