在现代机械产品设计中应用CAD技术与当前发展概况

《CAD》课程综述作业在现代机械产品设计中应用CAD技术与当前发展概况河XXX大学机械工程学院班级:机械1XX班完成人:XXX学号:XXXXXXXX摘要:在现代机械产品设计中应用CAD技术，CAD技术的应用现状和运行环境，21世纪，CAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。关键词:机械产品设计，CAD技术，应用和发展，UG的应用情况1.前言：CAD（ComputerAidedDesign）是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（ComputerAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。2.CAD技术在现代机械设计中的应用和发展概况产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）（IntelligentCAD）。21世纪，CAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。2.1CAD技术的发展20世纪50年代，作为美国麻省理工学院(MassachusettsInstituteofTechnology，MIT)研制的旋风1号计算机的附件，第一台图形显示器诞生。利用该显示器，使用者可以可以用光笔进行简单的图形交互操作，这预示着交互式计算机图形处理技术的诞生和CAD技术雏形的出现。20世纪60年代是交互式计算机图形学和以其为基础的CAD技术发展的重要时期。1962年，MIT林肯实验室的IvanE.Sutherland在其博士论文《Sketchpad:一个人-机通信的图形系统》中，首次提出了“计算机图形学”这个术语。从此美国的一些大公司和实验室开展了计算机图形学的大规模研究，并开始出现CAD这一技术术语。但由于当时刷新式图形显示器的价格十分昂贵，CAD技术的应用仅限于经济实力雄厚公司和研究机构。20世纪70年代，交互式计算机图形处理技术日趋成熟，在此期间出现了大量的研究成果，计算机绘图技术也得到了广泛的应用。但当时的CAD技术只能解决一些简单的产品设计问题，如二维绘图和三维线框造型等。20世纪70年代末到80年代，随着工程工作站和微型计算机的出现，计算机图形学进入了一个新的发展时期，并推动了CAD技术的普及。同时，由于工业界意识到了CAD技术对生产的巨大促进作用，对CAD技术提出了各种要求和期望，从而导致了新理论，新算法的大量涌现。其中，最重要的是实体造型理论及系统的发展与运用。20世纪90年代以来，CAD的造型技术不断完善，广泛采用了特征造型和基于约束的参数化和变量化造型方法，并向集线框，线面，实体模型统一表示的非流形形体造型发展。随着信息技术的发展，CAD技术也由过去的单机或局部分布式联网工作方式向基于网络的设计发展，且支持协同的概念设计成为当前研究热点。同时，计算机技术的飞速发展，也为CAD技术的应用提供了强大的硬件支持环境。2.2现代机械产品设计概述现代设计方法是用系统的观点,考虑自然科学、社会科学、经济科学等诸多现代因素,从而获得质高、价廉、有创新产品所使用的设计程序、规律及设计中的思维、工作方法和工具的总和。现代设计方法的主要特点体现在以下几个方面:程序性。即通过合理的设计进程获得高质量的产品设计。创新性。突出人的创造力,发挥集体智能,力求探索更多的突破性方案,开发创新产品。系统性。强调用系统工程方法处理技术问题。优化性。通过优化理论与方法,运用计算机技术进行整体优化。综合性。在系统工程、创新工程的基础上,综合运用信息论、相似论、模糊论等,解决设计问题。先进性。采用先进的设计手段,大大提高设计的质量和效果。3.UG（UnigraphicsNX）的功能组成，特点，当前应用情况和运行环境要求UG（UnigraphicsNX）是SiemensPLMSoftwar公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。UnigraphicsNX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG同时也是用户指南（userguide）和普遍语法（UniversalGrammer）的缩写。3.1UG的功能组成工业设计NX为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用NX建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状，并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。产品设计NX包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。NX具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。NX优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。仿真、确认和优化NX允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。NC加工UGNX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架，它为UGNX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改：如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。UG软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序，并保持与实体模型全相关。开发解决方案NX产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。NX与UGSPLM的其他解决方案的完整套件无缝结合。这些对于CAD,CAM和CAE在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。3.2UG的特点来自SiemensPLM的NX使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。NX包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。NX建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。这些目标使得NX通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。3.3UG的当前应用情况和运行环境要求当前应用情况UG是当今较为流行的一种模具设计软件，主要是因为其功能强大，包括了世最强大、最广泛的产品设计应用模块。UG软件是先进、适用的机械CAD/CAM软件，其虚拟产品开发，无纸全自动制造、无研合精确装配、三维图形资源库的功能UG在各行各业中的应用越来越广泛、越来越深入，虽然和AutoCAD等二维绘图软件相比，UG的使用相对要难得多，但这并没有阻止人们对它的学习、使用及开发。这也充分说明了UG具有人们所渴望的优良的性能和灵活的开发方法。运行环境要求硬件要求:1.IntelPentium233或更高版本，也可是功能相当的其他兼容产品。若处理器性能过低，UG将运行得十分缓慢。2.建议操作系统为WindowsNT4.0、Windows2000、Windows98、WindowsMe等。3.至少64MB内存，内存容量加大将提高UG的运行速度。4.至少需要160MB磁盘空间。5.800×600VGA或更高分辨率的显示器，建议采用1024×768VGA显示器。6.CD-ROM驱动器。软件要求:UNIX操作系统，Windows系列操作系统，OSX操作系统等。4.结语:随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展，利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术，实现真正的全数字化设计和制造，已成为机构设计制造业的发展趋势。5.参考文献:[1]方亿湘，张嘉钰，崔洪斌.计算机辅助设计基础及应用.北京:清华大学出版社，2002.7[2]葛海霞．刘村AutoCAD2004/2005辅助设计［M］．上海:上海科学普及出版社2004．[3]秦志峰，齐月静，胡仁喜，等．AutoCAD2005机械设计及实例解析［M］．北京:机械出版社，2005[4]马晓春．我国现代机械制造技术的发展趋势［J］．森林工程，2002[5]孔庆华，韩媛．基于VG二次开发的活塞组CAD系统［J］．森林工程．20076.作业独立完成声明本作业的完成人做如下郑重声明：本课程作业是完成人在参阅了相关文献资料后，由完成人提出作业的题目并独立组织和完成了作业的相关内容，对各种参考文献的引用已在文中注明，没有将他人的论文内容直接复制到本论文中。完成人：年月日