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合肥工业大学机械与SCHOOLOFMECHANICALANDAUTOMOTIVEENGINEERING机械CAD教程MechanicalComputerAidedDesign授课人夏链Lecturer:XiaLian机械CADScheduleforthiscourse:Totalhours:40Lecture:24Practice:16Credits:
2.5Duration:fromthe9thweekApril222008tothe14thweekMay312008Lectures:Time:Tuesday5614:30-16:30Thursday5614:30-16:30Location:East201West2204Practice:Time:Wednesday14:30-18:300315-0389Saturday18:00-21:300390-0448and2002relatedLocation:机汽学院计算机房机械二楼406室合肥工业大学精品课程机械CAD机械CAD
1、本课程包含哪些内容(What)?◆CAD基本理论和基础知识◆CAD软件应用—Solidworks
2、为什么要学习本课程(Why)?◆CAD是机械与汽车工程学院面向各专业的一门重要的技术基础课程,为后续的专业课程学习、课程设计和毕业设计打下良好的技术基础◆Solidworks是目前非常流行的CAD三维实体造型软件,易学上手快,为其他高端CAD软件的学习奠定基础
3、如何学好本课程(How)?◆重视基本理论和基础知识的学习,充分理解CAD在产品开发周期中的核心作用;◆重视实践环节,熟练掌握CAD软件三维建模的方法◆做好课后资料的查阅,把握先进制造技术的发展前沿合肥工业大学精品课程机械CAD机械CADCAD学科CAM学科自动化几何建模CAD设计计算机图形学设计CADCAM制造CAD自动化几何建模CAD/CAM计算机图形学制造CAD与CAM学科合肥工业大学精品课程机械CAD机械CAD参考书Bibliography:1《ComputerIntegratedManufacturing》JamesA.RehgHerryW.Kraebber2《CADCAM》ChrisMcMahonJimmieBronne3《机械CAD与Solidworks三维计算机辅助设计》黄康等中国科技大学出版社4《Solidworks2001Plus基础及应用教程》何煜琛等电子工业出版社合肥工业大学精品课程机械CAD机械CADCAD/CAE/CAM网络资源http://www.solidworks.com/http://www.3dcadforums.com/http://www.mcadforums.com/forums/http://www.icad.com.cn/index.asphttp://www.cncfbi.com/Index.html合肥工业大学精品课程机械CAD机械CADMechanicalComputerAided合肥工业大学精品课程机械CADDesign第1部分CAD技术概述
1.1制造企业、设计模型和产品开发过程
1.2CAD、CAD/CAE/CAM以及产品的PDM
1.3CAD系统
1.4CAD技术在机械工业中的应用
1.5CAD技术发展趋势合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述
1.1制造企业、设计模型和产品开发过程合肥工业大学精品课程机械CAD合肥工业大学精品课程机械CAD
(6)制造基础结构
(5)料产资源品生命
(4)营定义周期转
(3)系信统计共享的知识
(2)
(1)用户组织系统装配社区和测试制造零部件制造职责规划作业规章管理SME新型制造企业轮概念化概念化综合过滤综合分析设计的丰富面向装配的设计面向制造的设计评价分析文档编制评价设计模型文档编制新设计模型构思、市场调查
1.市场调研
2.管理审核
3.设计工程
4.生产工程否设计成本和生产目标工程设计制造审核满足成本目标?是产品设计过程:概念化综合分析评价文档编制确定主要组件
5.制造生产工程设计
6.客户使用产品开发周期制造客户文档传统的产品开发过程市场调查产品构思并行工程组生产工程设备供应商确定成本和生产目标设计工程生产控制CNC程序员夹具设计人员质量控制零件供应商工具设计人员全企业范围内的并行设计过程产品设计过程概念化综合分析评价文档编制采购市场满足目标成本?否需要重新设计是满足目标制造系统开发和安装制造系统作业改进的产品开发过程设计过程综合设计要求设计说明,规范及要求分析收集相关设计信息以及可行性研究计算机辅助设计过程设计信息与存档设计评估最优化设计设计分析设计建模与仿真概念化设计制造过程计算机辅助制造过程生产规划设计和获取新的工具工艺规划材料订单生产质量控制包装运输数控编程市场销售典型生产周期第1部分CAD技术概述
1.2CAD、CAD/CAE/CAM以及产品的PDM合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述从原始人类制造第一件石器的那个时刻起,就产生了设计这一活动社会化大工业生产的形成过程中,设计逐渐分离成为相对独立的生产部门,继而成为专门的科学学科由于自然和科学发展的客观规律,由于人类追求完美的本能,设计过程从来就是一个“设计→评价→再设计→再评价”的反复迭代、不断优化的过程合肥工业大学精品课程机械CAD科学的发展、特别是计算机技术的发展和应用,使机械设计技术本身迅速发展起来从经验设计到科学设计;从可用(adequate)设计到优化(optimal)设计;从静态设计到动态设计;从手工设计到计算机辅助设计第1部分CAD技术概述提高产品质量缩短生产准备时间降低制造成本提升企业市场竞争力环境友好提高售后服务合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述100755025OverheadLaborMaterialDesign0FinalmanufacturingcostInfluenceonfinalmanufacturingcostDesigninfluenceonmanufacturingcost合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述知识、经验、创造力存储能力计算能力图形处理能力可编程序人的最佳特性计算机和计算机软件的最佳特性最终的CAD系统最终的CAD系统硬件+软件CAD的特点合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述CADisasoftwaresystemthatusescomputergraphicstoassistinthecreationmodificationandanalysisofadesign.合肥工业大学精品课程CAD定义ADefinitionofCAD CADistheapplicationofcomputersandgraphicssoftwaretoaidandenhancetheproductdesignfromconceptualizationtodocumentation.机械CAD第1部分CAD技术概述国际信息处理联合会IFIP给出的完整定义为“CAD是一种技术,其中人与计算机结合为一个问题求解组,紧密配合,发挥各自所长,从而使其工作优于每一方,并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能CAD是工程技术人员以计算机为工具,对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称”CAD在早期是英文ComputerAidedDrafting计算机辅助绘图的缩写,随着计算机软、硬件技术的发展,人们逐步的认识到单纯使用计算机绘图还不能称之为计算机辅助设计;真正的设计是整个产品的设计,它包括产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造等二维工程图设计只是产品设计中的一小部分;于是CAD的缩写也由ComputerAidedDrafting改为ComputerAidedDesign,CAD也不再仅仅是辅助绘图,而是整个产品的辅助设计利用计算机强大而快速的数据处理能力和准确而灵活的图文处理能力,帮助设计人员完成繁杂的设计任务,提高设计工作效率和质量CAD(计算机辅助设计)定义合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述CAD已成为一门综合性应用新技术,它涉及到以下基础技术
(1)图形处理技术如二维交互图形技术、三维几何造型及其它图形输入输出技术
(2)工程分析技术如有限元分析、优化设计方法、物理特性计算(如面积、体积、惯性矩等)、模拟仿真以及各行各业中的工程分析等
(3)数据管理与数据交换技术如数据库管理、不同CAD系统间的数据交换和接口等
(4)文档处理技术如文档制作、编辑及文字处理等
(5)软件设计技术如窗口界面、软件工程规范及其工具系统的使用等合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述CAD——计算机辅助设计系统,内容涵盖产品设计的各个方面狭义CAD系统广义CAD系统CAD/CAM系统CAD/CAM/CAE系统合肥工业大学精品课程机械CAD车间小型计算机制造机器人直接数适应性控制可编程逻辑控制器主计算机\大型计算机数控NC计算机数控CNC字控制计算机辅助制造微处理器柔性制造系统车间、工厂CAMCAD/CAM柔性制造单元精简指令集计算机基于PC的CAD和CAM手工制图二维计算机辅助设计CADIBM个人计算机全面集成的系统软件成组技术零件编码设计与制图计算机辅助工艺规划物料需求规划计算机辅助工程CAE三维线实体模型制造资源规划计算机集成制造计划与图标19501960197019801990-2010自动化时间线概念化产品设计组评价评价组CAD系统综合分析组分析CAE·快速原型·运动模型·成本模型生产工程CAPP·计算机辅助工艺规划·制造物料清单生产工程组PDM系统·设计物料清单·加工图·2D模型·3D模型·实体模型·其他文件文档建立·产品图·产品文档·用户信息·质量属性分析·有限元分析·装配干涉制造工程CAM·工具设计·机器编程制造工程组·网络信息文档开发组企业中设计与制造要素的CAD集成第1部分CAD技术概述CADintegratesthedesignprocessandprocessesusedinproductionandmanufacturingengineering.SixTeams:productdesignanalysisevaluationdocumentationdevelopmentproductionengineeringmanufacturingengineering合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述CAD/CAECAM人参考·检索几何建模分析·模拟图面、规格、零件样品、各种模型数据库工艺设计NC编程机器人编程自动化工厂自动绘图CAD/CAE/CAM集成合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述初几分详几分生工N机生产步何析细何析制产艺C器产加装检设建模设建模图准设编人制工配查品计模拟计模拟备计程编造程CADCAECADCAECADCAD/CAE/CAM广义CADCAM广义CAMCAD/CAE/CAM的范围合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述
1.3CAD系统用户应用图形软件支撑CAD软件操作系统计算机硬件及外围设备言程序设计语其他应用软件CAD系统的组成合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述字母数字键盘计算机显示器(显示屏)功能键盘中央处理器图形输入板绘图仪设计或制图人员手持游标器绘图仪菜单磁盘驱动器打印机光标控制·操纵杆存储媒体·光笔·鼠标·跟踪球CAD硬件系统结构图合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述搬运机械操纵杆光笔NC机床机器人自动测试装置绘图仪图形终端计算机数字化仪鼠标(主机)打印机键盘字符终端CAD/CAM系统硬件组成合肥工业大学精品课程机械CAD硬盘机、磁带机第1部分CAD技术概述CAD系统的三层结构合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述Pro/ENGINEER40%其他17%SolidEdge4%Euclid6%CATIA11%Unigraphics8%SolidWorks9%各品牌的尺寸驱动实体模型系统的销售情况(共430000个系统)合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述其他16%SolidEdge3%Pro/ENGINEER22%Euclid/Strim5%SolidWorks5%CADDS7%AutodeskMechanicalDesktopUnigraphics8%各品牌的3D机械设计软件的销售情况(共750000个系统)合肥工业大学精品课程CATIA15%机械CAD19%第1部分CAD技术概述
1.4CAD技术在机械工业中的应用合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述其它
14.60%机械
36.40%航空
19.10%电力
2.80%电子
27.10%美国CAD/CAM的市场情况合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述CAD技术在机械工业中的主要应用有以下几方面
(1)二维绘图
(2)图形及符号库
(3)参数化设计
(4)三维造型
(5)工程分析常见的有有限元分析、优化设计、运动学及动力学分析等
(6)设计文档或生成报表合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述采用CAD技术会带来以下好处
(1)减少手工绘图时间,提高绘图效率
(2)提高分析计算速度,解决复杂计算问题
(3)便于修改设计
(4)促进设计工作的规范化、系列化和标准化总之,采用CAD技术确实能够提高设计质量、缩短设计周期、降低设计成本,从而加快了产品更新换代的速度,使企业保持良好的竞争能力合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述ReducetheleadtimefornewproductintroductionProductscanbetestedmorequicklyCostlymistakesindesignorproductioncanbeavoidedDocumentationcanbeprintedintimeandthetimetomanufacturecanbereducedvariousformsformultipleusersThequalityofdesignsandtheproductsmanufacturedfromthemisimproved合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述非圆齿轮的数控加工合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述五轴联动数控加工中心合肥工业大学精品课程机械CAD螺旋转子的CAD/CAM和数控加工第1部分CAD技术概述逆向工程应用与曲面造型3维激光扫描仪生成的曲面扫描获取的点云数据实物生成的曲面实体合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述测量叶轮成品毛坯与夹具五轴联动数控加工中心加工实况合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述螺旋叶轮的CAD模型叶轮刀具轨迹规划叶轮加工所用的夹具设计螺旋叶轮的CAD/CAM与加工仿真合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述数控弯管机整机运动仿真合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述CAD技术应用合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述
1.5CAD技术发展趋势1.CAD系统应用面向产品的整个生命周期2.CAD系统应充分考虑产品信息的继承性3.CAD系统应满足并行设计的要求4.CAD系统与产品信息标准化相结合合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述
1.5CAD技术发展趋势5.产品模型的可转换性特别是二维和三维产品模型间的互相转换可满足不同的需要6.面向全球的产品信息编码系统7.软件系统要具有很好的可移植性和自组织性8.智能化9.虚拟现实技术合肥工业大学精品课程机械CAD第1部分CAD技术概述合肥工业大学精品课程机械CAD。