材料加工CADCAM基础第二章计算机辅助设计基础PPT.ppt

材料加工CAD/CAM基础;第二章 CAD设计基础;第一节 计算机辅助设计系统的组成与分类;（一） CAD/CAM的硬件系统 ????硬件是CAD/CAM系统运行的物质基础。由计算机主机、输入设备、输出设备、存储器、生产设备（CAM加工设备）及计算机网络等几部分组成。 ;计算机辅助系统硬件组成;（二）计算机辅助设计系统的硬件要求;(三)计算机辅助设计的软件组成; （1）系统软件;（2）支撑软件 (Support Software);;（3）应用软件（Application Sofeware）;二、计算机辅助设计系统的分类; 交互型CAD系统 ;3. 智能型CAD系统;;第二节 计算机辅助设计系统的三维造型技术 ;商品化的几何造型系统;一、传统的造型方法—几何造型和实体造型;;1 .线框造型(Wire Farme Modeling);（2）、? 数据结构;（3）、线框造型的特点;;;(4)、应用;; 2. 曲面造型(Surface modeling) CAD技术的第一次革命 ──贵族化的曲面造型系统 60年代出现的三维CAD系统只是极为简单的线框式系统。这种初期的线框造型系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息，CAM及CAE均无法实现。 进入70年代，法国达索飞机制造公司推出了三维曲面造型系统CATIA，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了现实的基础。;曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命，改变了以往只能借助油泥模型来近似准确表达曲面的落后的工作方式。 此时的CAD技术价格极其昂贵，而且软件商品化程度低，开发者本身就是CAD大用户，彼此之间技术必威体育官网网址。只有少数几家受到国家财政支持的军火商，在70年代冷战时期才有条件独立开发或依托某厂商发展CAD技术。 例如：CADAM由美国洛克希德(Lochheed)公司支持；CALMA由美国通用电气(GE)公司开发；CV由美国波音(Boeing)公司支持；IDEAS由美国国家航空及宇航局(NASA)支持；UG由美国麦道(MD)公司开发；CATIA由法国达索(Dassault)公司开发。 ;曲面造型系统带来的技术革新，使汽车开发手段比旧的模式有了质的飞跃，新车型开发速度也大幅度提高，许多车型的开发周期由原来的6年缩短到只需约3年。CAD技术给使用者带来了巨大的好处及颇丰的收益。 ;(1). 定义 曲面造型（表面造型）用面的集合来表示物体，而用环（封闭的有向棱边）来定义面的边界。它是在线框模型的基础上，增加了有关面的信息，以及面的连接信息。 利用曲面模型，就可以对物体作剖面、消隐、获得数控加工所需的表面信息等。对一些复杂的物体表面，如汽车车身、飞机机身等呈流线型瞬息万变自由曲面都可以表示。;(2)、数据结构;(3)、曲面描述方法的种类;;(4)、曲面建模的特点;; CAD技术的第二次革命──生不逢时的实体造型技术 有了表面模型，CAM的问题可以基本解决。但由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件的其它特性，如质量、重心、惯性矩等，对CAE十分不利，最大的问题在于分析的前处理特别困难。基于对于CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件──IDEAS。 可以说，实体造型技术的普及应用标志CAD发展史上的第 二次技术革命。 ; 由于实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达，给设计带来了惊人的方便性。它代表着未来CAD技术的发展方向。 实体造型技术虽然带来了算法的改进和未来发展的希望，但也带来了数据计算量的极度膨胀。在当时的硬件条件下，实体造型的计算及显示速度很慢，在实际应用中做设计显得比较勉强。实体造型技术也就此没能迅速在整个行业全面推广开。;(1). 定义;;六棱柱实体造型;(2). 特点;(3) 实体建模方法 ;用简单实体(称为体素)通过集合运算交、并、差构造复杂实体。;集合的交、并、差运算;;简单实体的构造; 2. 扫描法 （1）平面轮廓扫描法 由任一平面轮廓在空间平移一个距离或绕一固定的轴旋转就会扫描出一个实体。;;三维模型的转化;二 、新一代实体造型技术-特征造型;;;1 .定义 特征：指产品描述的信息的集合，并可按一定的规则分类。特征造型是以实体造型为基础的。特征是纯几何的实体与曲面，是十分抽象的，将特征的概念引入几何造