CAD综述及CAXA电子图板2009简介.doc

CAD课程综述作业一 CAD综述及CAXA电子图板2009简介河北科技大学机械电子工程学院 机械*班 * 学号：*摘要：结合计算机辅助设计课程的学习，对CAD技术的发展做了概述，并阐述了CAD技术在现代机械产品设计中起到的积极作用，简要描述了CAD技术当前发展状况，最后对CAXA电子图板2009进行功能简介。关键词：CAD概述；CAD技术在机械产品设计中的作用；CAD技术当前发展；CAXA电子图板20091. 概述CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) ，是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行计算、信息存储和制图等设计工作 。20世纪50年代第一台计算机绘图系统的研发成功，标志着CAD技术雏形正式出现和交互式计算机图形显示技术的诞生。在20世纪60年代一些大公司和实验室相继开发了更先进更实用的CAD系统，如DAC-1系统、CADAM系统、GRAPHIC-1系统等。20世纪70年代，交互式计算机图形处理技术日益成熟，完整的cad 系统开始形成。手动游标、图形输入板、基于光栅扫描的显示器等多种形式的图形输入输出设备，促进了cad技术的发展。80 年代，随着工作站和微型计算机的出现以及成熟的CAD软件，CAD技术在一般企业逐步普及。在此期间还制订了一系列图形标准，如GGI、GKS、PHIGS、IGES、STEP等。20世纪90年代以来，CAD造型不断完善，广泛采用特征造型和变量化造型。基于网络的CAD、支持协同概念设计成为研究热点。CAD系统按其硬件组合并结合计算机的发展历程一般可分为五类：主机系统、小型机系统、工作站系统、微机系统、基于网络的微机-工作站系统。CAD系统按工作方式及其功能大致分为四类：检索型CAD系统、自动型CAD系统、交互型CAD系统、智能型CAD系统1。 2. CAD技术在现代机械产品设计中的作用CAD技术在机械产品设计中发挥着越来越大的作用，尤其是现在三维软件的计算设计功能增强以及多种功能的有机结合，例如复杂曲线曲面造型、精密零件的数控加工、重要场合下的零件安全性校核及优化设计等，使得现代机械产品设计离开CAD技术将寸步难行。另外CAD技术还缩短了机械设计周期，使零件设计和修改非常方便，在装配环境中装配零件方便直观，提高机械产品的技术含量，质量符合人的思维过程2。2.1 二维图纸绘制及三维实体建模、装配仿真、设计优化CAD技术使工程图的绘制摆脱了绘图板、纸介、抄图等传统图纸绘制的局限性，加上计算机网络的发展，使得工程图更容易保存和交流。三维实体建模使零件表达更直接有效，摆脱了二维表达的种种不足，使复杂零件、曲面零件的详细表达成为现实，为后期精密加工打下基础，同时结合后台数据库的统一管理，使零件修改更加简单。三维环境下的零件装配，使各零件按照设计思路进行人为组合，在设计过程中最大限度的避免零件干涉等问题。零件装配完成后通过运动关系设置，可以对产品进行虚拟仿真，用以模拟零件的各机构运动是否满足设计要求，对零件的外形、运动过程进行综合认识。产品设计优化是产品设计后期应用CAD技术根据零件材料、所受应力、运动情况等在零件现有尺寸基础上进行设计优化，使产品设计更科学、零件运动性能更突出3。2.2 复杂曲线曲面设计CAD技术在复杂曲线曲面设计上的应用从20世纪60年代已经开始。从最初的汽车车身设计、飞机制造到现在的各种复杂曲面的模具设计、符合空气动力学的各种复杂产品外形，CAD技术在复杂曲面零件设计上有着重大的贡献，使曲面零件在设计表达、生产制造上可以得到准确的描述和尺寸，从而带动了一批高精尖产品的诞生。在曲线曲面设计上具有代表性是CATIA。2.3 产品数控加工CAD技术在CAM行业也用很大的作用，起作用集中在数控加工中代码的生成。通过CAD技术设计的复杂零件在加工时同样需要精密的加工，而复杂零件的数控加工代码是十分复杂的，人工编码几乎不可能，CAD技术完美的解决了这个问题。数控加工的代码生成是CAD技术在产品设计后期及产品加工中的重要应用。作为CAD技术在数控加工应用中的标志性软件Unigraphics NX。2.4 产品族参数化设计CAD技术在产品设计中由于其强大的后台数据管理功能，在系列产品设计中可以根据具体不同要求在相应产品族中对尺寸进行修改便可完成设计。参数化设计是CAD技术的发展前沿。参数化设计的代表性软件是Pro/E。3. CAD技术当前发展概况从20世纪50年代第一台图形显示器的诞生，到现在个人电脑（微机）对CAD应用的普及，CAD技术60年的发展是伴随着工程数学、计算机网络、计算机硬件、计算机软件等多方面的发展而发展的。3.1 UNIX向Windows转移今年来由于Windows操作系统的普及，很多CAD软件开始从Unix系统向Windows系统转移，有些新型CAD软件就定位于Windows系统。1995年世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统诞生，这个系统便是SolidWorks。同年，Unigraphics也发布了Windows NT版本。2000年PTC公司推出了windows平台的移植版本Pro/E 2000i。1992年Autodesk公司推出WINDOWS 版本下的AutoCADR12.0。3.2支持PLM管理PLM(product lifecycle management)即产品生命周期管理，是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的，支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案。由于在复杂产品设计中需要管理庞大的数据，所以越来越多的CAD系统支持PLM4。3.3二次开发市场广阔由于各企业有自己独特的使用要求，对于通用的CAD系统越来越多的用户选择使用二次开发满足自己独特使用要求。所以CAD软件的二次开发越来越受到重视。4. CAXA电子图板2009简介CAXA是北航海尔依托北京航空航天大学的科研实力开发出的中国第一款完全自主研发的CAD产品。2008年9月8日CAXA电子图板2009在北京正式发布。4.1 运行环境运行环境：Windows XP/Vista；P4 2.0GHz以上CPU； 512M以上内存。4.2 功能组成、特点CAXA电子图板2009界面采用普遍流行的Fluent/Ribbon图形用户界面，界面包括：菜单按钮、快速启动工具栏、工具选项卡、面板、图形绘制区。其功能由图形绘制、图形编辑、工程标注、图库操作、图纸幅面、打印、系统设置等组成。其特点是：全面兼容AutoCAD、全新用户界面、智能交互、强大编辑与绘图工具、智能工程标注、开放幅面管理国标图库和构件库、灵活排版打印、内嵌转图工具和专业工具5。4.3 总体应用情况截止到2009年底，CAXA已累计拥有56个著作权和74个专利及专利申请，销售正版软件超过30万套，产品直接用户200万。CAXA已建立自己的软件认证：CAXA电子图板应用工程师、CAXA三维机械设计师、CAXA数控编程工程师、CAXA生产工艺设计师、CAXA机械工程师、CAXA高级机械工程师。5. 结语CAD技术的进步正在越来越多的促进着科技的发展，同时科技的不断发展又进一步影响着CAD技术的进步。在过去的几十年CAD技术的发展大多是在解决实际工程中的问题过程中研究出来的，中国是一个制造大国，同样有很多需要解决的工程问题。希望在未来的CAD技术发展中有属于中国的精彩的一笔。6. 参考文献： 1 崔宏斌，方亿湘，张嘉钰等. 计算机辅助设计基础及应用（第二版）. 北京：清华大学出版社，316，2008: 2 马慧煜.论CAD在机械设计中的应用EB/OL.: /yingyong/081115/09415850.html,2008-11-15:3 佚名.论应用CAD技术的现代机械设计EB/OL.: /gclw/jxgllw/410053.html,2009-07-29:4 荆楚居士. PLM学习第1天PLM定义篇 EB/OL.: /html/20090801/48