宁工院CAD与CAM课件第1章 概述

第一章概述第一节CAD/CAM基本概念一、基本概念：CAE：ComputeraidedEngineering计算机辅助工程。指的是计算机进行数值模拟分析计算。主要包括：有限元法，有限差分法，最优化方法，仿真技术，运动学，动力学计算等CAD：ComputerAidedDesign计算机辅助设计。就是利用计算机进行几何设计，几何实体建模，绘图等。CAPP：ComputeraidedProcessPlanning计算机辅助工艺设计。利用计算机进行产品的加工方法和制造过程的设计。CAM：ComputerAidedManufacturing计算机辅助制造。广义CAM指的是工艺设计，NC编程，机器人编程等生产准备过程。

CAD/CAM（ComputerAidedDesign/ComputerAidedManufacturing）是一门基于计算机技术而发展起来的、与设计和制造技术相互渗透相互结合的、多学科综合性的技术。二、CAD/CAM与制造模式CAD/CAM的优越性：1有利于发挥设计人员的创造性2缩短设计制造周期3有利于实现设计方案的优化4有利于实现产品的标准化、通用化和系列化5有利于提高产品设计自动化，生产自动化的水平，最大幅度地满足客户需求，有利于企业提高应变能力和市场竞争力三、CAD/CAM的生存环境1.操作系统2.计算机网络3.数据管理平台——PDM（产品数据管理）4.集成制造环境——CIMS（集成制造系统）四、CAD/CAM系统的工作过程CAD/CAM系统的基本功能1）几何建模2）计算分析3）工程绘图4）辅助工艺规程设计5）自动编程6）模拟仿真7）工程数据管理

几何建模例子几何建模例子例子：手机注射压力

流动温度

计算分析例子

模具CAD

模架CAD

侧抽机构CAD

刀位轨迹

NC动态检测

薄板成形第二节CAD/CAM技术的发展一、CAD、CAM技术的发展经历了四个阶段：（1）研究初始阶段（20世纪50~60年代）（2）工程研究阶段（20世纪60~70年代）

快速发展阶段（20世纪60年代）成熟推广阶段（20世纪70年代）（3）开发应用阶段（20世纪80年代）（4）完善提高阶段（标准化、智能化、集成化阶段）——（1990年至今）二、CAD/CAM的发展趋势1．

集成化2．

网络化3．

智能化4．

并行工程5.标准化6．

虚拟制造CAD/CAM集成

理想的CAD/CAM集成化（一体化）系统共用一个数据库，设计和制造所需的信息都储存在共用数据库里，实现了产品设计、工艺规程编制、生产过程控制、质量检测和生产管理等全过程的高度集成。网络化资源共享，协同攻关分担基础设施建设费用和相应的商务风险；分享核心竞争优势；缩短产品投放市场所需时间；协同产品开发和合作；增加市场占有份额及快速进入市场等战略目的。智能化将人工智能技术、专家系统应用于CAD/CAM系统中，形成智能的CAD/CAM系统，使其具有人类专家的经验知识，具有学习、推理、联想和判断功能及智能化的视觉、听觉、语言能力，从而解决那些以前必须由人类专家才能解决的问题。并行工程（CE）并行工程(ConcurrentEngineering)：是对产品及其相关过程（包括制造和支持过程）进行集成、并行地设计的系统化工作模式。标准化社会化大生产的要求虚拟制造虚拟制造系统（VMS)VMT（虚拟制造技术）是由多学科先进知识形成的综合系统技术，其本质是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、制造等生产过程进行统一建模。VM(VirtualManufacturing)就是在计算机中完成产品的制造任务。VMS的功能：通过虚拟制造系统实现制造企业产品开发过程的集成实现虚拟产品设计/虚拟制造仿真闭环产品开发模式提高产品开发过程中的决策和控制能力提高企业自我调节、自我完善、自我改造和自我发展的能力。什么是CAD/CAM？——What为什么要使用CAD/CAM技术？——Why如何实现CAD/CAM？——how第三节CAD/CAM技术的学习方法一、学习的特点1.需要计算机技术的支撑2.需要对象知识的熟悉与了解3.需要理论与实际操作的密切结合二、教学大纲的要求了解CAD/CAM系统的基本结构、基本原理、发展现状与趋势掌握CAD/CAM系统硬件、软件方面的基本概念、基本知识。了解计算机图形生成技术、掌握二维机械工程图的绘制技术掌握三维造型的常用方法了解计算机辅助工程的有关知识了解数控加工了解CAD/CAM集成熟悉软件的应用三、学时、考核总学时：48学时

讲课(CAD/CAM技术)：24学时上机（Pro/E）：24学时考核：卷面测试（40%）+上机考试（40%）+平时（20%）学习方法：

课堂教学与实验教学（软件实践）相结合，辅之以自学。Pro/ENGINEERWildfire3.01.1Pro/E起源与特性Pro/Engineer：美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation，PTC)开发的机械产品设计软件PTC成立于1985年，1988年发布Pro/E1.0，三维设计进入参数化时代20世纪90年代起PTC成为全球最大的CAD/CAM/CAE软件供应商Pro/E采用了CAD方面的先进理论与技术，主要特点有：3D实体模型单一数据库以特征为单位参数式设计1.2Pro/E主要功能模块简介及使用方法Pro/E有20多个大模块，能完成概念设计、零件设计、虚拟装配、功能模拟、生产制造等整个产品生产过程Pro/E将产品设计分为工业设计、机械设计、功能模拟、生产制造等几个方面，不同阶段提供不同功能本课程只是学习基本模块中的：零件设计和基本曲面设计基础装配设计工程图设计数控加工设计的过程是多个模块综合使用的过程1.2Pro/E主要功能模块简介主要功能模块：工业设计方面机械设计方面功能模拟方面生产制造方面多模块的综合使用方法1.工业设计方面使用Pro/E可以使用草图、建模、着色以及渲染等方法轻松快速地建立产品概念模型Pro/E建立的宝剑模型：2.机械设计方面工程人员可借助Pro/E快速准确地建立产品精确模型Pro/E建立的减速箱模型：2.机械设计方面工程人员可根据零件模型轻松建立装配关系Pro/E组装挖掘臂的例子：2.机械设计方面应用Pro/E提供专用机械设计模块，可轻松完成专用产品设计利用Pro/Moldesign模块建立注塑模具：2.机械设计方面使用Pro/E中提供的详细设计模块，根据零件模型轻松生成工程图套零件的工程图3.功能模拟方面使工程人员评估设计的功能表现、缩短推出市场时间并减少开发费用使用Pro/E对挖掘机臂进行运动分析：单击图片播放影片4.生产制造方面对实体模型加工，以增加准确性、减少重复工作Pro/NC模块的刀具路径仿真：5.软件的使用：多模块的综合使用通用产品设计过程概念模型的建立：工业设计、外观设计等零件设计与装配：零件三维模型的建立与装配零件的数控加工或三维模型转工程图专用产品设计模具设计：金属模具、塑料模具等结构分析：有限元分析、运动学分析等钣金设计等1.3Pro/E野火版发展历史版本号20