过程装备CAD总结

第一章1.CAD基本概念计算机辅助设计技术是计算机科学与工程科学相结合的产物。实质是充分运用现代计算机技术的成就，辅助工程技术人员对产品进行总体设计、分析、绘图和编写技术文档等活动的总称。2.CAD发展简史发展：1952年在美国麻省理工学院诞生了第一台计算机绘图系统。1963年美国MIT的林肯实验室在计算机图形学理论的应用方面有了重大突破。20世纪70年代初，美国的Applincon公司开发了第一个完整的CAD系统。70年代后期出现了能产生逼真图形的光栅显示器等多种形式的图形输入设备，CAD技术进入了实用阶段。20世纪80年代开始，CAD技术得到了迅速发展，并向中、小型企业普及。80年代中期以后，CAD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。3.名词术语： 1、计算机绘图，CG，绘图方式一般有交互式绘图和参数化绘图 2、计算机辅助设计，CAD, 3、计算机辅助工艺规划，CAPP,毛胚设计，加工方法选择，工序设计，工艺路线制定和工时定额计算。 4、计算机辅助制造,CAM,用计算机对生产产品的设备进行管理、控制和操纵，最后完成产品的加工制造。 5、计算机辅助工程分析,CAE,包括产品几何形状的模块化和工程分析与仿真。4. 广义CAD：由科学计算、图形系统设计、和工程数据库设计组成 狭义CAD：由计算机完成产品设计中建立模型，工程分析，动态模型和自动制图等工作。 5. 输入设备：键盘（用于数字的输入，以及一些功能键），光笔，鼠标（主要来控制屏幕上光标的位置），扫描仪（将图像扫描的计算机内进行储存）输出设备：图形显示设备（主要器件是阴极射线管CRT），图形绘制设备（打印机和绘图6目前流行的CAD系统：I-deas;UG;Pro/E;AutoCAD;CATIA第二章计算机辅助设计技术基础 1.图形标准的定义：是由点、线、面，体等基本要素和明暗、灰度、色彩等非几何要素构成的标准通用图形系统。 计算机绘图软件系统的发展二维图形、三维线框图、三维立体构型及曲面构型和自动绘图及CAD系统。 表示图形常用的方法：点阵法（用具有灰度或色彩的点阵来表示图形，强调点及其灰度或色彩），参数法（以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形）图像：用点阵法描述的图形，也称光栅图形。图形：用参数法描述的图形，也称矢量图形。坐标系：世界坐标系WCS指按照产品的结构特点建立的坐标系，一般采用右手直角坐标系。显示坐标系图形设备、绘图机、显示器等有自己相对独立的坐标系来显示或绘制图形，通常使用左手直角坐标系。视点坐标系用于三位形体透视图生成过程，坐标原点位于视点位置，某个坐标方向与视线一致。平面区域填色方法：逐边填色法基本原理是扫面线每次只对多边形的一条边求交 分区扫描法扫面线对多边形求交任意平面图形的快速填色法 原理：指以一组相互平行的扫描线把多边形内部区域填满，实质是求扫描线与多边形的交点。平面图形集合运算：并、交、差当一个环的有向线段经过交点进入另一环，该交点称为入点；走出另一环叫出点。系统中的几何体：P32点：0维几何元素，分交点、端点、切点、孤立点等，还分为控制点、型值点、插值点。边：一维几何元素，是两个邻面或多个邻面的交界。面：二维几何元素，是形体上一个有限、非零的区域，由一个外环和若干个内环界定其范围。环：有序、有向边组成的面的封闭边界。体：三维几何元素，由密闭表面围成的有效空间。体素：可以用有限个尺寸参数定位和定形的的体。形体表示：线框模型：用组成三维形体的棱边表示三维形体。 表面模型：用有向棱边围成的部分来定义形体表面，由面的集合来定义形体。 实体模型：若把表面模型中所有表面围成的封闭体积定义为形体的材料空间，则所形成的模型就是实体模型。实体生成:基本体素和扫描造型特点：线框造型只有离散的空间线段，没有面，这种模型数据存储量小，数据结构简单，处理方便。 曲面造型广泛应用于三维形体的几何外形设计，特别是一些具有复杂外形的物体，可以获得NC加工需要的表面信息。 实体造型实体的边界表示法能给出物体完整、显示的边界描述。扫描表示法是以沿某一轨迹移动一个点、一条曲线或一个曲面的概念为基础的。用扫描法构造实体易于理解和执行，它既适用于构造等截面实体，也能构造变截面实体，同时它能用于检查装配零件中可能存在的干涉现象，并且还可应用于加工模拟和分析切削过程。 特征造型从产品整个生命周期各阶段的不同需求来描述产品，能够完整地全面地描述产品的信息，即重构零件模型，使得各应用系统可以直接从该零件模型中抽取所需的信息。 参数化造型主体思想是用几何约束、工程方程与关系来说明产品模型的形状特征，从而达到设计一簇在形状或功能上具有相似性的设计方案。 复杂实体的生成方法：曲面拟合生成实体， 由曲面生成实体变换方法：拉伸变换，投影变换，偏置变换 通过变换生成形体， 由拓扑层次关系生成形体装配建模方法：1、自底向上建模在整体方案确定后，设计人员利用CAD工具分别进行各个零件的详细结构设计，然后定义这些零件之间的装配关系，形成产品模型。2、自顶向下建模首先建立产品的功能表达，并分析这种表达是否满足产品要求，然后设计者利用CAD系统不断细化零件的几何结构，以保证零件的结构满足产品的功能要求。装配模型的信息要求:零件信息，层次关系，装配关系第三章 有限元分析前置处理模态求解后置处理单元网格：1、节点在空间问题中，连接有限单元的坐标点。 2、有限单元一维单元（线性、抛物线、三次抛物线）、二维单元（三角形、四边形）、三维单元（四面体、五面体、六面体）3. 有限元法的定义：是为了解决结构分析而发展起来的一种新的数值方法，基本思路：把求解问题的连续区域离散成有限的、各种基本形状的小块区域。单元的组合能够理想的逼近复杂问题的求解区域。4. 网格划分自动手动5. 网格生成需注意以下几点：不要认为网格越细越好网格划分有稀疏之分，有作用力、内孔、凹凸突变，边界约束等区域较密对所考虑区域网格划分密一些，一般地方可以疏松用不同的划分方案进行比较获得比较理想的网格划分方案 第四章CAM技术基础数控加工的概念：是一种可编程的、由数字和符号来实施控制的自动过程。数控机床的组成:控制介质、控制系统、伺服系统、机床数控机床的坐标系：坐标轴和运动方向、绝对坐标系、增量坐标系、机床坐标系、编程坐标系、工件坐标系、附加运动坐标系。几种编程：手工编程方法，缺点：一直直接采用机床的代码指令编写程序手工编程难以完成一些复杂的数学运算 自动编程方法：数学处理简单快速，加工程序单自动输出，纸带穿孔自动进行，程序校检直观。 交互式图形编程方法：能够直接引用CAD系统中的设计信息；编程思路清晰，条理清楚，不易遗漏和出错，不要求编程人员熟记严格的语句格式；能及时发现和修改错误；可及时验证程序正确与否。第五章CAD应用软件设计方法软件三要素：数据是计算机的加工原料，计算机的一切工作是围绕数据展开。 程序是计算机指令的集合，是处理数据的执行者，是发挥软件作用的主体。 文档是软件与相关人员进行交流的媒体；是软件的开发的环境、设计方法、思维方式、具体内容的真实记录；是软件价值的主要体现；是系统管理和维护必须具备的工具。没有文档的软件，对它的使用、维护都是不可能的。软件的生命周期：计划阶段可行性研究与计划、需求分析 开发阶段概要设计、详细设计、实现、测试 维护阶段使用与维护软件设计方法：结构化程序设计方法从功能上提倡从大到小、从粗到细的分解，然后从小到大，从细到粗的集成过程。从数据上采用的基本数据类型基础上定义各种复杂的新数据类型、实现各种逻辑关系数据机构的储存结构。 面向对象程序设计方法以系统领域所涉及的对象为核心，以封装、继承与派生、虚拟与重载等为技术手段。 1对象（包括属性和方法）、2类、3继承与派生、4封装性、5多态性第七章层分类：可选层、工作层、显示层、仅仅显示层。第八章构造毛胚方法：基本体素特征、扫描特征。UG建模的步骤：1.新建或打开一个文件2.点击开始，根据操作需要选择应用模块3.准备工作环境4.分析模型，建立少数关键设计变量5.建立对象6.查询信息7.修改对象8.完成工作后存储为UG部件文件。基于特征的设计步骤：毛坯粗加工精加工粗加工操作：添加材料、减去材料、用户自定义的特征精加工操作：布尔运算、边缘操作、面操作、体操作在已有毛胚上加粗加工特征的步骤：1.首先考虑定位特征的可选对象是否齐全2.选择要加入的特征及其子类型3.选择特征安放的表面4.对通孔、通槽等特征要选择贯通的表面5.对键槽、矩形腔、矩形垫等特征，选择水平参考或垂直参考。相对基准面构造方法：1、三点法2、相对于平面的基准面（相对于已存在平面的偏置平面，在已存在平面成一定角度的平面，两个平面的中间面）3、选择柱面构造基准面4、选择曲线建立草图步骤：1、分析要建立的模型或部件特征，建立设计意图，规划草图的数目、内容及约束；2、按照公司标准设置/建立草图的层与目录；3、检查和修改草图参数预设置4、建设和编辑草图曲线；5、按设计意图加草图约束；6、使用草图建