CAD、CAE、CAM——产品设计和制造基础知识.doc

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1、CAD/CAE/CAM——产品设计和制造基础知识制造业是我国国民经济和综合国力发展的支柱产业，它涉及机械、电了、建筑、航空、航天众多行业。如何面向市场，以最短的制造周、期，最低的制造成木向川户提供满足需求的高质量的产品，并获得最好的经济效益，是制造业的主要任务。科学技术的发展，市场竞争的激化，促使了制造领域屮多学科交叉渗透的高科技发展格局。可以说，制造业的发展水平直接煤响国家经济的健康发展。从广泛的意义上讲，制造是将可用资源转换成产品的过程。这一过程涉及市场分析、产品设计、工艺规划、制造实施、产

2、品销售的功能各个、环节，是一个复杂的系统工稈。现以机械产品为例介绍设计、制造过程。仁产品设计过程包括设计、样机试制、成木预算、材料的选用儿个环节。图卜1产品设计制造过程框图2、制造过程制造过稈通常分为制定丁•艺规稈、加工、装配等几个阶段。制定工艺规程：根据设计图给定的零件形状和材料确定零件的工艺路线，制定出详细的工艺规稈。装配：单个零件的制造完成后,要根据装配图将各种零件装配成产品部件。部件中常包括标准件及各类零件（齿轮汕泵分解图所示）。装配是制造过程屮的重要阶段，育接影响产品质量和制造成本。在

3、零件设计阶段就要考虑零件上的结构要利于装配和拆卸，是产品易于使用和维护。加工方法和加T设备：零件制造常川的加工方法和加T设备如下表所示。加工方法加工设备适用于的材料零件举例铸造（常用的零件毛坯制造方法）砂模铸造（后续金工实习谍程内容）铸铁，铸铝等轴承座（铸铁），箱体零件，发动机叶片（铸铝）等永久性模具铸造（如楕密铸适）精造（钢制零件毛坯）机械加工（获得产品尺寸和形状的主要手段）传统工艺（车，饶,刨，磨.钻）数控加工机床铝合金，工程塑科等钢U汽缸盖（A1S19）.塑料制品等常用工具锻钢等大多数金屠

4、材科，木质材料轮毀，连杆（热处理钢）等大多数机械零件大多数机械零件现代加工工艺高性能激光束加工，电化学加工，计算机辅助制造（CAM）,计算机集成制造系统（CIMS）,等等产品质量控制：产品质量应从零件制造的毎一道工序控制O3、并行工程从理论上讲，产品制造有组织的从一个环节流向另一个环节，直到销您市场是可行的。但实际上会遇到各种困难，如要做一个局部的修改，更换一种材料，祁必须返冋设计阶段从新确认产品的功能。这样的反复不仅是资源的浪费，更是时间的浪费。一种更新的产品开发方法如下图所一种更新的产品开发

5、方法如下图所示。产品开发方法框图制造过程中时刻面临各种决策的问题,为此要将制造企业的经营、管理、计划、产品设计、加工制造、销伟及服务等全部生产活动集成，以计算机网络和数据库为基础，综合发展与企业各生产环节有关的计算机辅助技术，如计算机辅助管理和决策技术、计算机辅助设计及王稈分析技术、计算机辅助制造与控制技术、白动化物流储运、计算机仿真与实验技术、计算机辅助质量管理与控制等。这使得产品的设计和制造融为…体，并且使产品从开发设计、生产使用到最终的处理和再利用的敕个生命周期所涉及的乞种因索同时考虑，从

6、而缩短产品开发的时间和成本。4、工程图样纵观敕个制造过稈，备类工程图样（原理图、总体布置草图、结构装配草图、零件工作图，装配图、造型效果图、T艺卡片等）始终是产品设计、制造、装配等生产坏节的重要技术资料。无论草图、仪器图还是用CAD绘制的图样，都必须提供产品；零件形状、尺寸、材料、表面要求、制造工艺、装配关系等全部制造信息。结构静力分析，动力学分析，显式动力学，屈曲分析，接触非线性分析，疲劳寿命分析,模态频率分析，谐振响应分析，跌落碰撞分析，热结构耦介分析，管道流体分析，流固耦合分析，弹册性材料

7、CAE分析，材料非线性力学分析，岩十材料非线性分析，橡胶材料超弹性分析，压力容器分析，货架分析，应力应变分析，受力分析，机械设计分析，汽车结构分析，电子电器分析，工稈机械分析，瞬态分析，谱分析，汽车有限元分析，船舶结构有限元分析