CAD授课讲义(1)——基本概念及操作

CAD授课讲义（1）——基本概念及操作 一、CAD/CAM技术简介 随着计算机技术的迅速发展，CAD/CAM技术在各个领域中得到了广泛的应用。CAD/CAM技术是一项综合性的高技术，它的应用和不断发展正在引起一场深刻的产品设计与制造技术革命。CAD/CAM技术从根本上改变了传统的设计、生产、组织模式，对产品结构、企业结构、管理模式、生产方式以及人才知识结构等都产生了重大影响。CAD/CAM技术已经成为衡量一个企业乃至一个国家科技进步和工业现代化的重要标志之一。 1、基本概念 计算机辅助设计Computer Aided Design  CAD 计算机辅助制造Computer Aided Manufacturing  CAM 计算机辅助工艺过程设计Computer Aided Process Planning  CAPP：工艺人员根据CAD过程提供的信息和CAM系统的功能，进行零件加工工艺路线的控制和加工状况的预显，以及生成控制零件加工过程的信息，此过程即为计算机辅助工艺过程设计。 CAD/CAM技术不能替代人的设计和制造行为，而只能是实现这些行为的先进手段。人的设计制造行为，则由专业技术人员的创造能力和工作经验以及现代设计方法等所提供的科学思维方法和实施办法来确定。 2、发展概况 自1946年第一台电子计算机在美国问世，人们就不断地将计算机技术引入机械设计及制造领域。 20世纪50年代中期主要用于处理科学计算。 1952年美国麻省理工学院研制成功世界第一台三坐标数控铣床。 1959年美国Calcomp公司根据打印机的原理研制成功世界第一台滚筒使式绘图机。 1963年美国麻省理工学院I.E.Sutherland发表《人机对话图形通信系统》论文，提出SKETCHPAD系统，首次提出了计算机图形学、交互技术及图形符号的存贮采用分层的数据结构等思想，为CAD技术提供了理论基础。 计算机、自动绘图机、光笔、图形显示设备的问世和发展，图形数据处理方法的深入研究，促进了CAD/CAM技术的形成。 20世纪60年代中期，美国IBM公司开发了以大型机为基础的CAD/CAM系统，具有绘图、数控编程和强度分析等功能；通用汽车公司研制了DAC-1系统，用于汽车车身和外形的设计；洛克希德公司研制的CADAM系统；在制造领域，1962年在机床数控技术的基础上研制成功第一台工业机器人，实现物料搬运的自动化；1966年出现用大型通用计算机直接控制多台数控机床的DNC系统。这一时期CAD/CAM系统德共同缺点是规模庞大且价格昂贵。 20世纪60年代中期至70年代中期是CAD/CAM技术趋于成熟的阶段。1967年英国的莫林公司建造了第一条由计算机集中控制的自动化制造系统（6台加工中心和一条由计算机控制的自动运输线）；70年代初，美国的辛辛那提公司研制了一套FMS系统（柔性制造系统）。 20世纪80年代是CAD/CAM技术迅速发展的时期。超大规模集成电路的出现，使计算机硬件成本大幅度下降，计算机外围设备已成系列产品，为CAD/CAM技术向高水平发展提供了必要条件；相应的软件技术如数据库技术、有限元分析技术、优化设计技术也迅速提高；与此同时，发展了一些与制造过程相关的计算机辅助技术，如计算机辅助工艺过程设计CAPP，计算机辅助工装设计，计算机辅助质量控制CAQ等。这一时期是总体高效益、高柔性的智能化制造系统。 20世纪90年代后，CAD/CAM技术向着标准化、集成化、智能化的方向发展。 我国CAD/CAM技术的引进是从20世纪60年代开始的，最早起步于航空工业，现已遍布机械、电子、建筑、服装等行业。 3、发展趋势 （1）CAD/CAM系统的集成化（CIMS技术）； （2）CAD/CAM系统的智能化（Pro/Enginner、CADAM等软件）； ①专家系统：它是一个智能的程序系统；在系统内部具有大量的专家水平领域知识和经验；它能使用人类专家可用的知识、解决问的方法来解决某领域的问题。 ②专家系统一般由5个部分组成：知识库；数据库；推理机；解释系统；知识获取部分。 ③机械CAD专家系统：在机电产品设计中需要反复决策，一般分为概念决策（初始设计阶段）、技术决策（用于安排和解决特殊技术问题）和目标决策（确定充分满足目标的）。这种求解策略包括参数方案设计、结构方案设计、工艺参数设计、图形设计。 （3）CAD/CAM软件的标准化； 指图形软件的标准化。图形标准是一组由基本图素（点、线、面）与图形属性（线型和颜色等）构成的通用标准图形系统。 ①图形核心系统GKS（Graphical Kernel System）——二维图形软件标准 ②初始图形交换IGES（Initial Graphical Exchange Specification）——不同系统间交换产品定义数据 ③产品模型数据交换标准STEP（Standard for the Exchange of Product Model Data）——统一的产品模型数据描述 （4）CAD/CAM系统的网络化。 4、应用 （1）机械制造工业中的应用 航空航天； 造船工业； 机床制造； 工模具。 （2）电子工业中的应用 印刷板电路生产； 集成电路生产； 电子产品（设备）中的机械结构件的设计和制造。 （3）其他方面的应用 建筑工程方面的应用； 轻纺和服装工业中的应用。 5、CAD/CAM系统的软件 （1）系统软件 操作系统； 程序设计语言处理系统； 数据库系统； 图形用户接口与标准。 （2）应用软件 图形处理软件； 几何造型软件； 有限元分析软件。 （3）产品设计软件 （4）常用软件 I-DEAS（Integrated Engineering Analysis Software）软件—美国SDRC公司开发 包括：三维几何造型模块、二维图形设计和绘图模块、有限元分析模块、优化设计分析计算模块、系统动力仿真模块、桁架结构分析模块、数据处理模块、塑料模具设计流动分析模块、数控加工模块。 CATIA（Computer-Graphics Aids Three-Dimensional Interactive Applications）软件—法国Dassault Systems公司开发 UG（Unigraphics）软件—美国麦道航空公司开发 Pro/E（Pro/Engineer）软件 MasterCam与Cimatron软件 目前，我国主要使用AutoCAD软件。当然，武汉开目、华正绘图、华工凯图等软件也正得到推广使用。 AutoCAD最早的版本1.0出现于1982年，2005年推出2006版，主要功能： （1）强大的二维绘图功能； （2）灵活的图形编辑功能： （3）实用的辅助绘图功能 （4）方便的尺寸标注功能； （5）显示控制功能； （6）图层、颜色、线型设置管理功能； （7）图块和外部参照功能； （8）三维实体造型功能； （9）幻灯演示和批量执行命令功能； （10）用户定制功能； （11）数据交换功能； （12）连接外部数据库； （13）用户二次开发功能； （14）网络支持功能； （15）图形输出功能； （16）完善、友好的帮助功能。 二、提高CAD绘图速度的方法 1、熟能生巧，择优使用 掌握常用的十几种绘图命令（line等）； 2、化繁为简，定义别名 复杂命令简写（line——L）。打开acad.pgp文件进行编辑、修改、添加或更改别名，注意左列为简写，右列为命令。 3、共性参数，采用模板 凡是公用的参数、图形等可放在样板图中，包括：图层、字体、标注样式、线型、线条粗细、图框、图标规格、打印样式等。 4、构建图块，积累“零件” 实际上是建立用户“零件库”。 5、画线在前，修改在后 6、基本操作，控制夹点 7、强强联手，组合命令 8、实体分类，应用层技术 9、转换坐标，活用WCS和UCS 10、绘图习惯，讲究科学 三、AutoCAD2006基本知识 1、工作界面 2、启动对话框 （1）打开图形                              （2）默认设置 （3）使用样板                                （4）使用向导 用户可选择[工具]—→[选项]对话框中的[系统]关闭启动对话框。 3、操作界面设置与用户化配置 （1）工具栏设置 在任一工具栏单击右键，出现工具栏界面如下，可打开或关闭某个工具栏。 （2）用户化配置 用户可选择[工具]—→[选项]对话框，进行用户化配置。 四、基本操作 1、新建 2、打开 3、保存 4、删除 5、退出