問題（討論）1、計算機輔助設計的含義？2、計算機繪圖是否等同于計算機輔助設計？問題（討論）1、計算機輔助設計的含義？1考核方式考試成績=平時成績×10%+期末成績×70%+上機成績×20%平時成績（作業、課堂測驗及出勤情況）考核方式考試成績=平時成績×10%+期末成績×70%+2教學內容第一章.計算機輔助設計概述第二章.CAD系統第三章.工程數據的處理技術第四章.機械CAD中常用的數據結構第五章.圖形變換第六章.二三維幾何建模第七章.三維產品建模技術教學內容第一章.計算機輔助設計概述3教學要求1、了解計算機輔助設計的發展概況及計算機輔助設計系統的構成；2、掌握在計算機輔助設計過程中所需設計資料的處理方法；3、掌握數據結構知識及數據庫在計算機輔助設計中的應用；4、掌握圖形顯示及圖形變換方法；5、掌握應用繪圖軟件編制自動繪圖程序的方法；6、掌握交互式圖形處理軟件AutoCAD的使用及利用AutoCAD進行二次開發的方法。教學要求1、了解計算機輔助設計的發展概況及計算機輔助設計系統4第一章計算機輔助設計概述1.1CAD的發展歷程1.2CAD基本概念和特點1.3現代CAD系統提供的輔助功能1.4CAD的推廣和應用1.5CAD未來的發展方向第一章計算機輔助設計概述1.1CAD的發展歷程51.1CAD的發展歷程CAD技術產生至今大致經歷了5個發展時期：1）準備和醞釀時期（20世紀50年代）2）學科建立和進入應用時期（20世紀60年代）3）廣泛使用時期（20世紀70年代）4）飛速發展時期（20世紀80年代）5）標準化、集成化、智能化和網絡化發展時期（20世紀90年代）1.1CAD的發展歷程CAD技術產生至今大致經歷了5個發展61）準備和醞釀時期（20世紀50年代）主要標志：（1）1950年，麻省理工學院（MIT）研制出“旋風Ⅰ號”（WhirlWindⅠ)圖形顯示設備（2）1952年，MIT的伺服實驗室研制成功世界上第一臺三坐標數控銑床（3）1958年，Calcomp公司研制出了滾筒式繪圖機；Gerber公司研制出了平板繪圖儀（4）1959年（MIT）將CAD正式列為研究項目進行研究等等。這時期硬件的特點是開始具有一定的圖形輸出能力。從整體上說，計算機硬件水平較低，處在電子管水平；計算機主要用于科學計算，開發人員主要用機器語言編程，圖形的處理只能輸出不能輸入。1）準備和醞釀時期（20世紀50年代）7這臺被命名為“旋風1號”（WhirlwindⅠ）的電腦投入運行，由5000個電子管組成全新的結構，使它成為當時速度最快的計算機。這臺被命名為“旋風1號”（WhirlwindⅠ）的電腦投入82）學科建立和進入應用時期（20世紀60年代）（1）在20世紀60年代，晶體管取代了真空電子管。20世紀60年代后期，出現了直接存取存儲器，研制成功了陰極射線管顯示器等等。（2）1963年春，在美國計算機聯合會的年會上，MIT的研究小組發表了有關CAD項目的五篇論文，給工程界以很大的震動。（3）當時，MIT研究小組的報告對CAD作了這樣的設想：設計者坐在CRT控制臺前，通過光筆操作，進行人機對話，實現從概念設計到生產設計以至制造的全過程。它還提出了用不同的層來表示某一工程圖的輪廓、剖面線和尺寸。這個系統為交互式圖形學和計算機輔助繪圖技術打下了理論基礎。這在當時看來，帶有一些神奇色彩，但它大大地震動了追求實效的工程界。2）學科建立和進入應用時期（20世紀60年代）9（4）美國通用汽車公司和IBM公司率先開發了DAC-1(DesignAugmentedbyComputer)系統，用來設計汽車外形與結構。（5）美國洛克希德（Lockheed）公司和IBM公司聯合開發了基于大型計算機的圖形增強設計與制造軟件包CADAM用于設計與繪圖，并具有三維結構設計能力。隨后計算機輔助繪圖、設計、制造、分析技術在英、日、意等國的汽車公司也都獲得了廣泛的應用，并逐漸擴展到其它部門。（4）美國通用汽車公司和IBM公司率先開發了DAC-1(De103）廣泛使用時期（20世紀70年代）（1）計算機硬件從集成電路發展到大規模集成電路，相繼出現了32位小型計算機和微型計算機。（2）基于小型機的CAD成套系統（TurnkeySystem）研制成功，它包括圖形輸入及輸出設備和相應的應用軟件，軟硬件配套使用。在此期間，為CAD開發了大量的圖形軟件包和以有限元為基礎的各種強度的運算軟件包。專業的CAD系統公司和專門開發CAD軟件的軟件公司相繼出現，并有一系列的CAD產品投入市場。3）廣泛使用時期（20世紀70年代）114）飛速發展時期（20世紀80年代）4）飛速發展時期（20世紀80年代）125）標準化、集成化、智能化和網絡化發展時期（20世紀90年代）5）標準化、集成化、智能化和網絡化發展時期（20世紀90年代131.2CAD的基本概念及特點開始市場需求分析可行性研究與分析概念設計初步設計詳細設計結構分析計算機仿真模擬Y工藝設計、加工制造性能試驗滿意嗎設計定型滿意嗎NYN產品開發過程設計一般經歷以下階段：（1）概念設計：需求分析、確定功能、構思方案，獲得一組原理方案（2）初步設計：從可行方案中優選出一個功能滿足要求、工作原理可靠、結構設計可行、成本低廉的方案。（3）詳細設計：確定詳細結構，完成總布置圖、零部件圖，編寫技術文件（4）制造加工及試驗設計是“設計-評價-再設計”過程圖1-1產品開發過程1.2CAD的基本概念及特點開始市場需求分析可行性研究與142、CAD的基本概念（1）定義：

計算機輔助設計（computeraideddesign,CAD）指應用計算機系統，協助工程技術人員對產品或工程進行設計的方法與技術，包括設計、繪圖、工程分析、文檔制作等設計活動，是一種新的設計方法，也是多學科綜合的一門新技術。

CAD采用計算機工具完成設計的全過程，能將產品的物理模型轉化為數字化模型。

CAD技術所涉及到的技術：圖形處理、工程分析、數據管理與數據交換、文檔處理、界面開發、基于WEB的網絡應用與開發技術。2、CAD的基本概念15（2）CAD與計算機繪圖、計算機圖形學的區別計算機繪圖：擺脫繁重的手工繪圖計算機圖形學（ComputerGraphics，簡稱CG）：通過計算機將數據轉換為圖形，并在專用設備上顯示的原理、方法和技術的科學。1）計算機繪圖是CG的一個分支2）計算機繪圖不是CAD的全部內涵，但是它是CAD技術基礎之一3）CG是一門獨立的學科，與CAD有明顯區別（2）CAD與計算機繪圖、計算機圖形學的區別16（3）CAD過程與設計過程（3）CAD過程與設計過程17第1章計算機輔助設計概述課件18第1章計算機輔助設計概述課件193.CAD的特點下表是日本一個金屬模具制造廠在進行某項產品生產時，引入CAD前后所花時間對比。項目引入CAD前（小時）引入CAD后（小時）兩者之比資料調查34172:1設計299.73:1繪圖1075.320:1制作加工數控紙帶42314:1合計212356:13.CAD的特點項目引入CAD前（小時）引入CAD后（小時20CAD有以下優點①提高設計效率，縮短設計周期。②提高設計質量。③降低生產成本。④各部門信息交流迅速、可靠。⑤提高企業管理水平。CAD有以下優點211.3現代CAD系統提供的輔助功能1、參數化和變量設計在設計過程中，許多零部件的形狀往往是相同的，只是尺寸大小發生改變，即零部件的拓撲關系不變，而大小發生改變。1.3現代CAD系統提供的輔助功能1、參數化和變量設計在設222.零件造型零件造型是指在計算機中建立零件的三維實體模型。設計人員可以根據自己的設想將零件從計算機中逐步“制作”出來。2.零件造型233.曲面造型曲面造型提供了在計算機中生成、編輯自由曲線和曲面方法。比采用石膏造型更快速、更精確、效果更好。4.虛擬裝配

虛擬裝配能夠模仿實際的裝配過程，生成產品的裝配。通過虛擬裝配可以發現由于設計不當在實際裝配中可能出現的如間隙過小或過大、零件之間的干涉等問題。5.工程繪圖功能大型CAD系統均提供了很強的生成工程圖的能力，其目的是生成符合標準的工程圖紙。同樣是生成工程圖紙，計算機輔助設計的工程圖生成方法與計算機輔助繪圖有很大的差異。3.曲面造型24虛擬裝配的模型及裝配過程虛擬裝配的模型及裝配過程256.數據交換功能數據交換功能提供與其他設計自動化系統之間的各種標準數據交換。其主要交換標準有IGES,SET,STEP,DXF等。交換內容包括二維圖形、三維模型、三維線框模型、三維曲面模型、任意形狀曲面、光柵圖像、特征、表面和公差信息等。數據交換使得利用不同CAD系統的優勢共同協作完成同一產品的開發成為可能。7.二次開發二次開發是CAD系統向用戶提供的開發工具。由于機械產品的用途多種多樣，任何強大的CAD系統都不可能向用戶提供各種具體產品的完善的解決方案。提供二次開發工具的目的是讓用戶將自己或者第三方編寫的程序集成到CAD系統中。6.數據交換功能268.有限元分析有限元法是對復雜工程進行結構分析的一種重要分析手段。正是有了計算機高速的數值計算能力，有限元分析的計算方法才得以實現。最終通過計算可視化技術可以將零件上的應力、應變、位移等參數的分布情況用不同色彩的云圖、箭頭、等值線以靜態或動態的方式在實體模型上直觀、清楚地表達出來。

8.有限元分析279.數控加工及仿真數控加工用于產生零件加工工序規劃、刀路軌跡等，并能根據加工工序做出時間及成本估計。數控加工能將設計模型與加工工序規劃連接起來，當設計模型發生修改時系統會將已做過的生產上的程序和加工過程自動更新。9.數控加工及仿真281.4CAD的推廣和應用CAD技術的發展和應用水平已成為衡量一個國家工業現代化的重要標志，在一定程度上反映出一個國家的綜合實力。企業中引入CAD技術是提高產品和工程設計技術水平的一項重大措施，而CAD技術的應用可以滿足企業降低生產成本，縮短設計周期的要求，可以推動企業快速發展。我國CAD技術的引入大約是在60年代，起步較晚，但最近幾年的發展較為迅速，在機械、電子、建筑、汽車、服裝等行業逐步進入了使用階段，在許多其他領域也進入了試用時期。1.4CAD的推廣和應用29在我國，通過“七五”和“八五”期間堅持不懈地科技攻關，特別是機械行業從2019年以來，相繼開展的“CAD應用1215工程”和“CAD應用1550工程”，使我國CAD技術在理論與算法研究、硬件設備生產、支撐軟件的開發與商品化，專業應用軟件系統的研制與應用，以及在人才培養與技術普及等方面均取得了豐碩的成果。我國各企業CAD技術應用水平參差不齊，對于中、小企業CAD技術應用水平是建立以“甩掉圖板”為目標的計算機輔助繪圖與設計系統，應用國外或國內開發的一些計算機繪圖軟件，用計算機繪圖來代替傳統手工繪圖，這是低層次的CAD技術應用。一些大型企業具有相當實力，CAD技術應用水平一般較高，引進了先進的計算機輔助設計、分析、模擬仿真、加工集成系統。建立全局產品模型，實現無紙化設計、加工。在我國，通過“七五”和“八五”期間堅持不懈地科技攻關301.5CAD未來的發展方向

從總體上講，CAD技術的發展趨勢是參數化、智能化、三維化、集成化、網絡化和標準化。1、參數化參數化能夠極大地提高機械設計效率。通過尺寸驅動既能為用戶提供設計對象的直觀、準確的反饋，又能隨時對設計對象加以更改，同時減少設計中的疏忽。在先進的CAD軟件中，設計過程中所涉及到的所有參數都可以當作變量，可以建立相互間的約束和關系式，增加程序邏輯。這些變量間的關系可以跨越CAD軟件的不同模塊，從而實現設計數據的全相關。參數化是實現機械設計自動化的前提和基礎，參數化設計的前途不可限量。1.5CAD未來的發展方向312、智能化現有的計算機輔助設計系統智能化程度越來越高，原來繁瑣的操作逐漸由計算機智能化地進行處理。在圖形的繪制方面，很多系統增加了智能導引的機制。系統始終猜測用戶的設計意圖，并根據當時的設計環境提供不同的人機交互工具，使用戶感覺非常順手。人工智能是計算機幾大功能之一，將人工智能引入CAD系統，使其具有專家的經驗和知識，具有學習、推理、聯想和判斷的能力，以及智能化的視覺、聽覺、語言的處理能力，從而達到設計自動化的目的。

2、智能化323、三維化從設計的觀點來看，人們頭腦中所構思的設計對象是三維物體，因此，直接用三維實體形式來描述設計對象是最直觀、方便省力的設計方式。過去由于計算機技術的限制，直接使用三維實體模型很困難，不得不使用二維繪圖軟件。二維圖形表示三維物體有很多局限性，由于二維CAD僅提供了產品零件的線框信息而沒有面、體、材料的概念。因而不一定能準確反映現實實際，經常發生錯誤、碰撞和二義性。隨著三維圖形技術的發展，促進了三維CAD技術的應用步伐。3、三維化33在計算機內部建立相應的三維實體模型能夠更直觀、更全面地反映設計意圖。并能做到在產品的設計、計算分析、制造等各個環節上實現數據共享。在三維模型的基礎上可以進行裝配、干涉檢查、有限元分析、運動分析等高級的計算機輔助設計工作。例如，美國波音777客機的設計、制造、裝配、實驗，已經全面使用了三維CAD技術，實現了百分之百的數字化和無紙化設計，研制周期縮短到4年左右。隨著計算機軟硬件技術的發展，二維繪圖將很快被三維實體造型所代替。在計算機內部建立相應的三維實體模型能夠更直觀、更全面地反映設34波音777飛機數字化裝配波音777飛機數字化裝配354、集成化集成就是向企業提供一體化的解決方案。集成的出發點是企業中各個環節是不可分割的，必須統一考慮。隨著技術的發展，計算機輔助設計、計算機輔助分析、計算機輔助制造、計算機輔助工藝編制將逐步在企業中得到推廣和應用。由于這些系統大都是作為自主系統獨立開發的，產品的表示方法有很大的差異。例如在CAD與CAPP之間、在CAD與CAM之間都需要有數控加工人員進行大量的數據提取、組織和重新輸入的工作。這會造成了信息流的中斷和重復勞動，且可能發生信息丟失和錯誤，降低設計的可靠性。計算機輔助設計所產生的實體模型將最大限度地被后續的分析、加工、工藝和仿真所利用。CAD系統的集成化已是大勢所趨。4、集成化365、網絡化工業企業的是生產管理過程是一個由產品規劃、產品設計、性能測試、工藝準備、主體零部件生產、標準件及特種件外購、產品組裝及檢驗、產品銷售及服務等方面集體協作、分散集中、不斷反饋的信息流網絡。隨著計算機網絡的飛速發展，CAD系統的網絡化已經是不可阻擋的歷史潮流。網絡化可以充分發揮系統的總體優勢，共享昂貴的設備，節省投資。借助現有的網絡，用戶可以用高性能的PC代替昂貴的工作站。不同設計人員可以在網絡上方便地交換設計數據。只要企業的網絡與INTERNET相連，同世界上任何一個角落的人員進行交流與同隔壁辦公室人員的交流幾乎一樣方便。5、網絡化376、標準化隨著CAD系統的集成和網絡化，制定各種產品設計、評測和數據交換標準勢在必行。目前國際標準化組織已經頒布了新的產品數據轉換標準STEP。建立符合STEP標準的全局產品數據模型是企業未來發展的需要。同時國家還將建立圖文并茂、參數件的標準件庫，替代現行的各種形式的標準化手冊。6、標準化38問題（討論）1、計算機輔助設計的含義？2、計算機繪圖是否等同于計算機輔助設計？問題（討論）1、計算機輔助設計的含義？39考核方式考試成績=平時成績×10%+期末成績×70%+上機成績×20%平時成績（作業、課堂測驗及出勤情況）考核方式考試成績=平時成績×10%+期末成績×70%+40教學內容第一章.計算機輔助設計概述第二章.CAD系統第三章.工程數據的處理技術第四章.機械CAD中常用的數據結構第五章.圖形變換第六章.二三維幾何建模第七章.三維產品建模技術教學內容第一章.計算機輔助設計概述41教學要求1、了解計算機輔助設計的發展概況及計算機輔助設計系統的構成；2、掌握在計算機輔助設計過程中所需設計資料的處理方法；3、掌握數據結構知識及數據庫在計算機輔助設計中的應用；4、掌握圖形顯示及圖形變換方法；5、掌握應用繪圖軟件編制自動繪圖程序的方法；6、掌握交互式圖形處理軟件AutoCAD的使用及利用AutoCAD進行二次開發的方法。教學要求1、了解計算機輔助設計的發展概況及計算機輔助設計系統42第一章計算機輔助設計概述1.1CAD的發展歷程1.2CAD基本概念和特點1.3現代CAD系統提供的輔助功能1.4CAD的推廣和應用1.5CAD未來的發展方向第一章計算機輔助設計概述1.1CAD的發展歷程431.1CAD的發展歷程CAD技術產生至今大致經歷了5個發展時期：1）準備和醞釀時期（20世紀50年代）2）學科建立和進入應用時期（20世紀60年代）3）廣泛使用時期（20世紀70年代）4）飛速發展時期（20世紀80年代）5）標準化、集成化、智能化和網絡化發展時期（20世紀90年代）1.1CAD的發展歷程CAD技術產生至今大致經歷了5個發展441）準備和醞釀時期（20世紀50年代）主要標志：（1）1950年，麻省理工學院（MIT）研制出“旋風Ⅰ號”（WhirlWindⅠ)圖形顯示設備（2）1952年，MIT的伺服實驗室研制成功世界上第一臺三坐標數控銑床（3）1958年，Calcomp公司研制出了滾筒式繪圖機；Gerber公司研制出了平板繪圖儀（4）1959年（MIT）將CAD正式列為研究項目進行研究等等。這時期硬件的特點是開始具有一定的圖形輸出能力。從整體上說，計算機硬件水平較低，處在電子管水平；計算機主要用于科學計算，開發人員主要用機器語言編程，圖形的處理只能輸出不能輸入。1）準備和醞釀時期（20世紀50年代）45這臺被命名為“旋風1號”（WhirlwindⅠ）的電腦投入運行，由5000個電子管組成全新的結構，使它成為當時速度最快的計算機。這臺被命名為“旋風1號”（WhirlwindⅠ）的電腦投入462）學科建立和進入應用時期（20世紀60年代）（1）在20世紀60年代，晶體管取代了真空電子管。20世紀60年代后期，出現了直接存取存儲器，研制成功了陰極射線管顯示器等等。（2）1963年春，在美國計算機聯合會的年會上，MIT的研究小組發表了有關CAD項目的五篇論文，給工程界以很大的震動。（3）當時，MIT研究小組的報告對CAD作了這樣的設想：設計者坐在CRT控制臺前，通過光筆操作，進行人機對話，實現從概念設計到生產設計以至制造的全過程。它還提出了用不同的層來表示某一工程圖的輪廓、剖面線和尺寸。這個系統為交互式圖形學和計算機輔助繪圖技術打下了理論基礎。這在當時看來，帶有一些神奇色彩，但它大大地震動了追求實效的工程界。2）學科建立和進入應用時期（20世紀60年代）47（4）美國通用汽車公司和IBM公司率先開發了DAC-1(DesignAugmentedbyComputer)系統，用來設計汽車外形與結構。（5）美國洛克希德（Lockheed）公司和IBM公司聯合開發了基于大型計算機的圖形增強設計與制造軟件包CADAM用于設計與繪圖，并具有三維結構設計能力。隨后計算機輔助繪圖、設計、制造、分析技術在英、日、意等國的汽車公司也都獲得了廣泛的應用，并逐漸擴展到其它部門。（4）美國通用汽車公司和IBM公司率先開發了DAC-1(De483）廣泛使用時期（20世紀70年代）（1）計算機硬件從集成電路發展到大規模集成電路，相繼出現了32位小型計算機和微型計算機。（2）基于小型機的CAD成套系統（TurnkeySystem）研制成功，它包括圖形輸入及輸出設備和相應的應用軟件，軟硬件配套使用。在此期間，為CAD開發了大量的圖形軟件包和以有限元為基礎的各種強度的運算軟件包。專業的CAD系統公司和專門開發CAD軟件的軟件公司相繼出現，并有一系列的CAD產品投入市場。3）廣泛使用時期（20世紀70年代）494）飛速發展時期（20世紀80年代）4）飛速發展時期（20世紀80年代）505）標準化、集成化、智能化和網絡化發展時期（20世紀90年代）5）標準化、集成化、智能化和網絡化發展時期（20世紀90年代511.2CAD的基本概念及特點開始市場需求分析可行性研究與分析概念設計初步設計詳細設計結構分析計算機仿真模擬Y工藝設計、加工制造性能試驗滿意嗎設計定型滿意嗎NYN產品開發過程設計一般經歷以下階段：（1）概念設計：需求分析、確定功能、構思方案，獲得一組原理方案（2）初步設計：從可行方案中優選出一個功能滿足要求、工作原理可靠、結構設計可行、成本低廉的方案。（3）詳細設計：確定詳細結構，完成總布置圖、零部件圖，編寫技術文件（4）制造加工及試驗設計是“設計-評價-再設計”過程圖1-1產品開發過程1.2CAD的基本概念及特點開始市場需求分析可行性研究與522、CAD的基本概念（1）定義：

計算機輔助設計（computeraideddesign,CAD）指應用計算機系統，協助工程技術人員對產品或工程進行設計的方法與技術，包括設計、繪圖、工程分析、文檔制作等設計活動，是一種新的設計方法，也是多學科綜合的一門新技術。

CAD采用計算機工具完成設計的全過程，能將產品的物理模型轉化為數字化模型。

CAD技術所涉及到的技術：圖形處理、工程分析、數據管理與數據交換、文檔處理、界面開發、基于WEB的網絡應用與開發技術。2、CAD的基本概念53（2）CAD與計算機繪圖、計算機圖形學的區別計算機繪圖：擺脫繁重的手工繪圖計算機圖形學（ComputerGraphics，簡稱CG）：通過計算機將數據轉換為圖形，并在專用設備上顯示的原理、方法和技術的科學。1）計算機繪圖是CG的一個分支2）計算機繪圖不是CAD的全部內涵，但是它是CAD技術基礎之一3）CG是一門獨立的學科，與CAD有明顯區別（2）CAD與計算機繪圖、計算機圖形學的區別54（3）CAD過程與設計過程（3）CAD過程與設計過程55第1章計算機輔助設計概述課件56第1章計算機輔助設計概述課件573.CAD的特點下表是日本一個金屬模具制造廠在進行某項產品生產時，引入CAD前后所花時間對比。項目引入CAD前（小時）引入CAD后（小時）兩者之比資料調查34172:1設計299.73:1繪圖1075.320:1制作加工數控紙帶42314:1合計212356:13.CAD的特點項目引入CAD前（小時）引入CAD后（小時58CAD有以下優點①提高設計效率，縮短設計周期。②提高設計質量。③降低生產成本。④各部門信息交流迅速、可靠。⑤提高企業管理水平。CAD有以下優點591.3現代CAD系統提供的輔助功能1、參數化和變量設計在設計過程中，許多零部件的形狀往往是相同的，只是尺寸大小發生改變，即零部件的拓撲關系不變，而大小發生改變。1.3現代CAD系統提供的輔助功能1、參數化和變量設計在設602.零件造型零件造型是指在計算機中建立零件的三維實體模型。設計人員可以根據自己的設想將零件從計算機中逐步“制作”出來。2.零件造型613.曲面造型曲面造型提供了在計算機中生成、編輯自由曲線和曲面方法。比采用石膏造型更快速、更精確、效果更好。4.虛擬裝配

虛擬裝配能夠模仿實際的裝配過程，生成產品的裝配。通過虛擬裝配可以發現由于設計不當在實際裝配中可能出現的如間隙過小或過大、零件之間的干涉等問題。5.工程繪圖功能大型CAD系統均提供了很強的生成工程圖的能力，其目的是生成符合標準的工程圖紙。同樣是生成工程圖紙，計算機輔助設計的工程圖生成方法與計算機輔助繪圖有很大的差異。3.曲面造型62虛擬裝配的模型及裝配過程虛擬裝配的模型及裝配過程636.數據交換功能數據交換功能提供與其他設計自動化系統之間的各種標準數據交換。其主要交換標準有IGES,SET,STEP,DXF等。交換內容包括二維圖形、三維模型、三維線框模型、三維曲面模型、任意形狀曲面、光柵圖像、特征、表面和公差信息等。數據交換使得利用不同CAD系統的優勢共同協作完成同一產品的開發成為可能。7.二次開發二次開發是CAD系統向用戶提供的開發工具。由于機械產品的用途多種多樣，任何強大的CAD系統都不可能向用戶提供各種具體產品的完善的解決方案。提供二次開發工具的目的是讓用戶將自己或者第三方編寫的程序集成到CAD系統中。6.數據交換功能648.有限元分析有限元法是對復雜工程進行結構分析的一種重要分析手段。正是有了計算機高速的數值計算能力，有限元分析的計算方法才得以實現。最終通過計算可視化技術可以將零件上的應力、應變、位移等參數的分布情況用不同色彩的云圖、箭頭、等值線以靜態或動態的方式在實體模型上直觀、清楚地表達出來。

8.有限元分析659.數控加工及仿真數控加工用于產生零件加工工序規劃、刀路軌跡等，并能根據加工工序做出時間及成本估計。數控加工能將設計模型與加工工序規劃連接起來，當設計模型發生修改時系統會將已做過的生產上的程序和加工過程自動更新。9.數控加工及仿真661.4CAD的推廣和應用CAD技術的發展和應用水平已成為衡量一個國家工業現代化的重要標志，在一定程度上反映出一個國家的綜合實力。企業中引入CAD技術是提高產品和工程設計技術水平的一項重大措施，而CAD技術的應用可以滿足企業降低生產成本，縮短設計周期的要求，可以推動企業快速發展。我國CAD技術的引入大約是在60年代，起步較晚，但最近幾年的發展較為迅速，在機械、電子、建筑、汽車、服裝等行業逐步進入了使用階段，在許多其他領域也進入了試用時期。1.4CAD的推廣和應用67在我國，通過“七五”和“八五”期間堅持不懈地科技攻關，特別是機械行業從2019年以來，相繼開展的“CAD應用1215工程”和“CAD應用1550工程”，使我國CAD技術在理論與算法研究、硬件設備生產、支撐軟件的開發與商品化，專業應用軟件系統的研制與應用，以及在人才培養與技術普及等方面均取得了豐碩的成果。我國各企業CAD技術應用水平參差不齊，對于中、小企業CAD技術應用水平是建立以“甩掉圖板”為目標的計算機輔助繪圖與設計系統，應用國外或國內開發的一些計算機繪圖軟件，用計算機繪圖來代替傳統手工繪圖，這是低層次的CAD技術應用。一些大型企業具有相當實力，CAD技術應用水平一般較高，引進了先進的計算機輔助設計、分析、模擬仿真、加工集成系統。建立全局產品模型，實現無紙化設計、加工。在我國，通過“七五”和“八五”期間堅持不懈地科技攻關681.5CAD未來的發展方向

從總體上講，CAD技術的發展趨勢是參數化、智能化、三維化、集成化、網絡化和標準化。1、參數化參數化能夠極大地提高機械設計效率。通過尺寸驅動既能為用戶提供設計對象的直觀、準確的反饋，又能隨時對設計對象加以更改，同時減少設計中的疏忽。在先進的CAD軟件中，設計過程中所涉及到的所有參數都可以當作變量，可以建立相互間的約束和關系式，增加程序邏輯。這些變量間的關系可以跨越CAD軟件的不同模塊，從而實現設計數據的全相關。參數化是實現機械設計自動化的前提和基礎，參數化設計的前途不可限量。1.5CAD未來的發展方向692、智能化現有的計算機輔助設計系統智能化程度越來越高，原來繁瑣的操作逐漸由計算機智能化地進行處理。在圖形的繪制方面，很多系統增加了智能導引的機制。系統始終猜測用戶的設計意圖，并根據當時的設計環境提供不同的人機