第1章CADCAM技術(shù)概述

機(jī)械CAD/CAM一、課時講課：32學(xué)時 實(shí)驗(yàn)：20學(xué)時二、目的

1、掌握CAD/CAM基本概念及系統(tǒng)組成

2、掌握CAD/CAM基本理論3、掌握CAD/CAM常用軟件基本用法（Pro/ENGINEER、MasterCAM）及二次開發(fā)方法（AutoCAD）課程安排三、特點(diǎn)

1、理論知識涉及面廣

2、實(shí)踐性強(qiáng)（特別強(qiáng)調(diào)自己動手，否則收獲很?。?、知識更新快四、要求

1、認(rèn)真聽課、看書

2、認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)前要做好準(zhǔn)備）3、通過Internet了解CAD/CAM發(fā)展動態(tài)課程安排五、考試

1、閉卷

2、教材內(nèi)容：75%～80%，補(bǔ)充內(nèi)容：20%～25%六、參考書目

1、《機(jī)械CAD技術(shù)基礎(chǔ)》（第3版），童秉樞等，清華大學(xué)出版社2、《CAD/CAM技術(shù)（第二版）》，寧汝新等，機(jī)械工業(yè)出版社

3、《CAD/CAPP/CAM基本教程》，戴同，機(jī)械工業(yè)出版社 4、其他與AutoCAD、ProE、UG、Mastercam等相關(guān)的資料課程安排一、CAD技術(shù)概論1、CAD的概念2、CAD作用與功能3、CAD的應(yīng)用領(lǐng)域4、CAD技術(shù)的發(fā)展5、CAD系統(tǒng)的構(gòu)成與分類6、CAD系統(tǒng)的硬件組成7、CAD系統(tǒng)的軟件構(gòu)成8、國內(nèi)CAD系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)現(xiàn)狀20世紀(jì)后半世紀(jì)最重要的技術(shù)之一，應(yīng)用水平體現(xiàn)一個國家的工業(yè)水平一、CAD技術(shù)概論1、CAD的概念

什么是CAD?ComputerAidedDesign一、CAD技術(shù)概論1、CAD的概念

（1）CAD的定義

CAD(ComputerAidedDesign)是一種綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)及其相關(guān)技術(shù)輔助工程師進(jìn)行產(chǎn)品或工程設(shè)計(jì)的方法和技術(shù)。

一、CAD技術(shù)概論1、CAD的概念

ComputerAidedDesign是工程設(shè)計(jì)人員以計(jì)算機(jī)為工具進(jìn)行設(shè)計(jì)活動的全過程。資料檢索、方案構(gòu)思、計(jì)算分析、工程繪圖和編制技術(shù)文件CAD＝用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和分析CAD＝利用計(jì)算機(jī)繪圖CAD(ComputerAidedDesign)是一種利用計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng),輔助人們對產(chǎn)品或工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法和技術(shù)，包括設(shè)計(jì)、繪圖、工程分析與文檔制作等設(shè)計(jì)活動。一、CAD技術(shù)概論1、CAD的概念

CAD是一個人、機(jī)結(jié)合的求解系統(tǒng)運(yùn)算速度快、存儲能力大、繪圖精確、能正確無誤的重復(fù)同一操作具有創(chuàng)造性、能判斷、推理人機(jī)交互、各有所長一、CAD技術(shù)概論1、CAD的概念

（3）CAD設(shè)計(jì)過程傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)需求分析問題定義綜合設(shè)計(jì)分析優(yōu)化評價市場信息編制技術(shù)文件結(jié)束開始1、難以獲得最優(yōu)方案；2、計(jì)算精度低，可靠性差；3、工作周期長，效率低；4、難以獲得創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。一、CAD技術(shù)概論1、CAD的概念

C

A

D的設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)需求分析問題定義市場信息開始分析優(yōu)化幾何造型工程分析產(chǎn)生設(shè)計(jì)結(jié)果并評價評價綜合設(shè)計(jì)表示自動繪圖一、CAD技術(shù)概論2、CAD技術(shù)的作用與功能

提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期；提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量；各部門信息交流迅速、可靠；設(shè)計(jì)與分析工作模式的統(tǒng)一；有利于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。CAD的作用一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

CAD的功能（1）幾何建模三維模型為設(shè)計(jì)人員提供直觀的、正確的產(chǎn)品圖形，包括裝配和零件一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

CAD的功能（2）工程分析包括產(chǎn)品常規(guī)設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、可靠性分析、動態(tài)分析等科學(xué)計(jì)算一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

CAD的功能（2）一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

CAD的功能（3）評價仿真通過動態(tài)仿真的方式為設(shè)計(jì)者提供逼真的運(yùn)動圖像以供決策一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

CAD的功能（4）自動繪圖CAD設(shè)計(jì)結(jié)果需要通過二維工程圖或其他方式輸出

一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

CAD的功能（5）工程信息的有效存儲及工程數(shù)據(jù)庫的管理與共享工程設(shè)計(jì)中的信息量是非常大的，而且信息的形式、屬性、關(guān)系也是多樣的、復(fù)雜的，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)就是建立在對這些工程信息的有效存儲、管理、傳遞和共享的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)的外存儲器的大容量特點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，形成工程數(shù)據(jù)庫和圖形數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)，并為各個專業(yè)設(shè)計(jì)提供共享數(shù)據(jù)的用戶模式和它們之間的接口，支持多個用戶協(xié)調(diào)作業(yè)，各自獨(dú)立而又互不干涉地完成對設(shè)計(jì)信息的存取、加工、轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。在數(shù)據(jù)庫和圖形庫的支持下，用戶的應(yīng)用軟件開發(fā)也可以與存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等無關(guān)，使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充性。一、CAD技術(shù)概論2、CAD的作用與功能

CAD的功能（6）知識庫基礎(chǔ)上的專家系統(tǒng)和人工智能型輔助設(shè)計(jì)與決策人工智能是一門具有潛在吸引力的學(xué)科，專家系統(tǒng)是人工智能的一個重要分支，它建立在知識庫相推理機(jī)制的基礎(chǔ)上，能夠綜合運(yùn)用專門學(xué)科的知識和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理、判斷、決策，解決人們一般能力難以解決的問題。智能計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，綜合了設(shè)計(jì)者的知識和經(jīng)驗(yàn)，并通過系統(tǒng)本身提供的高智能推理機(jī)制和人機(jī)通訊能力，利用大容量存儲和快速轉(zhuǎn)換的能力，在設(shè)計(jì)的過程中，可以適時地提供設(shè)計(jì)方案和建．協(xié)助設(shè)計(jì)者進(jìn)行更加有效、富有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)工作。一、CAD技術(shù)概論3、CAD的應(yīng)用領(lǐng)域

制造業(yè) 機(jī)床、汽車、飛機(jī)、船舶、航天器等工程設(shè)計(jì) 建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、水利工程設(shè)計(jì)等電氣與電子 電路原理圖、印刷電路板設(shè)計(jì)、集成電路大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)等仿真模擬與動畫制作 飛機(jī)訓(xùn)練、作戰(zhàn)仿真、電影動畫等其他應(yīng)用輕工、紡織、家電、服裝、制鞋一、CAD技術(shù)概論4、CAD的發(fā)展一、準(zhǔn)備醞釀階段20世紀(jì)50年代標(biāo)志：1950MIT“旋風(fēng)I號”圖形顯示器1958Calcomp滾筒式繪圖機(jī)

Gerber平板繪圖儀電子管計(jì)算機(jī)速度慢、存儲能力低硬件水平低一、CAD技術(shù)概論4、CAD的發(fā)展二、成長發(fā)展階段20世紀(jì)60年代直接存取存儲器陰極射線管顯示器商品化的CAD設(shè)備不斷出現(xiàn)晶體管計(jì)算機(jī)速度較快、存儲能力增強(qiáng)1962MIT的I.E.Sutherland“Sketchpad：一個人機(jī)通訊的圖形系統(tǒng)”計(jì)算機(jī)圖形學(xué)交互技術(shù)分層儲存符號為CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用打下了理論基礎(chǔ)軟件水平大大提高，產(chǎn)生了許多計(jì)算機(jī)語言，如Fortran一、CAD技術(shù)概論4、CAD的發(fā)展三、成熟推廣階段20世紀(jì)70年代大規(guī)模集成電路光柵掃描顯示器、光筆、數(shù)字化儀標(biāo)志：1970Applicon推出了完整的CAD系統(tǒng)

人機(jī)交互生成圖形技術(shù)日趨完善現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)算和分析方法各種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、系統(tǒng)工程等

出現(xiàn)了CAD系統(tǒng)公司，以小型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，CAD/CAM系統(tǒng)逐漸走入中小企業(yè)

一、CAD技術(shù)概論4、CAD的發(fā)展四、廣泛應(yīng)用階段20世紀(jì)80年代至今計(jì)算機(jī)軟、硬件及外圍設(shè)備飛速發(fā)展（摩爾定理），性能極大提高80年代末~90年代初以工作站為主

之后CAD系統(tǒng)由小型計(jì)算機(jī)向微型計(jì)算機(jī)發(fā)展★應(yīng)用企業(yè)越來越廣日本：90%以上應(yīng)用CAD技術(shù)美國：＞300家CAD/CAM公司★應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣輔助機(jī)械設(shè)計(jì)、印刷電路板設(shè)計(jì)超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、服裝與花樣設(shè)計(jì)、管道布局設(shè)計(jì)等一、CAD技術(shù)概論4、CAD的發(fā)展CAD軟件技術(shù)歷程線框造型曲面造型——Catia實(shí)體造型——I-deas參數(shù)化特征造型造型——Pro/E變量化技術(shù)——I-deasKBE(基于知識的工程)——UG行為建模技術(shù)——Pro/E2000i2一、CAD技術(shù)概論4、CAD的發(fā)展CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢4-I1、三維可視化Interactive交互2、集成化IntegratedCIMS、并行工程、PDM,縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高勞動生產(chǎn)率3、智能化Intelligent將某一領(lǐng)域中專家的知識和經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用人工智能和專家系統(tǒng)技術(shù)，歸納成一些規(guī)則，并形成知識庫，再利用推理機(jī)制，進(jìn)行推理和判斷，得到具有專家水平的設(shè)計(jì)結(jié)果。4、網(wǎng)絡(luò)化Internet二、CAPP/CAM技術(shù)概論1、CAPP-ComputerAidedProcessPlanning根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段給出的信息，交互或自動完成產(chǎn)品加工方法的選擇和工藝過程的設(shè)計(jì)。毛坯設(shè)計(jì)加工方法選擇工藝路線制定