在機(jī)電和信息技術(shù)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上,工程機(jī)械領(lǐng)域的技術(shù)集成水平、包括外觀造型的一系列產(chǎn)品工藝和設(shè)計(jì)要求迅速提高。
1 工程機(jī)械CAD系統(tǒng)要求
1.1 易用性
工程機(jī)械產(chǎn)品的一個(gè)特點(diǎn)是要求根據(jù)市場(chǎng)變化作出快速反應(yīng),從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到加工制造和銷售管理各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)化作業(yè)水平。
1.2 開(kāi)放性
工程機(jī)械是工業(yè)各領(lǐng)域通用、系列化的產(chǎn)品,因此在空間上存在著各個(gè)需求層次的用戶群,同時(shí)在時(shí)間方向上各個(gè)用戶群在各自發(fā)展階段亦有不同需求,從而工程機(jī)械 CAD 系統(tǒng)要求具有模塊化結(jié)構(gòu)、開(kāi)放性,便于軟件形成適用于各類用戶的各種版本,軟件數(shù)據(jù)接口豐富、使用靈活,并易于進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
2 工程機(jī)械CAD系統(tǒng)選型
由于工程機(jī)械具有應(yīng)用廣泛、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)系列化、造型更新要求相對(duì)較快,故對(duì)于一定規(guī)模的工程機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)單位,產(chǎn)品造型系統(tǒng)中軟件部分非常重要,直接影響著產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與競(jìng)爭(zhēng)力。
2.1 產(chǎn)品對(duì)CAD 軟件功能的需求
從大多數(shù)企業(yè)和 CAD 應(yīng)用情況來(lái)看,對(duì) CAD 軟件的功能大致有如下需求。
①計(jì)算機(jī)二維繪圖功能。 “甩掉圖板”把科技人員從繁瑣的手工繪圖中解放出來(lái),是 CAD 應(yīng)用工程的主要目標(biāo),也是CAD 技術(shù)的最基本功能。
②計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(CAPP)功能,生產(chǎn)工藝是企業(yè)從設(shè)計(jì)到加工的橋梁,CAPP 軟件應(yīng)具有工藝設(shè)計(jì),工藝設(shè)計(jì)任務(wù)管理,材料定額管量等功能,實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化,保證獲得高質(zhì)量的工藝規(guī)程,提高企業(yè)工藝編制的效率和標(biāo)準(zhǔn)化。
⑤企業(yè)的應(yīng)用軟件。企業(yè)在引進(jìn)二維 / 三維 CAD/CAPP/CAE/CAM/PDM的基礎(chǔ)上,針對(duì)本企業(yè)的技術(shù)特征所進(jìn)行的二次開(kāi)發(fā),建立分析,仿真優(yōu)化,成本分析等專用或?qū)I(yè) CAD 系統(tǒng),并引進(jìn)和 CAD系統(tǒng)集成,形成本企業(yè)的 CAD 系統(tǒng)。
2.2 目前CAD 造型軟件系統(tǒng)的功能特點(diǎn)市場(chǎng)上流行的 CAD 系統(tǒng)軟件大致可分為高端大型 CAD 系統(tǒng),中端 Windows 微機(jī)CAD 系統(tǒng)和低端二維微機(jī) CAD 系統(tǒng)等三類。
這類系統(tǒng)多為歷史悠久、實(shí)力雄厚的公司產(chǎn)品,它們的特點(diǎn)是,擁有大量用戶,售后服務(wù)良好,技術(shù)開(kāi)發(fā)資金充足,前景較好。但多數(shù)脫胎于 UNIX 工作站 CAD 系統(tǒng),移植后的兼容性,穩(wěn)定性等方面尚有待提高。這類系統(tǒng)中比較流行的有:
① PTC 公司的 Pro/Engineer 軟件,采用參數(shù)化建模技術(shù),以單一數(shù)據(jù)庫(kù)和參數(shù)化,基于特征,全相關(guān)聯(lián)為特征,采用目標(biāo)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)工具,行為建模和范例套用技術(shù),提高設(shè)計(jì)性能。
② EDS 公司的 UG 軟件。建模方法為混合建模。汽車行業(yè)建模造型。設(shè)計(jì)分析,加工制造等方面有一定的特色。UGH 軟件的優(yōu)項(xiàng)是,應(yīng)用集成,CAM 和曲面。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,尤其是微機(jī)的性能和 Windows 技術(shù)的發(fā)展,已使微機(jī)具備了中低檔 UNIX 工作站的競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力,也使基于 Windows 技術(shù)的微機(jī) CAD 系統(tǒng)迅速發(fā)展。目前,國(guó)際上最流行的有Solidworks 公司的Solidworks 軟件,UG公司的 SolidEdge 軟件和 Autodesk 公司的MDT 軟件等。
①Solidworks 軟件。包含狀配設(shè)計(jì)建模,零件設(shè)計(jì)建模,工程圖與鈑金等模塊,還與高級(jí)圖像渲染軟件 Photoworks,高級(jí)有限元分析軟件 Cosmos、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析軟件 Motionworks,產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)軟件 SmarTeam,以及數(shù)控加工等著名和分析軟件無(wú)縫集成。Solidworks 還首假創(chuàng)和自上而下的全相關(guān)設(shè)計(jì),并憑借高效運(yùn)行的裝配設(shè)計(jì)使之成為實(shí)作技術(shù)。
②Solid Edge軟件。采用Parasolid造型內(nèi)核和流(STREAM)技術(shù),基于 Windows操作系統(tǒng),以及完全與 Microsoft 產(chǎn)品相兼容的參數(shù)化三維實(shí)體造型系統(tǒng),提供了實(shí)體造型,鈑金,制圖,裝配,塑料模具和鑄造設(shè)計(jì),產(chǎn)品渲染和文檔管量等功能,并能和COSMOS、IPA、Smar Edge 無(wú)縫集成。
③Meshanical Desktop(MDT)軟件。采用 ACIS4.2 幾何造型核心系統(tǒng),提筮基于特征為參數(shù)化實(shí)體造型,曲面造型,裝配,相關(guān)聯(lián)的繪圖和草圖功能,并包含了完整的 Auto CAD 繪圖工具集,與 Auto CAD完全融為一體。
④國(guó)產(chǎn)的三維 CAD 軟件中,Microsolid采用 ACIS 作為系統(tǒng)的內(nèi)核,GEMS、GS-MCAF、龍騰,超人 CAD/CAM 三維系統(tǒng)是側(cè)重于面向加工的曲面造型系統(tǒng)。
① AutoCAD 軟件。純二維 CAD 系統(tǒng)在國(guó)外已經(jīng)不多,真正有名的是 Autodesk公司的 AutoCAD 軟件。AutoCAD2000 提供了輕松的設(shè)計(jì)環(huán)境,提高了數(shù)據(jù)訪問(wèn)能力,軟件適用性以及更強(qiáng)的定制和開(kāi)發(fā)能力,擴(kuò)展 Internet 系統(tǒng)設(shè)計(jì)信息的溝通,提高文件輸出 / 輸入、編輯 / 對(duì)象捕捉和制圖的速度,可對(duì)多個(gè)圖形文件同時(shí)進(jìn)行操作,支持多任務(wù)設(shè)計(jì)環(huán)境(MDE),還提供部分條開(kāi)的功能。
②國(guó)產(chǎn)二維 CAD 軟件,目前流行的二維 CAD 軟件是自主開(kāi)發(fā)平臺(tái)和自主版的二維 CAD 系統(tǒng)。另一類是以 AutoCAD 為平臺(tái)的二維 CAD 系統(tǒng),如利瑪 CAD,大恒CAD 等。
3 選擇軟件系統(tǒng)需要考慮的問(wèn)題
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,在過(guò)去的幾年中,已經(jīng)順利地從 UNIX 和工作站平臺(tái),成功地轉(zhuǎn)換到 NT 和 PC 平臺(tái)。企業(yè)在選擇 PC 級(jí) CAD 軟件的過(guò)程中,應(yīng)同時(shí)考慮CAD/CAE/CAM/PDM 集成,即制造、分析以及管理方面的完全集成,用最少的支出,達(dá)到企業(yè)全面電腦化的目標(biāo)。因此同時(shí)還要考慮設(shè)計(jì)之外的諸多方面,從 CAD/CAE/CAPP/CAM 的統(tǒng)一要求出發(fā),重視數(shù)據(jù)接口等兼容性問(wèn)題。例,機(jī)械動(dòng)力學(xué)仿真軟件 MSC.ADAMS 采用 Parasolid 造型內(nèi)核,與相同內(nèi)核技術(shù)的造型系統(tǒng)配合使用效果較好。
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