第1章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概念

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign,CAD),它是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用中的一門重

要技術(shù)。所謂CAD技術(shù)，就是利用計(jì)算機(jī)快速的數(shù)值計(jì)算和強(qiáng)大的圖文處理功能來輔助工程師、設(shè)

計(jì)師、建筑師等工程技術(shù)人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程繪圖和數(shù)據(jù)管理的一門計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，如制作

模型、計(jì)算、繪圖等。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快設(shè)計(jì)速度，節(jié)省人力與時(shí)間，提高設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化程

度具有十分重要的意義。現(xiàn)在，它已成為工廠、企業(yè)和科研部門提高技術(shù)創(chuàng)新能力，加快產(chǎn)品開發(fā)

速度，促進(jìn)自身快速發(fā)展的一項(xiàng)必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。

與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)相關(guān)的概念有：

CAE(ComputerAidedEngineering)：計(jì)算機(jī)輔助分析。就是把CAD設(shè)計(jì)或組織好的模型，用

計(jì)算機(jī)輔助分析軟件對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)成品分析，通過反饋的數(shù)據(jù)，對(duì)原CAD設(shè)計(jì)或模型進(jìn)行

反復(fù)修正，以達(dá)到最佳效果。

CAM(ComputerAidedManufacture):計(jì)算機(jī)輔助制造。就是把計(jì)算機(jī)應(yīng)用到生產(chǎn)制造過程中，

以代替人進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備與操作的控制，如計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床、加工中心等都是計(jì)算機(jī)輔助制造的例子。

CAM不僅能提高產(chǎn)品加工精度、產(chǎn)品質(zhì)量，還能逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，對(duì)降低人力成本、縮短生產(chǎn)

周期有很大的作用。

把CAD、CAE、CAM結(jié)合起來，使得一項(xiàng)產(chǎn)品由概念、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到成品形成，節(jié)省了相當(dāng)

多的時(shí)間和投資成本，而且保證了產(chǎn)品質(zhì)量(如圖1-1所示)。

圖1-1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)是集計(jì)算、設(shè)計(jì)繪圖、工程信息管理、網(wǎng)絡(luò)通訊等計(jì)算機(jī)及其他

領(lǐng)域知識(shí)于一體的高新技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。其顯著特點(diǎn)是：提高設(shè)計(jì)的自動(dòng)化

程序和質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本費(fèi)用，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，提

AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

高技術(shù)創(chuàng)新能力。

可見，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）對(duì)工業(yè)生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、機(jī)器制造、科學(xué)研究等諸多領(lǐng)域的技

術(shù)進(jìn)步和快速發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響。

1.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的范疇

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是一個(gè)涵蓋范圍很廣的概念。概括來說，CAD的設(shè)計(jì)對(duì)象最初包括兩

大類，一類是機(jī)械、電子、汽車、航天、輕工和紡織產(chǎn)品等；另一類是工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品等，如工程建

筑。如今，CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到諸如藝術(shù)等各行各業(yè)，如電影、動(dòng)畫、廣告、娛樂和多

媒體仿真（如：模擬霜凍植被受損的過程）等都屬于CAD范疇。

CAD在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用最早，也最為廣泛。采用CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但可以使設(shè)計(jì)

人員甩掉圖板，更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，降低產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)及其產(chǎn)品在市

場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力；還可以使企業(yè)由原來的串行式作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立一種全新的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)

技術(shù)管理體制，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。如今世界各大航空、航天及汽車等制造業(yè)

巨頭不但廣泛采用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而且投入大量的人力、物力及資金進(jìn)行CAD/CAM

軟件的開發(fā)，以保持自己技術(shù)上的領(lǐng)先地位和國(guó)際市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)。

CAD在建筑方面的應(yīng)用一一計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)（CAAD）,它為建筑設(shè)計(jì)帶來了一場(chǎng)真正的革

命。隨著CAD軟件從最初的二維通用繪圖軟件發(fā)展到如今的三維建筑模型軟件，CAD技術(shù)已開始

被廣泛采用，這不但可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短工程周期，還可以節(jié)約2%?5%的建設(shè)投資，而近幾

年來，每年僅在我國(guó)的基本建設(shè)投資就有幾千億元之多，如果全國(guó)近萬個(gè)大小工程設(shè)計(jì)單位都采用

CAD技術(shù)，則可以大大提高基本建設(shè)的投資效益。

CAD技術(shù)還被用于輕紡及服裝行業(yè)中。以前，我國(guó)紡織品及服裝的花樣設(shè)計(jì)、圖案的協(xié)調(diào)、色

彩的變化、圖案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢，效率低，而現(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)上對(duì)紡織

品及服裝的要求是批量小、花色多、質(zhì)量高、交貨要迅速，這使得我國(guó)紡織產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)

爭(zhēng)力不強(qiáng)。采用CAD技術(shù)以后，大大加快了我國(guó)紡織及服裝企業(yè)走向國(guó)際市場(chǎng)的步伐。

如今，CAD技術(shù)己進(jìn)入到人們的日常生活中，在電影、動(dòng)畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域大顯身手。電

影拍攝中利用CAD技術(shù)已有十余年的歷史，美國(guó)好萊塢電影公司主要利用CAD技術(shù)構(gòu)造布景，可

以利用虛擬現(xiàn)實(shí)的手法設(shè)計(jì)出人工不可能做出的布景。這不僅能節(jié)省大量的人力、物力，降低電影

的拍攝成本，而且還可以給觀眾造成一種新奇、古怪和難以想象的環(huán)境，獲得極大的票房收入。

1.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與發(fā)展

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，到現(xiàn)在只是短短的40多年，但它的技術(shù)

發(fā)展之快、應(yīng)用之廣、影響之大，令人矚目，特別是進(jìn)入2（）世紀(jì)90年代后，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技

術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，以及互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，這都極大地促進(jìn)了CAD技術(shù)的發(fā)展。CAD技

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第I章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

術(shù)應(yīng)用展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，從早期的幾個(gè)特殊行業(yè)的應(yīng)用，到現(xiàn)在幾乎遍及所有領(lǐng)域。

隨著CAD技術(shù)的發(fā)展和人們需求的不斷提高，人工智能等各類技術(shù)逐漸融入到CAD系統(tǒng)中，

形成了基于各種知識(shí)的CAD系統(tǒng)（或智能CAD系統(tǒng)）。知識(shí)的應(yīng)用使CAD系統(tǒng)的“設(shè)計(jì)”功能和

設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平大大提高，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程的支持程度大大加強(qiáng)，促進(jìn)了產(chǎn)品和工程的創(chuàng)新開發(fā)。

世界發(fā)達(dá)國(guó)家已把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)作為增強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)發(fā)展的重要手段。我國(guó)

在“八五”期間就實(shí)施了“國(guó)家CAD應(yīng)用工程”計(jì)劃，近10年來，我國(guó)加大了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技

術(shù)的研究、應(yīng)用和推廣，越來越多的設(shè)計(jì)單位和企'也采用這?技術(shù)來提高設(shè)計(jì)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和改

善勞動(dòng)條件。目前，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的CAD軟件有幾十種，國(guó)內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)、高校和軟件公司

也都立足于國(guó)內(nèi)，開發(fā)出了自己的CAD軟件，并投放市場(chǎng)，使CAD技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)出一片欣欣向榮

的景象。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將朝著標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、三維化及多媒體虛擬化等方向發(fā)展,

甩掉圖板，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無紙化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造，是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)發(fā)展的最終目標(biāo)。

1.4計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的常用軟件介紹

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)深入到各行各業(yè)，所使用的軟件很多，在這里著重介紹應(yīng)用較廣泛的幾個(gè)常用

軟件。

1.AutoCAD

AutoCAD是美國(guó)Autodesk公司開發(fā)研究的一種通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件包。Autodesk公司在

1992年推出了AutoCAD的第一個(gè)版本V1.0,隨后相繼開發(fā)出多個(gè)版本，其中典型版本有R14、

AutoCAD2000,AutoCAD2（X）2,AutoCAD2005等，目前最新的是AutoCAD20091板。AutoCAD

功能越來越強(qiáng)大和完善，是當(dāng)今世界上最為流行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件之一。

2.Photoshop

Photoshop是Adobe公司推出的一款功能十分強(qiáng)大、使用范圍廣泛的平面圖像處理軟件。目前，

Photoshop是眾多平面設(shè)計(jì)師進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，圖形圖像處理的首選軟件。

3.CorelDraw

CorelDraw是Corel公司出品的世界一流的平面矢量繪圖軟件，被專業(yè)設(shè)計(jì)人員廣泛使用，它的

集成環(huán)境（稱為工作區(qū)）為平面設(shè)計(jì)提供了先進(jìn)的手段和最方便的工具。在CorelDraw系列的軟件

包中，包含了CorelDraw、CorelPaintPhoto兩大軟件和一系列的附屬工具軟件，可以完成一幅作品

從設(shè)計(jì)、構(gòu)圖、草稿、繪制到渲染的全部過程。CorelDraw是系列軟件包中的核心軟件，可以在其集

成環(huán)境中集中完成平面矢量繪圖。

4.Pro/Engineer

Pro/Engineer系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC）的產(chǎn)品，它剛一面世（1988年），就以其先進(jìn)的

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AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

參數(shù)化設(shè)計(jì)、基于特征設(shè)計(jì)的實(shí)體造型而深受用戶的歡迎。Pro/Engineer整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)

庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型，能將整個(gè)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程集成在一起，它一共有20多個(gè)模塊供用戶

選擇。基于以上原因，Pro/Engineer在最近幾年已成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域里最富魅力的系統(tǒng)。

5.SolidWorks

SolidWorks是由美國(guó)SolidWorks公司于1995件11月研制開發(fā)，最有代表性的三維CAD繪圖

軟件，多用于外型設(shè)計(jì)。SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng)，

與Office兼容，具有較強(qiáng)的參數(shù)化特征造型功能。

6.CAXA電子圖版

CAXA電子圖板是由北京海爾軟件有限公司于1996年研制開發(fā)的二維微機(jī)系統(tǒng)。CAXA電子圖

板以交互方式，對(duì)幾何模型進(jìn)行實(shí)時(shí)的構(gòu)造、編輯和修改，并能保存各類拓樸信息。H前已在工程

和產(chǎn)品設(shè)計(jì)繪圖中得到廣泛的應(yīng)用，成為全國(guó)制圖員計(jì)算機(jī)繪圖技能考試的指定軟件。

7.PICAD

PICAD系統(tǒng)及系列軟件是中科院凱思軟件集團(tuán)及北京凱思博宏應(yīng)用工程公司開發(fā)的具有自主版

權(quán)的CAD軟件。該軟件具有智能化、參數(shù)化和較強(qiáng)的開放性，對(duì)特征點(diǎn)和特征坐標(biāo)可自動(dòng)捕捉及動(dòng)

態(tài)導(dǎo)航。PICAD是國(guó)內(nèi)商品化最早、市場(chǎng)占有率最大的CAD支撐平臺(tái)及交互式工程繪圖系統(tǒng)。

8.高華CAD

高華CAD由清華大學(xué)和廣東科龍（容聲）集團(tuán)聯(lián)合創(chuàng)建，系列產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)輔助繪圖支撐系

統(tǒng)GHDRAFTING,機(jī)械設(shè)計(jì)及繪圖系統(tǒng)GHMDS、工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)GHCAPP、三維幾何造型系統(tǒng)

GHGEMS,產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)GHPDMS及自動(dòng)數(shù)控編程系統(tǒng)GHCAM。高華CAD也是基于參數(shù)化

設(shè)計(jì)的CADQAE/CAM集成系統(tǒng)，是全國(guó)CAD應(yīng)用工程的主推產(chǎn)品之一，其中GHGEMS5.0曾獲

第二屆全國(guó)自主版權(quán)CAD支撐軟件評(píng)測(cè)第一名。

9,清華XTMCAD

清華XTMCAD是清華大學(xué)機(jī)械CAD中心和北京清華艾克斯特CIMS技術(shù)公司共同開發(fā)的基于

Windows95和AutoCADR12及R13二次開發(fā)的CAD軟件。它具有動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、參數(shù)化設(shè)計(jì)及圖庫建

立與管理功能，還具有常用零件優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝模塊及工程結(jié)紙管理等模塊。作為Autodesk注冊(cè)認(rèn)

可的軟件增值開發(fā)商，可直接得到Aulodesk公司的技術(shù)支持，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在對(duì)CIMS工程支持?jǐn)?shù)據(jù)

的交換與共享上。

10.開目CAD

開目CAD是華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院開發(fā)的具有自主版權(quán)的基于微機(jī)平臺(tái)的CAD和圖紙管理軟

件，它面向工程實(shí)際，模擬人的設(shè)計(jì)繪圖思路，操作簡(jiǎn)便，機(jī)械繪圖效率比AutoCAD高得多。開目

CAD支持多種幾何約束種類及多視圖同時(shí)驅(qū)動(dòng)，具有局部參數(shù)化的功能，能夠處理設(shè)計(jì)中的過約束

和欠約束的情況。開目CAD實(shí)現(xiàn)了CAD、CAPP、CAM的集成，適合我國(guó)設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣，是全

國(guó)CAD應(yīng)用工程主推產(chǎn)品之%

?4?

第I章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

1.5小結(jié)

本章主要介紹了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概念、范疇以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與發(fā)展，同時(shí)還介紹

了目前常用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。通過本章的學(xué)習(xí)，可以快速、全面地了解計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的相

美知識(shí)，明確計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的作用和重要性，為后續(xù)學(xué)習(xí)AutoCAD2007打下基礎(chǔ)。

1.6上機(jī)練習(xí)與習(xí)題

1.什么是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)？

2.現(xiàn)實(shí)生活中，你了解或者接觸過的哪些應(yīng)用屬「計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)范疇?

3.你用過哪一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件？

4.你期待具備怎樣的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力？

?5?

AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

模具CAD/CAM軟件的應(yīng)用與開發(fā)現(xiàn)狀

模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是

計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個(gè)新的飛躍。模具CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生

產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工種。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為用

戶提供一種有效的輔助工具，使工種技術(shù)人員能借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形

工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具CAD/CAE在技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟件，

硬件水平的進(jìn)一步完善，為模具工業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，制

造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化，集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最

優(yōu)選擇。

一、模具CAD/CAM發(fā)展概況

模具CAD/CAM的發(fā)展?fàn)顩r符合通用CAD/CAM軟件的發(fā)展進(jìn)程。目前通用

CAD/CAM軟件的發(fā)展現(xiàn)狀如下:CAD技術(shù)經(jīng)歷了二維平面圖形設(shè)計(jì)，交互式圖形設(shè)計(jì)、

三維線框模型設(shè)計(jì)、三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)、自由曲面造型設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、特征造型設(shè)

計(jì)等發(fā)展過程。近年來又出現(xiàn)了許多先進(jìn)技術(shù)，如變量化技術(shù)、虛擬產(chǎn)品建模技術(shù)等。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，智能化(intelligenl)、協(xié)同化(collaborative)、集成化(inlegrated)成為

技術(shù)新的發(fā)展特點(diǎn)，使CAD技術(shù)得以更廣泛的應(yīng)用，發(fā)展成為支持協(xié)同設(shè)計(jì)、異地設(shè)

計(jì)和信息共享的網(wǎng)絡(luò)CADo

二、模具CAD/CAM的特點(diǎn)

一個(gè)穩(wěn)定的、可以滿足實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要的模具CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)該具備下列特點(diǎn)：

⑴模具CAD/CAM系統(tǒng)必須具備描述物體幾何形狀的能力。模具設(shè)計(jì)中因?yàn)槟＞叩墓?/p>

作部分(如拉深模、鍛模和注射模的型腔)是根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀設(shè)計(jì)的。所以無論設(shè)計(jì)

什么類型的模具，開始階段必須提供產(chǎn)品零件的幾何形狀。否則，就無法輸人關(guān)于產(chǎn)品

零件的幾何信息，設(shè)計(jì)程序便無法運(yùn)行。另外，為了編制NC加工程序，計(jì)算刀具軌跡,

也需要建立模具零件的幾何模型。因此，幾何造型是模具CAD/CAM中的一個(gè)重要問題。

,6,

第I章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

(2)標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)模具CAD的必要條件。模具設(shè)計(jì)一般不具有唯一性。為了便于實(shí)現(xiàn)

模具CAD,減少數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量，在建立模具CAD系統(tǒng)時(shí)首先要解決的問題便是標(biāo)準(zhǔn)化

問題，包括設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的標(biāo)準(zhǔn)化、模具零件和模具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化。有了標(biāo)準(zhǔn)化的模具結(jié)構(gòu),

在設(shè)計(jì)模具時(shí)可以選用典型的模具組合，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)模具零件，需要設(shè)計(jì)的只是少數(shù)工作

零件。

(3)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的處理是模具CAD中的一個(gè)重要問題。人工設(shè)計(jì)模具所依據(jù)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

大部分是以數(shù)表和線圖形式給出的。

三、模具CAD/CAM的優(yōu)勢(shì)

計(jì)算機(jī)與設(shè)計(jì)人員交互作用，有利于發(fā)揮人機(jī)各自的特長(zhǎng)，使模具設(shè)計(jì)和制造工藝更

加合理化。系統(tǒng)采用的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有助于某些工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

(DCAD/CAM可以節(jié)省時(shí)間，提高生產(chǎn)率。設(shè)計(jì)計(jì)算和圖樣繪制的自動(dòng)化大大縮短

了設(shè)計(jì)時(shí)間。CAD與CAM的一體化可顯著縮短從設(shè)計(jì)到制造的周期。

(2)CAD/CAM可以較大幅度地降低成本。計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算和自動(dòng)繪圖大大節(jié)省了

勞動(dòng)力。優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來了原材料的節(jié)省，例如，沖壓件的毛坯優(yōu)化排樣可使材料利用率

提高5%—7%。采用CAM可加工傳統(tǒng)方法難以加工的復(fù)雜模具型面，可減少模具的加

工和調(diào)試工時(shí)，使制造成本降低。CAD/CAM的經(jīng)濟(jì)效益有些可以估算、有些則難以估

算。由于采用CAD/CAM術(shù)，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間縮短，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，大大增強(qiáng)了產(chǎn)品

的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

(3)CAE/CAM技術(shù)將技術(shù)人員從繁冗的計(jì)算、繪圖和NC編程工作中解放出來，

使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動(dòng)。

(4)隨著塑性成形過程計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的提高，模具CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)可

以大大增加模具的可靠性，減少直至不需要試模修模過程，提高模具設(shè)計(jì)、制造的一次

成功率。

?7?

AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

四、模具行業(yè)采用模具CAD/CAM技術(shù)的原因

傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。因此

國(guó)內(nèi)外企業(yè)紛紛采用模具CAD/CAM技術(shù)。模具行業(yè)采用模具CAD/CAM技術(shù)的主要

理由是：

(1)利用幾何造型技術(shù)獲得的幾何模型可供后續(xù)的設(shè)計(jì)分析和數(shù)控編程等方面使用。

(2)可以縮短新產(chǎn)品的試制周期，例如在汽車工業(yè)中，可縮短模具的設(shè)計(jì)制造周期。

(3)提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要，如汽車車身表面等形狀，需要利用計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)和完成

隨后的制造工作。

(4)模具制造廠和用戶對(duì)CAD/CAM的需要增加。例如，利用磁盤進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，用

戶要求模具制造單位能夠交換信息和處理這些數(shù)據(jù)。

(5)模具加工設(shè)備的效率不斷提高，需要計(jì)算機(jī)輔助處理數(shù)據(jù)，以提高設(shè)備利用率。

(6)在企業(yè)中建立聯(lián)系各個(gè)部門的信息處理系統(tǒng)。

五、模具CAD/CAM技術(shù)在模典行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展很快。應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。在沖模、鍛模、擠壓模、注射

模和壓鑄模等方面都有比較成功的CAD/CAM系統(tǒng)。采用CAD/CAM技術(shù)是模具技術(shù)、

生產(chǎn)革新化的措施，是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。

目前我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)用的模具CAD/CAM軟件可以分為兩大類:一是機(jī)械行業(yè)內(nèi)通用

的的CAD/CAM,如前面介紹的Unigraphics(UG)^SOLIDEDGE>AutoCADsSolidWorks、

Pro/Engneer等。二是專門針對(duì)模具行業(yè)開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)，如:上海交大模具

CAD國(guó)家工程中心開發(fā)的冷沖模CAD系統(tǒng)等。

(1)國(guó)外模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家較大的模具生產(chǎn)廠家在CAD/CAM上進(jìn)行了較大的投資，正大力開發(fā)這

一技術(shù)。目前，應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)較普遍的為美、日、德等國(guó)。例如，日本豐田汽車

公司于1965年將數(shù)控用于模具加工。20世紀(jì)80年代初期開始采用覆蓋件沖模

CAD/CAM系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)覆蓋件的NTDFB和CADEIT軟件和加工凸、凹模的

?8?

第I章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

TINCA軟件。利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量粘土模型，并將數(shù)據(jù)送人計(jì)算機(jī)。將所得圖形經(jīng)

平滑處理后，再把這些數(shù)據(jù)用于覆蓋件設(shè)計(jì)、沖模的設(shè)計(jì)與制造。該系統(tǒng)有較強(qiáng)的三維

圖形功能，可在屏幕上反復(fù)修改曲而形狀，使工件在沖壓成形時(shí)不致產(chǎn)生工藝缺陷，從

而保證了模具和工件的質(zhì)量。模具型面的模型保存在數(shù)據(jù)庫中，TINCA軟件可利用這

些數(shù)據(jù)，進(jìn)行模具型面的數(shù)控加工。

(2)國(guó)內(nèi)模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，在國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)中，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。

模具行業(yè)已引進(jìn)相當(dāng)數(shù)量的國(guó)外CAD/CAE系統(tǒng)，如：Unigraphics(UG)>SOLIDEDGE>

AutoCADsSolidWorksPro/Engineer等。并配置了運(yùn)行速度快、性能高的計(jì)算機(jī)。

但是對(duì)于國(guó)內(nèi)一些大型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM應(yīng)用狀況多停留在從國(guó)外購買先

進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)和設(shè)備，但在其上進(jìn)行的二次開發(fā)較少，資源利用率低;對(duì)于國(guó)內(nèi)

一些中小型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM應(yīng)用很少，有些僅停留在以計(jì)算機(jī)代替畫板繪

圖。所以有必要改善國(guó)內(nèi)模具企業(yè)的CAD/CAM應(yīng)用狀況，使它們真正做到快速、準(zhǔn)確

地對(duì)市場(chǎng)做出反應(yīng)，并使制造的模具產(chǎn)品質(zhì)量高、成本低，即達(dá)到敏捷制造的目的。

六、我國(guó)模具CAD/CAM軟件自主開發(fā)和二次開發(fā)情況

我國(guó)模具CAD/CAE的開發(fā)開始于20世紀(jì)70年代末，發(fā)展也很迅速。在微機(jī)平臺(tái)上

開發(fā)CAD/CAM軟件方面我國(guó)與國(guó)外起點(diǎn)差不多，都是使用VisualC++,OpenGL等工

具進(jìn)行軟件開發(fā)，國(guó)內(nèi)許多高校、軟件公司和企業(yè)在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了先進(jìn)的，有自己

特色，符合中國(guó)用戶習(xí)慣的CAD/CAE軟件或模塊，其中有一些成果已經(jīng)得到了推廣和

使用。國(guó)內(nèi)開發(fā)適合模具行業(yè)的CAD/CAM軟件，主要采用兩種途徑一一在現(xiàn)有

CAD/CAM平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)和開發(fā)擁有自主版權(quán)的CAD/CAM系統(tǒng)。

(1)基于現(xiàn)有模具CAD/CAM平臺(tái)二次開發(fā)成果

華中科技大學(xué)1997推出了HSC2.0注射模CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)，HSC2.0系統(tǒng)以

AUTOCAD軟件包為圖形支撐平臺(tái)，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)計(jì)算

較核子系統(tǒng)，塑料流動(dòng)、冷卻等子系統(tǒng)等。合肥工業(yè)大學(xué)基于AUTOCAD與MDT的三

維參數(shù)化注射模系統(tǒng)IPMCADV4.0o

(2)自行開發(fā)的擁有自主版權(quán)的模其CAD/CAM系統(tǒng)

由北京北航海爾軟件有限公司推出的三維電子圖板和CAXA—ME制造工程師2000,

能進(jìn)行3D零件設(shè)計(jì)與NC加工，其特點(diǎn)是基于3D參數(shù)化的特征設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)體、

?9?

AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

曲面和NC加工的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。上海交通大學(xué)中模公司開發(fā)的金屬塑性成型三維有限元

仿真系統(tǒng)，其剛(粘)塑性有限元分析器和動(dòng)態(tài)邊界處理技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。吉林

金網(wǎng)格模具工程研究中心所開發(fā)的沖壓模具CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)。浙江大天電

子信息工程有限公司開發(fā)的基于特征的參數(shù)化造型系統(tǒng)GS—CAD98。金銀花(Lonicera)

系統(tǒng)是由廣州紅地技術(shù)有限公司開發(fā)的基丁-STEP標(biāo)準(zhǔn)的CAD/CAM系統(tǒng)。開目CAD

是華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院開發(fā)的具有自主版權(quán)的基于微機(jī)平臺(tái)的CAD和圖紙管理軟

件。中科院凱思軟件集團(tuán)及北京凱思博宏應(yīng)用工程公司開發(fā)了具有自主版權(quán)的PICAD

系統(tǒng)及系列軟件。這些軟件已經(jīng)在許多模具行業(yè)中的企業(yè)得到推廣和應(yīng)用。

七、我國(guó)模具CAD/CAM軟件應(yīng)用與開發(fā)中存在的主要不足

近幾年來，我國(guó)CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用取得了一些成績(jī)，國(guó)內(nèi)已初步形成了

CAD/CAM商品化軟件市場(chǎng)。在CAD/CAM軟件應(yīng)月與開發(fā)存在的不足主要有以下幾

J占、、、??

(1)不少的企業(yè)對(duì)CAD的認(rèn)識(shí)還僅僅停留在繪圖階段，缺乏設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論的指

導(dǎo)，從而使CAD產(chǎn)生的效益尚未得到充分發(fā)揮。

(2)CAD/CAM軟件應(yīng)用人員層次不齊，不能讓CAD軟件得到的高效率應(yīng)用。

(3)在引進(jìn)模具CAD/CAM技術(shù)時(shí)存在著盲目性傾向，許多企業(yè)沒有充分考慮各種

CAD/CAM軟件的特點(diǎn)，購買回來的CAD/CAM軟件不能完全適用于本企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)

與開發(fā)工作。

(4)引進(jìn)的模具CAD/CAE系統(tǒng)的二次開發(fā)跟不上，致使引進(jìn)軟件的效率不能完全發(fā)

揮。

(5)國(guó)內(nèi)模具CAD/CAM技術(shù)水平還處于高技術(shù)集成和向產(chǎn)業(yè)化、商品化過渡的時(shí)期，

自主開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)商品化程度不夠高，功能和穩(wěn)定方面與國(guó)外先進(jìn)軟件還

有很大差距。

(6)我國(guó)CAD技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新少、仿制多。沒有創(chuàng)新就沒有競(jìng)爭(zhēng)力，只仿制就不能開發(fā)

出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。從我國(guó)二維CAD到目前研制的三維CAD都存在這一問題。

(7)我國(guó)CAD軟件的開發(fā)缺乏理論和算法的研究。CAD技術(shù)是?項(xiàng)綜合性的高新技

術(shù)，涉及面廣而復(fù)雜，技術(shù)變化快，競(jìng)爭(zhēng)激烈。

(8)信息集成技術(shù)落后。信息技術(shù)的廣泛集成是以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)和過程管理(PM)

為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM和ERP的有機(jī)集成，在并行工程中PDM也是重要的基

?10?

第I章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

礎(chǔ)。因此，這類基礎(chǔ)性軟件也被國(guó)外的系統(tǒng)占領(lǐng)了市場(chǎng)。而我們的CAD/CAPP/CAM集

成技術(shù)又是建立在國(guó)外基礎(chǔ)系統(tǒng)上。

八、結(jié)論

在模具CAD/CAM的應(yīng)用方面，我國(guó)模具CAD/CAM的應(yīng)用有了長(zhǎng)足的發(fā)展，模具

CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國(guó)企業(yè)。

但總的來說，我國(guó)目前模具行業(yè)使用CAD/CAM技術(shù)還存在著許多弊端，模具

CAD/CAM技術(shù)水平還處于高技術(shù)集成和向產(chǎn)業(yè)化商品化過渡的時(shí)期，自主開發(fā)的模具

CAD/CAM軟件的開發(fā)水平、商品化、市場(chǎng)化程度都不如發(fā)達(dá)國(guó)家。軟件在可靠性和穩(wěn)

定性方面與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的軟件尚有一些差距。

CAD——制造業(yè)信息化的縮影

編者按：很多人也許并不知道，CAD技術(shù)從誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)發(fā)展了近50年。無論是歐美還

是中國(guó)，不少企業(yè)的信息化，就是從CAD開始起步的；很多企.業(yè)的高層管理者，就是從CAD上看

到了信息化在企業(yè)當(dāng)中的巨大價(jià)值，才決心在企業(yè)信息化上投入大量的人力物力。CAD可以說是制

造業(yè)信息化發(fā)展的一個(gè)縮影。50多年過去，CAD的不斷進(jìn)步，企業(yè)也在不停的發(fā)展。CAD的發(fā)展

歷史是什么？未來都有哪些發(fā)展方向，這么多的CAD,企業(yè)將如何選擇？e-works將帶您走進(jìn)CAD

的世界，對(duì)這些問題逐一進(jìn)行探究。

1回顧篇

1.1從計(jì)算機(jī)圖形學(xué)到二維CAD

?11?

AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

談至iJCAD(ComputerAidedDesign計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))的發(fā)展歷史，就不得不談?wù)動(dòng)?jì)算機(jī)的發(fā)

展。1946年:ENIAC(ElcctronicNumericalIntegratorAndComputer)誕生，這是第一臺(tái)真正意義上的

數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。ENIAC的研制工作開始于1943年，完成于1946年，負(fù)責(zé)人是JohnW.Mauchly和

J.PrespcrEckert,這個(gè)大家伙重30噸，用了18000個(gè)電子管，功率25千瓦，主要用于計(jì)算彈道和

氫彈的研制。

圖1.這樣的場(chǎng)景能勾起很多退休工程師的回憶

自從有了計(jì)算機(jī)，工程技術(shù)人員就希望計(jì)算機(jī)除了進(jìn)行“加減乘除或與非''的運(yùn)算外，還能夠

進(jìn)行圖形的表達(dá)和處理。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制，一直到60年代初，計(jì)算機(jī)都只能進(jìn)行被動(dòng)圖形處理。

上世紀(jì)60年代初，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)成為了一門專門的學(xué)科并日漸成熟，同時(shí)交互技術(shù)、分層

存儲(chǔ)符號(hào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等新思想不斷提出，為CAD的應(yīng)用和發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。此時(shí)，美國(guó)開始出

現(xiàn)專門的CAD設(shè)備。這個(gè)時(shí)候的CAD,更多的是作為繪圖版的替代品出現(xiàn)，CAD的概念還處于計(jì)

算機(jī)輔助“繪圖”ComputerAidedDrawing(orDrafting)的階段，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到“輔助設(shè)計(jì)”的階段。

12

第I章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

圖2.世界上第一臺(tái)人機(jī)交互圖形設(shè)備IBM2250

上世紀(jì)70年代，美國(guó)applicon公司第一個(gè)推出完整的CAD系統(tǒng)。出現(xiàn)了面向中小企業(yè)的cad

/cam商品化系統(tǒng)。70年代末，美國(guó)cad工作站安裝數(shù)量超過12000臺(tái)，使用人數(shù)超過2.5萬。

圖3.叩plicon在屏幕上顯示的部分圖形

到了上世紀(jì)8()年代，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的迅速普及的同時(shí)，CAD技術(shù)也得到了快速發(fā)展，1982

年劃時(shí)代的Autocad誕生，到1985年已經(jīng)售出10萬套。CAD開始進(jìn)入到了普及階段，在80年代

中后期，我國(guó)少數(shù)企業(yè)也開始逐步應(yīng)用CAD.但是由于此時(shí)計(jì)算機(jī)價(jià)格昂貴，企業(yè)少數(shù)幾臺(tái)計(jì)算機(jī)

一般都只作為特殊計(jì)算使用，因此CAD在我國(guó)尚未普及，更多的是一些民間愛好者。

上世紀(jì)90年代，隨著windows系列操作系統(tǒng)的日漸成熟以及計(jì)算機(jī)的價(jià)格下降，CAD開始

走下神壇。1991年國(guó)務(wù)委員宋健提出“甩掉圖版”的口號(hào)正式拉開了我國(guó)CAD普及應(yīng)用的序幕。由

于windows95/98/NT操作系統(tǒng)與工作站加Unix操作系統(tǒng)環(huán)境下構(gòu)成了CAD系統(tǒng)的主流工作平

臺(tái)，因此現(xiàn)在的CAD技術(shù)和系統(tǒng)都具有良好的開放性，圖形接口、圖形功能日趨標(biāo)準(zhǔn)化

?13?

AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

CAD技術(shù)帶來的革命性的設(shè)計(jì)變遷

人類發(fā)展歷程的背后是設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史，而設(shè)計(jì)工具決定著設(shè)計(jì)的水平。在遠(yuǎn)古時(shí)代，人類只

能用粗糙的打制石器創(chuàng)作原始壁畫，設(shè)計(jì)的概念尚未形成;而刻刀與竹簡(jiǎn)的繁瑣，鵝毛筆與羊皮卷的

脆弱，木炭筆與莎草紙的易變，無一不讓設(shè)計(jì)工作成為一種漫長(zhǎng)而又艱辛的歷程。甚至直到上世紀(jì)

80年代，大量設(shè)計(jì)師還在使用快干鋼筆、丁字尺和硫酸紙進(jìn)行簡(jiǎn)單、低效率的重復(fù)作業(yè)，很少有時(shí)

間從容考慮創(chuàng)新設(shè)計(jì)。是AutoCAD的誕生徹底改變了設(shè)計(jì)的方式，讓設(shè)計(jì)出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。作為首

款可以在個(gè)人電腦上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件，AutoCAD讓計(jì)算機(jī)技術(shù)走入設(shè)計(jì)師的日常

工作，大幅提升了設(shè)計(jì)的速度與精確度，釋放了設(shè)計(jì)師的靈感，數(shù)字化的設(shè)計(jì)平臺(tái)與標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)格

式也讓設(shè)計(jì)協(xié)作成為可能。

20世紀(jì)50年代中期美國(guó)空軍的賽其(SAGE)防空體系采用了世界上第一個(gè)圖形系統(tǒng)。

I960年

美國(guó)麻省理工學(xué)院的博士生IvanSutherland研制出世界上第一臺(tái)利用光筆的交互式圖形系

統(tǒng)Sketchpado(Sketchpad是第一個(gè)可以在顯示屏幕上直接構(gòu)造圖形圖像的系統(tǒng)，不用再通過鍵盤向

計(jì)算機(jī)輸入代碼和公式，更具革命性的是，它考慮到了在顯示屏幕上作某些改動(dòng)后，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)

中的信息可以被改變和更新。)

14

第I章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

20世紀(jì)60年代

20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單的線框式系統(tǒng)，它只能表達(dá)基本的幾何信息,

不能有效地表達(dá)幾何數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系。

20世紀(jì)60年代末

美國(guó)安裝的CAD工作站已達(dá)200多臺(tái)，可供幾百人使用。

20世紀(jì)70年代

法國(guó)人提出了貝塞爾算法，使得用計(jì)算機(jī)處理曲線及曲面問題變得可行。世界第一個(gè)三維

造型系統(tǒng)在二維繪圖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上上問世。

20世紀(jì)70年代末

美國(guó)CAD工作站安裝數(shù)量超過12000臺(tái)，使用人數(shù)超過2.5萬。

這一時(shí)期典型的CAD系統(tǒng)：運(yùn)行在16位小型機(jī)上，最大內(nèi)存512KB,磁盤容量從200到

300MB不等，售價(jià)125,000美元！

20世紀(jì)8()年代

由于PC機(jī)的應(yīng)用，CAD得以迅速發(fā)展，出現(xiàn)了專門從事CAD系統(tǒng)開發(fā)的公司，但由于

軟件價(jià)格昂貴，應(yīng)用并不普遍。

1982年

這一年，計(jì)算機(jī)被《時(shí)代》雜志評(píng)選為“年度人物工同一年，歐特克的16位員工推出了售

價(jià)10(X)美元的AutoCAD?軟件。設(shè)計(jì)業(yè)由此而改變！

一張容量為360Kb的軟盤，沒有菜單功能，所有命令需要背——這就是問世之初的

AutoCADvl.Oo盡管功能有限，但是作為一款能夠在個(gè)人電腦上運(yùn)行的CAD軟件，AutoCAD在設(shè)

計(jì)界刮起了一陣旋風(fēng)，它讓數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)走近設(shè)計(jì)師，讓計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)從計(jì)算機(jī)專業(yè)人員的專

利成為設(shè)計(jì)師們?nèi)粘９ぷ鞯闹匾侄巍?/p>

1983年

AutoCAD的德語版和法語版本問世。

1984年

第一個(gè)歐特克授權(quán)培訓(xùn)中心(ATC,AutodeskTrainingCentre)成立。

1985年

歐特克公司在美國(guó)加利福利亞圣拉菲爾市舉辦了第一次CADCampo

歐特克公司銷售收入突破2700萬美元。

1985年5月問世的AutoCADV2.1新增了3D功能,

1986年

AutoCAD成為美國(guó)高校的必修課之一。

AutoCAD全球銷量突破5萬張。

1988年

美國(guó)實(shí)際安裝CAD系統(tǒng)發(fā)展到63000套。

1989年

1989年美國(guó)國(guó)家工程科學(xué)院將CAD/CAM技術(shù)評(píng)為當(dāng)代(1964-1989)十項(xiàng)最杰出的工程技術(shù)

15

AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

成就之一。

1990年

年底時(shí)，AutoCAD全球銷量達(dá)50萬張。

1991年

歐特克攜旗下產(chǎn)品ArcCAD進(jìn)軍建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

1993年

適用于Dos系統(tǒng)的歐特克3DStudio（v3版）發(fā)運(yùn)，該產(chǎn)品可用于AutoCAD繪圖以創(chuàng)作復(fù)雜

的動(dòng)畫。

AutoCAD第12版是首次應(yīng)用于windows平臺(tái)的軟件版本，它需要8MB內(nèi)存和34硬盤空

間以完成安裝。用于windows系統(tǒng)的AutoCAD第12版是有史以來CAD程序中最成功的一個(gè)版本。

1994年

年底，AutoCAD全球銷量達(dá)100萬份，遙遙領(lǐng)先其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。（市場(chǎng)份額第二的Cadkey：

18萬張，MicroStation：15.5萬張）

1995年

歐特克推出第一款面向機(jī)械制造行業(yè)的軟件MechanicalDesktop.

歐特克成長(zhǎng)為世界第5大軟件公司。

1996年

AutoCADLT銷售超過25萬張。

1997年

三維變量化技術(shù)問世。變量化技術(shù)既保持了參數(shù)化技術(shù)的原有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了它的許

多不足之處。它的成功應(yīng)用為CAD技術(shù)的發(fā)展提供了更大的空間和機(jī)遇。

1999年

這一年推出的AutoCADR15.0已經(jīng)能夠支持三維建模和高質(zhì)量的渲染功能

AutoCAD俏量突破200萬張。

2006年

AutoCAD2007可以輕松而快速的進(jìn)行外觀圖形的創(chuàng)作和修改，致力于提高3D設(shè)計(jì)效率.

2009年

在最新版的AuloCAD20l0中，三維設(shè)計(jì)功顯著提升，自由形狀設(shè)計(jì),，參數(shù)化繪圖，PDF

集成等新增功能可.幫助用戶解決最具挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)難題.現(xiàn)在，AutoCAD7010還支持二雄打印八

,16?

第I章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)cad結(jié)業(yè)論文

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)(CAD))結(jié)業(yè)論文

指導(dǎo)老師:洪慧平

學(xué)院班級(jí):材料學(xué)院0911班

學(xué)生:辛景景

學(xué)號(hào)40930327

學(xué)號(hào)：40930327

目錄

前言...............................................1

第一章：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)............................

第二章：CAD'CAM發(fā)展概況....................2

第三章:三維(3D)包裝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)..............4

第四章:國(guó)產(chǎn)化服裝CAD系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助服裝設(shè)計(jì)……6

笫五章:計(jì)算機(jī)輔助設(shè)〃與城市規(guī)劃................7

前言

計(jì)算機(jī)輔助繪圖(ComputerAidedDrafting)是一門新型的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)，隨著現(xiàn)代

?17?

AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

制造技術(shù)和工藝的普及和發(fā)展，這門技術(shù)已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用，工程技術(shù)人員掌握這門技術(shù)

己變得越來越重要.

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)加入世界貿(mào)易組織，中國(guó)經(jīng)濟(jì)與全球經(jīng)濟(jì)一體化必將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)實(shí)現(xiàn)四個(gè)

現(xiàn)代化的進(jìn)程.而重視產(chǎn)品的研制和開發(fā)，將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造流程，可以極大地提

高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量.

第―?章:計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD-ComputerAidedDesign)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作.簡(jiǎn)稱CAD,在工程

和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算,信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作.

在設(shè)計(jì)工作中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算，分析和比較，以決定和選取最優(yōu)方

案;各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的，文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里,并能快速地檢

索;設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成油計(jì)算機(jī)自

動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形顯示出來,使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修改;利用計(jì)算

機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯，放大，縮小，平移和旋轉(zhuǎn)以及及其復(fù)雜的操作等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作.

CAD軟件的合理引用能夠減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)，縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量.

第二章：CAD'CAM發(fā)展概況

1946年，美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)研制成功世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，他的高運(yùn)算能力和大容量

的信息存儲(chǔ)能力，使得很多數(shù)值分析方法能在計(jì)算機(jī)上完成之后，人們不斷將計(jì)算機(jī)引入設(shè)計(jì)制造

領(lǐng)域.

1952年，世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在美國(guó)MIT試制成功,通過改變數(shù)控程序就可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同零件

的加工.之后,MIT研制開發(fā)了APT自動(dòng)編程語言，通過描述走刀軌跡的方法來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助數(shù)

控編程.在次基礎(chǔ)上人們聯(lián)想到，能否不描述走刀軌跡，而通過直接描述零件本身來實(shí)現(xiàn)數(shù)控編程?這

就是CAD的最初概念.人們?cè)O(shè)想如何通過直接自動(dòng)運(yùn)行各個(gè)程序來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程，并能

由此解決不同復(fù)雜程度的生產(chǎn)計(jì)算問題的各個(gè)過程.此間CAD處于準(zhǔn)備孕育階段,因整個(gè)20世紀(jì)

50年代電子計(jì)算機(jī)仍處于電子管時(shí)代，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，且使用的是計(jì)算機(jī)語言編程，圖形

設(shè)計(jì)僅具有輸出功能.

1963年，美國(guó)MIT學(xué)者I.E.Sutherland有關(guān)人機(jī)對(duì)話圖形通信系統(tǒng)的論文問世，研制成功了世

界上第一套實(shí)時(shí)交互功能的二維SKETCHPAD系統(tǒng).該系統(tǒng)允許設(shè)計(jì)者操作光筆和鍵盤，在熒光屏

上顯示圖形，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互作業(yè).這項(xiàng)成果標(biāo)志著CAD技術(shù)的誕生，為以后CAD技術(shù)的發(fā)展提供

了基本條件和理論基礎(chǔ).此后陸續(xù)出現(xiàn)了許多商品化的CAD系統(tǒng)與設(shè)備:美國(guó)IBM公司開發(fā)了以

大型機(jī)為基礎(chǔ)的CAD/CAM系統(tǒng)，具有繪圖,數(shù)控編程和強(qiáng)度分析功能;通用汽車公司為實(shí)現(xiàn)各個(gè)階

段的汽車設(shè)計(jì)，研制了CAD-1系統(tǒng);洛克西德公司出臺(tái)了CADCAM系統(tǒng)等.1966年又出現(xiàn)了采

用通用計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)數(shù)控機(jī)床的DNC系統(tǒng).

1978年前后,CAD心AM技術(shù)發(fā)展趨于成熟.伴隨計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，以小型機(jī)，微型機(jī)為主機(jī)的

CAD系統(tǒng)逐漸引入市場(chǎng).為了適應(yīng)設(shè)計(jì)與加工的要求，三維幾何處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，出現(xiàn)了面向中小

?18?

第I章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述

企業(yè)的CAD/CAM商品化軟件系統(tǒng).英國(guó)莫林公司研制的由計(jì)算機(jī)集中控制的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，包

含6臺(tái)加工中心和一條自動(dòng)運(yùn)輸線，可進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，并可用計(jì)算機(jī)編制NC程序，作業(yè)計(jì)劃，統(tǒng)

計(jì)報(bào)表等；美國(guó)辛辛那提公司成功地研制了一條FMS柔性制造系統(tǒng).

1980年以后,CAD/CAM技術(shù)進(jìn)入迅速發(fā)展期.計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備已逐漸成為系列產(chǎn)品，超大規(guī)模

集成電路的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)硬件成本大幅度下降.相應(yīng)的軟件技術(shù)(如優(yōu)化設(shè)計(jì)，有限元設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫技

術(shù)等)迅速提升，出現(xiàn)了很多商品化軟件,推動(dòng)了CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用和推廣，井使其他發(fā)達(dá)國(guó)家

向發(fā)展中國(guó)家發(fā)展，從大型企業(yè)向中小型企業(yè)發(fā)展，從軍用產(chǎn)品設(shè)計(jì)向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展，他還使?

些與制造過程密切相關(guān)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)得以發(fā)展，如計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程(CAPP),計(jì)算機(jī)輔助工

裝與夾具設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制(CAQ)等.

1990年以后,CAD/CAM技術(shù)一改過去的單一功能，單一領(lǐng)域，單一內(nèi)容的運(yùn)行模式，轉(zhuǎn)向集成化,

智能化，標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展.系統(tǒng)的繼承，是為了實(shí)現(xiàn)資源共享，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)與組織管理的高度自動(dòng)

化，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，加速新產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)需求的響應(yīng).為此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組

織及一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都在從事標(biāo)準(zhǔn)接口的開發(fā);同時(shí)，面向?qū)ο蠹夹g(shù),并行工程思想，人工智能技術(shù)，

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，快速成型技術(shù)，敏捷制造技術(shù)的研究，又極大地推進(jìn)了CAD/CAM技術(shù)更高水

平的發(fā)展.出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造聯(lián)成一體的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);固化技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，

多處理機(jī)和并行處理技術(shù)在CAD中的應(yīng)用，極大地提高了cad系統(tǒng)的性能；人工智能和專家系

統(tǒng)技術(shù)引入cad,出現(xiàn)了智能CAD技術(shù)，使CAD系統(tǒng)的問題求解能力大為增強(qiáng)，設(shè)計(jì)過程更趨自

動(dòng)化.現(xiàn)在,cad已在電子和電氣，科學(xué)研究，機(jī)械設(shè)計(jì)，軟件開發(fā)，機(jī)器人,服裝業(yè)，出版業(yè)，工廠自動(dòng)化,

土木筑，地質(zhì)，計(jì)算機(jī)藝術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.

AutoCAD是美國(guó)Autodesk公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，是目前市場(chǎng)上最受歡迎的工程

設(shè)計(jì)和繪圖軟件之一.推廣AutoCAD軟件的應(yīng)用，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)軟件，是培養(yǎng)中，高等職業(yè)技術(shù)人才

實(shí)際能力的最有效的方法

附錄:AutoCAD的發(fā)展

1.AutoCADV(ersion)1.0:1982.11正式出版，容量為一張360Kb的軟盤，無菜單，命令需要背，其

執(zhí)行方式類似DOS命令.

2.AutoCADVI.2:1983.4出版,具備尺寸標(biāo)注功能.

3.AutoCADV1.3:1983.8,具備文字對(duì)齊及顏色定義功能，圖形輸出功能.

4.AuloCADV1.4:1983.10,圖形編輯功能加強(qiáng).

5.AutoCADV2.0:1984.10,圖形繪制及編輯功能增加，如:MSLIDEVSL1DEDXFINDXFOUT

VIEWSCRIPT等等.至此，在美國(guó)許多工廠和學(xué)校都有AutoCAD拷貝.

6.AutoCADV2.17-V2.18:1985年出版，出現(xiàn)了ScreenMenu,命令不需要背,Aulolisp初具雛形，二

張360K軟盤.

7.AuloCADV2.5:1986.7,Autolisp有了系統(tǒng)化語法,使用者可改進(jìn)和推廣，出現(xiàn)了第三開發(fā)商的

新興行業(yè)，五張360K軟盤.

8隊(duì)111(9篁)丫2.6:1986.11,新增3D功能,AutoCAD已成為美國(guó)高校的inquiredcourse.

9.AutoCADR(Release)9.0:1988.2,出現(xiàn)了狀態(tài)行下拉式菜單.至此,AutoCAD開始在國(guó)外加密

銷售.

10.AutoCADR10.0:1988.10,進(jìn)一步完善R9.0.Autodesk公司已成為千人企業(yè).

?19?

AutoCAD2007應(yīng)用基礎(chǔ)教程

11.AutoCADR11.0A990.8,增加了AME(AdvancedModelingExtension),但與AutoCAD分開銷

售.

12.AutoCADRI2.0:1992.8,采用DOS與WINDOWS兩種操作環(huán)境，出現(xiàn)了工具條.

13.AutoCADR13.0:1994.11,AME納入AutoCAD之中.

14.AutoCADR14.0:1997.4,適應(yīng)Pentium機(jī)型及Windows95/NT操作環(huán)境,實(shí)現(xiàn)與Internet網(wǎng)

絡(luò)連接，操作更方便，運(yùn)行更快捷，無所不到的工具條，實(shí)現(xiàn)中文噪作.

15.AutoCAD2000(AutoCADR15.0):1999,提供了更開放的二次開發(fā)環(huán)境，出現(xiàn)了Vlisp獨(dú)立編程

環(huán)境.同時(shí),3D繪圖及編輯更方便.

進(jìn)一步完善階段

AutoCAD2002(R15.6)——2001年6月

AutoCAD2004(R16.0)——2003年3月

AutoCAD2005(R16.1)——2004年3月

AutoCAD2006(R16.2)——2005年3月

AutoCAD2007(RI7.0)——2(X)6年3月

AutoCAD2008(R17.1)——2007年3月

AutoCAD2009(R17.2)——2008年3月份.

第三章:三維(3D)包裝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)三維(3D)包裝裝滿輔助設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)嶄新的技術(shù).目前，我國(guó)在這方面還處于比較

落后的狀態(tài).大部分裝滿設(shè)計(jì).仍熱采用手工桐作方式，還沒有對(duì)?包裝裝滿計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行深入

的研究，