鲁东大机械制图Ⅱ课件01计算机绘图技术概述

第01章

计算机绘图技术概述

主要内容：造型技术、现有CAD/CAM软件简介重点：造型技术1.1造型技术线框造型曲面造型实体造型曲面几何模型主要应用在航空、船舶和汽车制造业领域或对模型的外形要求比较高级的软件中，且曲面几何模型在3维消隐、着色等技术中比线框结构的模型处理的方便和容易，所以曲面几何模型在CAD/CAM领域曾独领风骚，甚至现在也雄风不减当年。但曲面几何模型也有一些缺点，就是在有限元分析、物性计算等方面很难施展。线框造型（WireframeModel）曲面造型(SurfaceModel)

实体几何造型(SolidModel)方法法这种模型描述手段是以线段、圆、弧和一些简单的曲线为描述对象，通常人们也把线段、圆、弧和一些曲线称为图形元素。线框造型系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息，CAM及CAE均无法实现。实体几何模型理论的发展可以追溯到1970年，当时是利用CSG方法，将最基本的实体（立方体、圆柱体、圆锥体等）进行布尔运算，这就需要事先按一定的顺序建立好大小、位置合适的基本实体，并且不能改变。谁也不能保证设计结果不被修改，所以CSG方法不能被设计人员接受。随着特征、约束等概念的提出，实体几何模型的设计方法也完全征服了设计人员。特征必需是一个实体或零件中的具体构成之一；特征能对应到某一种形状；特征应该具有工程上的意义；特征的性质是可以预料的。

因此，采用实体几何模型能够有效地进行产品的设计、性能分析及为CAM/CAPP等后续工作提供可靠的信息。CAPPCSGSolidModelWireframeModelSurfaceModel

1.2现有CAD/CAM软件简介国外、国内开发研制（1）Ideas美国CAD/CAM,有限元分析，受热变形分析。包括三维、二维设计。（2）ProEngineerCAD/CAM（3）UGCAD/CAM且CAM为主（4）CATIA法国CAD/CAM（5）SolidWorksCAD（6）SolidEdgeCAD（7）MDT与AutoCAD同一公司,3D造型（8）MasterCAMCAD/CAM且CAM为主（9）AutoCAD

二维造形（10）CAXA国产软件CAD/CAM（１）Unigraphics(UG)

UG是UnigraphicsSolutions公司的拳头产品，最早应用于美国麦道飞机公司。它是从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件。90年代初，美国通用汽车公司选中UG作为全公司的CAD/CAE/CAM/CIM主导系统，这进一步推动了UG的发展。1997年10月UnigraphicsSolutions公司与Intergraph公司签约，合并了后者的机械CAD产品，将微机版的SOLIDEDGE软件统一到Parasolid平台上。由此形成了一个从低端到高端，兼有Unix工作站版和WindowsNT微机版的较完善的企业级CAD/CAE/CAM/PDM集成系统。

UG作品（２）SOLIDEDGE

SOLIDEDGE是真正Windows软件。它不是将工作站软件生硬地搬到Windows平台上，而是充分利用Windows基于组件对象模型(COM)的先进技术重写代码。SOLIDEDGE与MicrosoftOffice兼容，与Windows的OLE技术兼容，这使得设计师们在使用CAD系统时，能够进行Windows下字处理、电子报表、数据库操作等。

SOLIDEDGE是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统，它是为设计人员专门开发的，易于理解和操作的实体造型系统。（3）AutoCAD

AutoCAD是Autodesk公司的主导产品。二维绘图领域拥有广泛的用户群。AutoCAD有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能，同时有部分三维功能。该软件开发中的自身原因，使的该软件存在一些的不足之处，比如，该软件在二维设计中无法做到参数化的全相关的尺寸处理；三维设计中的-实体造型能力不足。但是由于该软件进入国内市场较早，价格较便宜，对使用的微机要求较低，使用比较简单，因此使用者还是比较多。AutoCAD

2006（4）MDT

MDT是Autodesk公司在PC平台上开发的三维机械CAD系统。它以三维设计为基础，集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体；为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。

由于该软件与AutoCAD同时出自Autodesk公司，因此两者完全融为一体，用户可以方便地实现三维向二维的转换。MDT为AutoCAD用户向三维升级提供了一个较好的选择。MDT2006

（5）SolidWorks

SolidWorks是生信国际有限公司推出的基于Windows的机械设计软件。SolidWorks包括结构分析、运动分析、工程数据管理等，可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。三维CAD设计出来的装配图SolidWorks设计出来的渲染图及装配图（6）

Pro/Engineer

Pro/Engineer系统是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation，简称PTC)的产品。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品。Pro/Engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。

（7）I-DEAS

I-DEAS是美国SDRC公司开发的CAD/CAM软件。该公司是国际上著名的机械CAD/CAE/CAM公司，在全球范围享有盛誉，国外许多著名公司，如波音、索尼、三星、现代、福特等公司均是SDRC公司的大客户和合作伙伴。

I-DEAS在CAD/CAE一体化技术方面一直雄居世界榜首，软件内含诸如结构分析、热力分析、优化设计、耐久性分析等真正提高产品性能的高级分析功能。（8）MasterCAMMasterCAM为美国CNC软件公司在80年代开发的在微机上运行的机械制造CAD/CAM一体化软件系统。系统的运行环境为Windows。MasterCAM软件的主要模块（1）三维设计（DESIGN）；（2）车床（LATHE）；（3）线切割（WIRE-EDM）；（4）2-5轴铣床（MILL）。（9）CATIACATIA是由法国DASSAULTSYSTEMS公司设计开发，并由美国IBM公司在世界各地销售的计算机CAD/CAM系统。其主要功能有：三维集合图形设计、二维工程蓝图绘制、三维计算机辅助加工制造、加工轨迹模拟、机构设计及运动分析、标准零件管理。CATIA新增加了人体建模功能帮助用户生成一个数字化的人体模型来对操作时人体所处的环境进行分析，例如模拟一名汽车驾驶员，评测他的操纵范围及舒适程度。（10）

CAXACAXA是国产软件，由北京航空大学、青岛海尔集团与美国C-MOLD公司在原北京华正软件工程研究所基础上研制开发的CAD/CAM软件。系统的运行环境为Windows。主