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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械 CAD技术的现在与将来摘要 :本文主要叙述CAD技术中关于机械方面在现在社会中的应用, 以及给人们生产生活带来的积极作用；现在的进展状况以及将来的进展趋势和存在的问题；第一从CAD技术的积极意义, CAD的支撑软件讲起；其次叙述机械CAD的定义以及生活中的应用；然后叙述CAD技术在我国制造业中的表现和我国制造业当前应用CAD技术的情形；机械 CAD技术的进展趋势；制约 CAD深层次开发应用的存在因素以及因素分析；最终总结机械 正文：CAD技术的进展和对其技术的期望；CAD技术是随信息技术的进展而形成的一门新技术 , 它的应用和进展引起了社
2、会和生产的庞大变革 , 因此 CAD技术被视为 20 世纪最杰出的工程成就之一；目前CAD技术广泛应用于机械、电子、航空、航天、船舶、纺织、轻工及建筑等各个领域,它的应用水平已成为衡 量一个国家技术进展水平及工业现代化水平的重要标志；CAD支撑软件：图形处理软件（CGI、GKS、OpenGL等）、工程分析与运算软件、模拟仿真软件、数据库治理系统（PDM等）、运算 机网络工程软件、文档制作软件；CAD应用软件： CATIA、Pro/ENGINEERAutoCAD、UG等；机械 CAD是一种用运算机硬、软件系统帮助设计人员对机械产品 或工程进行设计的方法与技术,包括设计、绘图、工程分析与文档制作等
3、设计活动；现在应用的几个机械CAD的实例：“ 勘探设计一名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 体化” 、“ 铁路线路平纵断面整体优化设计系统” 、“ 层流叶栅设计软件” 、“ 带式输送机CAD设计软件” 、“ 涵洞CAD系统” 、“ 电站锅炉产品 CAD系统” 等；而机械 CAD技术在现实社会中占有至关重要的位置,CAD技术在我国制造业中的表现有以下几点：1CAD 技术得到了应用和普及,并取得了显著的增值效益；2提高了企业的技术创新才能、产品开发才能和市场竞争才能；3 以应用和市场为导向,推动了国产CAD软件产业化；4
4、建立了CAD人才培训网络,提高了企业应用CAD技术的素质；5 组建询问服务体系,促进了CAD询问服务业的形成和进展；6 制定技术标准,加快了 CAD应用工程向广度和深度进展的步伐；先后发布了 CAD通用技术规范、 CAD文件治理、 CAD电子文件应用光盘储备归档与档案治理要求等规范和国家标准；我国制造业当前应用 应用层次：CAD技术的情形,大致可分为以下四种不同的1 基于运算机绘图、产品三维几何造型的应用层次；这个层次基本上属于“ 甩图板 层次,其特点是：提高了绘图效率,部分产品设计采纳了参数化、系列化、模块化的方法,缩短了 开发周期；采纳了装配仿真等手段,从肯定程度上提高了产品的设 计质量；
5、2 基于运算机帮助工程分析CAE进行产品性能设计的应用层名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 次；特点: 利用有限元分析、优化设计及其他工程分析工具使外形结 构设计与工程分析技术相结合,有效地提高了产品的设计质量；3 基于产品数据治理 PDM的 CAD应用层次；特点 : 基本实现了部门级的文档治理、产品结构治理与工作流程治理,但与企业资源规划ERP系统的集成与信息共享尚不完善,理想的产品配置仍难以达到；4 基于企业信息化平台的 CAD应用层次；特点: 实现了 CADCAECA PP等的 CA x 集成,仍实现了 CA x
6、PDMERP的集成,达到了全企业,甚至企业间的信息交换和共 享；这一层次是 CAD技术的深化应用,是现阶段开展制造业信息化 工作的主要内容；机械 CAD技术的进展趋势 : 1集成化集成是指信息集成. CAD 信息处于产品生命周期中信息链的源头；为了提高系统的集成水平,CAD技术必需在以下几个方面提高水平：1 数字化产品建模；2 产品数据交换；3 产品数据治理；4 连续改进与开发各种CAxCAD,CAE,CAPP 以及 DFxDFA,DFM,DFT 并使它们有机地集成起来名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2网络化1 能
7、够供应基于因特网的完善的协同设计环境；该环境具有电子会议、协同编辑、共享电子白板、图形和文字的浏览与批注、异构 CAD和 PDM软件的数据集成等功能,使用户能够进行协同设计；2 供应网上多种CAD应用服务,例如设计任务规划、设计冲突检测与消解、网上虚拟装配等工具；3智能化人工智能技术,特殊是专家系统技术,与传统CAD技术结合起来,形成智能化 CAD系统是机械 CAD进展的必定趋势；1 进展新的设计理论与方法；例如并行设计的理论、大规模定 制设计的理论、概念设计的理论、创新设计的理论等；2 连续深化讨论机械设计型专家系统的一些基本理论与技术问 题；例如设计学问模型的表示与建模、学问利用中的各种搜
8、寻与推理方法、学问猎取、工具系统的技术等；4标准化1 面对图形设备的标准CGI,面对用户的图形标准GKS 和PHIGS,面对不同 CAD系统的数据交换标准 窗口标准等；IGES和 STEP,此外仍有2STEP （ Standard for the exchange of product model data ）既是标准,又是方法学,由此构成了 响着产品建模、数据治理及接口技术等；STEP技术,它深刻地影名师归纳总结 但现实中 CAD技术的进展存在这样或那样的障碍, 第一制约 CAD深层第 4 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 次开发应用的
9、因素有以下几个方面：（1）设计思想 目的：依据设计要求构思的初始设计,是设计创新的关键 资源: 领域设计原理和学问、同类设计、设计体会计不足：以几何模型为主的通用 CAD系统无法实现这一阶段的设缘由 : 产品要用设计参数表达；设计学问、体会也不能用几何模型表达；通用 CAD系统可以供应同类设计的图纸,但不能供应设 计参数表达的“ 设计” ；（2）分析运算 目的：依据设计要求和初始化结果,确定产品的力学特性资源：通用有限元方法、专业领域认可的分析、验算方法 不足：通用 CAE系统能完成结构分析,但不能考虑专业领域形成 的分析运算原理、检验方法,需要进行特地的分析前后处理；缘由：有限元,模型是通用
10、的,但产品在长期的设计过程中已形 成了自身的分析运算原理、掌握要点和验算方法；3）构造设计 目的：经分析验算后,主要设计参数肯定,但许多次要结构的细部参数尚未取定,需要完成在这一阶段全部的构造设计；资源：同类设计、工程师的设计体会 不足：同类设计和体会在这一阶段特殊重要,通用 CAD系统只能 供应同类设计的图纸进行参考,不能直接介入构造的设计；设计者名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可以在同类图纸上修改,但系统不能供应那一个同类设计是“ 正确 的” 或“ 合理的” ；缘由：通用 CAD系统以几何图形描述设计图纸,不能
11、供应图纸反 映的结构及其掌握参数；（4）设计图纸绘制 目的：完成产品的设计图纸 资源：需要丰富的图纸处理功能；不足：二、三维图形具有丰富的图形处理功能,但很难建立图形 与结构之间的关系；缘由：通用 CAD系统的主体模型是几何模型；制约 CAD深层次开发应用的因素分析：（1）专业思维差 通用 CAD系统强调几何图形处理,与产品设计专业之间存在思维 差距,造成 CAD系统的帮助概念与专业工程师对帮助设计的要求有很大的不同,造成通用（2）系统模型的差距CAD系统与专业需求之间的冲突；通用 CAD的基本模型为几何模型,但专业设计者关怀的是由设 计参数表达的产品模型,建立几何模型和产品模型之间的关系是困
12、难的；（3）设计过程掌握的目标是产品的设计参数 在进行产品的构思、优化设计、分析验算等过程中,设计者控 制的目标是产品的参数,这些参数在专业领域有特定的含义,通用名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的 CAD系统一般不能识别这些设计参数；（4）设计过程中需要应用大量的设计学问产品专业领域的设计原理和学问、同类设计、设计者的体会等都是设计过程中需要应用的学问,这些学问都是以设计参数的形式表达,并应用于产品设计；而通用CAD系统只能以图纸形式供应同类设计图纸,图纸所隐含的学问仍需要人工进行智能识别；（5）以几何模型为主线的
13、CAD/CAE/CAPP/CAM 集成存在不足产品结构的设计过程、工艺设计过程和制造过程都需要以产品 的设计参数作为掌握对象通过几何模型的掌握来映射对设计参数的 掌握存在先天不足；虽然机械 CAD技术给我们的设计和生产带来庞大的便利,把工业带到了一个空前的高度,但是在CAD技术的进展过程中也遇到重重困难；将来的机械 CAD技术向运算机集成制造（CIE）、并行工程（CE）、智能化 CAD系统、虚拟产品开发、网络化设计与制造等方向进展的同时应克服上文提到的障碍；我信任将来的机械 CAD技术将给人类带来更大的利益；参考文献 : 1. 宁汝新 / 赵汝嘉等, CAD/CAM技术（其次版）,机械工业出版社, 2022 年 7 月2. 董代进等,机械CAD,重庆高校出版社, 2007 年 8 月 1 日3. 蔡汉明,机械CAD/CAM技术,机械工业出版社,2022 年 6月名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4. 谭广宇等,机械 2005 年 8 月 1 日CAD技术基础,哈尔滨工业高校出版社,名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页