现代设计理论和方法及其在锻压机械设计中的应用7 第七讲 计算机辅助设计及其他

一、计算机辅助设计顾名思义,计算机辅助设计(Computer Aided Design,简写为CAD)是计算机帮助设计者搞设计工作。但早期的计算机只能用代表数据的穿孔纸带或卡片输入,用打印输出数据,这样的计算机不可能当好助手。因为设计者要用这些手段去和这个助手交流设计思想太不方便了。人们喜欢用图来表达设计思想,这是因为一张图包含着很多信息。但要把这些     

计算机辅助焊接工艺设计应用现状

计算机辅助工艺设计（CAPP）是提高设计效率和工业生产率的理想工具，是联系CAD与CAM的纽带，也是实现计算机集成制造的关键因素之一，本文简要概拓了计算机辅助工艺设计（CAPP）的分类特点及发展趋势，在此基础上较详细地回顾了国内焊接工艺计算机辅助设计系统的发展历史，并针对焊接领域新一代CAPP应具备的功能作了简要总结。     

Pro/E模具设计、分析、制造集成解决方案

１Pro／E软件的集成制造技术模具CAD／CAE／CAM系统的集成关键是建立单一的图形数据库、在CAD、CAE、CAM各单元之间实现数据的自动传递与转换，使CAM、CAE阶段完全吸收CAD阶段的三维图形，减少中间建模的时间和误差；借助计算机对模具性能、模具结构、加工精度、金属液体在模具中的流动情况及模具工作过程中的温度分布情况等进行反复修改和优化，将问题发现于正式生产前，大大缩短制模时间，提高模具加工精度。Pro／E软件采用面向对象的统一数据库和参数化造型技术，具备概念设计、基础设计和详细设计的功能，为模具的集成制造…     

反求工程在超声衍射时差法三维建模中的应用

简述超声衍射时差（TOFD）法的基本原理，提出反求工程在TOFD法无损检测中进行三维计算机辅助设计（CAD）建模的方法，并给出缺陷计算公式及CAD建模效果模拟图。     

虚拟焊接制造系统集成仿真方法

通过对焊接生产系统进行建模和仿真研究,基于虚拟制造技术提出虚拟焊接制造系统及其集成仿真模型的实现框架和建模方法;结合CAD(计算辅助设计)、CAE(计算机辅工程分析)、VR(虚拟现实)和离散事件仿真技术,对虚拟焊接制造系统的总体流程和系统的设计与布局、焊接专机及其它设备的选择和优化、焊接生产过程的静态与动态仿真、工艺参数优化和投资前的生产分析等主要环节进行了研究;通过具体实例详细论述和分析了构建虚拟制造系统的集成仿真方法,阐述了虚拟焊接制造系统仿真的关键问题,该方法为实际生产系统提供了有效分析工具,并用于指导生产实践。     

活塞金属型智能计算机辅助设计系统ICADS的研究

在现代机械工业中，CAD／CAM技术已经成为主流，是计算机集成制造技术的技术基础。活塞金属型智能计算机辅助设计系统ICADS是基于AutoCADR12ForWimdows的汉字环境的专用模具计算机辅助设计系统，ICADS把专家系统技术与计算机辅助设计技术有机地结合在一起。本文提出了基于CASE推理的智能计算机辅助设计系统的新概念，探索了CASE推理技术应用于专用模具计算机辅助设计领域的途径。ICADS针对话塞金属模具设计的特点，提出了以先前的模具设计实例为样板，通过对以前的设计实例的改造来完成新的设计任务的设计模型和策略。通过检索以前的设计实例样本，找到一个与当前设计任务最相近的设计实例，然后经过改造完成设计任务。把设计结果经过一定的改造后，再加到设计实例库中，为下一次的设计提供更丰富的设计模板，因而具有自学习功能。ICADS对硬件环境要求低，易于移植，为其他类似专用模具的计算机辅助设计系统的研究开发做了有益的尝试，具有一定的理论指导和借鉴意义。     

冶金设计院CAD网络系统的建设

介绍冶金设计院如何将单个计算机辅助设计（CAD）工作站组成CAD网络系统，以达到资源共享，提高CAD系统效率的设计建设实践，着重阐述了网络的设计经验和功能水平。     

基于TRIZ方法的缝纫机正倒缝切换装置创新设计

TRIZ理论是专门用于解决发明创造问题的方法体系,包含小人法、冲突矩阵、物场模型等多个创新问题解决方法及工具。文章针对已有常用缝纫机正倒缝切换装置在应用中出现的噪声较大的问题,利用TRIZ及知识库进行创造性地思考和解决,并按着提出的工程问题创新思考的流程逐步实施,最终设计出粘贴垫片与缠绕电磁线圈两套改进设计方案。研究的结果既验证了TRIZ方法解决工程创新问题的有效性和实用性,也可为进一步的装置详细设计和加工提供方案支持。     

基于模型定义的阀门产品全三维数字化设计技术应用

作为工业管路系统的常用控制装置,阀门产品设计长期采用以二维工程图为主、三维模型为辅的计算机辅助设计( CAD)技术应用模式。基于模型的定义( MBD)技术,代表了当期CAD技术的最新发展和未来应用趋势。通过分析总结阀门产品的设计模式和CAD 技术应用现状,在通用三维CAD软件UG NX平台下,以典型阀门产品为例,围绕零件建模、部件装配、总装建模、基于三维模型的二维工程描述等内容,给出了阀门产品模型的MBD数据集表示规范,以探讨基于MBD的阀门产品全三维数字化设计技术应用,寻求以集成了完备设计与制造信息的三维模型作为产品生命周期中的主数据源。     

圆柱体相贯线上的圆角表示方法

在机械设计中，圆柱体相贯线上的圆角表示方法是CAD和计算机辅助设计中的难题，所有的CAD／CAM软件都没有这一功能，多数使用者采用的是各种近似方法。本文介绍了严密精确的设计和几何造型方法，可用于大型铸锻件和重型机械的CAD和计算机辅助设计。     

面向中小企业的橡胶磨具CAD／CAM集成系统研究

针对我国中小型磨削工具制造企业存在的问题，提出开发面向中小企业的橡胶磨具CAD/CAM集成系统。对橡胶磨具的制造工艺过程进行了分析，论述了系统的总体结构和数据库设计方法，对系统中的一些关键技术进行了研究，包括计算机辅助配方设计、CAD/CAM集成技术、硫化曲线生成模块及工艺卡片自动生成技术等。该系统实现了橡胶磨具工艺参数的快速设计和工艺卡片的自动生成。     

Cimatron正式发布CAD／CAM一体化解决方案——旗舰产品CimatronE7．0版本

2005年8月31日，在以色列特拉维夫——Cimatron（NASDAQ：CIMT）公司作为为全球工模具制造者提供CAD／CAM软件解决方案的领导者，现在正式在全球发布它的旗舰产品CimatronE7．0版本，Ciamtron继续它的使命，为工模具制造者提供完整的一体化解决方案，并能解决越来越来多的行业需求．帮助工模具制造者保持竞争力。CimatronE7．0具有显著的变更管理、优化工具的混合CAD功能、新的和改良的工具、更全面的标准件库。CimatronE7．0对于模具设计者是最好的完整的一体化解决方案。     

基于设计知识库的CAD和PDM集成

为满足产品快速设计的要求,在设计知识库的基础上对计算机辅助设计(CAD)与产品数据管理(PDM)系统的集成进行了研究.在对产品信息模型的定义基础上构建了由产品需求决策知识、产品结构知识、产品配置知识、产品的特征知识和产品设计资源组成的产品设计知识结构,并且将机器学习中的决策树和加权聚类算法用于产品设计过程中的知识推理和设计决策,实现了基于知识的产品需求、配置和变型设计过程,并且用设计知识库作为CAD/PDM系统的集成平台,实现了基于知识的CAD系统和PDM系统的信息集成和数据交换,从而提高了产品开发设计的效率.以变速箱设计为例,证实了该集成系统对产品快速设计过程的支持.     

基于AutoCAD的过盈配合计算机辅助设计系统

设计开发了一个基于AutoCAD的过盈配合计算机辅助设计系统。该系统将设计与计算集成于一体，可完成有关过盈配合的最小配合面压强，传递载荷所需的最小过盈量等参数的计算，用户可根据结果修改设计，得到符合要求的过盈配合，该系统为过盈配合的设计与计算提供了一个高效的工具。     

计算机孔型设计系统简介

1.计算机孔型设计的任务和意义随着电子计算机功能的日益扩大,计算机已不是单纯的高效计算工具,而越来越成为人们进行创造性设计活动的得力助手。因此60年代以来,逐渐形成了一个新兴领域一计算机辅助设计或简称CAD(Computer Aided Design),广范用于机器制造、电子,建筑等行业。70年代以后,CAD技术发展到轧钢生产领域,出现了用电子计算机进行辅助孔型设计的方法,简称“计算机孔型设     

柴油机气缸体消失模模具CAD／CAM

基于Sun工作站SPARC station 20的UGⅡ软件进行柴油机气缸体消失模模具的计算机辅助设计和计算机辅助加工制造。借助CAD三维实体复合建模技术的可视性、可装配性和可检测性，解决了模具设计过程中的疑难问题，如静模型、动模型型腔与抽芯模块的优化分配问题，模具型腔与抽芯机构各处的配合尺寸检测问题等。借助集成化的CAD/CAM系统，以图形为驱动，用人机交互方式补充工艺信息，形成数控工源程序，经过后置处理，可获得数控加工控制指令，在加工中心上执行该指令，就可以制造出模具。文中也提供了一些在生产实践中行之有效的模具设计要点和工艺参数。     

基于QFD和U-TRIZ的家用艾灸机器人创新设计

为了使产品功能配置合理,最后产出的技术方案能够满足用户需求,将质量功能展开（QFD）方法引入到家用艾灸机器人设计过程中,将用户需求转换为设计需求,保证设计的艾灸设备满足家用需求且具有竞争力;之后,对QFD阶段得出的相互矛盾的设计需求进行矛盾分析,找到对应的发明原理进行解决;最后,通过TRIZ理论下的统一TRIZ理论（U-TRIZ）特有的物质-属性-功能-原因（SAFC）解题模型,构建每对技术矛盾的技术方案,解决对应技术矛盾。结果表明：运用QFD和统一TRIZ理论集成的方法不仅能够使得产品构建合理,还能够快速找到合适的、具体的解决方案,实现的功能符合需求,使得设计过程更加严谨,方便设计者快速找到符合需求配比的合适技术方案。用此集成方法进行设计的技术方案申请了中国发明专利,验证了此集成创新设计方法的有效性。     

柴油机气缸体实型铸造模样模具CAD

基于Sun工作站SPARC station20的UGⅡ软件进行柴油机气缸体实型铸造模样具的计算机辅助设计和计算机辅助加工制造，借助CAD三维实体复合建模技术的可视性、可装配性和可检测性，解决了模具设计过程中的疑难问题，如静模样、动模样型腔与抽芯模块的优化分配问题，模具型腔与抽芯机构各处的配合尺寸检测问题等。     

硬质合金立铣刀CAD/CAE/CAM集成系统的实现

文章建立了CAD／CAE／CAM集成系统的总体框架，实现了资源数据的管理。采用基于特征的建模技术，应用计算机辅助设计、有限元分析及加工制造相关理论和技术，完成了“硬质合金立铣刀CAD／CAE／CAM集成系统”的开发。     

基于Pro/E平台的参数化板料冲压成形模拟系统的研究

基于Pro/E二次开发工具Pro/Toolkit开发了板料冲压成形模拟系统FSA（Forming Simulation Application）,在建模参数和设计对象的控制尺寸之间建立了唯一、实时的对应关系,实现了参数化建模。介绍了FSA系统的设计思想和特点,并重点论述了基于＂顶层基本骨架＂的装配体模型树设计和通过Publish Geometry实现的特征参数化,依靠Pro/Toolkit接口函数实现的工具网格参数化以及基于自主剖分器的板料网格参数化。FSA系统实现了CAD/CAE的无缝集成,避免了数据在传输过程中的精度损失,能够对板料冲压成形进行全工序参数化模拟,为设计人员提供了一个可靠、高效、便捷的分析工具。