《第一章-材料加工CADCAECAM技术基础-课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章-材料加工CADCAECAM技术基础-课件.ppt（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、,*,*,材料加工CAD/CAE/CAM基础,材料加工,CAD/CAE/CAM,技术,基础,计算机在材料工程中的应用,1,熟悉,CAD/CAE/CAM,的基本概念和基本组成，了解其发展动向。,掌握,CAD/CAE/CAM,技术的基本原理和基本方法，以及在材料成型加工领域中的应用实例。,基本达到能运用,CAD/CAE/CAM,软件进行工程设计、分析与制造加工。,学习本门课的要求,2,学时安排,课堂教学,16-20,软件实践,4-8,学习方法,课堂教学与实验教学（软件实践）相结合，辅之以自学,成绩考核,考试,60%,其他,40%,推荐参考教材,材料加工,CAD/CAE/CAM,技术基础，陈立亮，机
2、械工业出版社，,2012,；,CAD/CAE/CAM,技术与应用，王定标等，化学工业出版社，,2005,；,CAD/CAM,原理与应用，蔡颍等，机械工业出版社，,1998,；,3,应用范围,航空航天工业,4,应用范围,建筑行业,5,应用范围,汽车工业,6,应用范围,各个领域,7,第一章,CAD/CAE/CAM,概述,CAD/CAE/CAM,基本概念,CAD/CAE/CAM,系统集成,材料加工,CAD/CAE/CAM,CAD/CAE/CAM,系统选择原则,CAD/CAE/CAM,发展趋势,8,1.1.1,计算机辅助设计,CAD,（,Computer Aided Design,）,CAD,是以计算
3、机为主要研究手段来辅助设计者完成某项工作的设计、计算、分析、评价、优化等信息处理的综合性高新技术。,CAD,是,20,世纪,60,年代以来迅速发展起来的一门新兴的综合性计算机应用技术，从开始只完成一些计算和绘图以及数控加工，发展到辅助工程设计，模拟加工过程和,CAD/CAE/CAM,一体化。,1.1 CAD/CAE/CAM,基本概念,9,1.1 CAD/CAE/CAM,基本概念,CAD,主要研究内容,造型技术,即图形处理，是,CAD,技术的基础，用以表达设计方案，从二维到三维。如曲面造型、实体造型、特征造型、特征化造型、参数化设计等。,优化分析,在设计的同时进行分析、优化所设计的方案，使设计达
4、到最优。如：结构应力应变计算优化（强度计算）；传热和流动分析（模具冷却系统、挤出定型模优化设计、热流道浇注系统的热平衡计算、运用流动分析优化模具成型方案）；求解系统的动态性能。,e.g.,三维造型软件（,PRO/E,、,UG,和,I-DEAS,）和专用软件（,HSC,、,Z-MOLD,）在,CAD,系统中引入,“,并行工程,”,的思想，已成为发展趋势。,10,1.1 CAD/CAE/CAM,基本概念,综合评价,对完成的设计方案进行校核和评价，包括：尺寸校核；外观分析；碰撞（干涉）试验（,e.g.,新型液压系统的设计、装配、运动过程）；内部结构剖析（内应力、温度分析、翘曲）和加工中的缺陷预测（,
5、e.g.,熔体充模状态、气穴位置、挤出模中的熔体流速、吹塑加工中的吹破）,信息交换,CAD,之间、,CAD,与,CAM,之间、,CAD,与,CAE,之间、,CAD,与,CAPP,之间、,CAD,与,RPM,之间以及通过,internet,进行远程、异地的信息沟通与资源共享。它基于数据交换标准，如,IGES,、,STEP,、,SAT,等；,CAD,技术应研究如何更合理、更高效、更准确地交换数据。,11,1.1 CAD/CAE/CAM,基本概念,1.1.2,计算机辅助工程,CAE,（,Computer Aided Engineering,）含义,又称模拟仿真技术，主要通过构造准确描述研究对象的某一
6、过程或者属性的数学模型；利用合适的求解方式，设置合理的边界条件和初始条件，得到研究对象的某一过程或属性的求解结果，进而预测可能产生的问题和发展趋势，提出科学、合理的对策、建议和方法。,12,1.1 CAD/CAE/CAM,基本概念,CAE,主要研究内容,有限元分析,FEM,（,Finite Element Method,）,对产品结构的静态特征、动态特征、强度、振动、热变形、磁场强度、流场等进行分析和研究，改进产品设计、优化工艺方案。,13,1.1 CAD/CAE/CAM,基本概念,V=50 km/h Mass=1100 Kg,模锻过程,旋轧过程,疲劳分析,14,1.1 CAD/CAE/CAM
7、,基本概念,模拟仿真,通过建模、求解、分析，模拟实际过程。常见,模拟仿真方法：有限差分法,FDM,、边界元法,BEM,求解工程设计。,铸件在砂型中冷却时的温度变化仿真,15,1.1 CAD/CAE/CAM,基本概念,优化设计,是进行方案优化的基本功能,三维运动机构的分析和仿真,对机构的运动参数、运动轨迹、干涉校核进行研究，提供直观的、可以仿真或交互的设计技术。,装配关系仿真,16,1.1 CAD/CAE/CAM,基本概念,1.1.3,计算机辅助制造,CAM,（,Computer Aided Manufacturing,）,零件数控铣仿真,是对制造过程进行设计、管理和控制。包括工艺设计、数控编程
8、和机器人编程等。,17,1.1 CAD/CAE/CAM,基本概念,1.1.4,CAD/CAE/CAM系统的组成,软件系统,系统软件,应用软件,支撑软件,18,1.2 CAD/CAE/CAM,系统集成,CAD,工程数,据库管,理系统,CAE,CAM,专家,系统,技术,优化设计方案,零件信息,改进零件结构,NC,指令,设计任务书,用户需求,产品模型,CAD/CAE/CAM,系统功能模型图,19,1.3,材料加工,CAD/CAE/CAM,1.3.1,主要研究内容,铸造成形,CAD/CAE/CAM,CAD,：,铸造工艺,、工装（模具,/,模板）,CAE,：有限分析的模拟优化技术,CAM,：铸造工装的数
9、控加工成型,塑性成形,CAD/CAE/CAM,CAD,：冷冲模、冲裁模、弯曲模、拉深模及锻造模设计,CAE,：利用有限元对塑性成形的应力、应变进行模拟，预测应力集中、开裂、变形等缺陷；,CAM,：利用数控、电火花等快速制造塑性成形模具。,20,1.3,材料加工,CAD/CAE/CAM,焊接成型,CAD/CAE/CAM,CAD,：排料设计、焊接材料选择、保护气体选择、焊接工艺制定等,CAE,：分析焊接过程的传热、应力、焊接熔池内的流动及微观组织等，优化焊接工艺,CAM,：控制数控机进行切割和焊接,注射成型,CAD/CAE/CAM,CAD,：产品图与模具型腔图的尺寸转换、标准模架与典型结构的生成、
10、模具零件图与总装图的生成等,CAE,：预测注射成型流动及保压阶段的压力场、温度场、应力应变场和凝固层的生成，流道的分析、优化等,CAM,：研究注射模具的数控加工,21,1.3,材料加工,CAD/CAE/CAM,1.3.2,材料加工,CAD/CAE/CAM,的集成,集成系统的工作顺序,图,1-1,集成结构图,22,图,1-2,铝合金车轮结构设计,1.3,材料加工,CAD/CAE/CAM,集成系统优点,大幅度缩短产品开发周期,最大限度保障产品质量,显著降低产品开发成本,有效整合了各种资源,23,1.3,材料加工,CAD/CAE/CAM,集成系统应用实例,模具设计,-,工艺优化,-,产品制造,升液,
11、-,充型,-,增,/,保段,-,静置,-,开模,低压铸造,轮毂材质：,A356,模具材料：,H13,（,4Cr5MoSiV1,）,24,1.4 CAD/CAE/CAM,系统选择原则,CAD/CAE/CAM,系统,硬件选择,不仅要适应,CAD/CAE/CAM,技术发展水平，而且要满足它服务的对象，应以使用目的和用户所具有的条件（包括经费、人员技术水平等）为前提，以制造商提供的性能指标为依据，以性能价格比及其适用程度为基本出发点，综合考虑各方面因素加以决策，具体应考虑以下几个方面：,系统功能,系统的开放性和可移植性,系统升级扩展能力,系统的可靠性、可维护性与服务质量,25,1.4 CAD/CAE/CAM,系统选择原则,CAD/CAM,系统的,软件选择,原则,软件性能价格比,与硬件匹配,二次开发环境,开放性,软件商的综合能力,26,1.5 CAD/CAE/CAM,发展趋势,高度集成化,智能化,网络化和协同化,绿色化,27,