CADCAM 1 2 3章课件.ppt

《机械CAD/CAM》《机械CAD/CAM》》授课内容第一章 CAD/CAM技术概述第二章 机械CAD技术概述第三章 PROE概述第四章 二维草图功能应用第五章 三维建模功能应用第六章 三维编辑功能应用第七章 PRO/NC数控编程基础知识复习《机械CAD/CAM》《机械CAD/CAM》 1 1、、《《机机械械CAD/CAMCAD/CAM》》是是机机电电专专业业必必修修的的技技术术基基础础课课程程本本课课程程任任务务是是使使学学生生获获得得机机械械CAD/CAMCAD/CAM技技术术的基本理论、基础知识和基本技能的基本理论、基础知识和基本技能 2 2、、 对学生的基本要求是了解对学生的基本要求是了解CADCAD技术知识，能够技术知识，能够具备应用具备应用CAD/CAMCAD/CAM仿真软件的基本技能，在未来的仿真软件的基本技能，在未来的工作中能够通过进一步学习，较快地在工作中能够通过进一步学习，较快地在CADCAD技术应技术应用的主要方面进入角色用的主要方面进入角色 为此，需要对为此，需要对CAD/CAMCAD/CAM的基本知识、系统组成、的基本知识、系统组成、软件应用技术几个方面认真学习，掌握基本概念、软件应用技术几个方面认真学习，掌握基本概念、基本方法。

基本方法 《机械CAD/CAM》1.1 CAD/CAM1.1 CAD/CAM的基本概念的基本概念 计算机辅助设计（Computer Aided Design,简称CAD） 和 计 算 机 辅 助 制 造 （ Computer Aided Manufacturing,简 称 CAM） ,常 称 为 CAD/CAMCAD/CAM技术是产品设计人员和组织产品制造的工艺设计人员在CAD和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系统功能的巧妙组合《机械CAD/CAM》设计人员通过人机交互操作的方式进行产品设计构思和论证，产品的总体设计、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工艺设计人员则可根据CAD过程提供的信息和CAM系统的功能，进行零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，这种过程称为计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning,简称CAPP)。

《机械CAD/CAM》 然而，应该指出，CAD／CAM技术不能代替人的设计和制造行为，而只是实现这些行为的先进手段人的设计制造行为，则由专业技术人员的创造能力和工作经验以及现代设计方法等所提供的科学思维方法和实施办法来确定 《机械CAD/CAM》 1.2 CAD/CAM1.2 CAD/CAM系统组成系统组成 CAD/CAM系统是由工作人员、硬件和软件组成的硬件、软件和人有机结合在一起，实现CAD/CAM系统的功能硬件系统的核心是计算机，还包括其它外围设备软件系统分为系统软件、应用软件和产品设计软件 本节要求熟悉CAD/CAM系统的组成，了解CAD/CAM系统硬件的选择、配置方法，熟悉软件的种类及选择原则以及常用的CAD/CAM应用软件 《机械CAD/CAM》系统的基本功能：①快速计算和生成图形的能力；②存贮大量程序、信息及快速检索的能力；③人机交互通讯的操作功能；④输入、输出图形及信息的能力系统的组成《机械CAD/CAM》工作方式工作人员在CAD／CAM系统中起主导作用，他们通过人机对话的方式或批处理的方式控制和操纵CAD／CAM过程，从而完成诸如计算、绘图、模拟、数控编程等一系列任务。

只有把软件、硬件及工作人员融为一体，才能更有效地发挥CAD／CAM系统的功能 为了将人的创造性和计算机的优势有机地结合起来，人机对话式的CAD／CAM系统广为应用《机械CAD/CAM》 《机械CAD/CAM》机电产品生产的CAD/CAM过程《机械CAD/CAM》CAD/CAM系统硬件选型原则从应用的观点出发，在选择硬件系统时应特别考虑下述几点：①工作能力 ②经济性③使用方便性 ④工作可靠性⑤维修方便性⑥标准化程度及可扩充性⑦工作环境⑧响应时间及处理速度⑨采用的语言⑩磁盘容量等《机械CAD/CAM》1.3 CAD/CAM1.3 CAD/CAM应用现状及发展趋势应用现状及发展趋势CAD/CAMCAD/CAM技术的发展概况技术的发展概况1. 第一代数控系统：采用电子管、继电器和模拟电路组成，体积庞大，价格昂贵2. 第二代数控系统：1959年制成了晶体管和印刷电路的，体积缩小，成本有所下降3. 第三代数控系统：1965年出现了集成电路，不仅体积小、功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。

《机械CAD/CAM》4.第四代数控系统： 20世纪60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称DNC，又称群控系统)，及采用小型计算机控制的计算机数控(简称CNC)系统，使数控系统以小型计算机化为特征5. 第五代数控系统：1974年，以微处理器为基础的CNC（MNC）系统问世，标志着数控系统进入第五代 90 90年代向着年代向着标准化、集成化、智能化和网络化标准化、集成化、智能化和网络化发展《机械CAD/CAM》CAD/CAMCAD/CAM技术的发展趋势技术的发展趋势 1.CAD/CAM系统的集成化 所谓集成化，一般包含下述内容： 提高CAD系统的集成度，即要求在整个产品设计过程中的各个阶段和每一设计步骤都能有效地使用CAD技术 CAD和CAM的集成，即要求设计信息能自动地转换成CAM系统的信息逐步形成一个以工厂生产自动化为目标的CIMS（Computer Integrated Manufacturing System,计算机集成制造系统） 《机械CAD/CAM》 2．CAD/CAM系统的智能化 专家系统（Expert System）是一个智能的程序系统；在系统内部具有大量的专家水平领域知识和经验；它能使用人类专家可用的知识、解决问题的方法来解决某领域的问题。

专家系统是具有大量专家知识与经验的程序系统 组成：知识库、数据库、推理机、解释系统、知识获取系统《机械CAD/CAM》第二章 机械CAD技术概述机械机械CAD/CAM的发展历程机械机械CAM/CAM技术的现状现阶段主要的CAM/CAM 技术Pro/Engineer软件的主要内容及特点学习本课程的意义《机械CAD/CAM》CAD/CAE/CAM的发展历程1、50年代，MIT 研制 APT（Automatically Programmed Tool）2、60年代中期到70年代中期，是CAD/CAM技术趋于成熟的阶段 事例：70年代，美国的辛辛那提公司研制了一套FMS系统，即柔性制造系统 此时的CAD技术价格极其昂贵，曾几何时，在国内租用一套CATIA的年租金即需15～20万美元 《机械CAD/CAM》CAD/CAE/CAM的发展历程开发大型CAD/CAE/CAM系统的瓶颈：1、开发费用；2、政府支持；3、军方支持；4、技术力量《机械CAD/CAM》 几家大型的CAD/CAM公司及其支持厂商：软件名称软件名称背后财团背后财团国籍国籍CADAMCADAM洛克希德洛克希德( (LochheedLochheed) )公司公司USAUSACALMACALMA通用电气通用电气(GE)(GE)公司公司USAUSACVCV波音波音(Boeing)(Boeing)公司公司USAUSAI-DEASI-DEAS美国国家航空及宇航局美国国家航空及宇航局(NASA)(NASA)USAUSAUGUG麦道麦道(MD)(MD)公司公司USAUSACATIACATIA达索达索( (DassaultDassault) )公司公司法国法国《机械CAD/CAM》几家大型的CAD/CAM公司及其支持厂商：其他的公司：另外还有丰田、福特汽车另外还有丰田、福特汽车公司等都开发了自己的公司等都开发了自己的CADCAD系统。

但由于无军方系统但由于无军方支持，开发经费及经验不足，支持，开发经费及经验不足，其开发出来的软件商品化程其开发出来的软件商品化程度都较军方支持的系统要低，功能覆盖面和软件水平度都较军方支持的系统要低，功能覆盖面和软件水平亦相差较大亦相差较大 《机械CAD/CAM》3、 80年代是CAD/CAM技术迅速发展的时期 80年代 CIMS（计算机集成制造系统） CE（并行工程 ）《机械CAD/CAM》 CAD/CAE/CAM技术的现状 为了适应CIMS及CE发展的需要，CAD/CAE/CAM 正向集成化和智能化方向发展1、在集成化方面，以开发符合STEP（Standard for the Exchange of Product Model Data）标准的参数化特征造型系统为主，目前已进行了大量卓有成效的工作，是国内外开发的热点；2、在智能化方面，工作刚刚开始，还有待我们去努力 《机械CAD/CAM》现阶段主要的CAD/CAE/CAM 技术 功能强大的造型能力功能强大的造型能力 应用面广泛的加工能力应用面广泛的加工能力 强大的结构分析功能强大的结构分析功能 全天候的生产管理全天候的生产管理 逼真的仿真功能逼真的仿真功能 《机械CAD/CAM》Pro/Engineer软件的主要特点1、真正的全相关性，任何地方的修改都会自动反映到所有相关地方。

2、具有真正管理并发进程、实现并行工程的能力3、具有强大的装配功能，能够始终保持设计者的设计意图4、容易使用，可以极大地提高设计效率《机械CAD/CAM》 本学期同学们学习完Pro/Engineer后应该具备的主要能力※具备造型一般复杂程度实体的能力※可以进行简单的曲面的编辑及造型※能够对各种CAD软件之间的数据进行交换※理解Pro/E的装配及工程图模块※在学习过程中增强自己的空间想象能力及机械工艺能力《机械CAD/CAM》 本学期同学们需要学习Pro/Engineer的主要内容CAD功能1、特征造型2、二维工程图3、各种CAD软件的格式转换4、装配及动画仿真5、简单的曲面造型及编辑《机械CAD/CAM》Pro/Engineer功能预览（CAD）《机械CAD/CAM》Pro/Engineer功能预览（CAD）《机械CAD/CAM》Pro/Engineer功能预览（CAD）《机械CAD/CAM》Pro/Engineer功能预览（CAD）《机械CAD/CAM》Pro/Engineer功能预览（CAD）2024年8月11日《机械CAD/CAM》34Pro/Engineer功能预览（CAM）《机械CAD/CAM》Pro/Engineer功能预览（CAD）2024年8月11日《机械CAD/CAM》36Pro/Engineer功能预览（CAM）Pro/Engineer功能预览（CAD）《机械CAD/CAM》《机械CAD/CAM》Pro/Engineer功能预览（CAD）《机械CAD/CAM》Pro/Engineer功能预览（CAD）《机械CAD/CAM》Pro/Engineer功能预览（CAD）第三章 PROE概述• Pro/E是美国参数技术公司(PTC)的CAD/CAE/CAM软件，它包含许多先进的设计理念，是一套从设计到生产的机械自动化软件包，是一个参数化、基于特征的实体造型系统。

•Pro/E功能强大，可以用于机械设计、仿真、加工制造和数据管理等领域，它是一个集成的开发环境本章重点•3.1常用CAD软件•3.2 Pro/E的发展历程•3.3 Pro/E的主要模块及应用领域•3.4 Pro/E 4.0核心设计思想•3.5 Pro/E 4.0的用户界面•3.6文件操作•3.7视图操作•3.8设置工作环境•3.9鼠标的操作常用CAD软件Catia和SolidworksSiemens(NX)和SolidedgePro/EAutoCAD和Inventor 北航Caxa华中开目CAD广州红地金银花浙江大天GS-CAD98北京高华CAD 五大工业领域：航空航天、汽车、电子、机械、玩具(一般造形)Pro/E的发展历程PTC公司于1985年成立于美国波士顿，1988年发布了Pro/E软件的第一个版本2003年，PTC推出了野火版1.0，全面改进了用户界面，对各设计模块重新进行功能组合，进一步完善了部分设计功能，使软件的界面更友好，使用更方便，设计能力更强大 2005年，PTC推出Pro/E 2.0，2006年，PTC推出Pro/E 3.02007年，PTC推出Pro/E 4.0。

Pro/E的发展历程 PTC公司提出了单一数据库、参数化、基于特征和全相关联的三维设计概念，这种概念改变了机械的传统观念，逐渐成为当今世界机械领域的新标准Pro/E是采用参数化设计思想开发出来的CAD/CAE/CAM产品，该软件提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境，将产品涉及到生产的整个过程集成在一起，让更多用户能同时参与到某一产品的设计制造任务中，实现了所谓的并行工程Pro/E的主要模块 Pro/E广泛用于机械、模具、工业设计、汽车、航空航天、电子、家电、玩具等行业，是一个全方位的三维产品开发软件，它集三维实体造型、模具设计、钣金设计、铸造设计、装配模拟、加工仿真、NC自动编程、有限元分析、电路布线、装配管路设计、产品数据库管理等功能于一体 Pro/E的主要模块 1. 机械设计(CAD)模块 2. 功能仿真(CAE)模块 3. 制造(CAM)模块 4. 工业设计(CAID)模块 5. 数据管理(PDM)模块 6. 数据交换(Geometry Translator)Pro/E 4.0核心设计思想 在众多CAD软件中，Pro/E以其强大的三维处理功能和先进的设计理念吸引了众多专业设计者，并占据了市场大部分的份额。

作为软件用户，在使用软件之前必须深刻领会它们的典型设计思想下面将重点介绍Pro/E的核心设计思想a.a.基于特征的建模基于特征的建模b.b.参数化设计参数化设计c.c.单一数据库与全相关单一数据库与全相关d.d.父子关系父子关系Pro/E 4.0核心设计思想基于特征： “特征”是对具有相同属性的具体事物的抽象特征是Pro/E中最基本的概念特征是指组成图形的一组具有特定含义的图元，是设计者在一个设计阶段完成的全部图元的总和 1.特征分类：实体特征:具有质量,体积等.曲面特征:没有质量,厚度,体积等基准特征:是指模型设计的基准点、基准轴、基准曲线、基准平面以及基准坐标系等基准特征主要用来辅助三维模型的创建Pro/E 4.0核心设计思想2.特征建模原理在Proe中,一个三维实体可能是由多个特征组成的.像”搭积木”一样,为了管理这些特征,系统设置了”模型树”,在模型树中,按照特征创建的先后顺序,系统列出了组成模型的各个特征的详细列表,并为每个特征分配一个标识.模型树记录了模型创建的轨迹,方便设计者修改和完善设计意图Pro/E 4.0核心设计思想建模步骤:•每次增加一个单独的特征来逐步建立模型•在构建模型时，要选择构建块及其创建顺序•尽是使用简单的特征Pro/E 4.0核心设计思想参数化设计：参数化设计： Pro/E引入了参数化设计思想，创建模型以尺寸数值为设计依据。

设计者可以在绘图时只需抓住图形的某些典型特征绘出图形，然后通过约束条件规范其形状，最后修改图形的尺寸数值，获得理想的图形，这就是重要的“尺寸驱动”理论如：绘制一个边长为10 的正五边形Pro/E 4.0核心设计思想 单一数据库与全相关单一数据库与全相关： 所谓单一数据库就是在模型创建过程中，实体造型模块、工程图模块、模型装配模块以及数控加工模块等重要功能单元共享一个公共的数据库采用这样的数据库有很大优势，设计者可以通过不同的渠道来获取数据库中的数据，也可以通过不同的渠道来修改数据库中的数据，系统中的数据库是唯一的Pro/E 4.0核心设计思想 父子关系：父子关系： 父子关系是在建模过程中在各个特征之间产生的在建立新特征时，所参照的现有特征会成为新特征的父特征，相应的新特征会成为其子特征如果更新了父特征，子特征会随之自动更新练习1.下列CAD软件中，不属于国外软件的是( )A.Autocad B.Caxa C. Siemens(NX) D.Pro/E2.下列描述中，不属于Pro/E的核心设计思想的是( )A.基于特征 B.参数化设计C.单一数据库 D.量变化技术 Pro/E 4.0的用户界面1. 标题栏 标题栏位于用户界面的最上面，显示当前正在运行程序的程序名及文件名等信息。

2. 菜单栏 Pro/E 4.0菜单栏位于标题栏的下面系统将控制命令按性质分类放置于各个菜单中 3. 工具栏工具栏Pro/E4.0的默认工具栏在上侧和右侧如图.所示根据当前工作的模块及工作状态的不同，在该栏内还会出现一些其他按钮，并且各按钮的状态及意义也有所不同在工具栏的空白处右击，可以在弹出的快捷菜单中选择相应的命令，显示和隐藏工具栏文件操作常用的文件操作：新建文件打开文件设置工作目录保存文件保存副本(另存为)拭除文件:从内存中删除，不会从硬盘上删除文件删除文件:从硬盘删除文件类型文件类型后缀名1.草绘：建立2D草图文件 .sec2.零件：建立3D零件模型文件 .prt3.组件：建立3D模型安装文件 .asm4.制造：NC加工程序制作、模具设计 .mfg5.绘图：建立2D工程图 .drw6.格式：建立2D工程图图纸格式 .frm7.报表：建立模型报表 .rep8.图表：建立电路、管路流程图.dgm9.布局：建立产品组装布局 .lay10.标记：注解 .mrk视图操作 在作图时，多数时间用户面对的是具有一定角度和方向的三维模型熟练地控制视角，能够提高设计效率和质量。

1. 模型显示有4种方式: cup.prt线框模式隐藏线模式无隐藏线模式着色模式 视图操作2 视图控制 “视图”|“方向” 及“视图”工具栏提供了用于视图操作的菜单和工具 3 视图方向 单击视图工具栏中按钮，系统展开下拉列表框，在列表框中列出了保存的视图列表系统默认情况下包括8个预设视图 视图操作 设置工作环境1. 设置工作目录:点击图标从属性2. 自定义工具栏:工具| |定制屏幕3. 显示设置:视图| |显示设置 4. 单位设置:编辑| |设置鼠标的操作1.旋转：鼠标中键并拖动鼠标!2. 缩放：※向上滚动鼠标中键可以缩小模型，向下滚动鼠标中键可以放大模型 ※“放大”按钮用于局部放大视图，在适当的位置拉出矩形框，矩形框内图形将被放大至整个主工作区※“缩小”按钮，每点一下图形就会缩小一次 3. 平移:Shift+中键练习1.在Pro/E中,对鼠标使用不正确的是( )A.按下鼠标中键并拖动,能够旋转模型B.滚动中键,可缩放模型C.Shift+鼠标中键并拖动,可平移模型D.Ctrl+鼠标中键并拖动,可旋转模式上机题1.模型显示设置为:线框模式,隐藏基准平面2.设置Pro/E的工作目录3.将Pro/E设置为公制单位4.体会鼠标滚轮的用法。