溧水上元机械设计培训-机械三维CAD培训

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1三维CAD技术的发展


　　三维CAD技术是通过计算机系统利用一组数据来描述物体空间形状的技术。它伴随着CAD技术的发展而发展，从二维平面绘图发展到三维产品建模，经历了如下几个阶段。第一代产生于20世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中，1989年，美国国家工程研究院将CAD技术评为1964—1989年十项 杰出的工程技术成就之一。但该技术应用之初，只是使用计算机辅助绘图，还没办法达到计算机辅助设计。第二代出现于20世纪70年代，这个阶段的CAD系统解决了表面模型技术只能表达形体的外形表面信息，难以准确地表达零件其他特性的问题，发展出三维实体建模模型。这使得精确表达零件的全部属性得以实现，带来了CAD技术的迅速发展。第三代始于20世纪80年代中期。CAD系统开始出现了基于特征建模和基于约束的参数化设计方法，使得二、三维模型的修改具有实时相关性。这两种方法彼此交叉融合，使得CAD技术进一步提升，其应用场景也不断扩大，特别是该系统中的二、三维模型的数据结构与计算机辅助制造所需要的数据结构是相同的，实现了不同体系数据结构的统一（CAD/CAM的信息集成）。第四代是 新系统，目前的CAD系统已从一个设计系统，发展为全面支持产品自动化设计、加工的方法和理论、设计工具、生产加工环境各相关技术高度集成的综合系统。这使设计工作实现网络化、集成化和智能化， 终达到降低产品成本、提高产品设计质量和缩短设计周期的目的。



　　2三维CAD技术的优势



　　2.1在设计过程中采用三维实体建模


　　三维实体建模使得零件设计所见即所得，能够直观地发现设计上存在的问题；三维实体具有数字体积和曲面面积，便于后续工艺设计，同时，可赋予三维实体不同的材质特性，从而对产品的性能、成本进行核算。


　　2.2特征建模


　　特征作为组成零件的实体模型的基本元素，描述了产品的功能要素及其工程含义，是零件自身信息的集合。在机械设计过程中，依托三维CAD技术，设计人员可直接用凸台、孔、倒角等特征来表达零件的几何结构，已不再局限于传统的线条和线框，使其在设计过程中对零件的结构把握更好，更符合设计意图，极大地提高了设计效率。


　　2.3参数化设计


　　参数化设计是一种基于约束的并能用尺寸驱动模型变化的设计。设计人员可在设计之初进行草图设计，再根据设计要求逐渐在草图上施加几何和尺寸约束，根据约束变化驱动模型变化。这样得到的实体模型，使得设计人员在后续优化过程中只需要修改几个对应的参数，就可获得更新后的实体模型，不用再像传统的设计方法，只能重新计算，可大大缩短开发流程。


　　2.4虚拟装配与运动仿真


　　三维CAD技术除了零件实体建模外，还提供了虚拟装配。相比传统机械设计方法，通过运用三维技术，设计人员已不再需要制作样机来检验设计的合理性，可直接运用不同的装配关系将各个三维实体零件装配起来，并运用静干涉检查的方式，检查设计的合理性，缩短了产品开发时间。同时，三维CAD技术还提供了运动仿真，除了在静态干涉检查通过的情况下，避免了动态干涉的出现，还针对有一定运动行程要求的机构，可检验运动行程是否达到要求，以保证设计的正确性

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