CAD技术在机械设计中的应用.doc
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1、CAD 技术在机械设计中的应用摘 要CAD 技术作为一种成熟的推广技术已在企业中得到广泛应用,并已成为企业的实际生产力。随着创新设计能力的提高和网络计算环境的普及,CAD 技术的发展趋势主要集中在以下四个方面:1标准化除了 CAD 支持软件逐步实现 ISO 标准和工业标准外,面向应用的标准件(零件库)和标准化方法也成为 CAD 系统的基本内容,朝着合理化工程设计的应用方向发展。2开放性CAD 系统目前广泛建立在开放式操作系统窗口 9598NT 和UNIX 平台上,在 JAVA LINUX 平台上也有 CAD 产品,此外 CAD 系统都为最终用户提供二次开发环境,甚至这类环境可开发其内核源码,使
2、用户可定制自已的CAD 系统。3.集成化CAD 技术的集成化体现在三个层次上:其一是广义 CAD 功能CAD/CAE/CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERP 经过多种集成形式成为企业一体化解决方案,推动企业信息化进程。其二,是将 CAD 技术能采用的算法,甚至功能模块或系统,做成专用芯片,以提高 CAD 系统的效率;其三是 CAD 基于网络计算环境实现异地、异构系统在企业间的集成。关键词:标准化,开放性,集成化,智能化TECHNOLOGY IN THE MECHANICAL DESIN CADAPPLICATIONABSTRACTCAD technology as the popularit
3、y of mature technology has broad application inthe enterprise,and enterprises have become the real productive forces.Innovativedesign capacity of the enterprise and enhance the popularity of network computingenvironment,CAD technology centres around the development trend in standardized,open,integra
4、ted and intelligent four areas:1.Standardization in addition to CAD software support the progressive realizationof ISO standards and industry standards,application-oriented standard components(forparts),standardized methods have also become necessary in the CAD system,andtowards the rationalization
5、of the engineering design of the development2.CAD system is currently open and extensive operating system built on openwindow 95/98/NT and UNIX platforms,in Java LINUX platform is also a CADproducts,in addition to CAD systems to provide secondary development of end-userenvironment,and even such Envi
6、ronment may be the development of its core sourcecode,which allows the user to customize their own CAD system.3.Integration of the integration of CAD technology embodied in three levels:Oneis the broad functions of CAD CAD/CAE/CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERPintegration through various forms of corporate integr
7、ation solutions,promote enterpriseinformation Process.The CAD system to improve the efficiency of its three CAD isbased on network computing environment to achieve different places,heterogeneoussystem in the inter-enterprise integration.Came into being the virtual design,virtualmanufacturing and vir
8、tual enterprise is the level of application integration.KEY WORDS:Standardization,Open,Integrated,Intelligent.目 录绪论.1第 1 章 CAD 技术的概述.21.1 CAD 技术的概念.21.2 CAD 技术原理.21.3 CAD 系统的组成.2第 2 章 CAD 技术的发展.42.1 CAD 技术的产生与发展.42.2 我国 CAD 的发展现状.52.3 CAD 系统的发展趋势.5第 3 章 CAD 常用的设计软件.83.1 国内软件.83.2 国外软件.9第 4 章 CAD 技术在
9、机械设计中的应用.124.1 我国 CAD 技术在机械设计中应用的现状.124.2 CAD 在机械式鼠标械设计中应用.13结 论.24谢 辞.25参 考 文 献.26外文资料.27绪 论机械 CAD/CAM 技术起源于 20 世纪 50 年代,现已发展成为一个高新技术产业,并得到迅速发展。这一技术的广泛应用给所有的设计制造领域带来了革命性的变化。因此,它被评为二十世纪最杰出的技术成就之一。二十一世纪,它的影响仍然深远。机械 CAD 技术的研究、开发和应用是衡量一个国家科技现代化和工业现代化的重要标志之一。深化CAD应用,我们必须首先分析传统的机械产品设计技术及其存在的问题,现代先进设计技术的发
10、展,CAD 技术的进一步研究和应用,结合现代先进的设计技术和 CAD 技术的应用,最大限度地发挥作用,计算机和信息技术在产品设计。深化 CAD 中的应用是一项复杂的系统工程,所以在机械企业 CAD 技术的实现必须以系统的发展道路,发展和应用系统的设计,根据系统工程的步骤和方法开展企业 CAD 系统 CAD 系统之间的关系,研究和解决 CAD 与 PDM、CAPP、CAM、ERP,使 CAD 系统创建企业信息集成的操作条件,解决孤岛现象目前在中国企业信息化”。只有这样,才能深化 CAD 的应用,使 CAD 系统成为企业信息化的龙头企业。目前,机械 CAD 技术的推广应用已成为燎原之势。面对进入
11、WTO 所带来的挑战与机遇,企业对机械 CAD 技术是企业技术创新、开拓市场中不可缺少的技术手段、先进制造技术与系统的核心技术的认识更加深刻,而且对该技术的引进、消化和应用开发以及相应的人才的需求也更加迫切。第 1 章 CAD 技术的概述机械设计主要是根据用户的定制要求对机械产品进行结构、形状等设计。机械设计的主要目标是在满足各种条件约束(材料、加工性能等)的前提下,设计出成本最低、性能最好、可靠性高以及效率高的产品。机械产品设计的好坏直接关系到产品的质量,能否达到使用要求,以及维护的容易性。机械产品成本的 70%在产品的设计阶段就已经决定。因此,机械产品的设计工作对于企业在降低技术成本方面是
12、非常重要的。机械产品设计涉及到结构、运动方式、力(力矩)、材料、润滑等多方面内容,传统的依靠设计者的知识、经验和远见的设计方式已经远远不能满足现代产品的要求。随着计算机技术的飞速发展,计算技术应用到机械设计中得到了广泛的应用。利用计算机软件在机械产品的设计阶段进行方案确定、尺寸确定、结构设计等都会极大的方便设计人员。CAD 技术在机械设计中的应用极大的降低了设计人员的工作量,提高了设计人员的工作效率,同时降低了企业的设计成本。1.1CAD 的基本概念CAD 是其英文名为“Computer Aided Design”的首写字母的缩写,其中文名为“计算机辅助设计”。它是由计算机完成产品设计中的计算
13、、分析、模拟、制图、编制技术文件等工作,由计算机辅助设计人员完成产品的全部设计过程,最后输出满意的设计结果和产品图纸的一种机械设计方法。是最近几十年来迅速发展起来并得到广泛应用的多学科综合性的新技术。1973 年,国际信息处理联合会给 CAD下了一个更广义的解释:“CAD 是将人和机器混编在解题专业中的一种技术,从而使人和机器的最好特性联系起来”。CAD 技术的应用适应了当前产品需提高设计质量,快速更新换代的需求。1.2CAD 技术原理CAD 技术是通过计算机和 CAD 软件对设计“产品”进行分析、计算与仿真、产品结构和性能的调整与优化及绘图,把设计人员所具有的最佳特性(创造性思维、形象思维与
14、经验知识、综合判断与分析的能力)同计算机的强大记忆与检索信息能力,大量信息的高速精确计算与处理能力、易于修改设计、工作状态稳定且不疲劳的特性结合起来,从而大大提高了设计速度和效率,提高了设计质量,降低了设计成本。这里的“产品”一词,是指各行业中一切需要设计的对象,如航空、航天飞行器,汽车等地上行走的交通工具,机械与电子产品,水利水电工程、土木工程建筑与城市规划工程,家具产品等等。第 2 章 CAD 技术的发展2.1CAD 技术的产生和发展20 世纪 50 年代初,CAD 技术诞生并处于被动式的图形处理阶段,也是 CAD 技术的准备和酝酿时期。进入 20 世纪 60 年代,提出了计算机图形学、交
15、互技术、分层存储符号的数据结构等新思想,从而为 CAD 技术的发展和应用打下了理论基础,同时也相继出现了许多商品化的 CAD 设备。到了 20 世纪 90 年代,CAD 技术进入了开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期,微机加视窗 95/98/2000/NT 操作系统与工作站加 LINIX 操作系统,在以太网的环境下构成了 CAD 系统的主流工作平台。目前各种机械 CAD 软件开发和应用层出不穷,显示出强大的生命力和广阔的发展前景。众多 CAD 厂商的成败无一不与其技术发展密切相关。温故而知新,CAD技术基础理论的每次重大进展,无一不带动了 CAD/CAM/CAE 整体技术的提高以及制造手段
16、的更新。技术发展,永无止境。今天,越来越多的人认识到 CAD 是一种巨大的生产力,不断加入到用户行列之中。愿 CAD 技术的发展伴随着人们对它认识及应用水平的提高,日新月异,更上层楼。2.2CAD 系统的发展趋势1CAD 系统应用面向产品的整个生命周期要求产品信息模型能够容易地在产品生命周期的不同环节(从概念设计、结构设计,详细设计到工艺设计和数控编程)间进行转换。要求能支持集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程(包括制造过程和支持过程),而以往的 CAD系统主要面向产品生命周期中的某个环节。2CAD 系统应充分考虑产品信息的继承性要求能方便地获取全部历史数据,最充分地利用已经生产实践考验过
17、的产品信息。在用 CAD 系统进行新产品的开发设计时,只需对其中很少一部分零部件进行重新设计和制造,而绝大部分零部件的设计都将继承以往产品的信息。CAD 系统应具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的产品。这不仅大大缩短了产品周期、还提高了产品的一次成熟性。3CAD 系统应满足并行设计的要求产品可以容易地被分解为一些模块,通过计算机网络,组织分散在各地的产品设计人员分工进行产品各零部件的设计和制造,然后进行组装和集成。这种系统包括:(1)提供以网络为基础的会议系统,使开发组成员易于实现半结构化通信及在一个异构网络中实现分布计算;(2)建立及维持产品过程及源数据的统一模型,以使用户
18、能透明地提取及浏览分布在企业各个不同地方的数据库内的信息;(3)对产品开发过程提供动态管理,使虚拟产品开发组容易讨论和制订决(4)使工具和服务在并行工程中易于集成。4CAD 系统与产品信息标准化相结合要求把产品信息标准化作为 CAD 系统应用的基础和前提。产品信息标准化的结果将为 CAD 系统提供配套的、实用的产品信息基因库(数据库、知识库),这样才能使 CAD 系统发挥出巨大的作用。大容量存储技术的发展已为产品信息基因库的建设提供了较好的条件。产品信息基因库的内容包括各种标准化了的零件功能特征、典型零件、功能模块和典型产品信息。第 3 章 CAD 常用的设计软件3.1国外软件1AutoCAD
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