當(dāng)今CAD/CAM/CAE國外軟件動態(tài)綜述論文

　　【摘 要】以分類列舉的方式介紹了目前一些國外CAD/CAM/CAE軟件的名稱和性能，并充分收集各方資料和深入調(diào)查分析了各軟件的優(yōu)勢和不足之處，為CAD/CAM/CAE用戶了解各種軟件進(jìn)而選擇適合自己的模具軟件提供了較為全面的參考。

　　【關(guān)鍵詞】軟件 CAD/CAM/CAE 特點(diǎn) 功能 適用

　　1 Unigraphics(UG)

　　是美國Unigraphics(UG) Unigraphics Solutions公司開發(fā)的三維參數(shù)化軟件，主要通過其虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)的理念提供多級化的、集成的、企業(yè)級的包括軟件產(chǎn)品與服務(wù)在內(nèi)的完整的MCAD解決方案。最早應(yīng)用于美國麥道飛機(jī)公司，80年代后期引進(jìn)我國以來，已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、通用機(jī)械、模具等領(lǐng)域。

　　它不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型（約束特征的3D模型）、曲面造型（參數(shù)化）、虛擬裝配和工程圖設(shè)計等功能，而且在設(shè)計過程中可進(jìn)行有限元分析和機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼。另外，還提供了UGOPENGRIP和UGOPENAPI等開發(fā)模塊，便于用戶開發(fā)符合自己要求的專用系統(tǒng)。

　　目前我國對UG的應(yīng)用與研究也比較廣泛，據(jù)統(tǒng)計的1596篇期刊論文，UG研究論文分別發(fā)表在356種期刊上，平均每種期刊發(fā)表4.48篇。主要研究CAD復(fù)合或逆向建模、CAE仿真及CAM車銑復(fù)合和五軸加工等方面。

　　該軟件的主要缺點(diǎn)是不允許在零件之間定義約束，無反撤消、重復(fù)命令、不能固定跟隨刀具、不能自動保存等使用起來比較復(fù)雜，軟件相對較難掌握。該軟件目前的最高版本為UGNX5.0。

　　因此，UG主要適合于大型的汽車、飛機(jī)廠建立復(fù)雜的數(shù)模，零件較大、較復(fù)雜的時候，加工一般用UG做數(shù)模。對于經(jīng)驗(yàn)不多的設(shè)計者，使用UG混合建模，就比較適用。日產(chǎn)汽車以及其附屬公司就把UG產(chǎn)品應(yīng)用于新一代汽車的設(shè)計和生產(chǎn)中。在擁有超過1000套PDM產(chǎn)品的公司中，90%均在使用UG的解決方案。UG是全球產(chǎn)品生命周期管理(PLM)領(lǐng)域軟件與服務(wù)的市場領(lǐng)導(dǎo)者，擁有46000家客戶，全球裝機(jī)量超過400萬臺套。

　　2 Pro/Engineer

　　Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation，簡稱PTC)的產(chǎn)品。它的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念能將設(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，讓用戶能夠同時進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計制造工作，即并行工程。因此該軟件的應(yīng)用領(lǐng)域主要是產(chǎn)品的三維實(shí)體模型、三維零件的加工、以及產(chǎn)品的有限元分析。

　　Pro/E的軟件已經(jīng)被我國很多大型制造企業(yè)所使用，例如，唐山軌道客車公司部署PTC產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)顯著提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性及設(shè)計效率。威邇徠德電力設(shè)備上海公司全面采用PTC產(chǎn)品開發(fā)解決方案優(yōu)化其產(chǎn)品研發(fā)過程。我國濰柴動力能夠使用PTC Windchill PDMLink解決方案優(yōu)化其產(chǎn)品開發(fā)過程并提高效率。而且PTC收購Synapsis技術(shù)公司以提升其綠色產(chǎn)品設(shè)計和環(huán)保法規(guī)解決方案，為PTC PDS提供了全面補(bǔ)充。

　　但是在曲面造型方面，UG的曲面功能則非常強(qiáng)大，在Pro/e中，當(dāng)裝配中的零件不在工作路徑下就會出錯，并且該軟件不支持布爾運(yùn)算以及其它局部造型操作，限制了它的使用。

　　3 AutoCAD

　　AutoCAD是Autodesk公司的主導(dǎo)產(chǎn)品。是最早進(jìn)入國內(nèi)市場的CAD軟件之一，從2.0版到R13和如今的2009版在國內(nèi)的市場近二十年。AutoCAD有強(qiáng)大的二維如繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及二次開發(fā)等功能，同時AutoCAD正在完善三維設(shè)計模塊。AutoCAD提供AutoLISP、VBA等作為二次開發(fā)的工具，開發(fā)出許多符合實(shí)際應(yīng)用的軟件。

　　其中MDT是autodesk三維設(shè)計軟件，是對autocad的擴(kuò)展，但現(xiàn)在autodesk推出的AutoCAD新版本軟件中三維功能更強(qiáng)，操作簡單。AutoCAD使用DXF或國際化IGES文件格式，可把圖形數(shù)據(jù)傳送至其他軟件作分析計算或加工制造，還可實(shí)現(xiàn)AutoCAD與其他CAD系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。AutoCAD通過標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式如PCX、GIF、JPG等實(shí)現(xiàn)光柵圖像的輸入和輸出，更廣泛地適用于印刷、圖像處理和動畫應(yīng)用領(lǐng)域。AutoCAD通過與數(shù)據(jù)庫連接可存取和操作存儲在外部數(shù)據(jù)庫中的非圖形數(shù)據(jù)如材料表、零件明細(xì)表等。

　　一汽集團(tuán)是我國最大的汽車生產(chǎn)集團(tuán)之一，最早開始應(yīng)用AutoCAD輔助制圖，編寫的專業(yè)設(shè)計輔助程序，對于提高設(shè)計質(zhì)量、效率，起到了極為明顯的作用。典型的設(shè)計實(shí)例有轎車發(fā)動機(jī)缸蓋密封膠涂膠機(jī)控制凸輪曲線設(shè)計，轎車車身涂裝線自動設(shè)計，散熱器輔助設(shè)計，裝配工具設(shè)計軟件等，一汽集團(tuán)成為Autodesk公司在中國的最穩(wěn)定也是最大的客戶。

　　但是該軟件存在一些的不足之處，該軟件在二維設(shè)計中無法做到參數(shù)化的.全相關(guān)的尺寸處理，三維設(shè)計中的-實(shí)體造型能力不足。但是由于該軟件進(jìn)入國內(nèi)市場較早，價格便宜，使用比較簡單，因此使用者比較多。

　　4 SolidWorks

　　SolidWorks是生信國際有限公司（SOLIDWORKS）推出的基于Windows的機(jī)械設(shè)計軟件。三維造型是該軟件的主要優(yōu)勢。

　　它完全采用Windows的窗口全中文界面，菜單操作非常簡單，支持各種運(yùn)算功能，可以進(jìn)行實(shí)時的全相關(guān)性的參數(shù)化尺寸驅(qū)動。配置管理是SolidWorks中非常獨(dú)特的一部分使得你能夠在一個CAD文檔中，通過對不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。以及具有強(qiáng)大的零件建模、曲面建模、鈑金設(shè)計、運(yùn)動仿真和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能。Solidwoks又開發(fā)了CAM模塊能夠?qū)⒃O(shè)計好的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為進(jìn)行數(shù)控加工的G代碼、M指令。

　　以SolidWorks為核心的各種應(yīng)用的集成，包括結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動分析、工程數(shù)據(jù)管理和數(shù)控加工等，因此該軟件適用于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，據(jù)相關(guān)調(diào)查，SW的文件格式已成為3D軟件世界中流通率最高的格式，也是世界銷售套數(shù)最多的3D軟件（國內(nèi)PRO/E更占上風(fēng)）。因?yàn)閮r格便宜，國內(nèi)的相當(dāng)多的中小型企業(yè)或單位及個人都在使用Solidwoks軟件。

　　5 CATIA

　　由法國DassaultSystems(達(dá)索)公司開發(fā)，后被美國IBM公司收購的CATIA是一個全面的CAD/CAM/CAE/PDM應(yīng)用系統(tǒng)。居世領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、造船、機(jī)械制造、電子電器、消費(fèi)品等行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計與制造領(lǐng)域，其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。CATIA對產(chǎn)品整個開發(fā)過程包括概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個生命周期中的使用和維護(hù)。而且CATIA能夠模擬觀察者的視野進(jìn)入到零件的內(nèi)部去觀察零件，使用者只要輸入人的性別、身高等特征，就會出現(xiàn)一個虛擬裝配的工人。

　　但是這套軟件的價格不便宜，目前最高版本是CATIAV5。世界上有超過13，000的用戶選擇了CATIA，著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其中波音飛機(jī)使用CATIA完成了波音777的電子裝配，從而確定了CATIA的領(lǐng)先地位。目前國內(nèi)哈爾濱飛機(jī)制造公司的飛機(jī)、汽車等產(chǎn)品，鄭州宇通客車，廣東文沖船廠等大型制造企業(yè)就是應(yīng)用CATIA軟件開發(fā)設(shè)計的。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]陳國聰. CAD/CAM應(yīng)用軟件——Pro/ENGINEER訓(xùn)練教程.北京：高等教育出版社，2006.

　　[2]Unigraphics Solutions Inc.UG CAM實(shí)用教程.北京：清華大學(xué)出版社，2005.

　　[3]田東.SolidWorks2005三維機(jī)械設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

　　[4]曾令宜.AutoCAD2008工程繪圖教程.北京：高等教育出版社，2008.

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