CADCAECAM原理第一章(西安交大)案例实例.ppt

CAD CAM 一、产品设计的分类 根据产品设计过程的特点，可将设计划分为： (1)功能设计 确定产品功能和结构之间的对应关系。 (2)布局设计 完成技术实体部分(零部件)的排列组合。 (3)参数设计 定义零部件的几何形状及尺寸参数。 (4)公差设计 制定形状、位置及尺寸精度。 根据各设计任务所占的比重不同，又可将设计划为： (1)新设计 是一种从无到有的开放性设计。通常从概念设计、功能设计开始，或者重新排列现有的、新的零部件以达到设计目的。新设计通常需要创造性思维。 (2)适应性设计 保持总体布局不变，通过修改个别零部件的功能或形状以适应质和量方面的附加要求。 (3)参数化设计 功能、布局、零件的几何拓扑关系均保持不变，仅改变零件的尺寸参数，以产生系列化的设计结果。 二、为什么需要CAD/CAE 产品设计现状： 据统计，机械制造领域的设计工作有56%属于适应性设计，20%属于参数化设计，只有24%属于新设计。某些标准化程度高的领域，参数化设计达到50%左右。（CAD） 工艺规程设计 编制工艺规程是设计、制造过程中生产技术准备工作的重要环节，过去一直是工艺人员手工完成，不仅效率低，而且依附于人的技能和经验，很难获得最佳方案。同时，与产品设计一样，也存在重复工作的问题。（CAPP）。 加工制造过程 在机械制造行业，50件以下的小批量生产约占75%。据统计，一个零件在车间的平均停留时间中，只有5%的时间在机床上，而这5%的时间中，又只有30%的时间用于切削加工。绝大部分时间都消耗在工件的装卸、调整、测量及等待切削上。要改进这一状况，必须借助计算机对产品的加工制造过程进行控制。（CAM ） CAD/CAM技术：不是传统设计、制造流程和方法的简单映像，也不是局限于在个别步骤或环节中部分地使用计算机作为工具，而是将计算机科学与工程领域的专业技术以及人的智慧和经验以现代的科学方法为指导结合起来，在设计、制造的全过程中各尽所长，尽可能地利用计算机系统来完成那些重复性高、劳动量大、计算复杂以及单纯靠人工难以完成的工作，辅助而非代替工程技术人员完成整个过程，以获得最佳效果。CAD/CAM系统以计算机硬件、软件为支持环境，通过各个功能模块实现对产品的描述、计算、分析、优化、绘图、工艺规程设计、仿真以及NC加工。而广义的CAD/CAM集成系统还应包括生产规划、管理、质量控制等方面。 三、CAD/CAM的基本概念 ★ 计算机辅助设计 (Computer Aided Design) 简称CAD，是指工程技术人员以计算机为工具，用各自的专业知识对产品进行总体设计、绘图、仿真、分析及编写技术文档等设计活动的总称。 ★ 计算机辅助制造 (Computer Aided Manufacturing) 简称CAM，是指使用计算机系统进行生产规划、管理和控制产品制造的全过程，它既包括与加工过程直接联系的计算机监测与控制，也包括使用计算机来管理生产经营，提供计划进度表等。 狭义的CAM是指计算机辅助机械加工，更确切地说，是指数控程序的编制。广义的CAM是指利用计算机辅助完成从毛坯到产品全部制造过程中的各种直接和间接的活动，包括工艺准备、NC编程、生产作业计划、生产控制、质量控制等。 三、CAD/CAM的基本概念 (1)需求分析，几何建模。 (2) 详细设计及优化，图形输出。 (3) 人机交互，模型修正。 (4) 工艺规程设计，结果输出。 (5) 工艺规程修改。结果存储。 (6) 生成NC加工指令，加工制造。 (7) 工艺仿真，干涉、碰撞检验。 (8) 加工制造。 1.7 CAD/CAM系统的工作过程 1.8 CAD/CAM系统的主要任务 CAD/CAM系统需要对产品设计、制造全过程的信息进行处 理，包括设计、制造中的数值计算、设计分析、绘图、工程数据库的管理、工艺设计、加工仿真等各个方面。 (1) 几何造型 几何造型是指在计算机中建立零件的 三维实体模型。先进的CAD都提供参数 化的基于特征的实体造型方法。 几何造型技术是CAD/CAM系统的核心， 它为产品的设计、制造提供基本数据， 也为其他模块提供原始信息。 几何造型 曲面造型 装配造型 几何造型 (2) 计算分析 CAD/CAM系统根据形状模型，根据产品几何形状，计算出相应的体积、表面积、质量、重心位置、转动惯量等几何特性和物理特性，为进行工程分析和数值计算提供必要的基本参数。还可应力、温度、位移等结构分析计算。 (3) 工程绘图 CAD/CAM系统