[精品]数字化设计制造技术基础2.doc

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1、第一章绪论—概念1、数字化设计与制造技术：是指利用计算机软硬件及网络环，实现产品开发全过程的一种技术。即在网络和计算机辅助下通过产品数据模型，全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。2、数字化设计：是以实现新产品设计为目标，以计算机软硬件技术为基础、以数字化信息为辅助手段，支持产品建模、分析、修改、优化以及生成设计文档的相关技术的有机结合。3、数字化制造：以产品制造过程的规划、管理、控制为对彖，以计算机为育接或间接T具,以控制生产设备、实现产品制造和生产技术的有机结合。二、数字化设计制造的技术基础1、产品统一数据模型表示与交换方法：典型的CAD模型标准交换格式：DXF,

2、DWG,IGES,STEP.2、数字换设计制造应用工具:CAD系统,CAE系统,CAPP系统,DFx系统。3、产品数据管理技术：PDM的定义：PDM是一种帮助工程技术人员管理产品数据和产品开发过程的工具。PDM系统确保跟踪设计、制造所需的大连数据和信息，并由此支持和维护产品。三、数字化设计制造的特点与性能要求：书P15特点：⑴过程的延伸⑵智能水平的提高⑶集成水平的提高性能要求：1＞稳定性2、集成性3、敏捷性4、制造工稈信息的主动共享能力5、数字仿真能力6、支持异构分布式环境的能力第二章产品数字化建模一、概念1、产品的数字化模型：产品信息的载体，包含了产品功能信息、性能信息、

3、结构信息、零件几何信息、装配信息、工艺和加工信息等。2、信息表现形式：儿何信息和非儿何信息。二、产品模型的描述与表述1、产品设计阶段的模型：(1)概念设计阶段模型：产品的方案构图、产品设计等。(2)零件几何模型：零件几何模型是详细设计阶段生产的信息模型，是其它各阶段设计的信息载体，通常作为主模型。表示方法：用一•维或三维模型表示。(3)产品仿真模型：表达仿真分析阶段信息。包括：装配结构树、属性信息表(非几何信息)、装配约束模型、装配规划模型。2、产品制造阶段模型(1)工艺信息模型⑵工装模型⑶数控加工模型：是指数控加工涉及的模型和产生的响应NC稈序。三、数字样机1、没有统一定

4、义，它是相对于物理样机在计算机上表达的产品数字化模型。2、数字样机的内容与特点：书P27四、产品建模的基本方法1、几何模型(1)线框模型：没有血信息，不能进行消隐，模型显示存在二义性，不便于描述曲面。⑵表面模型：以“面一一棱边——点”三层信息表示。不具备实体特征，容易“丢面”，相交处出现缺陷，如重叠或间隙，不能保证零件的建模精度。不能进行物理特性计算。(3)实体模型：能完幣地描述物体的所有几何信息和拓扑信息，包括物体的体、血、边和原点的信息。实体建模方法：边界描述法、构造立体即合法、混合表示法、空间单元表示法。2、特征建模(1)定义：特征建模是一种建立在实体建模的基础上，利

5、用特征的概念面向整个产品设计和生产制造过稈进行设计的建模方法，它不仅包含与生产有关的信息，而且还能描述这些信息Z间的关系。⑵特征分类：形状特征、材料特征、精度特征、装配特征。⑶特征造型木质：是实体造型，进行了工程语义抽彖，即语义+形状特征。(4)特征造型系统的基本要求：书P313、参数化设计(1)定义：一般是指设计对彖的结构形状基木不变，而用一组参数來约定。参数化设计的主要特点如下：(I)基于特征(II)全尺寸约束(III)尺寸驱动实现设计修改(IV)全数据相关4、变量化设计参数化和变量化造型方法都是使用约束来定义和修改模型，所不同的是参数化造型使用“全约束”方法构造模型，

6、而变量化造型使用“欠约束”方法构造模型。五、产品模型数据的交换常用的标准包括：(1)IGES(lnitialGraphicsExchangeSpecification):初始图形交换规范。(2)STEP(StandardfortheExchangeofProductModelDate):产品模型数据交换标准。⑶DXF(DataExchangeFile):数据交换文件。第三章数字化设计一、概述1、数字化设计技术：是以专业化设计技术为基础，与以信息技术为代表的高科技充分融合,形成面向产品结构设计、分析计算、虚拟仿真、在数字空间完成制造。包括：产品建模技术、虚拟仿真技术、并行工程

7、技术、分布式异地协同设计技术、多学科综合优化技术、数字样机技术。二、瓯向产品质量的综合设计法1、综合设计法：采用功能优化、动态优化、智能优化和可视优化及对某种产品有特殊要求的设计等几种方法来完成设计工作，我们称该法为综合设计法或1+3+X综合设计法2、1+3+X综合设计法1——功能优化设计：3——将动态优化、智能优化及可视优化结合在一起的设计法，或称“三化”或“三优”设计法。X——对某种产品有特殊要求的设计方法。三、可靠性设计1、可靠性定义：是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。2、可靠性设计常用