先进制造技术概论CAD1

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1、第一章CAD技术概论本章目的：了解CAD基本概念了解CAD发展历史和作用了解传统设计过程与CAD设计过程的特点了解CAD发展趋势§1.1传统的机械设计过程§1.2机械CAD过程§1.3CAD的基本概念§1.4CAD技术的发展历程§1.5CAD系统的功能与任务§1.6CAD技术的应用§1.7CAD技术的发展趋势第一章概论1.1传统的机械设计过程机械设计就是根据使用要求确定产品应该具备的功能，构想出产品的工作原理、结构形状、运动方式、力和能量的传递、以及所用材料等事项，并转化为具体的描述，例如图纸和设计文件等，以此作为制造的依据。机械设计是产品从

2、需求分析、设计、制造、销售、使用和回收整个产品全生命周期中的一个重要环节，对产品成本的影响占80％。1.1传统的机械设计过程市场需求调查提出开发计划设计任务书功能分析寻求解决方案拟订总体布局机械运动方案设计原理方案图主要尺寸及参数设计总体结构设计装配图零部件结构设计零件图技术文档产品规划阶段(需求分析)方案设计阶段（概念设计）技术设计阶段（详细设计）调查研究、分析用户需求、收集资料，在此基础上确定产品功能，提出需求报告构思方案，分析和论证，获得的原理性方案，确定设计大的框架，主要设计参数分析计算与优化确定对象的细部结构，完成装配图和零件图的绘

3、制，编写技术文件传统设计工具：绘图板，计算器（尺）产生设计蓝图1.1传统的机械设计过程传统机械设计过程的特点：每一环节靠手工完成；设计方案靠经验，方案少，不优化；不能进行复杂的力学分析，难以按动态的、精确的的方法计算，容易出错；大部分时间在零件图、装配图上，可重用性差；设计周期长、效率低。1.1传统的机械设计过程计算机辅助设计(CAD)的产生详细设计的终结并不意味着最终获得了一个好的设计机械产品在经历了制造加工、样机测试、批量生产、以及销售使用后，会返回大量信息，需要对产品进行不断修改机械设计是一个“设计——评价——再设计”的反复迭代、不断优

4、化的过程在人工设计情况下，存在许多的缺点，因此实现某种程度的设计自动化，缩短设计周期，降低设计成本，提高设计质量，就成为机械设计发展的迫切要求，正是在这样的背景下产生了计算机辅助设计(ComputerAidedDesign)1.1传统的机械设计过程1.2机械CAD工作过程辅助工具、组件应用数据库CAD设计工具各种CAx软件工具：CAD（2D、3D）CAE、CAPP、CAM等1.2机械CAD工作过程CAD作业过程的特点设计工具软件化（CAx）强有力的计算、图形、数据处理能力设计、分析综合，性能选优提高了设计精度和可靠性信息共享、资源共享、设计过

5、程共享设计效率高、周期短1.3CAD的基本概念20世纪60年代的观点科学计算和分析或计算机控制绘图机绘制出工程图1967年，美国学者D.T.ROSS的定义把设计者与计算机结合为一个问题求解组，使之较各自单独工作时能更有效地达到设计问题的目标1972年，国际信息处理联合会的定义CAD是一种技术，其中人与机（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，并为应用多学科的方法的综合性协作提供了可能1.3CAD的基本概念CAD是用计算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计、修改、分析和优化的一种设计方法。在CAD系

6、统中人与计算机密切合作，在不同的方面人与计算机充分发挥各自的特长，因此CAD系统是一个人机结合的系统。CAD技术是一门多学科的综合性应用新技术，它涉及到以下基础技术：图形处理技术工程分析技术数据管理与数据交换技术文档处理技术软件设计技术1.3CAD的基本概念CAD含义的衍生：CAD技术不断发展，不同领域对CAD技术的应用程度不同，对CAD技术的含义的理解也略有差异。ComputerAidedDrafting(画图)ComputerAidedDesign(设计)ComputerAidedDevelopment(集成)狭义定义与广义定义CAD:C

7、omputer-AidedDesignCAM:Computer-AidedManufacturingCAPP:Computer-AidedProcessPlanningCAD/CAM：设计制造一体化1.3CAD的基本概念从产品的诞生过程理解CAD的概念1.3CAD的基本概念从制造的概念理解CAD的概念1.3CAD的基本概念1.4CAD技术的发展历程提出：1959年美国麻省理工学院（MIT）召开的CAD规划会议。实施：1963年MIT小组在美国计算机联合会年会上发表了CAD方面的五篇论文给工程技术界以很大的震动,也由此CAD技术得以出现,并进入

8、了实施阶段。1.4CAD技术的发展历程1、孕育形成阶段（20世纪40年代—50年代末）特点：真空管计算机；机器语言；编制程序设计变压器、电动机、发电机等；美国、欧洲