当今CAD/CAM/CAE国外软件动态综述论文

2021-04-24 论文

　　【摘要】以分类列举的方式介绍了目前一些国外CAD/CAM/CAE软件的名称和性能，并充分收集各方资料和深入调查分析了各软件的优势和不足之处，为CAD/CAM/CAE用户了解各种软件进而选择适合自己的模具软件提供了较为全面的参考。

　　【关键词】软件 CAD/CAM/CAE 特点功能适用

　　1 Unigraphics(UG)

　　是美国Unigraphics(UG) Unigraphics Solutions公司开发的三维参数化软件，主要通过其虚拟产品开发(VPD)的理念提供多级化的、集成的、企业级的包括软件产品与服务在内的完整的MCAD解决方案。最早应用于美国麦道飞机公司，80年代后期引进我国以来，已广泛应用于航空航天、汽车、通用机械、模具等领域。

　　它不仅具有强大的实体造型（约束特征的3D模型）、曲面造型（参数化）、虚拟装配和工程图设计等功能，而且在设计过程中可进行有限元分析和机构运动分析，可用建立的三维模型直接生成数控代码。另外，还提供了UGOPENGRIP和UGOPENAPI等开发模块，便于用户开发符合自己要求的专用系统。

　　目前我国对UG的应用与研究也比较广泛，据统计的1596篇期刊论文，UG研究论文分别发表在356种期刊上，平均每种期刊发表4.48篇。主要研究CAD复合或逆向建模、CAE仿真及CAM车铣复合和五轴加工等方面。

　　该软件的主要缺点是不允许在零件之间定义约束，无反撤消、重复命令、不能固定跟随刀具、不能自动保存等使用起来比较复杂，软件相对较难掌握。该软件目前的最高版本为UGNX5.0。

　　因此，UG主要适合于大型的汽车、飞机厂建立复杂的数模，零件较大、较复杂的时候，加工一般用UG做数模。对于经验不多的设计者，使用UG混合建模，就比较适用。日产汽车以及其附属公司就把UG产品应用于新一代汽车的设计和生产中。在拥有超过1000套PDM产品的公司中，90%均在使用UG的解决方案。UG是全球产品生命周期管理(PLM)领域软件与服务的市场领导者，拥有46000家客户，全球装机量超过400万台套。

　　2 Pro/Engineer

　　Pro/Engineer系统是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation，简称PTC)的产品。它的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念能将设计至生产全过程集成到一起，让用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即并行工程。因此该软件的应用领域主要是产品的三维实体模型、三维零件的加工、以及产品的有限元分析。

　　Pro/E的`软件已经被我国很多大型制造企业所使用，例如，唐山轨道客车公司部署PTC产品开发系统显著提高数据准确性及设计效率。威迩徕德电力设备上海公司全面采用PTC产品开发解决方案优化其产品研发过程。我国潍柴动力能够使用PTC Windchill PDMLink解决方案优化其产品开发过程并提高效率。而且PTC收购Synapsis技术公司以提升其绿色产品设计和环保法规解决方案，为PTC PDS提供了全面补充。

　　但是在曲面造型方面，UG的曲面功能则非常强大，在Pro/e中，当装配中的零件不在工作路径下就会出错，并且该软件不支持布尔运算以及其它局部造型操作，限制了它的使用。

　　3 AutoCAD

　　AutoCAD是Autodesk公司的主导产品。是最早进入国内市场的CAD软件之一，从2.0版到R13和如今的2009版在国内的市场近二十年。AutoCAD有强大的二维如绘图、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AutoCAD正在完善三维设计模块。AutoCAD提供AutoLISP、VBA等作为二次开发的工具，开发出许多符合实际应用的软件。

　　其中MDT是autodesk三维设计软件，是对autocad的扩展，但现在autodesk推出的AutoCAD新版本软件中三维功能更强，操作简单。AutoCAD使用DXF或国际化IGES文件格式，可把图形数据传送至其他软件作分析计算或加工制造，还可实现AutoCAD与其他CAD系统之间的数据转换。AutoCAD通过标准的图像格式如PCX、GIF、JPG等实现光栅图像的输入和输出，更广泛地适用于印刷、图像处理和动画应用领域。AutoCAD通过与数据库连接可存取和操作存储在外部数据库中的非图形数据如材料表、零件明细表等。

　　一汽集团是我国最大的汽车生产集团之一，最早开始应用AutoCAD辅助制图，编写的专业设计辅助程序，对于提高设计质量、效率，起到了极为明显的作用。典型的设计实例有轿车发动机缸盖密封胶涂胶机控制凸轮曲线设计，轿车车身涂装线自动设计，散热器辅助设计，装配工具设计软件等，一汽集团成为Autodesk公司在中国的最稳定也是最大的客户。

　　但是该软件存在一些的不足之处，该软件在二维设计中无法做到参数化的全相关的尺寸处理，三维设计中的-实体造型能力不足。但是由于该软件进入国内市场较早，价格便宜，使用比较简单，因此使用者比较多。

　　4 SolidWorks

　　SolidWorks是生信国际有限公司（SOLIDWORKS）推出的基于Windows的机械设计软件。三维造型是该软件的主要优势。

　　它完全采用Windows的窗口全中文界面，菜单操作非常简单，支持各种运算功能，可以进行实时的全相关性的参数化尺寸驱动。配置管理是SolidWorks中非常独特的一部分使得你能够在一个CAD文档中，通过对不同参数的变换和组合，派生出不同的零件或装配体。以及具有强大的零件建模、曲面建模、钣金设计、运动仿真和数据转换等功能。Solidwoks又开发了CAM模块能够将设计好的产品转换为进行数控加工的G代码、M指令。

　　以SolidWorks为核心的各种应用的集成，包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等，因此该软件适用于机械结构设计，据相关调查，SW的文件格式已成为3D软件世界中流通率最高的格式，也是世界销售套数最多的3D软件（国内PRO/E更占上风）。因为价格便宜，国内的相当多的中小型企业或单位及个人都在使用Solidwoks软件。

　　5 CATIA

　　由法国DassaultSystems(达索)公司开发，后被美国IBM公司收购的CATIA是一个全面的CAD/CAM/CAE/PDM应用系统。居世领导地位，广泛应用于航空航天、汽车、造船、机械制造、电子电器、消费品等行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA对产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。而且CATIA能够模拟观察者的视野进入到零件的内部去观察零件，使用者只要输入人的性别、身高等特征，就会出现一个虚拟装配的工人。

　　但是这套软件的价格不便宜，目前最高版本是CATIAV5。世界上有超过13，000的用户选择了CATIA，著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其中波音飞机使用CATIA完成了波音777的电子装配，从而确定了CATIA的领先地位。目前国内哈尔滨飞机制造公司的飞机、汽车等产品，郑州宇通客车，广东文冲船厂等大型制造企业就是应用CATIA软件开发设计的。

　　参考文献：

　　[1]陈国聪. CAD/CAM应用软件——Pro/ENGINEER训练教程.北京：高等教育出版社，2006.

　　[2]Unigraphics Solutions Inc.UG CAM实用教程.北京：清华大学出版社，2005.

　　[3]田东.SolidWorks2005三维机械设计.北京：机械工业出版社，2006.

　　[4]曾令宜.AutoCAD2008工程绘图教程.北京：高等教育出版社，2008.

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