机械产品数字化设计的发展趋势以及在行业中的应用.pdf

姓名 姓名 尉言振 学号 学号 0814110124 学院 学院 机电工程学院 专业 专业 机械设计制造及其自动化 班级 班级 高级工程人才试验班 1201 班 日期 2013 年 1 月 12 日 课题 课题 机械产品数字化在行业中的应用 三维设计软件在机械行业的使用情况 第 1 页 共 5 页 调查对象 调查对象 三维设计软件在机械行业中的应用调查 调查目的 调查目的 了解目前产品数字化设计在机械行业中的应用 在当今计算机技术的发展已经达到 天天换 日日新 的程度 计算机技术的应用已经 遍布我们的日常生活 一 计算机三维辅助软件的现状及其应用在新时代的产品设计中 不在只注重产品的质量 越来越多的目光放在了产品的外形和产品的各项功能 在新型产品投放市场的时候 商家都 会向顾客群进行问卷调查 大量的调查问卷显示 产品的形象设计和产品的功能逐渐取代产 品质量的地位成为顾客考虑的第一选择 而现今产品的设计更注重设计的时效性 在机械设 计中 AutoCAD 3DMax 正实现着这一目标 而这些三维辅助软件已经成为设计人员电脑中不 可缺少的重要软件 下面就是我对一些比较常用的三维设计软件的各项调查结果 1 1 Pro Engineer 是美国参数技术公司 PTC 旗下以参数化著称的 CAD CAM CAE 一体 化的三维软件 有着三大特点 参数化设计 基于特征建模 单一数据库 全相关 并且 其内容涵盖了产品从概念设计 工业造型设计 三维模型设计 分析计算 动态模拟与仿真 工程图输出 到生产加工成品的全过程 其中还包含了大量的电缆及管道布线 模具设计与 分析等实用模块 应用范围涉及航空 汽车 机械 数控 NC 加工 电子等诸多领域 由 于 Pro ENGINEER 具有强大而完美的功能 也因此作为当今世界机械 CAD CAE CAM 领域的新 标准而得到业界的认可和推广 是现今主流的 CAD CAM CAE 软件之一 特别是在国内产品设 计领域占据重要位置 Pro E 采用了模块方式 可以分别进行草图绘制 零件制作 装配设计 钣金设计 加 工处理等 用户可以根据自身的需要进行选择 而不必安装所有模块 能够将设计至生产全 过程集成到一起 实现并行工程设计 它不但可以应用于工作站 而且也可以应用到单机上 在目前的中国市场应用上 pro e 的应用主要集中于消费电子 高科技领域和玩具的产 品设计和模具设计 因此也决定了用户的关注热点比较集中于零件建模 曲面造型 工程图 优化设计方法 分模和模具设计和逆向造型等模块 而随着国内用户三维软件技术应用水平 的不断提高 关注软件数据管理和产品生命周期 PLM 的用户也越来越多 第 2 页 共 5 页 2 2 UG Unigraphics NX 是 EDS 公司出品的一个交互式 CAD CAM 系统 功能强大 可 以轻松实现各种复杂实体及造型的建构 为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和 验证手段 UG NX 是建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上 针对用户 的虚拟产品设计和工艺设计的需求提供的解决方案 NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统 可以通过过程变更来驱动产品革新 它 的独特之处是其知识管理基础 使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润 其中 包含了企业中应用最广泛的集成应用套件 用于产品设计 工程和制造全范围的开发过程 可以管理生产和系统性能知识 根据已知准则来确认每一设计决策 NX 使企业能够通过新 一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标 UG 主要客户包括 通用汽车 通用电气 福特 波音麦道 洛克希德 劳斯莱斯 普 惠发动机 日产 克莱斯勒 以及美国军方 几乎所有飞机发动机和大部分汽车发动机都采 用 UG 进行设计 充分体现 UG 在高端工程领域 特别是军工领域的强大实力 在高端领域与 CATIA 并驾齐驱 UG 和 Pro e 的最主要的区别在于 UG 是一个半参数化建模软件 这样 在模型修改方 面会显的功能很强悍 Pro e 一个全参数建模软件 这样 团队协作的关联性会很强 单 一的变换直接影响全局的变化 3 3 SolidWorks 公司成立于1993年 由 PTC 公司的技术副总裁与 CV 公司的副总裁发起 总部位于马萨诸塞州的康克尔郡 Concord Massachusetts 内 SolidWorks 软件成为世界 上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统 Solidworks 功能强大 易学易用和技术创新是 SolidWorks 的三大特点 使得 SolidWorks 成为领先的 主流的三维 CAD 解决方案 使用它 设计师大大缩短了设计时间 产品快速 高效地投向了市场 在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将 SolidWorks 全资并购后 SolidWorks 成为 CAD 行业一家高素质的专业化公司 SolidWorks 三维机械设计软件也成为 达索企业中最具竞争力的 CAD 产品 SolidWorks 成为全球装机量最大 最好用的软件 资料显示 目前全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约28万 涉及航空航天 机车 食品 机械 国防 交通 模具 电子通讯 医疗器械 娱乐工业 日用品 消费品 离散 制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业 在教育市场上 每年来自全球4 300所 第 3 页 共 5 页 教育机构的近145 000名学生通过 SolidWorks 的培训课程 与其它3D CAD 系统相比 与 SolidWorks 相关的招聘广告比其它软件的总和还要多 这比较客观地说明了越来越多的工 程师使用 SolidWorks 越来越多的企业雇佣 SolidWorks 人才 据统计 全世界用户每年使 用 SolidWorks 的时间已达5500万小时 美国著名咨询公司 Daratech 所评论 在基于 Windows 平台的三维 CAD 软件中 SolidWorks 是最著名的品牌 是市场快速增长的领导者 在美国 包括麻省理工学院 MIT 斯坦福大学等在内的著名大学已经把 SolidWorks 列为制造专业的必修课 国内的一些大学 教育机构 如清华大学 哈尔滨工业大学 北京 航空航天大学 大连理工大学 北京理工大学 上海教育局等也在应用 SolidWorks 进行教 学 4 4 AutoCAD2012是由美国 Autodesk 公司开发的计算机辅助设计软件 它易于掌握 使 用方便 体系结构开放 能够绘制二维与三维图形 标注尺寸 渲染图形 输入输出打印图 纸以及进行联网开发等 该款软件广泛应用于机械 电子 建筑等领域 它将直观强大的概念设计和视觉工具结合在一起 帮助建筑师 工程师和设计师更充分 地更有成效地实现更具竞争力的设计创意 同时 整合了制图和可视化 满足了个人用户的 需求和偏好 能通过让用户在不需要软件编程的情况下自动操作制图从而进一步简化了制图 任务 极大地提高了效率 此外 AutoCAD2012涉及各个行业的具体解决方案 如 建筑 土木 机械 电气和管路工程 工厂管理 地理空间信息系统等 是同类最佳的解决方案 能够帮助客户改善 实践他们的设计创意 CATIA 是法国达索 Dassault System 公司旗下的 CAD CAE CAM 一体化软件 作为 PLM 协同解决方案的一个重要组成部分 它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品 并支持从项 目前阶段 具体的设计 分析 模拟 组装到维护在内的全部工业设计流程 它拥有着四大核心技术 先进的混合建模技术 所有模块具有全相关性 并行工程的设 计环境使得设计周期大大缩短 覆盖了产品开发的整个过程 另外 CATIA 系列产品已经在 七大领域里成为首要的3D 设计和模拟解决方案 汽车 航空航天 船舶制造 厂房设计 电力与电子 消费品和通用机械制造 CATIA 拥有远远强于其竞争对手的曲面设计模块 ENOVIA 提供了强大的数据管理能力 使 CATIA 成为当今世界上最顶尖的技术 使其居世界 CAD CAE CAM 领域的领导地位 它的集 成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域 其特有的 DMU 电子样机模块功能及混合建模技 术更是推动着企业竞争力和生产力的提高 第 4 页 共 5 页 CATIA 提供方便的解决方案 迎合所有工业领域的大 中 小型企业需要 包括 从大 型的波音747飞机 火箭发动机到化妆品的包装盒 几乎涵盖了所有的制造业产品 在世界 上有超过13 000的用户选择了 CATIA 航空航天 CATIA 源于航空航天工业 是业界无可争辩的领袖 以其精确安全 可靠 性满足商业 防御和航空航天领域各种应用的需要 CATIA 被应用于开发虚拟的原型机 其中包括 Boeing 飞机公司 美国 的 Boeing 777 和 Boeing 737 Dassault 飞机公司 法 国 的阵风 Rafale 战斗机 Bombardier 飞机公司 加拿大 的 Global Express 公务 机 以及 Lockheed Martin 飞机公司 美国 的 Darkstar 无人驾驶侦察机 汽车工业 CATIA 是汽车工业的事实标准 是欧洲 北美和亚洲顶尖汽车制造商所用 的核心系统 CATIA 在造型风格 车身及引擎设计等方面具有独特的长处 一级方程式赛车 跑车 轿车 卡车 商用车 有轨电车 地铁列车 高速列车 各种 车辆在 CATIA 上都可以作为数字化产品 CATIA 的技术在汽车工业领域内是无人可及的 并且被各国的汽车零部件供应商所认可 如 Renault Toyota Karman Volvo Chrysler 等 足以证明数字化车辆的发展动态 造船工业 CATIA 在与 Fincantieri 的协作中得到发展 机器人可进行直线和弧线焊 缝的加工并克服了机器人自动线编程的瓶颈 General Dynamic Electric Boat 和 Newport News Shipbuilding 使用 CATIA 设计和建造美国海军的新型弗吉尼亚级攻击潜艇 诺思罗 普 格鲁曼公司已经将法国达索 Dassault 公司开发的计算机辅助设计软件应用到其舰 船设计最具挑战性的工作中 吉拉德 R 福特 级核动力航空母舰不仅是美国海军40多 年以来设计的唯一一级航空母舰 还是第一种全程使用计算机软件而非图纸进行设计的航 空母舰 圣安东尼奥 级两栖船坞登陆舰和 弗吉尼亚 级潜艇都使用了计算机辅助设 计技术 中国广州的文冲船厂也对 CATIA 进行了成功地应用 加工和装配 CATIA 规程驱动的混合建模方案保证高速生产和组装精密产品 如机床 医疗器械 胶印机钟表及工厂设备等均能作到一次成功 在机床工业中 用户要求产品能够迅速地进行精确制造和装配 Staubli 使用 CATIA 设 计和制造纺织机械和机器人 Gidding Lewis 使用 CATIA 设计和制造大型机床 Klipan 使 用 CATIA 设计和生产电站的电子终端和控制设备 Polynorm 使用 CATIA 设计和制造压力设 备 Tweko 使用 CADAM 设计焊接和切割工具 第 5 页 共 5 页 结论 结论 纵观三维辅助软件 从抽象的线面合成 用难懂的操作进行复杂的操作 变为简单易懂 形象清晰的直观操作 三维形象软件的普及从电脑高级人才才懂得高难度软件设计 转变到 通过一本教科书就能轻松学会 可见软件已经走到我们生活当中不再陌生 很多三维设计软 件已经广泛应用到施工业 设计业 电子业 机械业等大量职业 Proe 3DMax 等相关软件 绘制体系