计算机辅助设计在生产中的应用

单位代码

学号……………………………………………………………..

分类号

密级

毕业设计（论文）

计算机辅助设计在生产中的应用

院（系）名称

专业名称

学生姓名

计算机辅助设计在生产中的应用

摘要

计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作,简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，

并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。

随着现代计算机技术的飞速发展，计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）在生产中的应用日益广泛，本文主要从计算机辅助设计在机械生产中的应用等方面阐述了其在机械设计中的显著优势，并对目前国内企业机械产品开发过程三维CAD系统应用现状和存在问题进行了分析。从产品开发的实际需求和产品特点与软件功能出发，对企业应用三维CAD过程提出了改进方案，最后介绍了三维CAD技术发展的趋势。

关键词：计算机辅助设计三维CAD 应用

目录

1 绪论 (1)

1.1课题背景及目的 (1)

1.2概述 (1)

2CAD技术从二维CAD向三维CAD的过渡 (2)

2.1CAD简介 (2)

2.2三维CAD的优势 (3)

2.3CAE简介 (4)

3计算机辅助设计在生产中的应用 (5)

3.1计算机辅助设计应用于生产的优势 (5)

3.2计算机辅助设计在生产中的作用 (6)

4计算机辅助设计的应用趋势 (8)

4.1计算机辅助设计应用于生产时存在的问题 (8)

4.2计算机辅助设计应用于生产的发展趋势 (8)

结语 (10)

致谢 (11)

参考文献 (12)

1 绪论

1.1课题背景及目的

计算机的发展及应用，使人们的生活日新月异。计算机辅助设计源于计算机图形技术的产生，计算机辅助设计的研究构想发端于1950年，但最早记录是在1963年，美国麻省理工学院的研究人员 伊凡?苏泽 兰在美国计算机联合会会议上发表了名为《画板》的论文，从而开始了计算机辅助设计的发展历程。他从1950年开始着手开发通过图形技术来处理人与电脑交互对话的操作系统。1963年这套以电脑主机、显示屏、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得到实现。这套图形画线系统开发和引进了许多计算机绘图的基本思想和技术，使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。

最初CAD被解释为“计算机辅助绘图”，由于当时计算机在设计上的作用是替代传统手工绘图的一种新工具，但随着后来信息技术的飞速发展，计算机技术在各领域的广泛应用，CAD的含义也在不断变化扩展，随着20世纪70年代像素的产生、80年代三维曲面造型系统的开发等，使电脑绘图从只能用“线”这一基本绘制元素发展到可以用点、面、体进行绘制计算机图形，从而使CAD的含义也发展成现在人们比较熟知的计算机辅助设计这个概念了。

我国的计算机辅助设计起源于20世纪70年代。与国外计算机辅助设计发展的轨迹相似，国内计算机辅助设计的研究与应用基本上是从各高等院校发展起来的。20世纪90年代初，随着我国现代化进程的迅速发展以及计算机的进一步普及，在环境艺术设计和创作领域，计算机技术应用的价值，逐渐得到人们的重视。

1.2概论

开始于上世纪50年代后期的计算机辅助设计技术，从最初的仅仅被简单的作为图板的替代品到70年代的二维制图过度到三维建模再到现在的集产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造、数据管理于一体的智能CAD技术，计算机辅助设计经历了一个漫

长又曲折的发展历程。在今天，CAD技术越来越广泛的用于生产中。那么，CAD技术究竟有怎样的优势，它又是如何在生产中起到积极作用的，而它的发展趋势又是怎样的呢，本文稍后将对以上问题进行浅谈。

2CAD技术从二维CAD向三维CAD的过渡

2.1CAD简介

计算机辅助设计是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Computer Aided Manufacturing，CAM）和产品数据管理技术（Product Data Management，PDM）及计算机集成制造系统（Computer Integrated manufacturing system，CIMS）集于一体。

产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(Intelligent CAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。

以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。

CAD技术正从二维CAD向三维CAD过渡。三维设计软件具有工程及产品的分析计算、几何建模、仿真与试验、绘制图形，工程数据库的管理，生成设计文件等功能。三维CAD 技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率得以迅速提高。我国CAD技术的研究、开发和推广已取得较大进展，

产品设计已全面完成二维CAD技术的普及，结束了手工绘图的历史，对减轻人工劳动强度、提高经济效益起到了明显的作用。有相当一部分CAD应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维CAD转换，并取得了巨大的经济效益和社会效益。随着市场经济的逐步深入，市场竞争日趋激烈，加强自身的设计能力是提高企业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力的关键。

2.2三维CAD的优势

首先CAD技术以实用的零件实体建模优势和简便的产品造型修改和实体装配图的生成被用在机械设计的多个方面设计软件为三维建模提供了多种工具，包括最基本的几何造型如球体、圆柱等，对简单的零件，可通过对其结构进行分析，将其分解成若干基本体，对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。对于较复杂的图形，软件提供了草图工具，设计人员可以通过它先勾勒出截面，再拉伸出较复杂的几何形体。为了满足人们不断提高的审美要求，目前主要流行的几款三维设计软件基本上都提供面片模块，该模块为设计人员提供了非常方便的曲面设计工具。对于具有大块曲面的零件，设计师可以方便地对单个面或片体进行变形处理，以达到需要的曲面。

企业生产的产品往往是按系列区分，各系列中每一代产品与上一代产品之间的区别较小，也许只是增加了一个功能部件或是产品造型尺寸上有所改动。三维CAD可以方便地修改一些参数就能达到设计师更改造型的目的。三维CAD在建模中一般使用参数化建模，整个建模的步骤和产品的外型尺寸被参数化，这些参数是与产品的造型直接关联的。若要对尺寸或造型进行局部的更改，只需要更改相关参数，整个造型将被自动更新。这样不仅大大减少了设计人员的工作量，还保证了产品外造型的延续性。

实体装配不仅能让设计人员直观地看到各零件装配后的状态，还可以测量各零件之间的空间大小，方便零件的布置。在装配完成后，零件可以被隐藏或设置成半透明的状态，方便设计人员观察内部结构。此外，在装配状态下，软件提供的标准件库，也方便了设计人员对标准件型号的选择。装配状态下的干涉分析也是常用的功能，计算机通过计算各装配零件的体积的大小和位置来确定是否有相交的部分，并确定各零件是否干涉，自动生成分析报告，明确指出互相干涉零件的名称和干涉的尺寸。方便设计师修改产品设计尺寸。

另外随着技术发展，为了减轻人工劳动强度，提高产品的精度，制造行业装备从普

通机床逐步到数控机床和加工中心，模具激光快速成型技术（RPM）等，几乎应用到整个制造行业。这些数控加工装备基本都具有与各三维设计软件的接口。当产品模型在三维CAD软件中完成后，再由CAD软件模拟出加工刀具路径，随后生成数控语言，通过接口输入数控设备中，再由数控设备按照模拟出的加工路径加工产品。

2.3CAE简介

CAE是三维CAD软件的重要模块，CAE功能包括工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学、运动学仿真等。CAD技术在建模模块完成产品造型后，才能由CAE模块针对设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性进行分析。CAE技术在我国也得到了广泛应用，以汽车制造业为例，国内多家主车厂和汽车设计公司在使用三维CAD软件完成新车型的设计后，进行CAE分析，如干涉检查、钣金成型分析、塑料件拔模角分析、车身强度刚度的测试，在车窗、车门、雨刮器等运动部件上广泛采用CAE模块中的运动仿真功能，计算出零件的运动轨迹，以及零部件在运动中的状态，为设计人员提供直观的参考。这些分析工作大大提高了新车型的可靠度，缩短了新车型的开发周期，减少了返工，节约了研发成本。采用三维CAD技术，机械设计时间缩短了近1/3。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能通过快速重构，得到一种全新的机械产品，大大提高了工作效率。

3计算机辅助设计在生产中的应用

3.1计算机辅助设计应用于生产的优势

作为一项被世界各国广泛应用的计算机技术，CAD技术是衡量一个国家工业水平的重要标志之一，也是衡量一个企业技术水平的重要标志。利用计算机实现生产设计和生产，是降低成本提高工程设计中的精确强度，加强竞争与夺标能力的有力手段。计算机绘图是建立起某种模式和方法，使计算机领会人的意图，进行科学分析和计算，作出判断和选择，最后输出满意的设计结果和生产图纸。它是设计者向系统输人根据设计要求建立起来的数学模型和设计参数，让计算机去检查有关的资料，并根据相应的公式和标准规范进行计算机优化、显示出设计结果。其还可以在屏幕上对设计结果进行放、缩、旋转、平移等变换。如果用户不满意，可以对设计图形作出修改、剪裁、拼接等处理，直到获得满意的结果，最后由绘图机输出图样。功能和很高的数学精度，其有效位数已完全能够满足工程测量中的需要。在工作期间。可将所有图纸、所有工程量表格及文档进行分类，其重点是对图纸文件利用AutoCAD进行总图的绘制，在以后的工作中，就可以在总图上进行查找，它将更好的减轻测量人员的外业劳动强度，更好地提高测景作业效率和作业精度。

较之于传统的手绘图设计，计算机辅助设计软件CAD的优点主要体现在以下几个方面。其一，使设计工具集中化计算机作为设计工具，代替了所有其它传统设计工具。如常用的纸、笔、直尺、圆规、三角板等。减轻了常规制图的劳动强度。自从使用电脑绘图后，桌子上少了笔、尺、圆规、三角板等．随着小小鼠标的移动。一张工整的图纸便呈现在面前。其二，避免了重复性工作，大大减少了工作强度。在以往的绘图工作中，往往需要绘制不同比例的样图，是重新绘制，而计算机只要将图纸提出，加以简单放大或缩小就可以得到所需的各种比例样图。计算机是个善于复制和修改的能手，它能使重复性工作大为减少，提高工作效率。其三，在图纸管理方面为工作者提供了很大的方便。传统的图纸修改，首先要刮图纸，极易造成图纸损坏，大大影响了图纸的美观性。而在计算机中对图纸进行，无论修改多大面积的绘图，对图纸修改多少次，即使是牵涉到图的重新排版，都可以很方便地完成，并且在最后出图时不留痕迹。并且对

于保存的大量图纸还可以按一定的顺序，比如名称、规格、类型等进行分类，打印成图，或者刻录到光盘中，永久保存，不但减少档案柜占据的工作空间，也有效地防止了由于计算机损坏造成的图纸资料的丢失。计算机操作系统还提供了强大的目录管理功能，可使不同类别的图纸存放在各个不同的文件夹中，以代替庞大的文件柜和分件夹，还可对这些图纸资料进行复制、备份、提取和整理。现在，除了正常绘制加工所需的图纸外，正逐步把文件柜中保存多年的图纸资料输入到计算机中。

3.2计算机辅助设计在生产中的作用

计算机辅助设计在生产中扮演着正面积极的角色，他从各个方面促进了生产的效率。以机械生产为例，目前轴承市场竞争异常激烈，需求不断提高,所需产品结构复杂、精度要求高,交货日期短。轴承设计要求严格,内部尺寸之间有严格的配合关系,并且其要求的生产工艺复杂，加工精度高,所需的工装图纸不仅数量大,而且加工难度大,尺寸要求严格。通常的设计流程是,先设计出草图,根据草图试生产若干件样品,再根据试生产的结果修改图纸,反复几遍,才能最终出正式图。这样不但生产周期长,而且因为反复修改模具、工装,导致生产成本提高。如何提高产品的一次设计成功率,降低生产成本,缩短制造周期,从而提升企业的市场反应速度,提高轴承产品的竞争力？在轴承设计中应用CAD技术,较好地解决了这一问题。

(一)提高质量

应用CAD技术可以提高产品设计的质量,缩短设计周期,真正做到辅助设计二维CAD 技术虽然可以帮助设计人员把图纸画得规范、漂亮,提高绘图效率，而且以后的图纸修改及管理也很方便。但它与传统的手工绘图一样,对减少产品设计错误、设计更改和返工现象并无重大影响,对企业最需要的设计质量并没有多大的提高。而应用三维CAD进行产品设计,可以方便地设计出所见即所得的三维实体产品模型,所有零件的三维模型可以放在一张图内。而利用三维CAD提供可以方便、快捷地对三维模型进行模拟装配和干涉检查,对重要零部件进行有限元分析与优化设计。所有零件的设计缺陷和干涉部位,可以一目了然地发现出来,无需面对数十张二维图纸苦心冥想其中的关联。设计人员的考虑重点将是产品的结构是否合理,产品的功能是否满足要求,无需花费大量精力去考虑产品图线型、剖切位置、投影关系等与产品质量关系不大的因素。生产的二维工程图纸,可通过三维CAD 的三维与二维的关联功能, 直接由三维自动生成符合国标的二维工程图纸。

(二)节约成本

应用三维CAD能够减少产品工装修模次数,降低成本。如某些精密加工行业,产品加工所需的工装不但数量大、规格种类多,而且加工精度要求很高,制造周期较长。通常的做法是根据产品图和操作图,先用二维CAD一笔一笔地绘出工装草图,然后试制、试装,不合适再修改,反复几次,直到达到工艺要求。使用三维CAD设计工装,则可以克服传统绘图的缺点,直观地看到各组成零件的配合情况,甚至可以通过模拟工装的运动过程,在工装投入制作之前发现不合适的部位及时修改,从而提高了工装设计的准确性,减少了修模次数,从而节省了生产成本,产品制造周期也缩短了。

(三)灵活性高

应用三维CAD能够快速进行变型设计。某些具有型号多，系列多等特点的产品，往往同系列的产品工装结构基本相同,只是尺寸不同。而不同系列的产品工装虽然结构不同,但工装中的某些零件结构相似,只需稍做改动。应用三维CAD可以快速完成工装的变型设计,因为所有零件均以数字样机的形式存放在计算机中,在已建立的数字样机基础上,根据同系列或相近系列产品的不同要求,或修改、或增加、或删除各种结构和零部件,快速准确地完成新工装的设计。基于参数化建模的三维实体设计软件,能够更快速、更经济地完成所要进行的工作,它的装配检查,也可避免以往变型设计中容易产生的碰撞等不合理结构,使变型产品的设计更趋完美。

(四)便利性

应用三维CAD能够提高产品宣传的效果。利用三维CAD的设计软件高级渲染功能和动画输出功能,能够把已经设计出的产品和各零部件模型,输出成具有照片级真实感的效果图,或者将产品各部件之间的运动和相互的约束关系以动画的形式表现出来,模拟产品的实际工作状态。通过效果图和动画,无需等到产品制作出来,客户就可以“看到”该产品,从而对设计的产品结构和功能有较深刻的理解,弥补了以往仅利用技术图纸进行产品描述所带来的不便,达到提高客户满意度和树立企业良好形象的目的。

4计算机辅助设计的应用趋势

4.1计算机辅助设计应用于生产时存在的问题

虽然CAD技术已经广泛的用于各个行业的生产环节之中并日趋成熟，但不可否认的是在一些领域仍存在问题。其原因有以下几点：其一，未能真正实现辅助设计。很多使用企业并未实现真正的辅助设计，目前很多单位用CAD软件可以做出三维模型，但仅仅是为了做三维效果图，并未真正实现运用三维CAD软件进行整体空间设计和受力分析，还停留在平面图设计方面。他们只是做到用计算机出图，只停留在这个阶段，就失去了其应有的作用，因为CAD是辅助设计，不是辅助绘图。特别是三维CAD软件中的CAE功能在各企业间应用得就更少了。以汽车行业为例，虽然现在汽车企业普遍认识到，CAE 功能可以进行产品的性能与安全可靠性分析，并对产品未来的工作状态和运行行为进行虚拟运行模拟，及早发现设计缺陷，实现优化设计。但对于如何有效开展CAE的工作就没有明确的认识。其次，精通CAD技术的人员匮乏。三维CAD系统是一个复杂、多样的系统，并不是每个设计人员都能很好地掌握，更何况大部分设计人员并没有接受过CAD 的应用培训，对CAD的多数功能知之甚少，他们完成的设计很可能就存在一些缺陷。世界著名的汽车制造商福特、通用、戴姆勒-克莱斯勒等企业之所以CAD/CAM技术应用得好，是因为得益于几十年来一直大力开展CAD/CAM应用而积淀下来的宝贵经验以及培养出了一支高水平的技术队伍。现在国内既懂计算机软、硬件，又有丰富专业知识的人才匮乏，而这恰是企业最为宝贵的财富。为了留住人才，各企业也做出了很大的努力，但整个行业还是缺乏培养人才的氛围，部分企业还是没有意识到自己培养出的人才比在市场上招聘的人才更了解自己的企业，也是企业发展的中坚力量。改变这一点还需要付出大量的努力，需要经历一个长期的过程。

4.2计算机辅助设计应用于生产的发展趋势

计算机辅助设计软件已经给人们的设计工作提供了很大的便利，但其自身仍在不断的完善之中，同时也在向着以下几个方向发展：

(一)图形交换技术

一个直观的、智能化的工作界面可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。CAD软件是产品创新的工具，务求易学好用，复杂的功能操作简单，简单的功能能够实现自动化。因此，智能化图标菜单、实时生成的造型、动态提示指引等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，触摸输入法草图识别、语言

识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。

(二)智能CAD技术

随着人们一定程度上掌握创造性活动的规律，逐渐对计算机辅助设计软件提出智能化需求。设计是一个含有高度智能的人类创造性活动，智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库，及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助，智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能，使设计新手也能做出好的设计来。现代设计的核心是创新设计，人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中，用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。

(三)虚拟现实技术

虚拟现实技术在CAD中已开始应用，设计人员在虚拟世界中创造新产品，可以从人机工程学角度检查设计效果，可直接操作模拟对象，检验操作是否舒适、方便，及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题，及早看到新产品的外形，从多方面评价所设计的产品。虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程。虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析，以评价其性能，可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等，基于虚拟样机的试验仿真分析，可以在真实产品制造之前发现并解决问题，从而降低产品成本。虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向。

另外，随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展，利用基于网络CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术，实现真正的全数字化设计和制造，已成为机械设计制造业的发展趋势。

结语

通过这次设计论文设计,我对机械和计算机辅助的设计有了更加深刻的了解。古人云“工欲善其事,必先利其器”。先进的设计工具能够提高产品的制造水平。

计算机辅助设计技术发展到今日，其二维绘图转向了三维设计,这是质的飞跃。应用三维CAD系统进行产品开发,从根本上改变了过去手工绘图、凭图纸组织整个生产过程的技术管理方式,设计构思的表达由二维图纸演变成能在计算机模拟显示零件三维实体模型的虚拟产品,大大提高了产品设计的一次成功率,从而不仅缩短了产品的设计周期,提高了设计质量,而且降低了生产成本。这项技术必将提高产品的竞争力,使企业在激烈的市场竞争中获得生存与发展。因此，计算机辅助设计在生产中正在并将持续扮演着重要的角色。

为了使我国的计算机辅助设计技术在不久的将来能赶上发达国家的水平，并能同步增长。为了提高数字化产品在国际市场的竞争能力，我们必须深入研究数字基础理论，加强计算机辅助设计的研发研究。

致谢

经过长时间的忙碌和不懈努力，毕业论文已经接近尾声，在这段时间里为了制作毕业设计，我翻阅了大量有关计算机辅助设计方面和机械专业的书籍，通过对这些书籍了阅读，不但完成了所做的毕业设计，还使自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对自己今后的工作有了许多的帮助。在做毕业设计期间，经常会出现一些自己从没遇到过的问题，使毕业设计的制作走到了死胡同。如果没有杨汉嵩老师和李鹏的督促和指导，以及同学们的帮助，凭我一个人的力量，想要完成这次毕业设计是很难的。所以我很感谢杨汉嵩老师和李鹏老师对我的指导和帮助。

在此我还要感谢上大学以来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础。在课题的研究过程中，黄河科技大学工学院的各位领导和老师对设计的完成给予了很大支持和帮助，在此表示由衷的感谢！

然后还要感谢和我一起作毕业设计的各位同学，感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励，此次毕业设计才会顺利完成。

最后，我还要深深地感谢默默支持本人完成学业的父母及亲友，感谢他们为我所做出的无私奉献和巨大支持！

谨向所有在本文的完成中给予我关怀和帮助而在此无法一一提及的老师、同学和朋友致以诚挚的谢意

参考文献

[1]王先逵．计算机辅助制造[M]. 北京：清华大学出版社，2008

[2]蔡汉明，陈清奎．机械CAD/CAM技术[M]. 北京：机械工业出版社，2005

[3]王隆太．机械CAD/CAM技术，2版[M]. 北京：机械工业出版社，2005

[4]姚英学，蔡颖. 计算机辅助设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2002

[5]唐承统, 阎艳. 计算机辅助设计与制造[M].北京：北京理工大出版社，2008

[6]刘德平，刘武发. 计算机辅助设计与制造[M].北京：化学工业出版社，2007

[7]魏生民，朱喜林.机械CAD/CAM[M].武汉：武汉理工大学出版社，2001

[8]李超. CAD/CAM实训—CAXA软件应用[M].北京：高等教育出版社，2003

[9]明兴祖，姚建民. 机械CAD/CAM[M]北京：化学工业出版社出版，2003

[10]章继涛，李晓宾. AutoCAD机械设计标准教程[M]：北京理工大学出版社2007

[11]Zeid，Ibrahim. CAD/CAM theory and practice[M]:McGraw-Hill College,1991

[12]Brahim Rekiek,Alian Delchambre.Assembly Line Design[M].Springer,2006

计算机辅助设计与制造(CADCAM)

一、CAD/CAM概论 CAD/CAM技术是一门多学科综合性应用技术，是20世纪制造领域最杰出的技术之一。1．1 CAD/CAM的基本概念 CAD(Computer Aided Design):是指工程技术人员以计算机为工具完成产品设计过程中的各项任务，如草图绘制、零件设计、装配设计、工装设计、工程分析等； CAPP(Computer Aided Process Planning):是指工艺人员利用计算机，根据产品制造工艺要求，交互或自动地确定产品加工方法和方案，如加工方法的选择、工艺路线和工序的设计等； CAM(Computer Aided Manufacturing):制造人员借助于计算机完成从生产准备到产品制造出来的过程中各个环节与活动，如数控加工编程、制造过程控制、质量检测等。 1.1.1 从产品制造的过程理解CAD/CAM 传统制造概念与过程如图1。1 现代制造概念与过程

利用计算机完成各个环节的工作成为CAD/CAM 几点说明：1、计算机技术只能解决信息的查询与统计，信息的管理、重复而繁琐的工作等，而并不能代替人的工作，特别是创造性的工作。 2、现代制造概念很大，本书CAD/CAM的概念只涉及到产品的设计、工艺设计、加工、车间控制与质量控制等内容。 3、上述制造环中有三个流：物流、资金流与信息流。 4、企业制造资源有人、财、物、技术与信息。 1.1.2 CAD/CAM的基本功能 在CAD/CAM系统中，人们利用计算机完成产品结构描述、工程信息表达、工程信息的传输与转化、信息管理等工作。因此，CAD/CAM系统应具备以下基本功能： 1、产品与过程的建模 如何用计算机能够识别的数据（信息）来表达描述产品。如产品形状结构的描述、产品加工特性的描述、如何将有限元分析所需要的网格及边界条件描述出来等等。 2、图形与图象处理 在CAD/CAM系统中，图形图象仍然是产品形状与结构的主要表达形式，因此，如何在计算机中表达图形、对图形进行各种变换、编辑、消隐、光照等处理是CAD/CAM的基本功能。 3、信息存储与管理 设计与制造过程会产生大量、种类繁多的数据，如设计分析数据、工艺数据、制造数据、管理数据等。数据类型有图形图象、文字数字、声音、视频等；有结构化和非结构化的数据；有动态和静态数据等。怎样将CAD/CAM系统产生这些大量的电子信息存储与管理好，是CAD/CAM的必备功能。采用工程数据库。 4、工程分析与优化 计算体积、重心、转动惯量等，机构运动计算、动力学计算、数值计算，优化设计等。CAE 5、工程信息传输与交换 信息交换有CAD/CAM系统与其他系统的信息交换和同一CAD/CAM系统中不同功能模块的信息交换。

计算机辅助设计的发展与应用

计算机辅助设计的发展与应用 【摘要】计算机辅助设计(CAD)技术作为关键的共性技术.其广泛应用将促使人们思想观念、工作模式、生产方式的转变，由此对世界经济产生的影响，完全可以与十八世纪的工业革命相比拟。我国CAD软件的开发和应用与国外相比，还有较大的距离，但我们相信，随着知识产权意识的不断增强，随着我国改革开放的不断深入，具有自主版权的CAD软件将不断发展，并更加成熟和完善。与此同时，它也必将拥有更大的市场。本文研究了计算机辅助设计的发展与应用 【关键词】计算机；辅助设计；应用 计算机辅助设计CAD是指利用计算机系统辅助完成工程设计的设计绘图、修改、分析、优化和检验的过程。这一概念产生于七十年代，最初是在机械、电子等领域内的实现。随着32位高档微型机的问世，及高分辨率大屏幕显示器等硬件设备的出现，CAD技术进人普及及应用阶段，并且相继出现了CAM(计算机辅助制造)、CAI(计算机辅助教学)等项计算机应用技术。这些技术已引起人们普遍重视，并且开发出了很多实用系统，在生产实践中起到了减轻人类劳动强度和提高工作效率的作用。CAD引人土木工程领域·现在已经应用与规划设计、施工管理等工作中，收到了显著的经济效益。CAD技术已成为缩短生产周期、降低成本、提高工程和产品质量的重要手段。目前国内土建应用软件不断成熟，已广泛应用与工程设计实践中，随着计算机应用技术的发展，CAD正向标准化、集成化、智能化的方向发展，必将更好地为设计服务。 一、CAD技术在工业中的应用 我国早在二十世纪七十年代就已经开展了CAD技术的研究。在八十年代，我国进行了大规模的CAD技术研究和开发。在“九五”计划期间，国家科委将CAD应用作为四大工程之一（先进制造技术、先进信息工程、CIMS工程、CAD应用工程）。 随着科学技术的发展，CAD技术日益成熟，已经广泛应用于工程技术、机械制造等领域，成为一个技术含量密集的产业，特别是在机械、农业、化工、航天、航空、军事、汽车、电力、船舶、建筑等行业中的应用已经较为普遍。CAD系统的应用解决了产品设计数字化问题，影响和改变着工业的各个方面，使传统的产品设计技术及方式发生了深刻的变革，大大提高了设计的质量和效率。CAM系统的应用解决了实际产品的加工制造问题，提高了零部件的加工精度和产品的制造质量。CAD技术的应用，充分发挥了计算机及外围设备的能力，把计算机的高速度、准确性和大存储量与技术人员的思维能力、综合分析能力结合起来，从而大幅提高了生产效率，缩短了产品的研发周期，提高了设计和制造的质量，节约了原材料和能源，加速了产品更新换代，提高了企业的竞争能力。近年来，一批反映时代潮流的商品化CAD软件在我国广泛使用，如Pro/E、CATIA、UG、Cimatron等。另外，国内一些公司开发出了一批具有自主知识产权的CAD/CAM系统，如广州红地技术公司推出的金银花CAD系统、北航海尔公司开发的CAXA系列软件、武汉开目系列软件等。这些系统已具有很强的实用性和先进性，价格大大低于国外软件，进一步促进了CAD技术在我国的应用和发展。 二、计算机辅助设计的发展 1、智能化 要使自己的产品、工程和系统的质量好、成本低、市场竞争力强，就需要用最好的设计、最好的加工和最好的管理，迫切需要总结国内外相关产品、工程和系统设计制造的经验教训，把成功的设计制造经验做成智能设计、智能制造系统去指导新产品、新工艺和新系统的设计制造，才能使自己的产品、工程和系统具有创造性。目前在智能CAD方面主要开展了以下几方面的工作。 2、多学科多功能综合产品设计技术

计算机辅助设计与制造

精心整理 计算机辅助设计与制造 闭卷考试； 考试题型：名词解释 单选 填空 综合 判断 第1章 1.4 广义 狭义 设计；NC自动编程；计算机辅助测试技术；动态仿真；工程数据管理； 4.CAD/CAM系统大致分为两类：通用集成化（CADAM,UG-II,Pro/ENGINEER, I-DEAS,CV）；单功能系统（GDS,GNC,PLOYSURE,GEMS）; 5.CAD技术与CAM技术结合起来，实现设计、制造一体化具有的明显优越性： （1）有利于发挥设计人员的创造性，将他们从大量繁琐的重复劳动中解放出来。 （2）减少设计、计算、制图、制表所需时间，缩短设计周期。

（3）由于采用了计算机辅助分析技术，可以从多方案中进行分析、比较，选出最佳方案，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）减少零件早车间的流通时间和在机床上装卸、调整、测量、等待切削的时间，提高了加工效率。 （6）先进的生产设备既有较高的生产过程自动化水平，又能在较大范围内适应加工对象的变化，有利于企业提高应变能力和市场竞争力。 （7 （8） 第2章 1. 2.根据以大型 3.根据 立的） 4.根据 5. （1 （2 磁带类、光盘类（光盘存储器）； （3）显示器、键盘、鼠标。 6.输入设备（填空、选择、判断）：键盘；鼠标和操纵杆；数字化仪；图形版（图形输入板）；光笔；触摸屏；扫描输入设备；语音输入设备；数据手套；位置传感器； 7.输出设备（填空、选择、判断）：显示器；打印机；绘图机；立体显示器；3D听觉环境系统；生产系统设备[加工设备（各类数控机床、加工中心）；物流搬运设备（有轨小车、无轨小车、机器

计算机三维建模

CAD三维建模技术的发展和应用 摘要 三维建模技术的崛起以及虚拟现实技术的出现，为生产设计和创新提供了一种非常好的工作平台。设计人员可以直接从三维概念和构思入手，通过模型仿真来分析和评价设计方案的可行性和可靠性。随着三维建模理论的日趋成熟，出现了许多优秀的建模技术与软件，其应用领域也越来越广泛。 关键词：CAD 三维建模

1、CAD的基本概念 计算机辅助设计（CAD）技术是在产品开发过程中使用计算机系统辅助产品创建、修改、分析和优化的有关技术。这样，任何嵌入了计算机程序和在设计过程中使工程变得容易进行的应用程序，都归类人CAD软件。换言之，CAD工具包括了从创建形体的几何建模工具到诸如分析、优化应用程序的所有工具。目前，可以使用的典型工具包括公差分析、质量属性计算、有限元建模和分析结果的可视化。CAD 最基本的功能是定义设计的几何形状，这里所说的设计可以是机械零件、建筑结构、电子电路和建筑平面布局等的设计，这是因为设计的几何形状是产品周期中后续各项工作的基础。计算机辅助绘图系统和几何建模系统典型地应用于这一目的，这也是这些系统被称为CAD软件的原因。此外，这些系统所建立的几何模型是执行后续CAE和CAM 中其他功能的基础，这是CAD最大的优点之一，因为它可以节省重新定义几何形状所需要的大量时间，也可以减小因此而造成的出错概率。因此，我们说计算机辅助绘图系统和几何建模系统是CAD中最重要的组成部分。 2、CAD技术的产生和发展 CAD是指使用计算机系统进行设计的全过程，包括资料检索、方案构思。零件造型、工程分析、工程制图、文档编制等。在设计的各个阶段，计算机都能发挥其辅助作用，因此CAD概念一产生，就成为一门新兴的学科，引起了工程界的关注和支持，并迅速得到发展和日益完善起来。

计算机辅助设计与制造考试习题大集合

总复习（考试题总结） 绝对给力 一、填空题 1．产品数据管理系统的一般体系结构包含四个层次：____、____、____和_____。2．CAPP系统中常用的方法有_______________和_______________。 3．CAD/CAM集成系统主要是指___________、___________、_____________的集成。4．CAPP专家系统主要由_______________、____________和___________构成。 5.零件分类成组方法主要有_______________、_______________和_______________。 6．三维实体建模中，常用的建模方法有_______________和_______________。 7．机械设计一般要经历__________、_________、_________和___________四个阶段。8．特征建模通常由三部分构成：_______________、______________和___________。9．几何建模系统的三种模式是：____________、______________和____________。 10．一元函数的插值方法有_______________、_______________。 11．CAD/CAM集成系统主要是指___________、___________、____________的集成。 12.产品的制造过程一般要经过_______________、________________和_______________等环节，最终形成用户所需的产品。 13、CAD系统的软件包括：___________、_____________和___________。 14、将平面图形沿X方向平移3个单位，然后放大一倍，其变换矩阵为_____________。 15、PDM的功能包括文档管理、__________、________________、_______________、 ________________、和PDM系统与应用软件的集成。 16、一个完整的CAD/CAM系统必须具备_________系统和__________系统。 17、实体模型(Solid Model)储存物体的完整几何信息。它的数据结构不仅记录了全部 ____________，而且记录了全部点、线、面、体的_____________，这是实体模型与线框模型的根本区别。 18、创成式CAPP系统主要解决两方面的问题，即____________________与工序设计。 19、柔性编码系统的编码由固定码和_______________两部分组成。 20、CAD系统的软件一般分为三个层次：___________、_____________和___________。

[论文]浅析从“手工制图”到“cad计算机绘图”的学习

浅析从“手工制图”到“ＣＡＤ计算机绘图”的学习 内容摘要：图形语言是建筑装饰领域与机械制图领域表达设计思想的重要手段，随着AutoCAD的快速普及，在高职高专的教学中“手工制图”还要不要占有一席之地，传统与现代的绘图方式的关系又是怎样呢，这是许多院校一直在探索的课题。 关键词：“手工制图”“CAD制图”涵盖内容“手工制图”与“CAD制图”的关系 无论是“手工制图”还是“CAD计算机辅助绘图”，它都是表达和交流技术思想的工具。对于高校环艺专业的学生来说，二者是一门实践性较强的技术基础课，一种是传统的制图模式，一种是现代的绘图工具。今天在一些高等院校“手工制图”与“CAD”已不是两门独立的课程，而是在一个多媒体教室“合二为一”地由一个教师授课，老师们认为这样可减少学生负担，增加学习课时。他们中有个别人甚至提出“今天计算机这么普及了，还要学习手工制图吗?”笔者却并不这么认为，根据自己与学生长期接触及在建筑工程制图教学中的一些经验谈谈个人的看法，以与同行切磋。 一、“手工制图”涵盖的内容 “手工制图”渗透到建筑工程制图与机械制图的领域，对于刚刚接触“手工制图”的学生来说，包含太多要学的建筑制图的基础知识。就以室内设计制图来说，就必须按部就班地学习如下几点： （一）制图的基本知识。绘图的工具及其使用方法；图纸幅面及规格；线型及画法，数字及字母的美术字；几何制图方法。 （二）投影基本知识。投影方法分类、特性；正投影图中三视图的体系的建立及形成投影的对应关系；基本形体的投影图。 (三)点和直线的投影。 (四)平面图。 (五)曲面图。 (六)立体的投影与直线、平面与主体相交。 (七)两立体相交。 (八)轴测投影图。 (九)视图、剖面图、断面图。

计算机辅助设计及应用报告

XXXXXXXXXX 题目：计算机辅助设计及应用报告指导教师： 姓名：学号： 专业：机械设计制 造及自动化 班级：

计算机辅助技术及应用报告 一、设计思路 本次的零件是轴和齿轮，在设计时主要运用了旋转、拉伸等命令。 对于轴类零件，先在草图中按照尺寸要求画出轴的轮廓画出一半就可以了，然后围绕轴的中心线旋转一圈，整体模型就绘制完成了。再进行各种细节处理，比如倒斜角，倒圆角。对于轴上的键槽，按照要求在轴表面创建一个平面，然后在该平面上通过拉伸并求差制作键槽。最后在轴的两端按照要求钻孔，螺纹孔，本题的轴就建模完成了。 对于齿轮的设计过程，先用齿轮工具按照要求生成一个齿轮，然后对做好的齿轮运用拉伸工具，把齿轮中间凸出来的部分拉伸出来，再在中心通过拉伸求差绘制孔和键槽，齿轮端面凹进去的部分通过旋转求差完成该部分的绘制。然后再在通过拉伸制作出几个圆孔，阵列特征完成模型大体制作，最后再进行细节处理，如倒斜角，倒圆角等，完成链盘的整体绘制。

二、设计过程 轴： 1.打开UG10.0，用圆柱命令完成一个圆柱的设计，如下图所示： 2.再用相同的方法，完成全部圆柱的外形设计。如下图所示： 3.在有键槽的部位表面建立如下图所示的平面：

4.在创建的平面上通过拉伸，绘制出键的截面,如下图所示： 5.然后选择完成草绘，输入拉伸长度，求差，完成键槽的制作，如下图所示：

6.用同样的方法制作出其他的键槽，半径相同的圆柱可以用偏置命令，如下图所示： 7.按照图纸要求，在轴规定的一端运用孔工具，制作螺纹孔M24，长度62.如下图所示：

8.并再一次用孔工具，做直径25的孔，拉伸深度为10.3mm，然后倒斜角。结果如下图所示：

计算机辅助设计与制造专业培养方案

计算机辅助设计与制造专业 (专业代码：580110) 执笔人：潘平盛审核人：程雨梅 一、招生对象 全日制普通高中毕业生、中职毕业生 二、学制与学历 基本学制三年，实行弹性学分制；大专 三、培养目标 培养在生产、服务第一线从事机械产品的设计与制造、数控机床的编程与操作、生产线管理及产品营销的高素质技能型专门人才。 四、人才规格 （一）职业素质与能力 职业素质与能力要求和培养途径(见表1) （二）证书 1．技能等级证书 （1）高等职业技术学院英语应用能力考试A级或B级证书。 （2）全国高等学校计算机水平考试证书。

2．职业资格证书 至少应获得以下职业资格证书的一种： （1）工具钳工技能证书（中级或高级）。 （2）AutoCAD证书（中级）。 （3）数控加工中心操作工证书（中级或高级）。 （4）CAXA制造工程师证。 （5）Pro/E设计工程师证。 （6）高级制图员证。 （7）数控车、铣操作证书(中级或高级)。 （三）学分要求 本专业按学年学分制安排课程，学生最低要求修满总学分122学分。 必修课要求修满107.5学分，占总学分的88.11%；选修课要求修满14.5学分，占总学分的11.89%。 五、就业面向 面向珠三角地区模具制造行业，从事模具及其它机械产品的计算机辅助设计与制造、数控加工等工作。 主要就业岗位：从事模具及其它机械产品的计算机辅助设计与制造、数控加工、生产和管理等工作。 次要就业岗位：软件应用；模具或模具制造设备的销售与技术服务工作；其它机械产品设计与开发。 表2 职业岗位能力定位表

七、专业核心课程和主要实践环节 （一）核心课程 1．《机械制图》：该课程包含机械制图、计算机辅助绘图、公差配合三大模块。系统讲授正投影法、三视图、轴测投影、截交线、组合体、零件图和装配图的画法、公差与配合的类型及选用；通过学习能够快速看懂中等复杂的零件图、装配图； 2、《AutoCAD》能够熟练运用AUTOCAD绘制零件图和装配图，达到获得AutoCAD和高级绘图员职业技术资格证书的水平。该课程是计算机机辅助设计与制造专业的重要基础课程，对核心能力的培养起重要作用。

郑州大学远程教育Auto-CAD二维绘图心得与体会论文

大学现代远程教育《建筑CAD》课程论文Auto CAD二维绘图心得与体会 学号： 姓名： 完成时间： 2017.02.23

Auto CAD二维绘图心得与体会 摘要：通过对Auto CAD软件的发展历史的深入了解，培养了浓厚的学习兴趣，激发了在动力，从而在学习上不断的钻研与体会，总结出运用Auto CAD软件绘制二维图形的方法与技巧。Auto CAD 软件，在研发人员和广泛用户的共同努力下，其功能不断增强、操作性能不断优化，通过不断学习与思考，掌握了一定的绘图技巧。在学习命令时始终要与实际应用相结合，不要把主要精力花费在各个命令孤立地学习上；把学以致用的原则贯穿整个学习过程，使自己对绘图命令有深刻和形象的理解，有利于培养自己应用Auto CAD独立完成绘图的能力。 关键词：学习兴趣，Auto CAD，计算机绘图，方法与技巧，心得体会 Abstract: through in-depth understanding of the historical development of Auto CAD software, developed a strong interest in learning, stimulate the internal driving force, resulting in learning to study and experience, summed up the methods and skills of drawing two-dimensional graphics using Auto CAD software. Auto CAD software, in the joint efforts of R & D personnel and a wide range of users, its function is constantly enhanced, the operating performance of continuous optimization, through continuous learning and thinking, master a certain drawing skills. In order to study always combined with practical application, do not spend energy in the main various commands isolated learning; the practice principle throughout the learning process, so that they have a deep understanding of the drawing commands and image, is conducive to the cultivation of their application Auto CAD finish drawing ability. Key words: interest in learning, Auto CAD, computer graphics, methods and skills, experience

计算机辅助设计论文

计算机辅助设计论文：计算机三维辅助软件在机械设计中的应用 摘要：介绍了三维CAD在机械设计中的显著优势，并对目前国内企业机械产品开发过程三维CAD系统应用现状和存在问题进行了分析。从产品开发的实际需求和产品特点与软件功能出发，对企业应用三维CAD过程提出了改进方案，最后介绍了三维CAD技术发展的趋势。 关键词：三维CAD；机械设计；应用 1三维设计软件现状及其应用 产品设计是决定产品外形和产品功能，同时也是决定产品质量最重要的环节，产品的设计工作对产品的成本也起到至关重要的作用。随着计算机的不断发展，CAD技术即计算机辅助设计已成为设计人员不可缺少的工具。CAD技术正从二维CAD向三维CAD过渡。三维设计软件具有工程及产品的分析计算、几何建模、仿真与试验、绘制图形，工程数据库的管理，生成设计文件等功能。三维CAD技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率得以迅速提高。我国CAD技术的研究、开发和推广已取得较大进展，产品设计已全面完成二维CAD技术的普及，结束了手工绘图的历史，对减轻人工劳动强度、提高经济效益起到了明显的作用。有相当一部分CAD 应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维CAD转换，并取得了巨大的经济效益和社会效益。随着市场经济的逐步深入，市场竞争日趋激烈，加强自身的设计能力是提高企业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力的关键。 2三维设计软件的优势 2.1 CAD技术应用在机械设计的多个方面 2.1.1零件的实体建模 设计软件为三维建模提供了多种工具，包括最基本的几何造型如球体、圆柱等，对简单的零件，可通过对其结构进行分析，将其分解成若干基本体，对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。对于较复杂的图形，软件提供了草图工具，设计人员可以通过它先勾勒出截面，再拉伸出较复杂的几何形体。为了满足人们不断提高的审美要求，目前主要流行的几款三维设计软件基本上都提供面片模块，该模块为设计人员提供了非常方便的曲面设计工具。对于具有大块曲面的零件，设计师可以方便地对单个面或片体进行变形处理，以达到需要的曲面。 2.1.2产品造型修改简便 企业生产的产品往往是按系列区分，各系列中每一代产品与上一代产品之间的区别较小，也许只是增加了一个功能部件或是产品造型尺寸上有所改动。三维CAD可以方便地修改一些参数就能达到设计师更改造型的目的。三维CAD在建模中一般使用参数化建模，整个建模的步骤和产品的外型尺寸被参数化，这些参数是与产品的造型直接关联的。若要对尺寸或造型进行局部的更改，只需要更改相关参数，整个造型将被自动更新。这样不仅大大减少了设计人员的工作量，还保证了产品外造型的延续性。 2.1.3生成实体装配图 实体装配不仅能让设计人员直观地看到各零件装配后的状态，还可以测量各零件之间的空间大小，方便零件的布置。在装配完成后，零件可以被隐藏或设置成半透明的状态，方便设计人员观察内部结构。此外，在装配状态下，软件提供的标准件库，也方便了设计人员对标准件型号的选择。装配状态下的干涉分析也是常用的功能，计算机通过计算各装配零件的体积的大小和位置来确定是否有相交的部分，并确定各零件是否干涉，自动生成分析报告，明确指出互相干涉零件的名称和干涉的尺寸。方便设计师修改产品设计尺寸。 2.2模具CAD/CAM的集成制造 随着科学技术的不断发展，为了减轻人工劳动强度，提高产品的精度，制造行业装备从

计算机辅助设计与制造简答题总结

1、CAPP有哪几种基本类型？分别基于何种技术？ 1检索式CAPP系统；2派生式CAPP系统，即基于成组技术或基于特征的CAPP系统；3创成试CAPP系统主要包括基于传统过程性程序结构与决策形式的CAPP系统，基于知识的cap系统等；4综合式CAPP系统，包括派生式和创成式与人工智能相结合，且综合了它们的优点的CAPP系统，基于实例与知识的混合式CAPP系统及其它混合式系统等。 2、什么是数控加工？数控装置有哪些类型？数控编程的主要内容是什么？ 数控加工数控机床应用数字化信息实现机床控制的一种技术。 数控装置有哪些类型类型？ 按加工方式分类：1.金属切削类数控机床2.金属成型类数控机床3.数控特种加工机床4其他类型的数控机床 按驱动装置的特点分类1.开环控制数控机床2半闭环控制数控机床3．闭环控制数控机床4．混合控制数控机床 主控编程的主要内容包括:分析零件图纸进行工艺处理，确定工艺过程；数值计算，计算刀具中心运动轨迹，获得刀位数据；编制零件加工程序；制备控制介质；校核程序及首件试切。 4、什么是成组技术？ 成组技术是一门生产技术科学，即研究和发掘生产活动中有关事物的相似性，并充分利用事物的相似把相似问题归类成组，寻求解决这一类问题相对统一的最优方案，从而节约时间和精力以取得所期望的经济效益。 6、派生式CAPP系统的原理是什么？ 基本原理是利用成组技术（GT）代码或企业现行的零件图编码，将零件根据结构和工艺相似性进行分组，然后针对每个零件组编制典型工艺，又称主样件工艺，在进行工艺设计时，根据零件的GT代码和其他有关信息，按编码搜索零件族，对典型工艺进行自动化或人机交互式修改，生成符合要求的工艺文件。7、派生式CAPP系统与创成式CAPP系统的工作原理有何不同？ 答：派生法是以对标准工艺规程的检索和修改为基础，而标准工艺是由有经验的工艺人员制订的。设计新零件工艺规程时要对标准工艺进行检索，并经编辑和修改而得到。创成法是由计算机软件系统，根据输入的或直接从cad系统获得的零件信息，依靠系统中的工艺数据和各种工艺决策自动设计出工艺规程。 5、产品数据管理PDM的定义是什么？ 一般认为，PDM是一种管理所有与产品相关信息和所有与产品相关的过程的技术。 9、CAD/CAM系统的进行由哪几部分组成，各有什么功能？ CAD/CAM的进行环境由硬件，软件和人三大部分所构成，硬件部分是CAD/CAM系统运行的基础，主要由计算机及其外围设备组成，包括主机，存储器，输入输出设备，网络通信设备以及生产加工设备等有形物质设备；软件部分是CAD/CAM系统的核心，通常是指程序及相关的文档，包括系统软件，支撑软件和应用软件等。 硬件提供了CAD/CAM系统潜在的能力，而软件则是开发、利用其能力的钥匙；人在CAD/CAM系统中起着关键的作用。 8、简述CAPP专家系统的构成及特点。 CAPP专家系统只要由零件信息输入模块，推理机与知识库三部分组成，特点：“推理+知识”为特征。 3、什么是CIMS? CIMS的关键技术是什么？ CIMS是计算机集成制造系统，CIMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化有机地集成起来，是和于多品种、中小批量生产的总体高效益、高柔性的智能制造系统。关键技术是：CAPP 信息集成，过程集成，企业集成。

计算机辅助设计制造习题解答

1、计算机辅助设计（CAD）概念：利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助设计人员完成工程或产品的设计、分析计算及图样绘制等工作，从而获得理想的设计目标并获得预期成果的一种技术。 2、CAD/CAM技术的发展过程 3、CAD技术的发展趋势：目前CAD技术正在向集成化、智能化、网络化的方向发展。 4、CAD系统结构硬件：中央处理器、输入设备、输出设备、存储器、网络通信设备。CAD系统结构软件：系统软件、支撑软件、应用软件。 二维图形的变换形式：图形不变坐标系改变、图形改变坐标系不变。 5、设计资料的类型：数表和线图。 设计资料的处理方法：公式化、数据文件、数据库。 6、设计数据的差值方法：线性插值法、抛物线插值法、拉格朗日插值法。 7、设计曲线的拟合方法和原理 设计曲线的拟合方法：最小二乘法。 最小二乘法原理：将由实验得到或绘图经离散后得到的m个点在坐标系中画出来，假设这些点得到的拟合公式为y=f（x），每个节点处的偏差为=f（）-，i=1,2,2...m，如果将每个点的偏差值直接代数相加，则有可能因为正负偏差的抵消而掩盖整个误差程度，不能正确反映拟合公式的精确度，为此，将所有节点的偏差取平方值并求和，得到=，让偏差平方和达到最小，即最小二乘法的曲线拟合。 8、几种坐标系的概念：用户坐标系、设备坐标系、假想设备坐标系。 用户坐标系（世界坐标系）：坐标轴上的单位由用户自己确定，用来定义二维或三维世界中的物体。 设备坐标系（物理坐标系）：图形显示器或绘图机自身的一个坐标系。 假想设备坐标系（标准设备坐标系）：从世界坐标系到设备坐标系的变换中插入的一个坐标系，使所编制的软件方便地应用于不同的设备上。 二维图形的变换方法：比例变换、平移变换、旋转变换、对称变换、错切变换。 1、几何建模的概念：将物体的几何信息以及相关的属性输入计算机，计算机以数据的形式将物体的信息储存起来。 2、几何建模的三种方式：线框建模、表面建模、实体建模。 线框建模：采用点、直线、圆弧及自由曲线来构造三维模型的方法。 表面建模：通过对物体表面进行描述的建模方法。 实体建模：利用一些体素通过布尔运算构成所需的简单或复杂的实体的方法。 实体建模的表示方法和定义 a边界表示法B-REP：采用“点-边-面-体”的方式来表示物体，他以物体的边界为基础，通过描绘实体的表面边界来描述实体。 b实体结构几何法CSG：利用已有的基本体素，根据实体的结构将实体视为由不同的基本体素通过布尔运算而得到。 c混合模式B-REP+CSG表示法 4、特征建模的定义：它是几何建模技术发展的最新阶段，用符合设计思想的特征来定义零件，是实现CAD/CAPP/CAM集成的重要手段，也是网络化制造研究中进行产品图形设计的基础。 5、a特征的定义：一个对象上所具有的全部信息，不仅仅局限于实体的形状、结构，而且包含了对象从设计到制造全过程的所有信息，包括该对象的几何形状、功能和属性。

cad绘图案例精选大学论文

前言 准确地表达物体的形状、尺寸及其技术要求的图形，称为图样。图样是近代制造机器仪器和进行工程建筑施工的主要依据。在生产和科学实验活动中，设计者通过图样来表达设计对象，制造者通过图样来了解设计要求和制造设计对象，人们还通过图样来进行科学技术方面的交流。所以，图样是一种工程界的技术语言。 随着计算机技术的普及和发展，工程技术人员必须掌握用计算机进行制图的能力。目前，计算机绘图软件虽比较多，（如：autouCAD,CAXA,MasterCAM.等软件）但其基本功能还是大致相同。技术人员往往主要掌握其中的一两门绘图软件。其他软件可以触类旁通。 学习绘图软件并不是一件难事，最重要的是“熟能生巧”，必须作大量的练习。练习要循序渐进，而且要有系统性。只要通过实战演练，才能切实掌握基本原理和方法，才能获得应用技巧，并真正提高绘图的实际能力。 本书是学习机械CAD/CAM的习题集，全书分为五个大部分，第一部分是平面图，包括基本平面图、典型平面图、综合平面图，通过训练掌握绘制平面图的基本功能和编辑命令；第二部分是三维线框图，主要包括基本、典型、综合线框图，通过训练掌握绘制三维线框图的方法和编辑命令；第三部分是机械零件图，以平面图为基础，主要掌握机械零件图的绘图和读图方法；第四部分是实体图，通过练习基本、典型、综合实体，掌握绘制实体图的功能和技巧；第五部分是数控加工图形，主要通过练习掌握数控加工中的车、铣手动和自动编程的方法和技巧。习题集图形编排由简到难、系统全面。 由于目前市面上相关CAD/CAM习题集较少，内容也比较单一，而且经常停版，对CAD/CAM的教学带来许多不便。本书中图形囊括全面，如：CAD、CAM、数控车、数控铣等相关图形。它既可作为工程制图的辅导习题集，还可供机械制造工艺课程的工艺分析使用，当然主要为CAD（二维、三维）、CAM

计算机辅助设计1

一计算机辅助制造概念 工业企业应用计算机的概况：1计算机在工业生产中；2计算机在产品设计中；3计算机在企业管理中；4计算机应用的一体化；5计算机应用的发展。 CIM概念：1企业各个环节是不可分割的；2整个制造生产过程实质上是对信息的采集…传递和加工处理的过程。 CIMS：CIMS则是在CIM概念指导下建立的制造系统。他是在自动化技术、信息技术、和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，讲制造过程中各种分散的自动化系统有机的集成起来，已形成适用于多品种、小批量生产的、实现总体效益的智能化制造系统。 CAM技术是通过分级计算机体系结构，处理产品生产准备的工艺设计和作业计划设计，监控生产过程的加工、装配、物料搬运和产品质量检测与评价等各阶段作业的综合信息处理技术，是能监控生产过程中相互联系的制造作业，并以整体优化来控制其中的每一项作业的计算机应用系统。 CAM组成：它应由作为硬件的生产设备和作为软件的生产信息两大部分组成。 船舶产品及其制造过程的一系列特点：1造船生产方式的特点；2船体设计的表示方法特点；3船体建造工程的施工特点；4船舶舾装系统在船舶制造中的施工特点。 造船CAM技术特点：1船体放样的数据处理和计算2管系、电缆布置的数据处理和计算3船体构件的计算机辅助套料4船体构件加工特点的影响5船体装焊工艺特点的影响6舾装系统安装工艺特点的影响。 造船CAM技术的前三个特点，是在进入数控加工之前需要进行大量复杂的数据处理和计算工作，而且是属于生产工艺准备阶段的工作内容，他们与造船生产设计相互联系、相互结合、相互传递所需的信息。后三个特点是形成高度自动化和搞柔性化的造船cam系统的关键。 造船CAM的应用：1计算和统计工作2取代某些工艺过程（船体放样、套料和管系）3工艺过程控制（机床和辅助作业机械的数控）4信息存储、传递和信息处理5生产过程的监测。 造船CIMS组成：订货系统、计算机辅助工程系统、柔性制造系统、及造船工程数据库。 CIMS发展趋势：1系统集成技术和方法的研究，诸如各层计算机和各种自动化装置之间的处理任务的合理分配方案、系统的通信网络格式和快速通讯方案、对系统中千差万别的庞大数据库的数据挂历和数据处理技术。2以计算机技术为手段的船型试验和船舶性能分析方法的研究，诸如数学水池建设、新结构设计法。3按造船cims目标改造和继续纵深开发造船cad/cam系统，研究开发计算机辅助生产管理和业务管理等系统。4造船专用的装配、焊接和涂装等只能机器人及其脱机编程高级语言的研究开发及应用。5造船柔性制造系统的关键技术（如高柔性自动化装置和系统监控技术等的）研究、开发和应用。 二船体型线的数值表达 研究函数曲线表达式的两种方法：一种是使选择的函数表达式点点通过已知型值点，这就是所谓曲 线插值；另一种是使选择的函数值逼近已知的型值 点，这就是所谓的曲线拟合。 样条函数：简单来说就是分段解析函数，在曲线插值或拟合中多数采用多项式样条函数，就是整体具有一定连续性而分段多为多项式的样条函数。 圆弧样条;就是使用圆弧这个最简单的二次曲线，并以样条的思想而产生的圆样条。采用参数样条函数描述自由曲线的优点：1被描述的自由曲线的形状，在本质上是与坐标轴的选取无关的。2参数样条函数将自变量和因变量完全分开，使得参数变化对各因变量的影响可以明显的表示出来。3任何空间物体在坐标系中都可能会在某一位置上出现垂直切线和切平面，导致在该处斜率无穷大。4用参数样条函数表示曲线时因参变量是规范化的，因而所表示的曲线总是有界得，不需要另设其它几何数据来定义起边界。 手工放样对船体型线的绘制：乃是根据在平面上给定的一组离散点（型值点），将样条逐点通过给定点弯

变电架构的三维分析及计算机辅助设计

变电架构的三维分析及计算机辅助设计 发表时间：2018-09-12T15:46:09.763Z 来源：《基层建设》2018年第22期作者：张雪莉1 李骞2 屈曼3 高雄飞4 王英5 [导读] 摘要：本文所介绍的是对变电架构的三维分析及计算机辅助设计方法，包括三维有限元分析方法及其程序设计，它改变了传统的简化方法，提高了设计精度和速度；同时包括有限元分析中的自动排序功能，该功能的实现减轻了设计者应用本软件的数据准备工作量；还包括本软件所能实现的自动绘图功能，这些功能满足了初步设计和施工设计的要求。 1/3/4/5中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司陕西西安 710054；2国网陕西省电力公司西安供电局陕西西安 710054 摘要：本文所介绍的是对变电架构的三维分析及计算机辅助设计方法，包括三维有限元分析方法及其程序设计，它改变了传统的简化方法，提高了设计精度和速度；同时包括有限元分析中的自动排序功能，该功能的实现减轻了设计者应用本软件的数据准备工作量；还包括本软件所能实现的自动绘图功能，这些功能满足了初步设计和施工设计的要求。 关键词：变电架构；三维分析；辅助设计 一、变电架构的三维有限元分析方法 变电架构的三维分析方法，是将变电架构作为空间杆系按照有限元法进行分析，它的力学原理是位移法。空间杆系的位移法是根据平衡条件求出结构上的基本位移（节点位移），再利用杆端力和杆端位移之间的角变位移方程式求出杆端力，从而计算其它截面的内力。 对于空间杆系结构，每个节点六个位移，其中三个线位移，另三个是转角位移。将杆件的局部坐标系转换到结构的总体坐标以后，可按照“对号入座”的方式叠加形成整个结构的位移法方程： [K][X]=[P] 式中：[K]一系数矩阵，即总刚度矩阵； [X]一所有的位移。 等式右面的[P]由两部分组成：一部分为作用在节点上的外力，另一部分为原来在等式左面的固端内力分移到等式右面去的。上式中，每个方程式的意义都表示与某一位移对应的节点内外力的平衡。应用线性代数知识求解上述位移法方程组就可以求得各组荷载作用下的节点位移，进而可以求得杆件内力。 关于大型线性代数方程组的求解、对称稀疏矩阵的存贮以及特征值问题，早有比较成熟先进的算法，本文不再引述。下面简要叙述变电架构作为空间杆系的程序设计方法，将通用的位移法原理在具体问题的程序中实现，要做好数据文件的组织，选择好计算方法，并根据规范要求完成内力组合及构件的强度及稳定校核。 在程序设计中，考虑的数据文件如下：（1）总的引导信息；（2）杆件两端节点编号数组；（3）杆件截面积数组；（4）节点坐标数组；（5）杆件截面力学特性数组；（6）关于坐标转换矩阵的指示信息；（7）关于节点荷载和杆上荷载的信息；（8）关于共面节点的指示信息；（9）关于质量矩阵的信息；（10）关于地震力方面的信息。以上数组，对于通用结构可以按照本软件所定的格式填写。这种方法适应范围广，但数据量大、繁杂，并要求力学概念清楚，空间思维明确。 本软件对于变电架构的常用形式，提供了自动排序自动生成上述数组的功能，只要提供少量的控制参数，就可以完成所需的内力分析与组合、构件的强度与稳定校核，并提供与绘图程序所需的接口。在程序实现中，对于总刚度矩阵采用了一维变带冤存贮方式，求解大型线性代数方程组采用改进的平方根法，求解动力计算的特征值方程采用同时迭代法。 二、变电架构计算机辅助设计 1变电架构的绘图功能 变电架构计算机辅助设计软件包是面向屋外变电站架构初步设计及施工图设计的专用软件，除可以完成变电架构的分析计算外，还可以用参数式设计或交互式设计的方法绘制以下各设计阶段的主要图纸。 1）绘制架构透视图并对构件进行分类统计； 2）绘制架构基础平面布置图并对基础进行分类统计； 3）绘制架构梁的加工详图并自动统计材料用量； 4）绘制架构柱身的加工详图并自动统计材料用量； 5）根据用户给定的参数，绘制架构基础的施工详图并自动统计材料用量； 6）应用本构件提供的菜单，绘制土建结构的其它图纸； 7）应用本软件提供的图形汉字库方便地输入图形的汉字说明。 2输电线路三维可视化辅助设计系统 输电线路三维可视化辅助设计系统推荐采用自下而上的4层次型软件体系结构。这种体系结构综合考虑了现有的软硬件技术水平和系统需求的因素，充分体现了软件体系结构设计的系统性和可扩充性，是一套面向可视化输电线路设计的、具有高重用度的软件体系结构。系统各层功能和设计考虑如下： （1）专业应用层。专业应用层构成了辅助设计系统与用户交互的界面，包括各种可视化的输电线路显示、查询、设计、数据管理、图表输出等功能。 （2）模型对象层。主要功能是把多数据源的地理数据转化为单一的、综合的、基于数据模型的对象，从而有效地解决了GIS中多数据源多数据类型的问题。在模型对象层中，设置了代表三维场景中的地形、覆盖在地形上的矢量对象（如公路、地区边界、河流等）、立体建模的地物对象（如主要的居民地、重要的河流、输电线路上主要的跨越和标注等）和输电线路上的电力器件对象（如输电线、避雷线、杆塔和绝缘子等）。 （3）数据层。在数据层中，采用文件系统加关系数据库来构成系统的基础数据库，由关系数据库来管理系统的属性数据，由文件系统来管理系统的空间数据。考虑到三维GIS中对空间数据查询、显示以及分析的特殊要求，需要对管理空间数据的文件系统采用多种形式的优化。 （4）转换通信层。转换通信层包含数据转换和连接通信两个子层，通信子层的设立屏蔽了各种物理通信介质和网络通信协议的差别，为数据转换子层提供统一格式的数据；数据转换子层负责将不同分系统间的数据分类、转换、融合后上传到数据层；通信层实现了与

计算机辅助设计与制造

河南机电高等专科学校 课程设计报告书课题名称：电机电器及其CAD 系部名称：电气工程系 专业：电机与电器 班级：电器091班 姓名： 学号： 2011年12 月20日 设计任务书 一、设计目的： 1、熟悉变压器优化设计软件。 2、掌握变压器设计各性能参数及材料、结构的设置。 3、掌握优化设计的方法、步骤。 4、掌握优化方案的选择及细调。 5、熟悉铁心截面的优化。 二、设计内容要求： （一）S9系列变压器电磁优化设计 1、性能参数输入； 2、材料、铁心、线圈、绝缘参数的设置；

3、油箱、温升、重量计算； 4、优化计算； 5、调整计算单；计算单保存生成； 6、铁心截面优化。 （二）S9系列变压器结构CAD设计 1、总装配图 2、铁心、铁心装配 3、线圈 4、器身装配及绝缘 5、夹件及引线装配 目录 一、课程设计任务书 (1) 二、设计方案的优化及选择 (2) 1、设计方案A的优化及选择 （1）性能参数设置 （2）铁心材料、导体材料及结构的选取 （3）变压器主纵绝缘尺寸的确定 （4）方案的优化及调整 （5）方案的比较及选择 2、设计方案B的优化及选择 （1）性能参数设置 （2）铁心材料、导体材料及结构的选取 （3）变压器主纵绝缘尺寸的确定 （4）方案的优化及调整

（5）方案的比较及选择 3、问题及讨论 三、变压器结构CAD绘制 (12) 1、图层、线型、文字等基本绘图环境的设置及绘图模板的绘制 2、主要结构尺寸及尺寸配合的确定。 3、问题及讨论。 四、心得体会…………………………………………………………… 五、附录一：计算单附录二：结构图 六、参考文献…………………………………………………………… 设计方案的优化及选择 1、设计方案A的优化及选择 （1）性能参数设置 额定值：SN=100KV A，，高压侧无励磁调压，调压范围±5%。 S9-500/10 联结组别：Yyn0 ，U1N=10000V，U2N=400V，PK=1485W，P0=280W，阻抗电压：4% （2）性能参数计算 变压器的性能参数，主要有空载损耗、空载电流、负载损耗、短路阻抗等。设计变压器时，在遵循基本物理概念的基础上，还必须考虑材料、结构、工艺等具体要求，各计算公式也必须尽量精确些，方可减少误差。 短路阻抗 3.91 [4.0%] 短路损耗 1531 [1485W] 空载损耗 281 [280W] 空载电流 1.06 [1.6%] （3）铁心材料、导体材料及结构的选取 铁芯是变压器磁路的主体部分，由表面涂有绝缘漆膜、厚度为0.35mm或0.5mm的硅钢片冲压成一定形状后叠装而成，担负着变压器原、副边的电磁耦合任务。变压器使用的铁心材料主要是硅钢片，在钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少,我们通常称加了硅的钢片为硅钢片，硅钢片有热轧和冷轧两种.热轧硅钢片的工作磁通密度B一般取9000-12000高斯,冷轧硅钢片的导磁性能比热轧好, 它的工作磁通密度B取值范围为12000-18000高斯。