CAD原理及软件应用-课件

CAD原理及软件应用

1ppt课件课程概述课程共包括12章：1. CAD技术及发展简介

2. 计算机软件与硬件3. 绘图坐标系4. 几何变换与投影

a)2D、3D几何变换

b)

平行投影5. Pro/ENGINEER设计建模系统介绍

a)

Pro/ENGINEER基础及基于特征的实体建模CAD系统

b)

Pro/E用户界面及零件、装配模型的生成2ppt课件课程概述6. 2D截面绘制

1）了解驱动尺寸与参数化截面的概念；

2）掌握2D几何图素绘制与编辑操作；

3）掌握尺寸标注与修改操作；

4）掌握几何约束条件与设定操作；7. 3D造型基础

1）了解特征与特征造型的概念；

2）掌握3D造型的基本方法

3）掌握工程特征生成方法

4）掌握特征的阵列与复制操作；

3ppt课件课程概述8. 高级造型设计 掌握高级造型方法 掌握特征操作与设计变更操作； 掌握各种曲线曲面设计方法；9.工程图、文件及文件变换10.设计优化简介11.CAD数据组织

a)数据结构及数据库

b)图形标准和CAD/CAM数据转换12.复杂零件建模、复杂装配

4ppt课件课程要求作业练习/项目课堂考试5ppt课件评分标准作业30%项目30%课堂10％考试30%项目可以以小组形式上交，小组成员最多为36ppt课件作业上交规则作业:

每次限定交作业时间.迟交不记分.最好以报告形式.

切记:不要只给方程–请解释你的推导.

别跳过你的计算过程–写出全部的过程.

7ppt课件交作业作业:电子版或纸质邮箱地址:chenw@8ppt课件第一章CAD技术及发展简介1.1CAD定义9ppt课件1.1CAD定义什么是设计什么是CADCAD的主要目标机械工程中的CAD10ppt课件1.2设计的定义设计是一种有目地的创作行为。设计是在我们要达到什么和我们如何达到它之间的互动。设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

11ppt课件1.3CAD的定义定义一

CAD是一种用机算机硬、软件系统辅助，人们对产品或工程进行设计的方法与技术，包括设计、绘图、工程分析与文档执著的设计活动。定义二以计算机为工具，通过人机交互，处理产品设计过程中的图形和数据信息，辅助完成整个产品设计过程的一门综合技术。12ppt课件1.4CAD基本功能几何建模用基本几何实体及其相互关系构造零件或产品三维几何模型；工程分析进行运动学、动力学、有限元分析，优化设计等；工艺编程自动决策生成加工方法、工艺路线、工艺参数和加工设备；数控编程选择所需要刀具和工艺参数，确定走刀方式，生成刀具轨迹，后置处理，生成NC程序。模拟仿真预测产品工作性能，检查NC代码正确性，检查制造过程几何干涉和物理碰撞，分析产品可制造性；数据管理提供有效的工程数据管理手段，支持产品设计与制造全过程数据信息流动和处理。CAD（CAM）工程绘图工程分析几何建模数据管理模拟仿真数控编程工艺规程13ppt课件1.4CAD系统组成CAD系统设计数据库应用程序库交互图形库硬件软件14ppt课件1.5CAD的主要目标减少人的工作量/错误缩短设计时间降低开发成本给不同的团队、平台之间提供交流`工具总之：解放了人，提高了效率，降低了成本15ppt课件1.6机械工程中的CAD最有活力的领域最多的成果最成熟的市场16ppt课件1.7CAD/CAE简单历史60年代几个几何约束机构设计设计参数优化决定2－D绘图70年代线框模型建模自由曲面建模－大型计算机70年代后期实体建模80年代早期CAD/CAM集成一个CAD数据库机械特征识别80年代中期基于特征的CAD系统－小型计算机参数化设计－PC机系统（Pro/Enineer）80年代晚期为了制造的设计为了自动装配的设计90年代早期并行设计集成设计、分析、优化目前集成设计、分析、优化虚拟样机和自动设计优化基于互联网设计自动化17ppt课件1.8CAD/CAM技术的发展单元技术的发展和应用阶段

60-70年代如图形软件、数控编程、CADAM、CATIA、UNITGAPHICS、IDEAS等

CAD/CAM系统；ADAN、ANSYS、NASTRAN工程分析系统。

阶段特征：各功能模块基本形成，数据结构尚不统一，不具备集成性。CAD/CAM的集成阶段

20世纪80年代实体造型成熟，特征建模、工程数据库发展；超级微机、工作站占领市场。

阶段特征:CAD/CAE/CAM集成性好，应用向三维、集成化发展。面向并行设计制造环境的CAD/CAM阶段自20世纪90年代由面向零件集成向面向产品并行设计发展，要求产品设计一次成功。

阶段特征：面向产品全生命周期建模、企业PDM、计算机网络、协同工作模式。18ppt课件1.8CAD/绘图技术简单历史2D绘图系统三视图算法贝塞尔算法应用3D曲面造型系统特征参数化技术参数化实体技术变量化设计技术实体造型技术19ppt课件1.9CAD系统的特征CAD系统的功能特征CAD系统的几何辅助设计CAD系统的信息嵌入CAD系统的数据组织CAD系统通用工具20ppt课件CAD系统的功能特征主要能力－生成完善的工程图 － 2维和3维准确比例的线框图 －装饰表面的模型 －物体实体模型 －这能力使CAD与计算机的其他应用区分其他不同的能力 －3维形状与模式的艺术创造 －自动生成设计数据库 －进行工程分析 －提供制造过程的输入、监测、仿真及控制21ppt课件CAD系统的功能－几何辅助设计设计几何规范

1、计算机辅助绘图（交互式绘图编程及用户界面）

2、个性化的CAD系统几何建模与重示

1、零件与装配体计算机模型（数据结构与数据库设计）虚拟

1、设计的艺术效果图

2、计算机游戏与教育节目面向制造的数据库生成

1、基于特征的设计

2、参数化设计22ppt课件CAD系统的功能－几何辅助设计仿真及动画

1、机构

2、CNC加工

3、机器人路径

4、汽车碰撞公差重示和自动赋公差

1、尺寸关系分析

2、公差分析（公差累加）

3、公差合成（公差设计、公差规范）23ppt课件CAD系统的功能－几何辅助设计输入给有限元分析程序的汽车碰撞前、后界面

1、自动生成单元

2、应力分布的图形显示设计自动化

1、优化设计

2、为了制造的设计

3、为了自动装配的设计

4、并行工程设计虚拟（软件）样机反求工程24ppt课件CAD系统的信息嵌入几何与拓扑信息

－零件的几何 －装配体的关系文字信息

－尺寸 －公差（几何及尺寸） －材料 －表面光洁度25ppt课件CAD系统的数据组织过去的访问

几何图形信息以低层的图形元素比如点、线、弧等表示 文字型信息以原文、注意事项和符号附加在图上理想的访问 零件以高层的简单特征如孔、槽、箱型等表示（组成工程 物体）并以尺寸、公差和光洁度等的表示成含义明确的设 计数据26ppt课件CAD系统的共性特征显示几何形状－计算机绘图（2D)

－几何造型（3D）交互绘图编程－不同的平台编程－图形用户界面管理及存储设计数据－数据结构设计－数据库系统生成可行的设计（自动的） －知识推理 －基于知识的系统 －模糊逻辑 －人工神经网络评估替代设计方案和寻找最优解 －数值优化 －有限元 －成本建模及分析27ppt课件1.10主要的CAD/CAE/CAM软件

交互绘图软件：主要完成二维工程图样的绘制，如AutoCAD、PICAD高华CAD开目CAD等。

三维造型软件：如MDT、Solidworks、Solidedge等。

数控编程软件：如MasterCAM、SurfCAM等。

工程分析软件：如SAP、ADINA、NASTRAN、ANSYS等。

综合集成软件：如I-DEAS、UGII、PRO/E、CATIA等,

具有CAD、CAE、CAM等综合功能。28ppt课件1.11现代CAD/CAE/CAM应用及发展机械设计与绘图的基本工具

－全世界超过100万机械工程师与设计者试验3D实体建模技术 －另外200万使用2D机械绘图提供生产力的关键

－汽车工业、航空工业采用集成的CAD/CAE/CAM)方式进行设计 －使用互联网在世界范围内交换设计数据 －以前需要用若干年进入市场的产品能够在若干月内开发出来 －产品更可靠、更好满足用户的期望、制造成本更少29ppt课件应用案例1装饰表面设计和建模30ppt课件应用案例2效果图中的虚拟现实31ppt课件应用案例3运动仿真及动画（拖拉机）32ppt课件应力分析应用案例433ppt课件工位空间及顺序仿真应用案例534ppt课件现代CAD/CAE/CAM工具专业的CAD/CAE/CAM工具

－CATIA(DassaultSystemes-IBM)

－UnigrphicsSolutions(ElectronicDataSystemdCorp-EDS)

－I-DEAS(EDS)

－Pro/ENGINEER(PTC)其他CAD和绘图包

－AutoCADMechanicalDesktop

－SolidWorks(CATIA)

－SolidEdge(EDS)

－MicroStation

－Intergraph35ppt课件现代CAD/CAE/CAM工具-Pro/ENGINEER由(PTC)公司提供的CAD/CAE/CAM行业领先的软件工具供应商之一80年代后期新的基于特征，参数化设计示范的先驱者，现在为标准用于从概念设计到生产自动开发机械产品的系统提供集成化的软件技术减少产品投放市场的时间、改善工程过程和优化产品质量在机械设计自动化领域增长最快的公司之一最新版本改进用户界面36ppt课件现代CAD/CAE/CAM工具-Pro/ENGINEER37ppt课件由IBM专门推出Dassault

系统开发的以过程为中心的CAD/CAM软件用于设计和制造许多3D复杂产品，今天70％飞机和40％汽车用CATIA－CADAM设计，使它成为这些市场的标准从用户定制产品到工厂设计和轮船制造应用到很广的软件全球范围内有30万用户，主要是英语市场现代CAD/CAE/CAM工具-CATIA38ppt课件现代CAD/CAE/CAM工具-CATIA39ppt课件由StructuralDynamicsResearchCorporation（SDRC）开发的全套设计建模、分析、仿真和制造CAD/CAE/CAM软件最老的和基础良好的CAD/CAE系统，有相当的市场份额很强的CAE能力从用户定制产品到工厂设计和汽车制造应用到很广的软件现代CAD/CAE/CAM工具-I-DEAS

40ppt课件现代CAD/CAE/CAM工具-I-DEAS

41ppt课件由UnigraphicsSolutions开发的全套设计建模、分析、仿真和制造CAD/CAE/CAM软件最老的和基础良好的CAD/CAE系统之一应用到很广的软件，特别是汽车和航空产品开发现代CAD/CAE/CAM工具-Unigraphics

42ppt课件现代CAD/CAE/CAM工具-Unigraphics

43ppt课件强有力的建模工具集成化设计管理大型装配体的生产率容易采用建模快在工程帮助下消除错误绘图工具无比的协同工作能力设计到制造全过程现代CAD/CAE/CAM工具-SolidEdge44ppt课件现代CAD/CAE/CAM工具-SolidEdge45ppt课件世界领先的基于微机的3D机械设计包，AutoDesk公司开发过去主要用于微机绘图包由于微机平台及低价它是世界最流行的CAD软件灵活的编程工具，AutoLISP，ADS和ARX最新特性（MechanicalDesktop） －ACIS3.0先进的实体建模发动机 －NURBS表面建模 －强健的装配建模和自动关联绘图现代CAD/CAE/CAM工具-AutoCAD和MechanicalDesktop46ppt课件通过在AutoCAD中编程的CAD应用现代CAD/CAE/CAM工具-AutoCAD和MechanicalDesktop47ppt课件3D计算机辅助机械设计软件，由SolidWorks公司开发，该公司成立于1993年1997年被Dassault系统公司收购新的低价机械设计软件公司组中领先者用于零件和装配体完全的以3D为中心与自动装配和绘图功能相关的设计与过程系统在Windows95和NT环境下运行的第一个实体建模程序，并且价格低廉现代CAD/CAE/CAM工具-SolidWorks48ppt课件COSMOSSolidWoks－一个设计自动化软件包用于生产零件、装配及工程图包含多个功能模块：COSMOSXpress－易用的应力分析工具COSMOSWorks－应力、频率、热、优化分析COSMOSMotion－运动仿真及运动学COSMOSFloWorksn－流体分析COSMOSEMS－3D低频电磁仿真现代CAD/CAE/CAM工具-SolidWorks49ppt课件主要的用于基础结构的CAD软件，主要用于建筑和土木工程，Bently

系统公司开发，在工程软件产品，用户服务及总体质量世界范围内的领先是遍布全球的著名建筑、机场、医院、高速公路、桥梁和工业工厂软件基础，被70％美国最大的工程公司采用Bently系统现在服务于25万专业公司，包括建筑、地理工程及机械领域现代CAD/CAE/CAM工具-MicroStation50ppt课件集成的CAD/CAE工具ANSYS（ANSYS公司）

－在CAE和集成设计分析和优化方面领先及扩张的软件 －涵盖固体力学、运动学、动力学和多物理场（CFD，EMAG，HT，声学） －与核心CAD软件接口NASTRAN（MacNealSchwendler公司）

－强大的结构分析程序，分析应力、振动、动力学、非线性及热传导特性等 －为多领域设计分析、产品性能和制造过程仿真提供了灵活的开放式环境Pro/MECHANICA(集成在ProE中）

－为多领域设计分析、产品性能和制造过程仿真提供了灵活的开放式环境51ppt课件Mastercam

（CNC软件公司）

－生成2－5轴铣床、车床及线切割、激光、模具开发和3D