对CAD的个人理解.doc

CAD在早期是英文Computer Aided Drafting (计算机辅助绘图)的缩写，随着计算机软、硬件技术的发展，人们逐步的认识到单纯使用计算机绘图还不能称之为计算机辅助设计；真正的设计是整个产品的设计，它包括产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造等。二维工程图设计只是产品设计中的一小部分；于是CAD的缩写也由Computer Aided Drafting 改为 Computer Aided Design，CAD也不再仅仅是辅助绘图，而是整个产品的辅助设计。CAD是CAE、CAM和PDM的基础。在CAE中无论是单个零件、还是整机的有限元分析及机构的运动分析，都需要CAD为其造型、装配；在CAM中，则需要CAD进行曲面设计、复杂零件造型和模具设计；而PDM则更需要CAD进行产品装配后的关系及所有零件的明细(材料、件数、重量等)。在CAD中对零件及部件所做的任何改变，都会在CAE、CAM和PDM中有所反应。所以如果CAD开展的不好，CAE、CAM和PDM就很难做好。CAE 是计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering)的英文简称，随着计算技术的发展，企业可以建立产品的数字样机，并模拟产品及零件的工况，对零件和产品进行工程校验、有限元分析和计算机仿真。在产品开发阶段，企业应用CAE能有效地对零件和产品进行仿真检测，确定产品和零件的相关技术参数，发现产品缺陷、优化产品设计，并极大降低产品开发成本。在产品维护检修阶段能分析产品故障原因，分析质量因素等。有限元分析在CAE中运用最广，有限单元法的基本思想是将物体（即连续的求解域）离散成有限个简单单元的组合，用这些单元的集合来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题。物体被离散后，通过对其中各个单元进行单元分析，最终得到对整个物体的分析结构。随着单元数目的增加，解的近似程度将不断增大和逼近真实情况。CAM是计算机辅助制造 Computer-aided manufacturing(1) 产品设计CAD过程 项目来源 1.根据市场调查预测或客户要求。 2.根据合同评审所形成的结论。 3.设计立项 (1)由营销中心以书面形式或由经营班子会议提出由开发部根据相关资料作技术可行性的评估并给出技术上可行的基本意见。 (2) 由总工程师根据公司现有或过程中可以配置、外部可以利用的技术和生产资源等对项目进行审核后报总经理批准。 4.立项评审 5.设计准备 6.方案设计 7.设计评审 8.技术文件制作 9.样品试制及设计验证。 10. 设计输出 (1)开发部负责将已整理符合要求的必需的设计图纸和文件复印并以受控文件的方式发放至采控中心、品管部、制造部工程科等相关部门并协助相关部门完成以下量产前的相关工作 A协助营销中心将手工样品送给客户以得到对产品设计结果的最终确认 B协助采控中心对产品所需外协的物料和模具等的加工工艺和要求等进行沟通、跟踪、协调以及对价格、质量、交期等的确定 C协助品管部确立和制定对各种物料和定型产品进行检验、测试的要求、标准等所必需的表格和文件以及确定配备相应的仪器、仪表、量具和设施等并对各种物料的首样进行鉴定确认 D协助制造部建立完整的产品基础资料、合理的装配作业工艺文件、满足产量要求的装配流程以及合理配置生产所需的设备、设施、器材等 E协助制造部工程科完成产品的各种包装物品的设计。 11.小批量试制 12.设计确认 13.设计更改 4.12.1设计更改的申请 A凡涉及产品图纸、设计文件、工艺文件和产品的相关人员均可对设计中存在的缺陷及不足之处提出设计更改申请 B因工艺调整、检测设备测试能力所限、采购或外协加工困难和用户反馈的有关设计缺陷由相关部门提出设计更改申请 C设计更改申请采用内部工作联络单的形式提出由申请部门填写后转送开发部。 14.设计更改的确定、实施。二产品模型有限元分析CAE过程 1.建模阶段: 建模阶段是根据结构实际形状和实际工况条件建立有限元分析的计算模型有限元模型从而为有限元数值计算提供必要的输入数据。有限元建模的中心任务是结构离散即划分网格。但是还是要处理许多与之相关的工作如结构形式处理、集合模型建立、单元特性定义、单元质量检查、编号顺序以及模型边界条件的定义等。 2.计算阶段: 计算阶段的任务是完成有限元方法有关的数值计算。由于这一步运算量非常大所以这部分工作由有限元分析软件控制并在计算机上自动完成。 3.后处理阶段: 它的任务是对计算输出的结果惊醒必要的处理并按一定方式显示或打印出来以便对结构性能的好坏或设计的合理性进行评估并作为相应的改进或优化这是惊醒结构有限元分析的目的所在。 注意在上述三个阶段中建立有限元模型是整个有限分析过程的关键。首先有限元模型为计算提供所以原始数据这些输入数据的误差将直接决定计算结果的精度其次有限元模型的形式将对计算过程产生很大的影响合理的模型既能保证计算结构的精度又不致使计算量太大和对计算机存储容量的要求太高再次由于结构形状和工况条件的复杂性要建立一个符合实际的有限元模型并非易事它要考虑的综合因素很多对分析人员提出了较高的要求最后建模所花费的时间在整个分析过程中占有相当大的比重约占整个分析时间的70%因此把主要精力放在模型的建立上以及提高建模速度是缩短整个分析周期的关键。 三产品工艺过程设计CAPP过程 CAPP的步骤共分为5步 (1输入产品图纸信息 (2拟定工艺路线和工序内容 (3确定加工设备和工艺装备 (4计算工艺参数 (5输出工艺文件。 工艺设计是优化配置工艺资源合理编排工艺过程的一门艺术它是连接产品设计与产品制造的桥梁。工艺规程是进行零件加工的主要依据工艺设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法和加工顺序以便能按设计要求生产出合格的成品零件。 一般的工艺编制过程是 按设计白图、零件清单进行工艺会审工艺评定、工艺试验制定工艺方案 按设计蜡图、零件清单划分工艺路线 按设计蓝图、零件清单编制工艺规程选择加工方法排出加工工序过程选择各工序的加工余量、参数、刀具、工艺装备绘制必要的工序简图编制工艺卡片计算工时定额材料定额编制工装汇总、工艺关键件明细表、外协件明细表、焊接件明细表、锻件明细表、热处理明细表等工艺文件。 工艺设计处于产品设计和加工制造的接口处必须分析和处理大量信息既要考虑产品设计图样上有关零件结构形状、尺寸公差、材料及批量等方面的信息又要了解加工制造中有关加工方法、加工设备、生产条件、加工成本及工时定额甚至传统习惯等方面的信息。工艺因素错综复杂工艺理论又不成熟因此说工艺是一个典型的复杂问题。 工艺设计受到诸如企业的生产环境、产品类型、制造资源、生产批量、工艺习惯、工艺方法、工艺师经验水平等因素的影响甚至受到生产组织与管理方式的制约。上述因素中的任何变化都将导致工艺设计方案的改变因此说工艺在各个方面都充满着“个性”。 工艺设计产生大量的工艺数据这些工艺数据是指导企业物资采购、生产计划调度、组织生产、资源平衡、成本核算等的重要依据因此说工艺设计是企业的一项关键性工作。 随着市场竞争的不断加剧产品升级换代的周期越来越短产品品种急剧增加但系列产品的工艺具有很大的继承性。不同产品中的相同或相似零部件具有相似的工艺工艺卡片上的产品、组件、零件属性等信息源于设计图纸工艺卡片之间信息联系密切相同数据重复率很大。因此说工艺卡片中存在大量的重复信息。 四产品数控加工CAM过程 数控加工就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。数控机床是一种用计算机来控制的机床用来控制机床的计算机不管是专用计算机、还是通用计算机都统称为数控系统。数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式(数控语言或符号)编制的。数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动。当零件的加工程序结束时机床便会自动停止。任何一种数控机床在其数控系统中若没有输入程序指令数控机床就不能工作。 机床的受控动作大致包括机床的起动、停止主轴的启停、旋转方向和转速的变换进给运动的方向、速度、方式刀具的选择、长度和半径的补偿刀具的更换冷却液的开起、关闭等。 一般来说数控加工工艺主要包括的内容如下 (1) 选择并确定进行数控加工的零件及内容 (2) 对零件图纸进行数控加工的工艺分析 (3) 数控加工的工艺设计 (4) 对零件图纸的数学处理 (5) 编写加工程序单 (6) 按程序单制作控制介质 (7) 程序的校验与修改 (8) 首件试加工与现场问题处理 (9) 数控加工工艺文件的定型与归档。