材料加工CAD、CAM复习重点

第一篇：材料加工CAD、CAM复习重点

材料加工成型技术：是铸造、连接、塑料加工、热处理及表面改性、粉末冶金等单元或复合成型技术的总称。

特征造型：特征造型可定义产品的形状特征、精度特征，材料特征和其它工艺特征，从而为工艺设计和制造过程的各个环节提供充分的信息。

铸造成型传热凝固分析的主要任务：预测缩孔、缩松的产生的原因，为指导工艺设计提供有效的手段

铸件凝固过程数值分析方法：有限差分法（FDM）、有限元法（FEM）、直接差分法（DFM）、边界元法（BEM）

冲裁模CAD/CAM系统毛坯排样模块分为：自动化排样、交互式排样

冲裁件的工艺性: 冲裁件对冲压工艺的适应性，包括冲裁件的形状结构、尺寸及其偏差，以及外轮廓与孔（槽）、孔（槽）与孔（槽）之间的距离等因素。

PRO/E自带的模具设计模块：PRO/Moldesign

进行注塑成形三维流动过程模拟最有效的方法是：有限元法、有限差分法

覆盖件冲压工艺数据库管理系统功能：

1、数字维护功能

2、查询功能

3、统计计算功能

4、报表生成功能

5、数字完全保护功能

覆盖件冲压工艺常用分析方法：常规分析法、经验分析法、有限元法

典型焊接专家系统：

1、焊接材料选择专家系统

2、焊接工艺优化及缺陷分析专家系统

3、焊接保护气体选择专家系统

4、焊接工艺制定专家系统

5、弧焊工艺制定与咨询专家系统 焊接专家系统：

1、数据库技术

2、知识库技术

3、计算与推理技术、CAE技术和参数化绘图技术。

计算机辅助设计（Computer Aided Design）:简称 CAD，计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助工艺过程规划（CAPP）、快速原型制造（RPM）以及计算机集成制造(CIMS）

曲面造型：利用各种曲线、曲面来拟合逼近物体的表面，描述物体形状的造型方法。又称表面建模。

线框造型：由一系列空间直线、圆弧和点等基本元素组合而成模型，用来描述产品的轮廓外形

实体造型：以几何造型为基础的实体造型，在实体造型系统中，三维形体均以实体表示，其几何信息和拓扑信息完备。

19、铸件成型流动过程模拟分析方法：SOLA-VOF法采用体积函数代替标示粒子

20铸件温度场模拟求解有限差分法的后退差分法属于：隐式解法。

21、体素：由有限个尺寸参数定义的基本形体，如长方体、圆柱体、球体等。

构造体素表示（CSG）：利用一些简单形状的体素，经变换和布尔运算构成复杂形体的表示模式。

体素调用表示：采用规范化的几何形体及其形状参数描述形体

单元分解表示：将形体分解为一系列单元，然后表示这些单元及其相互间的连接关系边界表示（B－Reps）：以形体表面的细节，即以顶点、边、面等几何元素及其相互间的连接关系来表示形体的模式。

初始图形交换规范---IGES是一种按特定的文件结构安排的数据格式，用来描述产品的设计和生产信息，可用它来交换CAD/CAM系统中以计算机可读的形式产生和储存的数据。产品模型数据交换规范---STEP

虚拟现实：就是一种先进的计算机用户接口，他通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又织染的实时感知交互手段，最大限度的方便用户操作，从而减轻用户负担，提高整个系统的工作效率。

仿真技术：通过观察系统动态模型在某段时间内的性能来解决问题的方法。

铸件凝固过程有限元法、有限差分法的简称：有限元法（FEM）有限差分法(FDM)

级进模进行干涉检测的时候,当条料沿其运动方向每前进一个步长就在零件实体工作区进行一次布尔求交运算，如果在各个步长上没有获得求交运算得到的实体，则在该步长上没有干涉现象

利用保压冷却分析软件：塑料熔体的压实、凝固过程及改进模具冷却系统设计，调整注射成型工艺参数，提高产品的质量及生产效率。

利用注塑模分析软件可以预测塑料熔体在模具型腔内的流动过程，改进流道与浇口设计，提高试模成功率

三维铸件成型流动分析 F = 单元内流体的体积/单元总体积

当 F = 0时，该单元为空单元，没有流体；

当 F=1时为满单元，说明该单元为内部单元；

当 0＜ F＜ 1时则表示该单元内有流体流入，但又没有充满，即为表面单元

专家系统:人工智能的一个分支，是指在某个领域内能够起到人类专家作用，具有大量知识

和经验的智能系统。

曲面造型：---利用各种曲线、曲面来拟合逼近物体的表面，描述物体形状的造型方法。又称表面建模。

体素调用表示：采用规范化的几何形体及其形状参数描述形体

参数化设计：采用参数化模型,通过调整参数来修改和控制几何形状的方法.拓扑信息:描述形体各元素间连接关系的信息。

IGES（初始图形交换规范）:一种按特定的文件结构安排的数据格式，用来描述产品的设计和生产信息，可用它来交换CAD/CAM/系统中以计算机可读的形式产生和存储的数据 计算机辅助设计研究的主要内容：

1.造型技术 计算机辅助设计是以各种数字化的图形来表达设计方案，因此图形处理和表

达是计算机辅助设计技术研究的基础和关键。

2.优化分析在工程设计中往往要进行某些分析，包括力学、传热学、流体学等。提供 优化分析功能的各宗专用软件和商品化的通用软件已被广泛的集成到计算机辅助设计系统中去。它允许使用者在设计的同时就能够进行充分的分析、优化所设计的方案，是设计达到最优。

3.综合评价 在一般情况下，设计完成后都需要进行校核和评价，包括尺寸校核、外观分析、内部结构剖析、碰撞试验以及材料加工中的各种缺陷预测等。

4.信息交换CAD系统的信息交换包括CAD及CAD之间、CAD和其他系统如计算机辅助制造（CAE）、计算机辅助工艺规划（CAPP）以及快速原型制造（RPM）等之间，以及偷偷拿过互联网进行的远程的、异地的信息沟通和资源共享。

材料加工CAD可以分为哪几种？

铸造成形CAD :包括铸造工艺CAD以及铸造工装（模具／模板）CAD。

塑性成形CAD :包括冷冲模、冲裁模、弯曲模、拉伸模以及锻造模设计CAD。

焊接成形 CAD : 包括焊接材料的选择，保护气体的选择，焊接工艺制定，焊接工艺优化，缺陷分析与诊断，焊接过程传热分析、流动模拟、应力分析及组织模拟。

注射成形 CAD : 包括产品图与模具型腔图的尺寸转换、标准模架与典型结构的生成。模具零件图和总装图的生成。模具刚度与强度校核、设计进程管理、模具成本分析与计算等 材料CAD/CAM包括什么内容

铸造成型CAD/CAM1、铸造成形CAD :包括铸造工艺CAD以及铸造工装（模具／模板）CAD。

2、铸造过程仿真模拟 基于有限分析的模拟优化技术，包括充型过程模拟、凝固过程模拟、应力应变分析、微观组织模拟，为制订合理的铸造工艺提供有力的指导。

3、铸造CAM 主要是铸造工装的数控加工成型，包括模样、模板等的计算机辅助制造。塑性成型CAD/CAM1、塑性成形CAD :包括冷冲模、冲裁模、弯曲模、拉伸模以及锻造模设计CAD。

2、塑性成型过程模拟仿真利用有限元技术对塑性成型的应力、应变进行模拟分析，预测

应力集中、开裂、变形等缺陷。

3、塑性成型CAM模具对于塑性成型而言因此塑性成型CAM技术主要是研究如何利用数

控、电火花等加工手段，快速、精确的制造出塑性成型用模具。

焊接成型CAD/CAM1、焊接成形 CAD : 包括焊接材料的选择，保护气体的选择，焊接工艺制定，焊接工艺优化，缺陷分析与诊断，焊接过程传热分析、流动模拟、应力分析及组织模拟。

2、焊接过程模拟仿真、包括焊接过程的传热分析、应力分析、焊接熔池内的流动分析及围观组织的模拟等，优化焊接工艺。

3、焊接成型CAMCAM利用CAD的设计结果控制数控切割机以及焊接机器人进行切割或者焊接。

注塑成型CAD/CAM1、注射成形 CAD : 包括产品图与模具型腔图的尺寸转换、标准模架与典型结构的生成。模具零件图和总装图的生成。模具刚度与强度校核、设计进程管理、模具成本分析与计算等

2、注塑过程模拟仿真 可以预测注塑成型流动及保压阶段的压力场、温度场、应力应变场和凝固层的生成，流道的分析、优化，冷却工艺的制定等，从而有效的指导实际才、生产。

3、注塑成型CAM重点研究注塑模具的数控加工。

计算机辅助设计系统的硬件组成:

1、计算机主机计算机主机又称中央处理器，由运算器、控制器和主存储器组成。

2、外存储器 CAD系统需要储存的信息量很大，仅有内存书远远不够的，故设置外存储器来存放暂时不用的程序和数据，既可作为内存容量不够的一种弥补，又可以起到永久储存的作用。

3、输入设备 主要作用是把外界信息输送扫计算机中，供计算机运算和处理。

4、输出设备 主要作用是把计算机产生的信息以不同的方式输出出去，供实际需要。

5、网络 包括局域网和互联网，可以将多个不同硬件、甚至不同区域的硬件系统联系在一起，实现资源共享以及一地网络化设计。

CAD系统软件的内容按其内涵可分为：操作系统在整个计算机系统的工作中起总指挥和总调度的作用，使各设备能在它的统一安排下按时完成自己的任务的程序。

支撑软件从功能上，是介于系统软件与应用软件之间，带有一定专门性而又具有普遍性的工具软件。

数据库数据库是存储在计算机系统里的、由数据库管理系统统一管理的数据集合，可以为多个用户使用。

应用软件面向用户，在对主机的要求、外围设备的种类、用户界面、软件设计方法和软件规模诸方面都有自己的特点和特色。

专家系统的两大特点

一是存储了大量的专家的知识和经验，形成了系统的知识库：二是设置推理机构，能模仿专家决策的思维过程来分析问题和解决问题。

计算机辅助设计系统分为哪些类型？

1.信息检索型CAD系统主要用于设计已定型的、标准化和系列化程度很高的产品。

2.人机交互型CAD系统

3.智能型CAD系统以专家系统的方式来体现，即把机械设计专家系统和原有CAD系统有机结合起来。

特征造型系统的功能：（1）参数化设计功能: 主要用以提高系统的修改性能。（2）基于特

征设计思想: 特征造型系统基于特征设计，将几何信息、拓扑信息和工艺信息等等都建在特征模型中。（3）采用通用数据交换标准:特征造型系统采用新的数据传送标准，具有形状特征、尺寸公差、工艺信息等信息代码，从而使数据传输高效、正确。材料加工CAE的研究目的、内容

目的：在计算机虚拟的环境下,通过交互方式,制定合理的材料加工工艺，而不需要或少做

现场是生产，从而可以大幅度缩短新产品开发周期，降低废品率，提高经济效益。研究内容：1.温度场模拟 利用传热学原理，分析材料加工的传热过程，模拟材料加

工，预测凝固过程中的相关缺陷。

2、流动场模拟利用流体力学原理分析材料加工的流动问题，从而优化浇注系统，预测

卷气、夹渣等缺陷。

3.流动与传热耦合计算利用流体力学与传热学原理，在模拟流动场的同时计算传热，可

以预测铸造充型过程及注射充型过程的浇不足、冷隔等缺陷。

4.应力场模拟利用力学原理、分析材料加工过程中如锻件、铸件、注射制品的应力分布，预测裂纹、冷裂、变形等缺陷。组织模拟利用数学模型来计算形核数、组织转变，预测力学性能。

其他过程模拟 如冲天炉过程模拟、型砂紧实过程模拟的材料加工过程的数值模拟。

33、从哪几方面了解人工智能系统？

（1）从它所完成的主要功能来看，分为视觉系统、听觉系统、专家系统、定理证明系统、机器发明系统、自动程序设计系统等等

（2）从系统完成思维活动的抽象过程看，是一个广义问题求解系统；

（3）从其处理对象看，又是一个知识信息的处理系统。而问题求解是人工智能发展的核

心。

参数化设计的功能

（1）从几何参数化模型而自动导出精确的几何模型不要求输入精确图形，只需输入一

个草图，标注一些几何元素的约束，然后改变约束条件来自动地导出精确的几何模型。

（2）通过修改局部参数来达到自动修改几何模型的目的对于大致形状相似的一系列

零件，只需修改一下参数，便可产生新的零件，从而大大提高了零件生成的效率。参数化设计的主要方法：

（1）变动几何法：该方法的思想:将一系列约束转化成一系列关于特征点的非线性的方程组：

（2）2）几何推理法----原理:从已知元素和几何约束，通过推理逐步确定出未知元素。

与几何变动法相比，属于一种局部求解的方法。它采用人工智能语言（LISP、Prolog等）编程。

35、级进模CAD系统的组成？

答：由应用系统、信息系统、辅助系统和图形系统四大部分组成。

应用系统：是级进模CAD系统的主要部分，是用于实现级进模CAD功能的部分，其他系统都是围绕着它运行并服务的。

信息系统：由数据库系统和文件系统组成。

辅助系统：主要由产品图形、标准模具图形库、模具建库工具等组成。

图形系统:一般的级进模CAD系统不具备造型功能，一般都基于通用的CAD系统

36、热烈的主要特征、判据、预测产生的可能性及其影响因素

特征：（1）热裂产生于准固相区内靠近固相线温度的一定温度范围内。

大量研究表明，合金在凝固区间内可以准固相线为分界，分为有强度的准固相区（准固相线与固相线之间的温度范围）和无强度的准液相区（液相线与准固相线之间的温度范围)

（2）热裂一般发生在收缩受阻的热节处，此处在热裂形成温度范围内的凝固速度、补缩能力及该处的折算厚度均对热裂的生成有直接的影响。

（3）铸型的热膨胀及其对铸件收缩的阻碍程度，决定了该热节处应力水平的高低。判据：

从定量角度去预测热裂的两个参数:热节处凝固前沿的运动速度和该处的应变速度vhshs（亦即收缩受阻部位的收缩速度）。

当其他参数均保持不变时，这两个速度的比值/hsh可作为判据函数。

hs值小，热裂敏感性高;反之，敏感性低。当它大到高于某一临界值，热裂就不会发

生。这个判据考虑的因素不够全面，尤其是未计及铸型的影响。

另一项判据综合考虑铸件热节部位的凝固速度、补缩能力、铸型的阻力及热节的折算厚度等因素，使判据显得更为全面合理。各因素定量描述分述如下：

首先，铸件受阻部位的热节在固相线附近的凝固速度和补缩能力与热裂的发生有密切关系，故当该处的凝固速度小于某一临界值或补缩能力小于铸件的收缩速度时，就将产生热裂。

其次，铸型对收缩的阻碍程度和铸件受阻部位线收缩量的大小直接决定了该处的应力水平。

此外，铸件受阻部位热节处的折算厚度R越大，则在同样的收缩量时。热节的承受应力的面积加大，故对热裂的抗力也加大。

级进模设计的主要内容

1.工艺性分析: 判断冲压件成形的可能性，判断该产品零件是否符合冲压工艺的要求。

2.毛坯展开:将弯曲件或拉深件展成平板毛坯,形成展开毛坯图

3.条料排样: 包括冲压件每道工序性质、形状、尺寸的设计与计算、工序的排列与布置。

4．模具结构设计: 首先进行模具结构形式的选择，包括送料、卸料、托料、导向、定位方式的选择以及凹模与凸模形式的选择（整体式、拼块式、嵌块式），进而确定辅助装置，如安全装置、保护装置、限位装置等。

注塑模的主要内容：

1、注塑制品的集合造型采用几何造型系统如线框造型、表面造型、实体造型，在计算机中生成注塑制品的几何造型。

2、成型部分零件的生成凹模用于成型制品外表面，型芯用于生成制品内表面。目前流行的商品化注塑模CAD软件一般采用统一收缩率进行整体缩放。

3、标准模架选择采用计算机软件来设计模具的前提是尽可能多的实现模具标准化，包括模架标准化、模具零件标准化、结构标准化及工艺参数标准化等。

4、典型零件与结构设计包括模具的流道系统设计、顶出机构设计、侧抽芯机构设计、冷却水道设计等

5、模具零件图的生成模具设计软件能引导用户根据模具部装图、总装图以及相应的图形库完成模具零件的设计、绘图和标注尺寸。

6、常规计算和校核模具设计软件可将理论计算和行之有效的设计经验相结合，为模具设计师提供对模具零件全面的计算和校核，以验证模具结构等有关参数的正确性。三维软件输出结果怎样指导设计的？

辅助模具设计者优化模具结构工艺，指导产品设计者从工艺的角度改进产品形状，选择最佳成型性能的塑件，帮助模具制造者选择合适的注射机，当变更塑料产品种类时对现有模具的可行性做出判断，分析设计存在的弊病。h

第二篇：计算机辅助制造(CAD CAM)技师教案

韶关第二技师学院技师培训教案

计算机辅助制造CAD-CAM 授课教师：韩 伟 课 时：12节

第一讲：计算机辅助制造CAD-CAM基本概念及CAD-CAM的主要功能 教学目的：

了解计算机辅助制造CAD-CAM基本概念、CAD-CAM系统组成、现代产品开发TQCS理念、CAD-CAM的主要功能。教学重点：

计算机辅助制造CAD-CAM基本概念、现代产品开发TQCS理念、CAD-CAM的主要功能 教学难点：

TQCS理念的认识、CAD-CAM的主要功能分类方式。教学方法：

课堂讲授。

教学过程：

一、计算机辅助制造CAD／CAM基本概念

计算机辅助设计，简称CAD(Computer Aided Design)，是采用计算机开展机械产品设计的技术。

计算机辅助制造，简称CAM(Computer Aided Manufacturing)，根据其覆盖的应用领域不同，可以分为计算机辅助编程和应用计算机进行制造信息处理的全过程两类狭义的定义和广义的定义。

企业的各种经营活动都是围绕产品而展开的，产品开发是企业的核心活动之一。随着社会的发展，产品开发的方法和技术手段发生了深刻变化，开发

出的产品水平也日益提高，在机械制造业，以计算机技术为核心的信息技术的引入，导致了产品开发从传统开发模式向现代开发模式的巨大转变。

现代产品开发TQCS理念、传统产品开发模式

①功能设计—详细定义产品的各种功能。

②性能设计——规定产品的性能。效率、环保、经济性、安全性、可靠性是一些通用指标。

③操作设计。最大限度地考虑到使用的舒适性和方便性。

(2)详细设计与分析 这是整个产品开发过程中最主要的、也是最重要的活动。主要包括： ①运动设计与实验； ②零件设计与计算； ③部件设计与分析； ④零部件的装配设计与分析； ⑤出图。

(3)加工与装配 ：

①工艺设计。这一部分工作主要由工艺师参与完成 ②制造与检验。

③部件装配和整机装配。2、手工开发中存在的问题 1)可预见性差。2)可修改性差。

3)精确性差。在设计计算中，采用了大量的经验计算、类比和估算。4)协调性差。

5)绘图质量差。大量的手工绘图。3、现代产品开发模式特点

1)现代产品设计系统化：改变将产品设计概念局限于单纯的技能和方法的认识，而将产品设计纳入系统思维和系统操作的过程。将设计的概念从实物水平上升到复杂的系统水平，这与当前科学技术和社会的发展是相适应的。

2）产品制造正步入信息化时代

工业化使人的肢体得以延伸，而信息化则使人的大脑得以延伸，使人们从部分脑力劳动中解放出来。两者的根本区别在于信息化的目的是开发人的无限的智力资源。如果说代表工业化时代最高成就的自动化是以“机器生产

机器”为主要特征的话，那么以计算机为依托的信息时代则是以“机器控制机器”为重要特征。

3）多功能化、智能化、知识化4）借助了最先进的计算机和网络技术(1)开发环境的计算机化和网络化 几乎每一项开发活动都是借助计算机来实现的；在不同的开发人员之间、不同的开发部门之间、不同的开发地点之间，通过网络实现开发活动的联系。

(2)开发对象的数据化 产品在计算机中以数据的形式保存，不再像以前一样以图样的形式保存，各个开发活动都是对计算机内的产品数据进行操作、处理，并生成新的数据。

二、CAD／CAM的主要功能

CAD的功能组成

CAM的功能组成中分为狭义的和广义的两种形式：

教学小结：

通过本次课程了解CAD-CAM基本概念、CAD／CAM的主要功能；认识现代产品开发TQCS理念和CAD-CAM的主要功能。

作业：

1、名词解释：CAD、CAM、CAE的含义。

2、问答题：

（1）手工开发产品中存在的问题有哪些？（2）现代产品开发模式特点是什么？（3）狭义的CAM与广义的CAM有什么区别？

第二讲： CAD／CAM系统组成、现状及发展趋势

教学目的：

了解CAD-CAM应用软件的分类、CIMS技术，CAPP和CAD/CAPP／CAM一体化技术。CAD／CAM技术现状及发展趋势。

教学重点：

当前制造业普遍使用的CAD-CAM应用软件的种类、CIMS技术，CAPP和CAD/CAPP／CAM一体化技术。

教学难点：

计算机集成制造系统CIMS技术、对CAD/CAPP／CAM一体化技术的理解。

教学方法：

课堂讲授。

教学课时：2节。教学过程：

三、CAD／CAM系统组成

CAD／CAM的运行环境由软件、硬件和人三大部分组成。硬件是基础。软件是核心。人是关键。、CAD／CAM对硬件的要求有： 1）高性能的计算机 2）大容量的存储器 3）灵活的人机交互能力

4）逼真的图形输出能力 5）良好的通信网络功能 2、CAD/CAM的软件环境

CAD/CAM系统的软件可分为三个层次：系统软件、支撑软件和应用软件。（1）系统软件-主要负责管理硬件资源以及各种软件资源，是应用和开发CAD／CAM系统的软件平台，一般包括操作系统、网络系统、窗口系统，如Windows98、Windows2000等。

2）支撑软件，是指那些直接支持用户进行CAD／CAM工作的通用性功能软件，按功能主要分为：二维绘图支撑软件，三维造型软件，分析及优化设计软件。具体有以下几种：(1)Pro／Engineer(简称Pro-E)Pro-E是美国PTC(Paramatric Technology Corporation)公司开发的机械设计自动化软件，也是最早实现参数化技术商品化的软件，在全球拥有广泛影响，在我国也是使用最为广泛的CAD／CAM软件之一。Pro-E功能齐全，包括70多个专用功能模块，如特征造型、装配建模、有限元分析、曲面造型、产品数据管理等等。.（02）UG UG是美国EDS(Electronic Data System)公司的产品，多年来，该软件汇集了美国航空航天，以及汽车工业丰富的设计经验，发展成为一个世界一流的集成化CAD／CAE／CAM系统，包含着强大的CAM功能，可以很方便地计算出各种刀路。在世界和我国都占有重要的市场份额。(3)MDT MDT是Autodesk公司继AutoCAD之后推出的集成化微机版CAD系统，它具

有特征造型、约束装配和曲面造型能力，同时，它与AutoCAD完全集成。由于AutoCAD的世界性影响，同时由于MDT的真窗口风格、AISC造型内核以及较好的曲面功能，使得它一推出，就成为备受欢迎的软件，在我国它也广泛为企业所接受。由于该软件尚未提供CAM功能，它目前是一个纯设计软件。该软件对资源要求不高，软件费用也不高，易于普及。

（4）Cimatron 以色列Cimatron公司也是很早从事数控CAM系统开发的公司之一，Cimatron是业界领先的CAD／CAM系统供应商，广泛应用于模具和电子产品的设计与制造业，在国内一直有较大影响。

Cimatron制造软件包含2．5～5Axis的铣削加工，生成安全、高效、高质量的NC刀具路径，Cimatron公司也是面向制造的CAD／CAM解决方案的重要开发者之一。

四、CAD／CAM技术现状及趋势

CAD／CAM技术的发展大致经历了三个阶段： 单元技术的发展和应用阶段 CAD／CAM集成阶段 CIMS技术推广应用阶段

1、CAD／CAM技术发展历程

2、CAD-CAPP-CAM一体化技术、关于CIMS技术

计算机技术除了在设计制造等领域获得应用，同时几乎在企业生产经营的各个领域都获得应用，由于企业的产品开发活动和企业的其它经营活动是密切相关的。因此，要求CAD／CAM等计算机辅助系统与计算机管理信息系统进行信息交流，在正确的时刻，把正确的信息，送到正确的地方，这是一个更高层次上的企业内的信息集成，就是所谓的计算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated

Manufacturing System)。、CAD／CAM技术的发展趋势

(1)计算机集成制造(CIM)。CIM(Computer Integrated Manufacturing)是CAD／CAM集成技术发展的必然趋势。(2)智能化CAD／CAM系统。(3)网络化。

教学小结：

通过本次课程了解CAD-CAM的基本组成及软、硬件要求，认识CAD／CAM技术发展历程和CIMS技术的应用。

作业：

1、名词解释：CIMS技术，CAPP和CAD/CAPP／CAM一体化技术。2、CAD／CAM对硬件的要求有哪些？ 3、简述CAD/CAM技术的发展历程。

4、当前制造业普遍使用的CAD-CAM应用软件的种类有哪些？

第三篇：CAD CAM 技术考试答案

1.CAD/CAM

CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称cad.CAM : 计算机辅助制造。是Computer Aided Making的缩写。CAM的核心是计算机数值控制(简称数控)

2.计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。3.计算机辅助工程是指计算机在现代生产领域，特别是生产制造业中的应用，主要包括计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机集成制造系统等内容。

4.CAPP（Computer Aided Process Planning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。

5.逆向工程（又称逆向技术），是一种产品设计技术再现过程，即对一项目标产品进行逆向分析及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制作出功能相近，但又不完全一样的产品。主要目的是在不能轻易获得必要的生产信息的情况下，直接从成品分析，推导出产品的设计原理。

6.几何建模是20世纪70年代中期发展起来的,它是一种通过计算机表示,控制,分析和输出几何实体的技术,是CAD/CAM技术发展的一个新阶段.7.传统的设计制造过程与应用CAD/CAM技术进行设计制造的过程有何区别与联系?

答：区别：传统的设计与制造方式是以技术人员为中心展开的，产品及其零件在加工过程中所处的状态，设计、工艺、制造、设备等环节的延续与保持等，都是由人工进行检测并反馈，所有的信息均交汇到技术和管理人员处，由技术人员进行对象的相关处理。以CAD/CAM技术为核心的先进制造技术，将以人员为中心的运作模式改变为以计算机为中心的运作模式，利用计算机存贮量大、运行速度快、可无限期利用已有信息等优势，将各个设计制造阶段及过程的信息汇集在一起，使整个设计制造过程在时间上缩短、在空间上拓展，与各个环节的联系与控制均由计算机直接处理，技术人员通过计算机这一媒介实现整个过程的有序化和并行化。联系：制造过程的各个环节基本相同

8．三维几何建模系统有哪几种建模方式？各自的特点是什么？

答：三维几何建模系统有线框建模、曲面建模、实体建模、特征建模等

线框模型是由一系列的点、直线、圆弧及某些二次曲线组成，描述的是产品的轮廓外形。线框建模的数据结构是表结构，采用线框建模的描述方法构造实体，信息量少，数据运 算简单，占居的存贮空间比较小，对硬件的要求不高。

曲面模型由于增加了面的信息，在提供三维实体信息的完整性、严密性方面，比线框模型进了一步，它克服了线框模型的许多缺点，能够比较完整地定义三维立体的表面，所能描述的零件范围广；曲面建模可以对物体作剖切面、面面求交、线面消隐、数控编程以及提供明暗色彩图显示所需要的曲面信息等。

与线框建模、曲面建模不同，三维实体建模在计算机内部存贮的信息不是简单的边线或顶点的信息，而是比较完整地记录了生成实体的各个方面的数据。特点在于覆盖三维立体的表面与其实体同时生成。利用这种方法，可以完整地、清楚地对物体进行描述，实现对可见边的判断，具有消隐的功能。

特征建模的特点主要概括为以下几个方面：（1）特征建模使产品的设计工作不停留在底层的几何信息基础上，而是依据产品的功能要素，如键槽、螺纹孔、均布孔、花键等，起点在比较高的功能模型上。特征的引用不仅直接体现设计意图，也直接对应着加工方法，以便于进行计算机辅助工艺过程设计并组织生产。（2）特征建模以计算机能够理解的和能够处理的统一产品模型代替传统的产品设计、工艺设计、夹具设计等各个生产环节的连接，使得产品设计与原来后续的各个环节并行展开，系统内部信息共享，实现真正的CAD/CAPP/CAM的集成，且支持并行工程。（3）有利于实现产品设计、制造方法的标准化、系列化、规范化，使得产品在设计时就考虑加工、制造要求，保证产品有较好的工艺性及可制造性，有利于降低产品的生产成本。

9.简述CAD/CAM软件系统的基本组成。

答：根据CAD/CAM系统中执行的任务及服务对象的不同，可将软件系统分为三个层次，即系统软件、支撑软件和应用软件系统软件主要用于计算机的管理、维护、控制及运行，以及对计算机程序的翻译和执行。支撑软件是CAD/CAM软件系统的重要组成，也是各类应用软件的基础。应用软件是在系统软件和支撑软件基础上，针对某一专门应用领域的需要而研制的软件

10.简要说明图形交互式自动编程的基本步骤和特点。

答：基本步骤归纳起来可分为（1）几何造型（2）加工工艺分析（3）刀具轨迹的计算及生成（4）刀位验证及刀具轨迹的编辑（5）后置处理（6）数控程序的输出

图形交互式自动编程的特点（1）将零件加工的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理等作业过程结合在一起，有效地解决了编程的数据来源、图形显示、走刀模拟和交互修改问题，弥补了数控语言编程的不足。（2）编程过程是在计算机上直接面向零件的几何图形交互进行的，不需要用户编制零件加工源程序，用户界面友好、使用简便、直观、准确、便于检查；同时，不需要专用的编程机，便于普及推广。（3）不仅能够实现产品设计（CAD）与数控加工编程（NCP）的集成，还便于与工艺过程设计（CAPP）、刀夹量具设计等其它生产过程的集成11CAD/CAM集成系统通常有哪些方法？

（一）通过专用数据接口实现集成利用这种方式实现集成时，各子系统都是在各自独立的专用数据接口模式下工作。反之亦然。这种集成方式原理简单，运行效率较高，但开发的专用数据接口无通用性，（二）利用数据交换标准格式接口文件实现集成这种集成方式的思路是建立一个与各子系统无关的公用接口文件。各子系统的数据通过前置处理转换成标准格式的文件。这种集成方式的关键是建立公用的数据交换标准。

（三）基于统一产品模型和数据库的集成 实现信息高度集成和共享的方案。集成产品模型是实现集成的核心，统一工程数据库是实现集成的基础。各功能模块通过公共数据库及统一的数据库管理系统实现数据的交换和共享，从而避免了数据文件格式的转换，消除了数据冗余，保证了数据一致性、安全性和保密性。

（四）基于特征面向并行工程的设计与制造集成方法面向并行工程的方法可使产品在设计阶段就可进行工艺分析和设计、PPC／PDC（生产计划控制／生产数据采集），并在整个过程中贯穿着质量控制和价格控制，使集成达到更高的程度。每个子系统的修改可以通过对数据库（包括特征库、知识库）修改而改变系统的数据。它在设计产品的同时，同步地设计与产品生命周期有关的全部过程，包括设计、分析、制造、装配、检验、维护等。设计人员都要在每一个设计阶段同时考虑该设计结果能否在现有的制造环境中以最优的方式制造，整个设计过程是一个并行的动态设计过程。这种基于并行工程的集成方法要求有特征库、工程知识库的支持。

12.总结归纳逆向工程的基本过程。逆向工程的作用有哪些？

答：逆向工程的核心包括了以下四个步骤：（1）零件原型的数字化（2）从测量数据中提取零件原型的几何特征（3）零件原型CAD模型的构建（4）CAD模型的检验与修正逆向工程大致作用在以下几种情况：（1）在缺少设计文档以及没有CAD模型的情况下，对零件原型进行测量，形成零件的设计图纸或CAD模型，并以此为依据生成数控加工的NC代码，加工复制零件。（2）设计需要通过实验测试才能定型的零件模型，通常采用逆向工程的方法。（3）在美观设计特别重要的领域。（4）加快交货进度并提高制作精度（5）抽取零件原型的设计思想，指导新的设计。

第四篇：模具CAD、CAM实训报告

目 录

第1章绪论…………………………………………..…………………

1.1Pro/E模具设计简介……………………………………………1.2Pro/E数控加工简介…………………………………………….2 第2章 典型塑件模具设计.………………….…….………………….5

2.1塑件表壳工艺性

………………………………………….5 2.2塑件表壳模具设计

……………………………………………第3章 塑件凹模数控加工

….………………….…………………… 17

3.1 表壳凹模数控加工 ……………………………………………… 17 第4章 总结

…………………….…………………..…………………… 23

模具CAD/CAM实训报告

专

业：材料成型及控制工程 班

级：材料成型0941 姓

名：刘文帝 学

号：10 指导教师: 王东明

机械工程学院

2012年12月

第一章 绪论

一.Pro-E模具设计简介

①.Pro-E模具设计简介

Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。

Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。

1.参数化设计

相对于产品而言，可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。

2.基于特征建模

Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如

系列化快餐托盘设计

腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活，特别是在设计系列化产品上更是有得天独到的优势。

3.单一数据库

Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。

大型捕鲸船装配设计

[2]

4.直观装配管理

Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“贴合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。

5.易于使用

菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。

②.模具设计的流程

1.在计算机的硬盘空间创建一个文件夹，并将设计模型文件放入该文件夹中。

2.打开Pro/E，将工作路径设置到步骤1创建的文件夹。

3.打开设计模型检查其单位制，一般将其转化为公制(mmns)。

4.创建模具模型

1)文件 → 新建 → 选择“制造|模具型腔”并输入模具模型名称，同时将默认模板前方框中的勾去掉 → 确认 → 在接下来的对话框中选择与设计模型相同的单位制(mmNs)→ 确认即可进入模具模型的设计界面。

2)使用菜单管理器命令“模具模型” → 装配 → 参考模型 → 在打开的对话框中选择设计模型文件 → 确认 → 进入组件放置对话框 → 利用装配知识将设计模型放入模具模型空间→确认后会弹出创建参考模型对话框，在其中选择“合并参考”，并输入参考模型的名称→确认。

3)使用图层管理方法将设计模型的参考面和坐标系隐藏起来。

4)设定收缩率：菜单管理器命令“收缩” → 公式→ 1+S → 尺寸或比例方式设定，设定完成后可利用“收缩信息”查看。

5)创建工件模型：菜单管理器命令“模具模型” → 创建 → 工件模型 → 手工→在弹出的对话框中选择“零件|实体”并输入工件模型的名称 → 确认 → 创建特征 → 确定 → 可利用实体造型方法创建六面体→确认后在模型空间中会出现一个绿色的实体。

5.设计浇注系统：菜单管理器命令“特征” →型腔组件→实体→利用剪切方法创建主流道、点浇口等。(例：用旋转剪切方法创建主流道时，绘制完旋转轴和旋转截面后 → 确定 → “相交”上滑板 → 取消“自动更新”项 →选中要移除的项，右击选中移除 → 确定即可。)

6.设计分型面

菜单管理器命令“分型面” →创建→在弹出的对话框中输入分型面的名称或使用默认的名称→确认→增加→接下来使用曲面的编辑与修改功能创建分型面，有下列几种常用的方法：

1)按下“隐藏|显示”按钮→在弹出的对话框中将工件模型隐藏→确定→菜单管理器命令“复制”→在设计模型上选择要复制的面→完成→(若需要将复制得到的曲面上的“破孔”进行填充，则在“曲面：复制”对话框中选择“填充环” →定义→选择包含破孔的分型面→确认→)再使用“延伸”的方法将复制得到的面延伸至工件模型的外表面。

2)阴影(即采用光投影的方法产生分型面，在此之前不能将工件模型隐藏)→在弹出的对话框中选择“方向”向→定义→在参考模型上选择一个面用来指定投影方向→确认。

7.菜单管理器命令“模型体积块” →分割→两个体积块|所有工件→确认→选择上述创建的分型面→确认→在弹出的对话框中输入体积块的名称或采用默认的名称→确认。

8.菜单管理器命令“模具组件” →“抽取”将上一步产生的体积块转化为相应的模具组件。

9.菜单管理器命令“铸模” →“创建” →输入名称→生成一个浇注件。

10.菜单管理器命令“模具开模” →定义开模步骤→定义移动→选择模具组件→指定开模方向→输入开模距离，完成一个模具组件的开模动作→接下来按相同的方法定义其他组件的开模动作。

11.利用“分析”菜单对参考模型的拔模角、壁厚、投影面积、分型面等进行检测。

一.Pro-E数控加工简介 ①.Pro-E数控加工简介

CAD/CAM是计算机辅助设计（Computer Aided Design）和计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)的简称。CAD/CAM软件经历了从二维绘图到三维数字建模，从零件设计到产品设计，从物理样机到虚拟样机，从工程分析到产品优化的发展过程，技术日益成熟，在工业领域得到了广泛应用。目前世界上应用比较广泛的CAD/CAM软件主要有Pro/E、UG、CATIA、MasterCAM、CAXA等。

Pro/Engineer是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation ,简称PTC）的优秀产品，它集成了零件设计、产品装配、模具设计、数控加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析，产品数据库管理等功能于一体，广泛应用在机械、汽车、模具、航天、家电、工业设计等行业。PTC公司在企业三维设计制造中占用极其重要的地位，世界上主要大的汽车制造公司（福特、宝马、丰田、现代等）和飞机制造公司（波音、空中客车等）都是PTC的客户，摩托罗拉使用的就是PTC公司的解决方案，使手机模具的开发只需要48小时！

Pro/Engineer Wildfire 3.0中文版是PTC公司于2006年4月推出的最新版本，本次培训将重点介绍Pro/NC（Numerical Control）模块。数控铣削是最常用的机械加工方法之一，既可以加工具有平面形状的零件，又可以加工曲面零件，还可以加工带有孔系的盘、套、板类零件，因此铣削加工在机械加工行业的应用十分广泛。Pro/NC

中的铣削加工方法主要有体积块加工、局部铣削加工、曲面铣削加工、平面加工、轮廓加工、腔槽加工、轨迹加工、孔加工、螺纹加工、刻模加工、陷入加工等。数控车削加工方法主要有区域车削、轮廓车削、凹槽车削、螺纹车削等。

②.数控加工的流程

第二章 典型塑料模具设计

工具-定制屏幕-文件-设置工作目录和试除不显示、窗口和帮助-激活和关闭窗口

将工作目录设置在桌面-ProE模具设计-例5：表壳-biao ke下。1.建立参照模型 打开biaoke。Prt

关闭窗口，试除。

2.创建模具模型（装配参照模型、创建工件）

新建-制造-模具型腔，名称biaoke，使用缺省模板，mmns_mfg_mold，确定。

模具模型-装配-参照模型-biaoke.prt-缺省-√-确定，创建-工件-手动-名称wp-确定-创建特征-加材料-拉伸、实体-完成-定义内部

草绘

-草

绘。

3.设置收缩率

收缩-按尺寸-比率0.005-√ 4.设置分型面 侧面影像曲线

分型曲面-裙状曲面-特征曲线-完成，环分类-外侧-确定

5.构建模具体积块

体积分割块-完成-确定，分别更改加亮体积块的名称，分别为UP和DOWN

6.抽取模具元件

模具元件-抽取-选取全部体积块-确定-完成 7.创建模具特征（1）创建顶针孔

草绘的基准点-选取草绘平面-√，特征/型腔组件/顶针孔-推针孔：竖直的-在点上-确定-选点-完成

-正向-相交元件-自动添加，输入5-确定两次，在输入沉孔孔直径10和深度40，确定-完成（2）创建等高线

平面命令-特征/型腔组件/等高线-选取草绘平面-缺省相交元件-自动添加/确定-完成/返回

（3）创建浇口

菜单管理器-特征/型腔组件/实体切减材料/旋转/实体/完成-右键定义内部草绘-选取草绘平面，绘制浇口形状，单击确定，单击菜单管理器中【完成/返回】。9.铸模

在菜单管理器中选取【铸模/创建】命令，输入零件名称molding,回车两次，单击【完成/返回】。10.开模

在菜单管理器中选取【模具进料孔】命令，在下拉菜单中选取【定义间距/定义移动】命令，选取移动构件、分解方向及位移，单击【完成/返回】，如图所示

第三章 塑件凹模数控加工

表壳凹模数控加工

1.选取【文件/设置工作目录】命令，将工作目录保存在biaoke所在文件夹下,然后【确定】。

2.【文件/新建„】菜单命令，打开【新建】对话框 3.制造模型/装配/参照模型-cavity.pr-打开-元件放置-缺省-√，创建参照模型-同一模型-确定

（2）在菜单管理器中选取【制造模型/创建/工件】命令，输入零件名称回车，弹出下拉菜单选取【实体/加材料/拉伸/实体】，单击确定。右键定义内部草绘，选取草绘平面、参照，绘制矩形，单击确定，确定拉伸长度，单击

按钮。

4.菜单管理器中-制造设置-NC机床-机床设置-参照/加工零点，在【原始】界面下选取坐标系，在【定向】界面下选取XYZ的方向，单击【退刀/曲面】，弹出【退刀设置】对话框，设定退刀高度，单击确定两次，在菜单

5.粗加工。在菜单管理器中选取【加工/NC序列/加工/体积块/3轴/完成】命令，设置下拉菜单下选取【刀具/参数/体积】，单击完成。弹出【刀具设定】对话框如图所示3-7，设置刀具直径、高度值，单击【应用/确定】。弹出【编辑序列参数“体积块铣削”】对话框如图所示3-8，设定【切削进给量/步长深度/跨度/安全距离/主轴转速】的相应数值，单击确定。在工具栏单击【铣削体积块】命令，右键定义内部草绘如图所示3-9，绘制铣削平面，完成草绘，拉伸至平面,拉伸完成实体块如图3-10。在菜单管理器中单击【完成序列/完成/返回】。在菜单管理器中单击【加工/NC序列/序列/演示轨迹/NC检测】命令，查看加工过程

6.精加工内腔轮廓。在菜单管理器中选取【加工/NC序列/加工/轮廓/3轴/完成】命令，在序列设置下拉菜单下选取【刀具/参数/曲面】，单击完成。弹出【刀具设定】对话框如图3-12，设置刀具直径、高度值，单击【应用/确定】。弹出【编辑序列参数“剖面铣削”】对话框如图

3-13，设定【切削进给量/步长深度/安全距离/主轴转速】的相应数值，单击确定。在菜单管理器单击【选取曲面/模型/完成/曲面/完成】命令，选取内腔曲面如图3-14。单击确定，在菜单管理器中单击 【完成序列/完成/返回】。在菜单管理器中单击【加工/NC序列/序列/演示轨迹/屏

幕

检

测

】

命

令

7.精加工内腔底曲面。在菜单管理器中选取【加工/NC序列/加工/曲面/3轴/完成】命令，在序列设置下拉菜单下选取【刀具/参数/曲面】，单击完成。弹出【刀具设定】对话框如图3-16，设置刀具直径、高度值，单击【应用/确定】。弹出【编辑序列参数“剖面铣削”】对话框如图3-13，设定【切削进给量/步长深度/安全距离/主轴转速】的相应数值，单击确定。在菜单管理器单击【选取曲面/模型/完成/曲面/完成】命令，选取内腔曲面如图3-14，3-17。单击确定，在菜单管理器中单击 【完成序列/完成/返回】。在菜单管理器中单击【加工/NC序列/序列/演示轨迹/屏幕检测】命令，查看加工过程如图所示3-18。

图3-16

图3-18

8.在菜单管理器中选取【CL数据/输出/操作/OP010/文件/MCD文件】命令如图3-18，在【保存副本】对话框中单击确定。选取单击【Done Output】【完成/返回】,最后生成G代码，即一个*.tap文件,可用记事本打

开

并

编

辑，如

图

所

第四章 总结

时间总是过的很快，三周的CAD/CAM实习不经意间就结束了。虽然很多方面的操作不是很熟习，但是收获却是很多的。

首先对CAD/CAM知识较以前来说有所提高，比以前全面了，以前生疏的操作命令在这三个星期的实习磨练下能够熟练运用。当然在画图的时候还是遇到困难，通过老师讲解与自己理解画出来，有些问题还是要自己独立思考，才能把新的知识转为自己的，在以后遇到难题的时候就能够很好的解决，在CAD/CAM的实训中学会了这一点，这是一大收获。

在实训中学会了应用Pro/E模具设计和数控加工的操作方法，模具设计：

1、设置工作目录

2、新建模具设计文件

3、建立模具模型4.设置尺寸收缩5.创建分型面6.构建分割体积块7.抽取模具元件8.创建模具特征9.铸模10.开模11.存盘 ；数控加工：

1、加工前的准备工作

2、创建NC加工文件

3、创建制造模型

4、定义操作

5、创建NC序列

6、后置处理。学会了用不同的方法创建不同的分型面，创建特征的方法等等。

总而言之，在这次的CAD/CAM的实习我的专业知识在提高，同时还磨练了我的耐心，能够专注的去做好每一件事，体会到了合作的快乐，认识到了理论知识的重要性。在这次的CAD/CAM的实习中得到了这方面很重要的知识与对于未来工作的信心。

第五篇：CAD与CAM实训报告[范文]

CAD/CAM课程设计报告

院系：

物理与机电工程学院

班级：2011级机械设计制造及其自动化（1）

姓名：

柯

建

坤

学号：

2011043523

日期：

2014.12.8-2014.12.13

目录

第1章

绪论...............................................................................................................3 1.1SOLIDWORKS学习目的.....................................................................................3 1.2SOLIDWORKS特点.............................................................................................5 第2章

任务要求.......................................................................................................5 2.1 任务安排.............................................................................................................5 2.23D实体建模.........................................................................................................6 2.3大型装配体设计..................................................................................................7 2.4钣金设计..............................................................................................................9 2.5焊件......................................................................................................................9 2.6模具设计............................................................................................................10 第3章 SOLIDWORKS任务设计...........................................................................11 3.1SOLIDWORKS草图以及三维建模......................................................................11 3.2SOLIDWORKS焊接件设计..................................................................................12 3.3SOLIDWORKS工程图明细表设计......................................................................15 3.4SOLIDWORKS装配及动画设计..........................................................................16 3.5SOLIDWORKS模具设计......................................................................................20 3.6SOLIDWORKS钣金设计......................................................................................24 3.7SOLIDWORKS外观渲染......................................................................................25 第4章

学习心得.....................................................................................................26

第1章

绪论

1.1 SolidWorks学习目的

SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks的三大特点，使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。

如果您熟悉微软的Windows系统，那您基本上就可以用SolidWorks来设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使您能在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，您能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。

在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，设计过程最简便、最方便的莫过于SolidWorks了。就象美国著名咨询公司Daratech所评论的那样：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。”无与伦比的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘帖），使用SolidWorks，整个产品设计是可百分之百 编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。

动感的界面,视觉的享受

SolidWorks提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。“全动感的”的用户界面减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而避免了界面的零乱。崭新的属性管理员用来高效地管理整个设计过程和步骤。属性管理员包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。用SolidWorks资源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks资源管理器是唯一一个同Windows资源管理器类似的CAD文件管理器。独有的任务板管理器。它将特征库、标准件库、网上三维零部件（行业标准件）、PDMWorks以及资源管理器整合在一起，为用户提供方便快捷的设计资源。它能让用户高效地进行特征、零部件及文档的查询，并通过拖放操作方便地进行设计的重复利用。SolidWorks提供的AutoCAD模拟器，使得AutoCAD用户可以保持原有的作图习惯，顺利地从二维设计转向三维实体设计。

产品设计信息的共享和协同设计

SolidWorks提供了技术先进的工具，帮助您跨越交流的障碍。协同设计版本使得用其他CAD软件，甚至根本不用CAD软件的用户进行方便地交流。通过eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是世界上第一个*e-mail实现的交流工具，能够在产品开发过程中，对三维和二维的数据进行评估。用户无需购买eDrawings，就可以对用户的方案进行评估。直接将产品发布到互联网上。通过3D Instant Website插件，这一技术创新工具，用户可以瞬间创建并发布一个即时网站，用户可以在异地共享三维设计模型。用户可以对三维设计进行浏览、旋转、缩放和漫游。在创建网站时可以选择现成的模板，并让 SolidWorks的服务器托管。SolidWorks还支持局域网多用户环境，一个零件可由多个用户同时打开，并通过对内存读写权限的控制和更改通知机制，真正实现多用户实时协同设计从而最大限度发挥设计的威力。

1.2 SolidWorks特点

（1）基于特征及参数化的造型

Solidworks装配体由零件组成，而零件由特征（例如凸台、螺纹孔、筋板等）组成。这种特征造型方法，直观地展示人们所熟悉的三维物体，体现设计者的设计意图。

（2）巧妙的接解决了多重关联性

Solidworks创作过程包含三维与二维交替的过程，因此完整的设计文件包括零件文件、装配文件和二者的工程图文件。Solidworks软件成功的处理了创作过程中存在多重关联性，使得设计过程顺畅、简单及准确。（3）易学易用

Solidworks软件易于使用者学习，便于使用者进行设计、制造和交流。熟悉windows系统的人基本上都可以用solidworks软件进行设计，而且软件图标的设计简单明了，帮助文件详细，自带教程丰富，有采用核心汉化，易学易懂。其他三维CAD软件通常需要三个月学，而solidworks只需要两个星期。

第2章

任务要求

2.1 任务安排

1、Solidworks草图绘制以及三维建模。

2、Solidworks焊接件练习（楼梯设计、焊接平台设计）。

3、Solidworks装配体及动画设计（连杆机构、汽车后盖起升、弹簧动画设计）。

4、Solidworks外观渲染（工艺品、咖啡杯）。

5、Solidworks工程图及明细表设计。

5、Solidworks（手机壳模具设计）。

6、Solidworks钣金设计（自学）。

2.23D实体建模

使用solidworks 3D设计软件中的3D实体建模功能，可以加快设计速度，节省时间和开发产品，并提高生产效率。3D实体建模时现代化产品开发的关键方面，为设计、仿真和制造各个行业、应用领域和产品的零件和装配体提供了基础。

Solidworks的3D实体建模优势： 加快设计开发和出详图的速度 改进直观显示和交流； 消除设计干涉问题；

检查设计功能和性能（减少样机的生产）；

在对CNC加工编程时，可自动向制造流程提供所需的3D实体模型，并加快设备的制造速度。

利用solidworks工程图自动更新功能，不必担心修改问题。所有的2D工程图都从3D实体模型自动创建出来，并自动链接到3D实体模型。如果修改了3D 实体模型，2D工程图和细节会自动更新。这种自动关联性，意味着实体模型始终与2D文件保持同步

利用solidworks 3D实体建模功能，可以：

创建人和零件和装配体的3D实体模型，无论多大或者多复杂；

利用自动跟踪和执行更新的关联性，保持所有3D模型、2D工程图以及其他设计和制造文件的同步；

通过控制关键设计参数快速创建设计变型； 只需单机并拖动模型几何体即可直接编辑模型；

为人和3D几何体生成曲面，甚至复杂的有机和方程式模型；

即可分析3D模型，了解人和实体质量属性和体积（质量、密度、体积和惯性动量等等）。

2.3大型装配体设计

SolidWorks 零件和装配体配置工具，可以： 快速创建设计的“派生”版本，以加快不同版本的创建；

基于在表格中简单的输入，通过包括、排除和改变特征、尺寸和显示信息来创建零件配置；

基于在表格中简单的输入，通过包括、排除和改变装配体中的零件、特征、尺寸和显示信息来创建装配体配置；

在同一文件中创建零件设计的简化或详细版本；

为零件在制造过程中经过的每个步骤（例如铸造、加工、然后焊接等）创建一个配置； 创建装配体的爆炸版本，以帮助解释您的设计；

使用 Configuration Publisher 准备装配体的多个版本，以供他人使用； 大型装配体模式可自动激活软件性能选项，可以将这些选项设置为当装配体超过特定数量的零部件时自动触发。大型设计审阅

是打开并研究大型装配体、优化简要概述和编辑大型设计的最快方法。利用 SolidWorks 大型设计审阅(LDR)模式，可以快速打开、导航、走查、测量、剖析和创建带有巨型装配体（其中包含巨量零件）评论的快照视图，帮助清楚传达您的设计。主要功能包括能够：

在 SolidWorks 中快速打开、标注和研究超大型装配体； 选择要打开进行编辑的项目； 剖析您的设计的内部情况； 测量以评估尺寸和间隙；

搜索/导航/选择以查找您设计中的特征并向其他人解释； 创建设计走查以强调关键区域，甚至在此过程中录制视频；

利用不同角度的快照录制静态视图，并添加评论以说明要在稍后进行审阅的所需更改；

在 LDR 中审阅设计时选择性地打开和编辑零件或装配体；

AssemblyXpert 提供了许多加快大型装配体设计速度的建议，如 SolidWorks 性能设置。

爆炸视图记录并解释您的产品设计，帮助规划下游制造步骤。

2.4钣金设计

Solidworks钣金设计优势：

转换 SolidWorks 或导入的 CAD 模型，创建原始零件，或者围绕一组零件进行设计；

生成基体、边线、斜接和扫描法兰； 生成折弯，包括放样的折弯、绘制的折弯等； 使用折弯系数表计算折弯系数/折弯扣除；

使用成形工具创建特征，例如筋、窗、矛状器具、浮凸和拉伸法兰； 将糙度细节添加到模型或者工程图上的钣金件；

自动展开零件，以生成包括折弯补偿的展开图以供制造； 在设计过程中自动估计钣金件制造成本。

2.5焊件

solidworks焊件优势：

从一个预定义的结构形状库入手 生成供结构轮廓遵循的 3D 草图直线 在交叉点自动剪裁结构构件 添加硬化板、角撑板和顶端盖 向设计中添加可选焊缝

生成工程图、材料明细表、切割清单和其他制造文档

2.6模具设计

关键的 SolidWorks 模具设计功能包括： 完整的塑料零件和高级曲面设计工具 几何体导入、修复和愈合工具 拔模分析、底切分析和厚度分析工具 分型线工具 分型面工具

自动化“填充曲面”功能，用于轻松创建关闭曲面 型心和型腔分割工具

SolidWorks 3D 模具基体，直接由主要模具供应商在线提供 SolidWorks 配置，用于创建可自定义的模具和模具零部件配置

比较零件工具，当发生设计更改时，在 3D 中直观查看添加和删除了哪些几何体

模具填充仿真

生产质量的模具工程图创建工具

与许多行业领先的 CAM 产品无缝集成，使 NC 工具路径能够随零件设计和工模具更改自动更新。

第3章 SolidWorks任务设计

3.1SolidWorks草图以及三维建模

1、草图命令基本和CAD二维指令一样。

2、建模

1、确定基准面和基准点。Solidworks软件中会默认存在前视基准面、上视基准面、右视基准面以及原点。根据二维视图先确定某种特征所处的位置，进行草图绘制。

2、在基准面上绘制草图。主要绘制的图形有直线、曲线、圆即圆弧、矩形、多边形等，绘制草图的同时可以选取任意的点或线条来添加相应的几何关系。如果要求严格的尺寸关系，也可以通过“智能尺寸与线之间的距离进行设置。

3、对草图进行特征描述。对于辅助学习中，常用的特征指令有 “拉伸凸台/基体

”和“拉伸切除

”

”按钮对点与点、点与线、线按钮。绘制完草图后，选择相应的特征来形成实体（基本体）。实体的具体参数如拉伸高度、拉伸方 向、倾斜角度等。可以在PropertyManager选项卡里做出自由设定。

4、选取已建好的实体上的某个面做基准面，进行下一个草图绘制，并添加需要的特征。这一步就是将简单基本体拼接成组合体。

（三）回归视图

实体模型做好后，我们可以直接从不同的角度对模型进行观察，也可以通过“从零件装配体制作工程图

”按钮将实体的三视图反映在一个模板上。这样做到从三维到二维的转换，以达到根据两个视图生成第三视图的目的。

3.2SolidWorks焊接件设计

首先生成外框的 3D 草图。

单击新建单击 3D 草图单击直线（标准工具栏），然后生成一新零件。

（草图工具栏）。

（草图工具栏），然后在 XY 基准面上从原点开始绘制一条约

135mm 长的直线。在 XY 基准面上水平绘制草图时，指针形状变成。

绘制近似长度的线段，然后标注准确尺寸。

单击选择（标准工具栏），然后选择直线的起点。

在 PropertyManager 中，确保该端点准确位于原点（0、0、0，如参数下所示），与原点重合（如现有几何关系中所示）并完全定义（如信息 如果端点没位于原点：

在参数下，将 X 坐标、Y 坐标和 Z 坐标均设定为 0。单击添加几何关系中的 固定。

中所示）。

现在，该点完全定义，如信息中所示。

减少草图的大小以在图形区域的右侧提供更多的草图绘制区域。

3.3SolidWorks工程图明细表设计

在标准工具栏上单击选项。

在系统选项标签上，单击文件位置。在显示下项的文件夹中选择文档模板。单击添加。

在浏览文件夹对话框中导览到安装_目录Program FilesSolidWorks CorpSolidWorkslangchinese-simplifiedTutorial。

此为包含有现有指导教程模板的文件夹。单击确定两次。单击标准工具栏上的新建。

在对话框中，选取 Tutorial 选项卡。注意：如果 Tutorial 选项卡不显示，单击高级。

Tutorial 选项卡存在是因为您在上一个步骤中将之添加到了文档模板列表中。单击 draw，然后单击确定。

新工程图出现在图形区域中，且模型视图 PropertyManager 出现。

3.4SolidWorks装配及动画设计

如果还未打开 Tutor1.sldprt，单击打开

（标准工具栏）打开您所创建的零件，或者浏览到<安装目录>samplestutoriallesson2Tutor1.sldprt。单击标准工具栏上的新建

开始装配体 PropertyManager 出现。，单击装配体，然后单击确定。在要插入的零件/装配体下，选择 Tutor1。Tutor1 的预览在图形区域中出现，指针形状变为 单击 PropertyManager 中的保持可见

。，以便不必重新打开

PropertyManager 就可插入一个以上零部件。在图形区域中任何地方单击以放置 Tutor1。

在 PropertyManager 中的要插入的零件/装配体下，选择 Tutor2。在图形区域中单击，将 Tutor2 放在 Tutor1 旁边。单击整屏显示全图 将装配体保存为 Tutor 动画 单击此处 或者打开<安装目。

录>sampleshandsonaddmotor4bar1.sldasm。单击（图形区域底部的）运动算例 1 标签。

如果此标签未显示，请单击视图、MotionManager。单击马达（MotionManager 工具栏）。

在 PropertyManager 中： 单击旋转马达对于马达方向。，选择图形区域中的面 Face<1>@Part2-1。单击马达方向以匹配该图象的马达方向。在 “运动” 下：

对于马达类型，选择等速。对于等速马达，输入 30。

运动分析：

零件如下：

地1

地2 右短臂 右长臂 左短臂

左长臂

右活塞

右气缸

左活塞

左气缸

挡板

后盖板 配合后，如下图：

3.5SolidWorks模具设计

您以电话受话器模型开始。在创建模具加工前，您给模型添加装配凸台。这可示范常用于铸模产品的扣合特征。

您接着创建模具，由型心和型腔组成。型心仿制模型的内部曲面，型腔仿制模型外部曲面。型心和型腔由之间由分型面分隔。

若想制作电话受话器，型心和型腔连接在一起，在它们之间的空隙注射入填充用的液体塑料或金属。在液体冷却并变硬后，型心和型腔相分离，并弹出零 20 件。在您生成型心和型腔之前，您使用以下所列工具准备好模型以确保模型能正确弹出。

单击此处 打开 telephone.sldprt(或浏览到<安装目录samplestutorialmoldstelephone.sldprt)。

消除选择 RealView 图形模具进行复杂运算。

（视图工具栏）以优化您的计算机性能，供生成将该零件保存为 MyTelephone.sldprt。在 FeatureManager 设计树中： 扩展 Boss-Extrude1(凸台-拉伸1)。单击 Sketch14(草图14)，然后选择显示 单击装配凸台（扣合特征工具栏）。

选择所示的面。此为装配凸台将要放置的地方。在 PropertyManager 中的凸台下：

将输入凸台的直径设定为 5。

单击选择配合面，然后按您在步骤 4 中的操作选取凸台顶面。此将生成与凸台高度相同的装配凸台。

将输入主凸台的拔模角度设定为 1。在 PropertyManager 中：

在翅片下，将输入翅片数设定到 0。

在装配孔/销下，将输入内孔/销的高度设定到 20。

3.6SolidWorks钣金设计

生成基体法兰 添加斜接法兰

镜向零件及生成新的折弯 添加边线法兰并编辑其草图轮廓 镜向特征 添加和折弯薄片 添加穿过折弯的切除 折叠或展开折弯 生成闭合角 建立钣金工程图 添加折弯线注释

3.7SolidWorks外观渲染

金属球结构

咖啡杯

第4章

学习心得

此次课程设计已接近尾声，在老师和同学的帮助下，我对于solidworks软件特性有了更多的认识。本次课程设计对我们的科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文和工作打下良好的基础。但是，由于专业知识不足以及经验缺乏，设计中遇到了很多的困难。

本次设计能够顺利完成，首先我要感谢学院，为我们提供了此次课程设计的机会，锻炼了我的能力；其次感谢我的指导老师刘亚丹老师，在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了老师很多的宝贵时间和精力，在 26 此向导师表示衷心地感谢！导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使我受益终生！

从Solidworks软件学习方面收获很多。如学习了新的建模方式。焊接和钣金：

通过焊接模块和钣金模块学习，可以快速通过三维草图或钣金法兰机体快速建立模型。并且可以通过选择与之相适应的材料库调取所需要的材料。大大省略了建模以及转配锁耗费的时间。

外观渲染：通过插件Photoworks的应用可以通过编辑外宽，使设计模型更加逼着可感。

动画设计：

通过学习转配体和动画演示以及后期的数据图形分析。我们可以直观的了解到整个模型的运动状态以及各部分的受力等等。也可以通过选择模型材质从而测量出模型的重量。装配图及明细表：

通过装配图及明细表的学习，大大简化了我们通过二维CAD制装配图的时间。可以直接通过转配体生成工程图，制作相应的图纸模板以及明细表模板，可以反复多次利用，达到时间上的节约。同时，可以直接快速生成局部视图、剖视图、顺序号标注等等。磨具设计：

通过学习磨具设计，明白了拔模以及拔模分析、分型面、分型线、关闭曲面、上模和下模等等参数设定。可以运用软件快速生成磨具，转换为代码传送的机床加工。

最后要感谢所有关心和帮助过我的老师、同学和朋友们，他们为我提供了很多有价值的资料信息，帮我解决了很多难题，并且给了我很多激励，衷心的感谢你们！