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CAD实验指导书
《计算机辅助设计》课程实验
实验指导书
主编黄卫
东南大学机械学院
2009年3月
实验一CAD基本造型方法实验………………………………2
实验二CAD高级造型特征实验………………………………6
实验三CAD零件设计与虚拟装配实验………………………11
实验一CAD基本造型方法实验
一、实验目的与要求
1.掌握现代三维特征参数化造型计算机辅助机械设计工具基本工作原理;
2.掌握从草图构造特征方法和生成步骤;
3.掌握特征参数化造型的方法。
二、实验原理与实验方法
特征设计是在设计阶段捕捉除几何信息以外的设计与加工信息,从而避免了特征提取与识别。
基于特征的设计系统使用参数化特征,并通过各类属性来描述零件的几何形状以及它们之间的功能关系,系统通常提供特征库,通过布尔运算等操作来生成零件的特征表示,但特征是孤立的信息,只有约束才能把它串联起来,形成产品。
因而把约束定义为产品生命周期内各环节对产品模型的类型、属性、语义和行为的限制,它是维持产品模型有效性的手段,它决定着产品的有效性和可实现性,具有一定的定义、识别、分类。
特征的分类方法很多,其严格依赖于特征定义,兼顾抽象、语义和形状因素。
形状特征的分类具有严格的教学形式,并符合已有实践和认识,对于特征库的建立,具有指导意义。
从应用观点出发,特征分类有:
1、按对待特征技术的研究划分:
特征识别、特征造型、特征映射。
2、按产品设计—制造过程划分:
设计特征、分析特征、公差特征、制造特征、检验特征、机器特征等。
3、按特征性质划分:
形状特征、精度特征、材料特征、工艺特征、装配特征。
4、按制造特点划分:
毛坯特征、过渡特征、基本特征、表面特征和拼装特征等。
有人把特征只分为两类:
形状特征和工艺特征。
形状特征用于构造零件的形状;工艺特征具有零部件加工、装配过程中应用的实际意义。
形状特征又可进一步分为两类:
基本特征和辅助特征。
基本特征构造零件模型的主要形状;辅助特征是依赖于基本特征而又具有某一特殊功能的特征。
特征造型是按对特征技术的研究划分中的一种类型。
特征造型将几何、拓扑信息及其相关属性参数化,考虑设计与制造意图的高层描述。
使用特征进行设计具有很多优点,其总体设计过程如下:
1、使用参数变量设计方法构造轮廓;
2、根据已有参数进行工程分析;
3、根据形成轮廓构造体素;
4、定义特征;
5、建立特征库
6、从特征库调用特征,构造零件模型。
三、实验内容
在三维CAD系统中实现下面的零件造型过程;
1、零件1
2、零件2
3、零件3
四、思考题
1.参数化基本特征的种类?
2.如何在CAD环境中修改特征?
3.思考一个零件的多种造型方法。
计算机辅助机械设计CAD实验报告
实验一CAD基本造型方法实验
姓名
系别班级
学号
实验日期
指导教师
实验成绩
一.实验目的及要求
2.熟悉现代CAD设计手段的基本步骤和方法;
3.训练基本造型方法;
4.完成实验中要求设计的零件,实现参数化和特征造型设计;
二.造型设计的过程分析
三.实验心得及建议
实验二CAD高级造型方法实验
一、实验目的与要求
1.掌握高级造型特征的基本工作原理;
2.分析复杂零件的草图;
3.掌握特征参数化造型的方法。
4.了解掌握在CAD特征中曲线和曲面的特征定义的特点
二、实验原理与实验方法
实体造型的编辑方法一般有两种,一种是采用布尔运算的方法,进行实体之间的交、并、差之间的运算。
另一种是自动融合:
在Pro/E软件的零件设计中,采用是自动融合方式。
曲面造型是用曲面来表达物体形状的造型方法。
对于实体造型来说,不同的三维造型设计软件都有其各自的特点。
曲面造型方法中有以下几种基本的曲面类型:
平面、拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面和混成曲面,
曲线是构建模型的框架。
如何快速有效地建立好曲线是生成曲面前的关键一步。
曲线是建立模型的关键,如何合理地生成曲线,是成功建立符合工程要求模型的基础。
在曲面的构建过程中,利用基准曲线是最常用的方法。
加在模型的建立过程中,基准曲线可以作为扫描特征的轨迹,也可以通过输入数学公式来生成基准曲线,基准曲线的生成的方法很多,
曲面造型是用曲面表达物体形状的造型方法。
与线框造型相比,曲面造型增加了有关边信息、表面特征以及核边的连接方向等内容,可进行面与面求交、消隐、明暗处理和渲染等操作。
与实体造型相比,曲面造型具有控制更加灵活的优点,有些功能更是实体造型无法做到的,特别是在逆向工程等方面。
曲面特征的建立方式除了与实体特征相同的Extrude、Revolve、Sweep、Blend等方式外,也可由点(DatumPoint)建立为曲线(Datumcurve),再由曲线建立为曲面。
此外,曲面间也可有很高的操作性,例如曲面的集成(Merge)、剪裁(Trim)、延伸(Extend)等(实体特征缺乏该类特性)。
本实验练习由曲线生成曲面的方法。
三、实验内容
1、通风管造型
2、茶壶造型
3、曲面零件造型
四、思考题
1.曲面特征的种类和造型特点?
2.曲面生成注意的地方?
计算机辅助机械设计CAD实验报告
实验二CAD高级造型方法实验
姓名
系别班级
学号
实验日期
指导教师
实验成绩
一.实验目的及要求
1、熟悉现代CAD设计手段的基本步骤和方法;
2、训练曲面等高级造型方法;
3、完成实验中要求设计的零件,实现参数化和特征造型设计;
二.造型设计的过程分析
三.实验心得及建议
实验三CAD零件设计与虚拟装配实验
一、实验目的与要求
1、掌握CAD零件设计与虚拟装配的基本原理;
2、掌握CAD零件设计与虚拟装配的方法。
二、实验原理与实验方法
采用计算机辅助虚拟设计技术,对机械零部件的设计过程进行模拟仿真,可对机械零部件的设计方案的可行性、正确性进行可视化验证,提高了设计效率。
CAD零件设计与虚拟装配在机械设计的基础上应用CAD数字化造型技术在CAD系统中建立机械零部件的数字化模型,并实现零部件的虚拟装配。
在CAD零件设计与虚拟装配过程中,可采用自下而上和自上而下二种装配造型设计方法,分别适合于不同的设计场合与工作途径。
自下而上设计方法是一种归纳设计方法,它适合于在装配造型之前已经具备了所有零部件的情况。
将零部件插入装配体,然后根据零件的配合关系,将其组装在一起。
因为零部件是独立设计的,与自上而下设计方法相比,它们的相互关系及装配行为更为简单,使用自下而上设计方法可以让设计者专注于单个零件的设计工作。
自上而下设计方法是一种演绎设计方法,先对产品进行整体描述,然后分解成各个部件与零件,再按顺序将部件分解成更小的部件或零件,直到分解成最底层的零件。
自上而下的设计次序一般是先布局草图,然后定义零部件位置、基准面等,最后参考这些定义来设计零件。
三、实验内容
1、在三维CAD系统中进行活动扳手的零部件设计与虚拟装配,活动扳手的基本尺寸如图所示,其余相关尺寸根据设计过程自行确定;
2、在三维CAD系统中进行顶灯的零部件设计与虚拟装配,顶灯的相关尺寸根据设计过程自行确定;
3、在三维CAD系统中进行螺旋千斤顶的零部件设计与虚拟装配。
四、思考题
1、如何处理基本机械设计过程与CAD造型的关系?
2、CAD虚拟装配的基本思想是什么?
计算机辅助机械设计CAD实验报告
实验三CAD零件设计与虚拟装配实验
姓名
系别班级
学号
实验日期
指导教师
实验成绩
一.实验目的及要求
1、掌握CAD零件设计与虚拟装配的基本原理;
2、掌握CAD零件设计与虚拟装配的方法。
二.造型设计的过程分析
三.实验心得及建议
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