计算机辅助机械设计31页PPT

拓扑关系：
几何模型各分量的数目及其相互间的连接关系。
如：表示点、线、面之间的连接关系、邻近关系及 边界关系的拓扑元素构成几何模型的拓扑关系。
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计算机辅助产品设计的方法
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4. 1参数化与模块化设计概念
➢ 参数化设计：
设计图形的拓扑关系不变，图形的尺寸形 状由一组程序化的参数进行约束，绘图时，修 改不同的尺寸参数即可得到不同规格的图形。
3. 结构设计阶段
功能原 具体化 理解
产品结 分析计算 产品装
构草图
优化
配草图
4. 详细设计阶段
零件分解 模型试验 绘制技
设计优化
术图样
工艺规 程设计
用户 试用
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2.1 设计过程及阶段划分
5. 定型生产阶段
设计 定型
生产 规划
生产 制造
产 结束 品
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知识：手册、技能、经验、原理和规范。
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3.3 基于知识的产品创新设计
❖ 产品创新设计分类
1. 渐进性产品创新 2. 根本性产品创新
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3.3 基于知识的产品创新设计
❖ 基于功能分解与重组的创新设计方法
一种自顶向下、逐步分解功能元的方法。 其创新性体现在功能抽象的描述及功能与结 构的映射方法。
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设计自由度与开发成本的关系
开 发
设 计
成自
本
用 度
设计自用度
开发成本
概念设计 详细设计 设计过程时间

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CAD/CAM技术应用
CAM技术的发展
1952年 数控（NC）机床首次研究成功奠定了CAM的硬件基础。
1955年 研制成功在通用计算机上运行的自动编程工具（APT）语言， 实现了NC编程自动化。
1958年 研制成功自动换刀镗铣加工中心（MC），一次装夹集中加工， 提高加工效率和质量。
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硬 件
软 件
应 用
CAM
◆ 突飞猛进的时期（20世纪80年代）
硬件技术 大规模集成电路、外设产品系列化
彩色高分辨率图形 显示器、大型数字 化仪、自动绘图机
软件技术
高级编程语言、数据库技术、有限元分析、优 化设计、曲面建模、三维实体建模 企业：大——小 国家：发达——发展中 设计：产品——工程
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计算机技术 CAD/CAM技术 机械制造技术
以人为主体，借助计算机硬、软课件 PPT课件 PPT课件
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计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）技术是设 计人员和组织产品制造的工艺技术人员在CAD/CAM系统的 辅助之下，根据产品的设计和制造程序进行设计和制造的 一项新技术，是人的智慧和创造力与计算机技术系统的巧 妙结合。设计人员通过人机交互操作方式进行产品设计构 思和论证，产品总体设计，技术设计，零部件设计，有关 零件的强度、刚度、热、电、磁的分析计算和零件加工信 息（工程图纸或数控加工信息等）的输出，以及技术文档 和有关技术报告的编制。而工艺设计人员则可以根据CAD 过程提供的信息和CAM系统的功能，进行零部件加工工艺 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。
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未来CAD/CAM技术的发展将更加注重智能化、自动化和集成化，以适应 不断变化的市场需求。
对行业的启示和建议
01
行业应加强对CAD/CAM技术的研发和应用，提高典 型零件的设计与制造水平，推动产业升级。
02
企业应注重培养CAD/CAM技术人才，加强技术交流 与合作，提升整体竞争力。
03
政府应加大对CAD/CAM技术的支持力度，制定相关 政策，促进产业发展与创新。
应用领域
广泛应用于汽车、航空、模具、电 子等制造业领域，帮助企业实现数 字化转型，提高生产效率。
制造流程与实例
制造流程
产品设计 → 工艺规划 → 加工模 拟 → 刀路生成 → 后处理 → 加
工制造
实例1
某汽车零部件的加工制造，通过 CAM软件进行工艺规划、加工模 拟和刀路生成，实现高效、高精
度的加工。
THANKS
感谢观看
实例2
某航空发动机叶片的加工制造， 利用CAM软件进行复杂曲面的加 工模拟和刀路生成，确保加工质
量和精度。
加工工艺与优化
01
02
03
加工工艺
根据不同的材料和加工需 求，选择合适的加工方法 和刀具，制定合理的加工 参数。
工艺优化
通过CAM软件进行加工模 拟和优化，提高加工效率、 降低成本、减少废品率。
CAD/CAM技术的应用提高了航空航天 零件的设计效率和制造水平，为航空航 天事业的发展提供了保障。
CAM软件对航空航天零件的加工过程进 行精确控制，确保加工精度和质量。
详细描述
利用CAD软件进行航空航天零件的三维 建模，满足严格的空气动力学和结构强 度要求。
案例三：模具的设计与制造
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CAD）技术是电子信息技术的一个重要组成部分 这一新兴学科能充分运用计算机高速运算和快速绘
图的强大功能为工程设计及产品设计服务，彻底改变了 传统的手工设计绘图方式，极大地提高了产品开发的速 度和精度，使得科技人员的智慧和能力得到了延伸
它把计算机所具有的运算快、计算精度高、有记忆、 逻辑判断、图形显示以及绘图等特殊功能与人们的经验、 智慧和创造力结合起来，从而减轻设计人员的体力劳动， 提高设计质量，缩短设计周期
14.2 CAD系统的硬件分类
1.主机系统（Mainframe-based system） 这种系统一般以大型机为主机，集中配备某些公
司的外部设备，如绘图机、打印机、磁带机等，同时 接出许多用户工作站及字符终端
主机系统
2.小型机系统（Minicomputer-based system）
这种系统与上图所示的主机系统在形式上非常类似，只不过用
小型机或超小型机代替主机，用户工作站数量较少，一般在4～6个。
后来用超小型机这在速种度小、精型度、机存大储、都计算具能有力等3方2面位完字全满长足了，复操杂C作AD/系CAM统的要采求用虚拟存储技术，成本
1（C4A）D设技计术准发则展低:概按况齿、面体接触积疲劳小强，度设便计，于按操齿根作弯曲使疲用劳强。度校后核来用超小型机在速度、精度、存储、
和输出设备种类很多，可
根据需要进行选配
系统软件的组成
软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件三个层 次
系统软件对计算机资源进行自动管理和控制，它处于 整个软件的核心内层，主要包括操作系统和数据通信系 统等
支撑软件是帮助人们高效率开发应用软件的软件工 具系统，亦称为软件开发工具
应用软件是用户利用计算机以及它所提供的各种系 统软件和支撑软件，自行编制的用于解决各种实际问题 的程序