部分机械软件比较备课讲稿.doc

部分机械软件比较

精品文档
几款机械软件比较
Ø 二维：AutoCAD、 CAXA
Ø 三维：SolidWorks、 Pro/E、UG、CATIA
Ø 机械仿真：Matlab
Ø 有限元：ANSYS
Ø 工业设计：3ds MAX
Ø 数控编程：MasterCAM
Ø

u 常用

l AutoCAD是由美国Autodesk欧特克公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完善，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的各种图形显示设备40多种，以及数字仪和鼠标器30多种，绘图仪和打印机数十种，这就为AutoCAD的普及创造了条件。AutoCAD有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能，同时有部分三维功能。AutoCAD提供AutoLISP、ADS、ARX作为二次开发的工具。在许多实际应用领域如机械、建筑、电子)中，一些软件开发商在AutoCAD的基础上已开发出许多符合实际应用的软件。
l CAXA，依托北航大学的科研实力，北航海尔开发出了中国第一款完全自主研发的CAD产品。CAXA拥有完全自主的知识产权。是我国制造业信息化，CAD/CAM/PLM领域自主知识产权软件的优秀代表和知名品牌。CAXA十多年来坚持“软件服务制造业”理念，开发出20多个系列软件产品，覆盖了制造业信息化设计、工艺、制造和管理四大领域，拥有自主知识产权的CAD、CAPP、CAM、DNC、PDM、MPM等PLM软件产品和解决方案，覆盖了制造业信息化设计、工艺、制造和管理四大领域。曾连续五年荣获“国产十佳优秀软件”以及中国软件行业协会20年“金软件奖”等荣誉；CAXA始终坚持走市场化的道路，截至2007年底已累计成功销售正版软件超过250,000套，赢得广大企业用户与工程技术人员的信任和好评；还成功在全国建立起了35个办事处、300多个教育培训中心、300多家代理经销商和多层次合作伙伴组成的技术服务体系，有超过2000多所院校使用CAXA软件进行教学或培训，各大出版机构出版CAXA教材超过300多种。是我国CAD/CAM/PLM业界的领导者和主要供应商。
l Pro/E(全称Pro/Engineer)是美国PTC公司的数字化产品设计制造系统。于1986年由原CV公司的技术人员开发创建，不仅最先将参数化”技术融入CAD系统，并且借助PC(个人计算机)的快速崛起，率先将高端CAD系统从航空、航天、国防尖端领域推介到民用制造行业，为现代CAD的技术发展与应用普及做出了贡献。经过近多年的快速发展，目前Pro/E系统的功能得到很大提升和完善，已成为一个集CAD/CAM/CAE于一体的中高端CAX系统，并以最新Pro/Engineer Wildfire为核心构件(产品数据产生)，与Windchill PDMlink(产品数据管理)及Windchill Projectlink(产品过程协同)一起，共同构成PTC-PLM解决方案。Pro/Engineer现在用的人和公司应该是最多,找工作容易,应用也比较广泛,学习难度在3D中算中等。1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/Engineer还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。
主要特性
全相关性：Pro/Engineer的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。
基于特征的参数化造型：Pro/Engineer使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。
数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/Engineer独特的全相关性功能，因而使之成为可能。
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“啮合”、“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。
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。
Pro/E软件主要应用于轻工、电器及其模具设计制造等的中小型制造企业，并不断向汽车等大型制造领域延伸。20世纪八九十年代我国对外开放，Pro/E伴随“三来加工”从台、港等地迅速传入广东、浙江一带，并在我国东南地区轻工行业的快速发展中形成较大影响。
l UG比较难学，曲面功能最强,在模具和加工方面表现要胜过SolidWorks 和Pro/E ,尤其在汽车行业用的比较多。
UG(全称Unigraphics)是美国EDS旗下PLM Solution-UGS公司集CAD/CAM/CAE于一体的大型集成软件系统。UG最早源于麦道飞机公司的航空航天尖端设计制造技术，并逐步发展成为独立软件系统。后随着麦道并入波音而于1991年并入EDS，并成为EDS-PLM Solution部门。UGS是EDS面向制造业Plan(计划)、Design(设计)、Build(制造)与Support(服务)的UGS PLM解决方案(包括E-factory(数字工厂)、NX(下一代CAX系统)、PLM Open(开放平台)、Solid Edge、Teamcenter(协同管理框架)和Product Index等)的核心构件之一。
UG系统主要应用于包括通用汽车在内的汽车、国防、机电装备等行业的大型制造企业，是全球应用最为广泛的高端工业软件系统之一。并于1990年初随着通用汽车的引进而正式进入中国。UG NX是新一代覆盖产品全生命周期的数字化产品开发系统，在原有所有版本基础上对各个模块全面进行了功能增加和性能增强，同时溶入了很多原来I-deas软件(UGS于20世纪90年代末收购了SDRC公司及其I-deas软件)的优秀功能和操作模式。NX内核部分扩大了知识语言支持的范围，应用部分大量增加了汽车专用模块，传统的CAID/CAD/CAE/CAM应用功能进一步加深、加强，用户界面的友好性、系统的稳定性与易学易用性等都得到显著的改进和完善。具体来说，该软件具有以下特点：
（1）具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换，可实施并行工程。
（2）采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。
（3）用基于特征如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等）的建模和编辑方法作为实体造型基础，形象直观，类似于工程师传统的设计办法，并能用参数驱动。
（4）曲面设计采用非均匀有理B样条作基础，可用多种方法生成复杂的曲面，特别适合于汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。　
（5）出图功能强，可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准和国标标注尺寸、形位公差和汉字说明等。并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图，增强了绘制工程图的实用性。
（6）以Parasolid为实体建模核心，实体造型功能处于领先地位。目前著名CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型基础。
（7）提供了界面良好的二次开发工具GRIP（GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING）和UFUNC（USER FUNCTION），并能通过高级语言接口，使UG的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。
（8）具有良好的用户介面，绝大多数功能都可通过图标实现；进行对象操作时，具有自动推理功能；同时，在每个操作步骤中，都有相应的提示信息，便于用户做出正确的选择。
l Solidworks最简单易学,软件自带的教程就可以入门,但现在在国内用的企业和人要少一点,但是SW的专业考试过后国家机械工程师3D设计认证考试可以免试。SolidWorks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。如果你熟悉微软的Windows系统，那你基本上就可以用SolidWorks来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使你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，你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。” FEA软件cosmosworks完美嵌入,使SW在有限元分析领域独占熬头。SolidWorks可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好，用户上手快。该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中。 
l CATIA是Computer graphics Aided Three dimensional Interactive Application的缩写，由法国Dassault Systemes公司于1981年开发，由于IBM公司的推广而得以广为人知。该软件原本用于设计飞机，但由于其开发功能的强大，现在也被用于设计汽车等。但是，由于使用该软件所涉及的专利使用权极为高昂，在相对低端的设计层面很少有顾客愿意使用。同UG、pro/E等软件一样，是一款三维图形设计软件。这个软件包含的模块比较多，包括了产品的整个开发过程，广泛应用在航空航天，汽车设计，轮船设计，厂房设计，零件设计及装配等方面。对于普通用户来说，应用最广的就是3D造型了。
设计思路上，CATIA采用并行的建构，而UG等其他3D软件大都是串行建构，这样CATIA就更适合团队开发大型产品，对产品各模块分割设计，节省设计周期。
CATIA模块多，功能强大，catia是集cad/cae/cam于一身的软件，当然有限元分析方面比不上专业的ansys 还有msc公司的nastran。基本上现在用CATIA的还是多数用来建模的，虽然有分析模块，不过还是比较简单,比不上专业的分析软件。它的曲面造型功能出众,是造型设计的利器。CATIA做逆向工程很不错的，线条清晰，思路明了，是不错的RE软件。
CATIA拥有远远强于其竞争对手的曲面设计模块，在此有必要介绍一下：
1.Generic Shape Design
　　简称GSD，创成式造型，非常完整的曲线操作工具和最基础的曲面构造工具，除了可以完成所以曲线操作以外，可以完成拉伸，旋转，扫描，边界填补，桥接，修补碎片，拼接，凸点，裁剪，光顺，投影和高级投影，倒角等功能，连续性最高达到G2，生成封闭片体Volume，完全达到普通三维CAD软件曲面造型功能，比如Pro/E。完全参数化操作。
2.Free Style Surface
　　简称FSS, 自由风格造型，几乎完全非参。除了包括GSD中的所有功能以外，还可完成诸如曲面控制点（可实现多曲面到整个产品外形同步调整控制点、变形），自由约束边界，去除参数，达到汽车A面标准的曲面桥接、倒角、光顺等功能，所有命令都可以非常轻松的达到G2。凭借GSD和FSS，CATIA曲面功能已经超越了所有CAD软件，甚至同为汽车行业竞争对手的UG NX。
3.Automotive Class A
　　简称ACA，汽车A级曲面，完全非参，此模块提供了强大的曲线曲面编辑功能，和无比强大的一键曲面光顺应用CATIA的丰田F1功能。几乎所有命令可达到G3，而且不破坏原有光顺外形。可实现多曲面甚至整个产品外形的同步曲面操作（控制点拖动，光顺，倒角等）。对于丰田等对A级曲面要求近乎疯狂（全G3连续等）的要求，可应付自如。目前只有纯造型软件，比如Alias, Rinho可以达到这个高度却达不到CATIA的高精度。
4.FreeStyle Sketch Tracer
　　简称FST，自由风格草图绘制，可根据产品的三视图或照片描出基本外形曲线。
5.Digitized Shape Editor
　　简称DSE，数字曲面编辑器，根据输入的点云数据，进行采样，编辑，裁剪已达到最接近产品外形的要求，可生成高质量的mesh小三角片体。完全非参。
6.Quick Surface Reconstruction
　　快速曲面重构，根据输入的点云数据或者mesh以后的小三角片体，提供各种方式生成曲线，以供曲面造型，完全非参。
7.Shape Sculpter,
　　小三角片体外形编辑，可以对小三角片体进行各种操作，功能几乎强大到与CATIA曲面操作相同，完全非参。
8.Automotive BIW Fastening
　　汽车白车身紧固，设计汽车白车身各钣金件之间的焊接方式和焊接几何尺寸。
9.Image & Shape
　　可以像捏橡皮泥一样拖动，拉伸，扭转产品外形、增加“橡皮泥块”等方式以达到理想的设计外形。可以极其快速的完成产品外形概念设计。
（1~9包括在Shape design & Styling模块中）
10.Healing Assistant
　　一个极其强大的曲面缝补工具，可以将各种破面缺陷自动找出并缝补。
l Mastercam是美国CNC Software Inc公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身，对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果。它具有方便直观的几何造型。Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 Mastercam9.0以上版本还有支持中文环境，而且价位适中，对广大的中小企业来说是最理想的选择。Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。 Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，假设采用的是FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构，我们编制了专门的后置处理文件，绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。
l Moldflow软件是美国MOLDFLOW公司的产品，该公司自1976年发行了世界上第一套塑料注射成型流动分析软件以来，一直主导塑料成型CAE软件市场。2000年4月，MOLDFLOW公司收购了另一个世界著名的塑料成型分析软件C-MOLD。Moldflow软件主要包括如下三部分：
（1）Moldflow Plastic Advisers(塑件顾问，简称MPA)。MPA为注塑模采购者、设计者和制造者提供了一个准确易用的方法来优化他们的模具设计。模具顾问大大增强了塑件顾问的功能，它可以设计浇注系统并进行浇注系统平衡、可以计算注塑周期、锁模力和注射体积。可以建立单型腔系统或多型腔系统模具。和塑件顾问一样，它基于网络的分析报告使您可以与同事们快速的交流有关模具尺寸流道尺寸和形式，浇口的设计等信息。
（2）Moldflow Plastic Insight(注塑成型模拟分析，简称MPI)。MPI是一个提供深入制件和模具设计分析的软件包，它提供强大的分析功能、可视化功能和项目管理工具。这些工具使客户可以进行深入的分析和优化。MPI使用户可以对制件的几何形状、材料的选择、模具设计及加工参数设置进行优化以获得高质量的产品。
（3）Moldflow Plastic Xpert (MPX－Moldflow注塑专家).MPX是专门为优化注塑生产过程而设计的。MPX提供非常实用的功能如自动试模、工艺优化、制件质量的自动监控和调整。它用系统化的技术取代了传统的试模并消除了因生产条件的不稳定而导致的废品。MPX直接与注塑机控制器相连，进行工艺优化和监控，满足了注塑生产的要求。现在工艺工程师和试模人员可以系统化地进行试模，找到一个优化工艺条件窗口并实现生产过程的实时监控。MPX提供给注塑机操作人员一个简单的、直观的界面。不必针对不同的注塑机对操作人员进行培训。MPX提供实时反馈实现及时的手工或自动工艺调整。MPX使注塑生产商大大减少试模时间，使整个注塑生产周期更优化、更高效。
l 禁忌及方法
1、学习软件是为了用的，不是仅仅为了学习而学习， 可能总是深入不下去，学习的只是软件的一些皮毛。确定了一种软件，就去精通它。学习了一点皮毛又去学习别的同类型软件，最后可能那种都没学好，似乎又是哪种都会，说白了是哪个也不会啊。因为我们是用三维软件来进行机械设计的，所以看法偏向于机械设计方面。
2、学习三维软件要把最基础的东西先学习好。刚学会了一点点东西，比如会建立一个长方体了,或者会做圆锥了，就到处找各种技巧性的资料或者比较抽象的高级应用来学习。结果基础没打好，高级应用也不好理解，反而导致学习周期更长了。
3、遇到问题希望马上就能解决。在学习过程中难免会遇到很多问题，有些问题我们在短时间内无法解决，或者说无法独立解决，不妨先放一放， 把问题记录下来（记录很重要），放一段时间再去思考，也许在学习别的知识点的时候就解决了以前的疑难问题。
4、软件的操作方式有差异。每种软件的操作都有不同之处，很难说清楚哪个好用哪个不好用，如果说他们各有特色似乎比较公正。如果您正在学习的软件操作方式跟您的习惯有冲突，很别扭：无数次的重复这个别扭的动作，直到您觉得很“顺手”为止，我们几乎没有办法改变软件的操作方式，但是我们不拒绝就可以很快适应它。
5、速成教材。速成教材可以用，但是总学习速成，教材很难深入下去。所谓的速成教材一般是标准教材的压缩版本。速成教材作为入门教材还是不错的选择。
6、重视软件自带的帮助文件。软件自带的帮助内容是最权威、最系统的学习资料。学习了软件的基本应用之后，可以参照帮助内容顺序阅读学习。比较重要的一点是要勤动手，学了一个知识点就去尝试着操作，如果一直不成功参照第三条。一般三维软件的帮助文件内容很多，一次看完几乎不可能，看到哪里做个记号，以后继续。看三遍多吗？您会发现每次都会学习到新的知识。
7、扩展思考。学习了一个知识点，不妨尝试着自己给自己出题：用这个知识点可以做些什么？把每个想法都实践一下。以后您会发现您学习的东西很连贯，实践中需要的操作皆在“意料之中”，因为您在学习的时候就已经解决了这些问题。
8、会写字不等于会写文章。学会了软件的单个操作应用，那么恭喜您：您学会了“写字”。但是工作上要求交出的作业是“文章”。
9、项目驱动。项目驱动是学习软件的一种很好的方法。学习简单的操作就使用比较简单的项目来学习，逐步深入，成功应用的成就感是很好的学习动力。
10、大项目实习。通过一个比较大一些的项目，可以迅速提升您的综合控制能力。比如设计一个超过100个独立零件（不包含标准件）的设备，您将会对零件模型的建立方式做出新的看法和调整。通过从头至尾的一次完整操作，相对独立的知识点贯穿到整个项目中。
11、交流。我们需要交流，需要学习。其实，把自己的知识跟别人交流是一种很好的学习方式，也是一种动力。
12、学以致用，切合实际。只学不用，很难深入。
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除