cad授课讲义(1)——基本概念及操作

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1、CAD授课讲义（1）——基本概念及操作一、CAD/CAM技术简介随着计算机技术的迅速发展，CAD/CAM技术在各个领域中得到了广泛的应用。CAD/CAM技术是一项综合性的高技术，它的应用和不断发展正在引起一场深刻的产品设计与制造技术革命。CAD/CAM技术从根本上改变了传统的设计、生产、组织模式，对产品结构、企业结构、管理模式、生产方式以及人才知识结构等都产生了重大影响。CAD/CAM技术已经成为衡量一个企业乃至一个国家科技进步和工业现代化的重要标志之一。1、基本概念计算机辅助设计ComputerAidedDesignCAD计算机辅助制造Computer

2、AidedManufacturingCAM计算机辅助工艺过程设计ComputerAidedProcessPlanningCAPP：工艺人员根据CAD过程提供的信息和CAM系统的功能，进行零件加工工艺路线的控制和加工状况的预显，以及生成控制零件加工过程的信息，此过程即为计算机辅助工艺过程设计。CAD/CAM技术不能替代人的设计和制造行为，而只能是实现这些行为的先进手段。人的设计制造行为，则由专业技术人员的创造能力和工作经验以及现代设计方法等所提供的科学思维方法和实施办法来确定。2、发展概况自1946年第一台电子计算机在美国问世，人们就不断地将计算机技术引入

3、机械设计及制造领域。20世纪50年代中期主要用于处理科学计算。1952年美国麻省理工学院研制成功世界第一台三坐标数控铣床。1959年美国Calcomp公司根据打印机的原理研制成功世界第一台滚筒使式绘图机。1963年美国麻省理工学院I.E.Sutherland发表《人机对话图形通信系统》论文，提出SKETCHPAD系统，首次提出了计算机图形学、交互技术及图形符号的存贮采用分层的数据结构等思想，为CAD技术提供了理论基础。计算机、自动绘图机、光笔、图形显示设备的问世和发展，图形数据处理方法的深入研究，促进了CAD/CAM技术的形成。20世纪60年代中期，美国

4、IBM公司开发了以大型机为基础的CAD/CAM系统，具有绘图、数控编程和强度分析等功能；通用汽车公司研制了DAC-1系统，用于汽车车身和外形的设计；洛克希德公司研制的CADAM系统；在制造领域，1962年在机床数控技术的基础上研制成功第一台工业机器人，实现物料搬运的自动化；1966年出现用大型通用计算机直接控制多台数控机床的DNC系统。这一时期CAD/CAM系统德共同缺点是规模庞大且价格昂贵。20世纪60年代中期至70年代中期是CAD/CAM技术趋于成熟的阶段。1967年英国的莫林公司建造了第一条由计算机集中控制的自动化制造系统（6台加工中心和一条由计算

5、机控制的自动运输线）；70年代初，美国的辛辛那提公司研制了一套FMS系统（柔性制造系统）。20世纪80年代是CAD/CAM技术迅速发展的时期。超大规模集成电路的出现，使计算机硬件成本大幅度下降，计算机外围设备已成系列产品，为CAD/CAM技术向高水平发展提供了必要条件；相应的软件技术如数据库技术、有限元分析技术、优化设计技术也迅速提高；与此同时，发展了一些与制造过程相关的计算机辅助技术，如计算机辅助工艺过程设计CAPP，计算机辅助工装设计，计算机辅助质量控制CAQ等。这一时期是总体高效益、高柔性的智能化制造系统。20世纪90年代后，CAD/CAM技术向着

6、标准化、集成化、智能化的方向发展。我国CAD/CAM技术的引进是从20世纪60年代开始的，最早起步于航空工业，现已遍布机械、电子、建筑、服装等行业。3、发展趋势（1）CAD/CAM系统的集成化（CIMS技术）；（2）CAD/CAM系统的智能化（Pro/Enginner、CADAM等软件）；①专家系统：它是一个智能的程序系统；在系统内部具有大量的专家水平领域知识和经验；它能使用人类专家可用的知识、解决问题的方法来解决某领域的问题。②专家系统一般由5个部分组成：知识库；数据库；推理机；解释系统；知识获取部分。③机械CAD专家系统：在机电产品设计中需要反复决策

7、，一般分为概念决策（初始设计阶段）、技术决策（用于安排和解决特殊技术问题）和目标决策（确定充分满足目标要求的方案）。这种求解策略包括参数方案设计、结构方案设计、工艺参数设计、图形设计。（3）CAD/CAM软件的标准化；指图形软件的标准化。图形标准是一组由基本图素（点、线、面）与图形属性（线型和颜色等）构成的通用标准图形系统。①图形核心系统GKS（GraphicalKernelSystem）——二维图形软件标准②初始图形交换规范IGES（InitialGraphicalExchangeSpecification）——不同系统间交换产品定义数据③产品模型数据

8、交换标准STEP（StandardfortheExchangeofProduct