数控机床计算机辅助设计系统讲座 第六讲 零件绘图和优化设计(一)

机械零件的设计和绘图,是机床设计中最基本和数量内容最多的部分,因此CAD的开发和应用大都从此开始,相对于机床的总体设计CAD和部件设计CAD来讲,其技术更成熟一些。但另一方面,由于其使用频繁,因而对机械零件的CAD必然会提出更高的要求,需要其能更正确、可靠和高效地完成整个零件的设计过程。本讲座将着重介绍一些技术先进而实用的机械零件CAD内容,它包括:(1)零件的优化设计和核核计算。 (2)零件的视图和剖面图的几何图形生成。 (3)零件的尺寸和公差标注。 (4)零件的形位公差符号、技术条件和标题栏的生成。 一台数控机床的零件一般可…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第六讲 零件绘图和优化设计(三)

6加工中心主要零件优化分析 和校核计算软件(MCECAD) 6.1 MCECAD软件的功能 MCECAD是一套完整的机械零件设计计算和校核计算软件。主要适用于加工中心的计算机辅助设计,同时也可用于其他数控机床及普通机床。既可在微机上运行,也可在VAX11/750小型机上运行。此外,MCECAD软件包可与 JCS CAD基础图形库和数据库集成使用。零件设计计算及校核计算软件在CAD中的作用如图6.9所示。6.2MCECAD软件的特点及内容 该软件所有数学模型及数据、图表,基本上取自机械工业出版社出版的《机床设计手册》,并参照近几年来出现的一些新标准和…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第一讲概述(二)

3工程数据管理技术 CAD系统需要对大量的、多种类型的数据进行处理。因此,数据管理性能的好坏将直接影响使用者能否方便地运用这些数据资源。它执行收集数据、保存数据和提供正确数据的功能,故成为数据处理的中心。 这一讲首先简要介绍数据管理技术的发展概况,以及作为其重要内容的数据库系统的一些基本概念;然后,再介绍用于CAD系统的工程数据库的主要内容及其特点。3.1数据管理方法的基本概念 数据在物理存储设备(如磁芯、磁带、磁鼓或磁盘等)上,一般都组织成文件的结构形式。所谓“文件”即是记录的集合,而每个记录则是由一个或多个数…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第一讲 概述(一)

我国过去设计数控机床时,一般仍沿用传统的设计方法,因此在结构上大多以成熟的产品为范本。稍有变动,设计阶段也心中无数,只能依靠试制来达到目标。而且由于手工设计一台数控机床的基型设计周期平均长达9个月左右。因此,无论从设计性能和设计速度上均远远满足不了用户的需要,形成了先进产品要求和落后的设计方法上的矛盾。为此,我所会同13个高等院校开发了数控机床(加工中心)计算机辅助设计(简称 JCS CAD)。为我国数控机床产品设计提供了一套较完善的方法,从而对提高设计质量、速度以及发挥设计人员的创造性劳动都将起着推动作用。为了推…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第五讲 刀库和机械手CAD

加工中心与普通机床的不同之处就在于加工中心有自动换刀装置。可以说设计加工中心成败的关键之一是取决于自动换刀装置。自动换刀装置包括刀库和机械手。刀库的功能是存贮加工中心所要用的各种刀具,并在数控系统的控制下,把即将要用的刀具准确地送到换刀位置。机械手的功能是完成刀具的装卸和在主轴头与刀库之间传送。 1刀库及机械手CAD的H作模式 1.1刀库和机械手的特点 刀库和机械手的结构和布局形式多种多样,它依赖于整机布局和功能要求,并且还在不断发展新的结构;同时刀库和机械手在结构上又有以下特点:(1)相对主机有一定的独立性;()…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第二讲 机床总体方案设计(二)

2机床整机建模与性能分析 机床的静、动态性能直接影响机床的加工精度、切削效率和自动化工作的可靠性。为了减少制造样机所耗费的时间与资金,需发展一种有效的算法,以便在图纸设计阶段就能对机床整机性能作出符合实际的预测;并能提出改进方向,还可在短时间内作出多种设计方案的比较,可靠地设计出所需的机床,实现优化设计的目标。为此,须开发出适合于机床整机结构设计计算的大型有限元程序。2.1整机建模的技术关键 目前,尽管国内外已有不少成熟的大型有限元程序,但用来计算分析机床,还存在两个主要技术关键; (1)机床含有多个固定结合面和相…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座——第四讲 伺服进给系统CAD

伺服进给系统是数控机床的关键部件之一,主要完成机床进给运动速度和刀具相对工件位置的自动控制。伺服进给系统的组成如图4.1所示,它是由位置比较仪(位置偏差检测器)和放大元件(位置控制放大器)、速度比较仪(速度误差检测器)和放大元件(速度控制放大器)、驱动元件(伺服电机)、机械装置(齿轮和丝杠副等)和测量装置(速度和位置检测器)等组成的随动控制系统。故方案和结构设计要满足强度、刚度和寿命等要求,还要应用工程控制理论的分析方法来改进数控机床进给系统的工作品质。伺服进给系统的设计要求可归纳为:定位精度高、跟踪指令信号响应快…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第八讲 印刷板电路设计CAD

1印刷板电路设计CAD的结构　　　　数控机床的控制系统,大多通过合理选择办法来解决。但有时为了实现某些特定功能,需要对部分电路进行设计。应用电路CAD技术,将实现插件板的自动布局、印刷板的自动布线以及逻辑检查等功能,使之能适应复杂的集成电路设计和工艺要求。故完整的电路CAD系统,应包括下列3个部分:　　　　　　(1)NC电路逻辑设计,绘出其原理图。　　　　　　(2)逻辑仿真与模拟,在工艺设计与制造之前,提前检查逻辑设计的正确性。　　　　(3)印刷板　CAD,自动布局、分线。布线,生成印刷板图、先绘文件和自动钻孔文件等。　　　…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座:第二讲 机床总体方案设计(一)

机床总体方案设计的目的,在于从总体上保证设计优化。机床总体方案设计由图2.1所示的三个部分组成. JCS-CAD的机床总体方案设计所开发的内容有:方案设计和确定技术参数的专家系统,总体布局和模块化结构设计,整机结构分析和优化软件以及大件结构设计等。本讲将分以下三节介绍。 1机床总体布局的CAD1.1概述 在机床总体布局设计中要完成下列任务:初步确定各部件的形状、尺寸,安排机床各部件的相互位置,协调各部件间的尺寸关系,设计机床的外形和人机界面。传统的机床总体布局设计多在二维平面内进行,直观性差。设计过程中需要由人来完成各种…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第二讲 机床总体方案设计(三)

机床大件一般指床身、立柱、主轴箱、工作台和溜板等大型结构件,它们是形成机床总体结构的主要组成件。在整台机床设计过程中,机床大件的设计工作量和重要性方面都占相当大的比重。其结构参数的优化可借助于前节所述的弹性体有限元分析和结合面分析方法。但其绘图由于大件结构复杂、规律性较差,因此,有关大件CAD绘图系统资料很少。本节介绍我们在这方面探索所取得的成果。 1建立大件CAD的工作模式1.1机床大件的特点 机床大件一般占机床总重量的50～85%,它对机床的整机性能影响很大。大件的设计、分析和评定一直是个重要问题。因此,很有必…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第九讲 CAD/CAM一体化技术开发浅探

1车削CAD/CAM软件结构 随着计算机技术在制造领域中日益广泛的应用,要求把独立的CAD和数控机床加工编程(传统称之为CAM,实际上是一种狭义的CAM,故有时称之为NOP—NC Programming)集结成 CAD/CAM一体化。这样可直接由CAD的几何和工艺信息进行刀位轨迹计算,可以节省大量的计算时间并能提高计算精度,从而保证了零件的加工质量。 为解决手工编程效率过低的问题,60年代初开始出现了自动编程的软件工具(ADT),它们将零件的几何信息用规定的格式描述出来,然后再将这种语言转化成CNC机床能够识别的数控代码。60年代末70年代初,开始发…     

轴类零件的计算机辅助设计系统开发

根据模块化设计思想 ,以VisualC ++6 .0和VisualLISP等语言为工具 ,开发了基于面向对象程序设计方法的轴类零件CAD软件 ,其设计思路和实现手段对开发其他CAD系统同样具有很大的推广价值。     

轴类零件的计算机辅助设计系统开发

根据模块化设计思想，以Visual C 6.0和Visual LISP等语言为工具，开发了基于面向对象程序设计方法的轴类零件CAD软件，其设计思路和实现手段对开发其他CAD系统同样具有很大的推广价值。     

数控机床计算机辅助设计系统讲座——第三讲 主轴、主传动系统CAD(一)──部件装配图生成方法

从本讲开始介绍部件的装配图CAD方法。包括: (1)装配图CAD的设计流程I (2)装配图绘制方法; (3)部件结构方案分析和结构参数优化设计。 其中第(2)部分内容对各类部件的设计均有较强的共性,故开始先介绍装配图绘制技术,再介绍各部件的具体设计内容。 1部件装配图绘制的基本方式 机械产品设计的各个阶段均要求绘制装配图。如初步设计中的装配结构方案图、技术设计中的装配草图、由零件工作图拼合绘制的产品装配图以及工艺设计中的工作装配图等。装配图数量在产品设计中通常不超过10%,但其时间和精力,则不下于50%。用手工绘制装配图由于难以…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座——第三讲 主轴、主传动系统CAD(二)加工中心和数控车床主轴及主传动系统CAD

加工中心和数控车床主轴及主传动系统CAD─—MADS软件包的开发和使用,能达到提高设计水平、保证设计质量和设计成功率、减轻劳动及缩短设计周期的目的。 主轴和主传动系统软件包可以在工作站和微机上运行。这里重点介绍在微机环境下开发的应用软件的工作原理和特性。 1系统概况 MADS软件包按模块化设计,见图3·5。使用本软件可以完成从主传动系统方案设计、主要传动零件设计、装配草图绘制、主轴静动态特性计算及优化,一直到绘制主轴箱展开图和自动生成零件表、外购件表、标准件表等设计的全过程。此外,还可以方便地输出设计参数、功率…     

数控机床计算机辅助设计系统讲座 第七讲 加工中心液压、气动系统软件包

1液压系统集成油路设计计算、绘 图和孔道校核软件包 加工中心机床液压系统计算机辅助设计软件包由以下3个子系统组成: (l)集成油路原理图设计与计算分析软件系统。用于机床液压系统原理图的设计和液压系统中压力损失、流量大小、油缸尺寸及动作时间的计算,配合数字化仪菜单的使用,即可得到满意的液压系统原理图。 (2)集成油路装配设计软件系统。用于集成油路装配图的设计,配合数字化仪菜单的使用,对软件所生成的图形进行一定的屏幕编辑,即可完成机床液压系统装配图的全部设计。 (3)集成油路块设计及孔道枚核软件系统。用于集成油路块的设计…     

模具CAD／CAM讲座：第六讲 模具企业CAD／CAM系统的构建

一、企业构建CAD/CAM系统的迫切性 随着中国加入WTO脚步的加快,企业之间的竞争也日益加剧。而作为企业生存和发展的根本——产品,其开发速度的快慢及质量的好坏,则是决定该企业能否在激烈的市场竞争中获胜的关键。模具企业也应构建自己的CAD/CAM系统,有效地缩短产品开发周期,提高产品设计质量。     

优化设计技术 第六讲 无约束最优化方法(不用导数)

用导数求解无约束最优化问题的方法(解析法),每次都沿着一个下降方向,收敛是比较快的,但它要求计算目标函数的一阶甚至二阶导数。在大多数工程设计问题中,往往设计变量较多,目标函数复杂,一般很难满足连续、可微和海赛阵正定等件件,也不易求得一阶和二阶导数。这时,解析法就无能为力了。用直接搜索法