CAD技術(shù)的分類設(shè)計(jì)分析

付博

【摘要】CAD是工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為工具，通用設(shè)計(jì)，制圖，分析和撰寫技術(shù)文件對產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)活動。根據(jù)模型的CAD系統(tǒng)，可以分為兩維CAD系統(tǒng)和三維CAD系統(tǒng)。本文來詳細(xì)分析下CAD分類。

【關(guān)鍵詞】CAD；分類；設(shè)計(jì)；分析

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A： 文章編號：1006-0278（2014）05-173-01

一、CAD技術(shù)簡介

CAD技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐漸發(fā)展，分析了工程計(jì)算，幾何建模，仿真和測試，圖紙，工程數(shù)據(jù)庫管理和生成設(shè)計(jì)文件等功能。二十年來，由于計(jì)算機(jī)硬件性能的不斷提高，對CAD技術(shù)有了很大的發(fā)展。目前，CAD已經(jīng)被應(yīng)用在許多行業(yè)，如機(jī)械，汽車，飛機(jī)，船舶，電子，輕工，建材，化工，紡織和服裝等。對CAD技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及所占比例最大，占機(jī)械CAD中CAD整個(gè)工程的重要地位。

二、CAD軟件現(xiàn)狀、主要分類

CAD是工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為工具，通用設(shè)計(jì)，制圖，分析和撰寫技術(shù)文件對產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)活動。根據(jù)模型的CAD系統(tǒng)，可以分為兩維CAD系統(tǒng)和三維CAD系統(tǒng)：

二維CAD系統(tǒng)的產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)圖紙的“點(diǎn)，線，圓，圓弧，文本......”收集和其他幾何元素，數(shù)學(xué)模型依賴于幾何模型。最廣泛使用的是Autodesk公司的AutoCAD軟件。

對三維CAD系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型，三維模型包含實(shí)際的結(jié)構(gòu)，在三維CAD建模工具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的用戶，可以反映結(jié)構(gòu)或制造過程時(shí)間的產(chǎn)品。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，在不同形式的生產(chǎn)和管理，企業(yè)CAD軟件的不同需求四個(gè)方面的功能：

1.二維繪圖功能：“甩掉圖板”，技術(shù)人員從繁瑣的手工繪圖中解放出來，這是CAD應(yīng)用的主要目標(biāo)，對CAD技術(shù)的主要功能。2.計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）功能：工藝設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)任務(wù)管理，材料定額管理等功能，過程標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)，確保工藝質(zhì)量，提高企業(yè)的效率和工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。3.三維設(shè)計(jì)，裝配設(shè)計(jì)，平面設(shè)計(jì)，鈑金設(shè)計(jì)，有限元設(shè)計(jì)，運(yùn)動仿真，注塑成型分析，數(shù)控加工，三維CAD，CAM功能，可以解決企業(yè)的三維設(shè)計(jì)，虛擬設(shè)計(jì)和裝配，運(yùn)動分析，應(yīng)力應(yīng)變分析，鈑金展開和布局等。困難的碎片，使企業(yè)真正的CAD設(shè)計(jì)。4.在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)，不僅要考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)的結(jié)果。必須控制音量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)過程的控制。所有的數(shù)據(jù)量的產(chǎn)品生命周期（包括圖紙和技術(shù)文件）和產(chǎn)品開發(fā)過程的CAD，CAPP，CAM系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的規(guī)范保持一致，保證圖紙，工藝卡，處理代碼，數(shù)據(jù)安全技術(shù)。

三、CAD發(fā)展方向

當(dāng)前工業(yè)企業(yè)正面臨著市場全球化的挑戰(zhàn)，新的國際生產(chǎn)和品種的多樣化需求，當(dāng)時(shí)的企業(yè)間的競爭，質(zhì)量和成本是越來越激烈。一系列先進(jìn)制造技術(shù)的出現(xiàn)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)的新方法。并行工程等，及時(shí)生產(chǎn)，精益生產(chǎn)，敏捷制造和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，所有這些先進(jìn)制造技術(shù)與系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展密切相關(guān)。目前，CAD系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

面向產(chǎn)品的CAD系統(tǒng)應(yīng)用的全過程：在產(chǎn)品的全過程，產(chǎn)品信息可以方便的轉(zhuǎn)換在產(chǎn)品生命周期的不同階段。有助于在設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)品開發(fā)能綜合考慮產(chǎn)品成本，質(zhì)量，進(jìn)度和家庭需求的拒絕。

（一）CAD系統(tǒng)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的繼承性

在產(chǎn)品的更新?lián)Q代過程中，可以方便地獲得產(chǎn)品的所有歷史數(shù)據(jù)。為了充分利用已通過產(chǎn)品信息的生產(chǎn)實(shí)踐。1.在CAD系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)新的產(chǎn)品，只需要幾件設(shè)計(jì)和制造可以讓新產(chǎn)品。2.類似的部分，使用時(shí)的特征建模方法，完成新部件的設(shè)計(jì)，當(dāng)出現(xiàn)變相似，應(yīng)自動零件特征模型的典型零件模型。這不僅大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，節(jié)約開發(fā)成本，而且提高了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化。確保一個(gè)成熟和成功的產(chǎn)品。。

（二）CAD系統(tǒng)應(yīng)滿足并行工程和并行設(shè)計(jì)的要求

關(guān)鍵是要使用代替串行設(shè)計(jì)方法的并行設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)過程中的產(chǎn)品可以很容易地被分解為不同的模塊，分別由不同的設(shè)計(jì)人員分工設(shè)計(jì)。然后通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組裝和集成。在產(chǎn)品的開發(fā)過程中，使群體成員的發(fā)展和易于實(shí)現(xiàn)半結(jié)構(gòu)化的通信。在設(shè)計(jì)層具有不同的管理權(quán)限的同時(shí)。一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型的產(chǎn)品動態(tài)管理模式的建立。

（三）CAD系統(tǒng)應(yīng)滿足虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的靈活性

設(shè)計(jì)師可以在虛擬現(xiàn)實(shí)中創(chuàng)造出新的產(chǎn)品模型。檢查設(shè)計(jì)效果，能及早看到新產(chǎn)品的外觀，使從觀察的方面和評審產(chǎn)品設(shè)計(jì)：可以任意改變產(chǎn)品的形狀而不消耗材料和占領(lǐng)的加工設(shè)備使用虛擬工具。這種方法可以盡快干擾問題的設(shè)計(jì)缺陷，出現(xiàn)在產(chǎn)品開發(fā)初期如空間結(jié)構(gòu)的過程中發(fā)現(xiàn)，以保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

（四）CAD系統(tǒng)具有良好的可移植性和自組織性

在CAD系統(tǒng)。用戶可以加入操作文件和模塊在任何時(shí)間，根據(jù)自己的需要。也可以對每個(gè)子模塊的重新組裝。或者按照他們的要求修改系統(tǒng)的缺陷。這種修改不影響CAD系統(tǒng)。

（五）CAD系統(tǒng)具有良好的集成的CAD和CAPP的集成

CAM已成為工程界亟待解決的問題。一般可以通過兩種方式解決：一是通過接口，將現(xiàn)有的獨(dú)立的CAD，CAPP和CAM系統(tǒng)；二是集成CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的開發(fā)。

（六）智能CAD系統(tǒng)

智能CAD是一種高層次的計(jì)算機(jī)模型輔助設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。它將人工智能的理論和技術(shù)，結(jié)合CAD，能力設(shè)計(jì)思維的思維方法，推理和人類專家和計(jì)算機(jī)智能行為的模擬，使設(shè)計(jì)自動化水平更高。這種智能如下：（1）智能支持的設(shè)計(jì)，也是智能人機(jī)接口。系統(tǒng)必須理解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖，能夠檢測到錯(cuò)誤，回答問題，提出建議方案等。（2）具有推理能力，使設(shè)計(jì)人員不熟悉也能做出好的設(shè)計(jì)。

四、結(jié)語

在未來的幾十年里，CAD技術(shù)將在建模技術(shù)等方面進(jìn)一步發(fā)展，軟件構(gòu)件技術(shù)和集成的智能，所以它將在機(jī)械工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

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